7牛顿第二定律的应用合编.ppt

* 第二单元 牛顿第二定律及其应用 一、基础整合 —《三维设计》P13 考查点二 1、牛顿第二定律 内容、适用范围 2、单位制 基本单位、导出单位 例1、如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是 A. 向右做加速运动 B. 向右做减速运动 C. 向左做加速运动 D. 向左做减速运动 A D a方向 F合方向 确定 运动性质 确定 结合v0 原因 结果 a大小、方向 F合大小、方向 确定 推断 二、对牛顿第二定律的理解 1、“因果性”和“同向性”： 牛顿第二定律F合=ma是矢量式，加速度的方向由物体所受合外力的方向决定，二者总是相同。 例2：小车从足够长的光滑斜面自由下滑，斜面的倾角为α，小车上用细线吊着小球m，若小球与小车相对静止，则下列四图中悬线的状态可能的是 整体F合大小和方向 确定 F的大小和方向 整体（小球）的a大小和方向 确定 小球的F合大小和方向 正交分解 α α α α A B C D √ 例3： 匀速上升的升降机顶部有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球。若升降机突然停止，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中 A. 速度逐渐减小 B. 加速度先增大后减小 　　　　　　　　　 C. 加速度逐渐增大 D. 加速度逐渐减小 ⑴判断物体的运动性质，要根据a（或F合）方向与初始速度v情况确定。速度的增减，要由a和v方向是相同还是相反决定 ⑵模型化归（竖直方向上的弹簧振子） A C 二、对牛顿第二定律的理解 2、“瞬时性”： 物体的加速度a与所受合外力F存在瞬时一一对应关系。a为某一瞬时的加速度，F即为该时刻物体所受的合力。 例4：如图甲、乙、丙、丁所示，质量均为m的物体受到同样大小的力F作用，处于静止状态。图甲、丙中物体的一端与轻质弹簧相连，图乙中物体的左端靠在墙上，图丁中物体的上端用细线系在天花板上，各接触面均光滑。在撤去力F的瞬间，图甲乙丙丁中各物体的加速度大小分别用a1、a2、a3、a4表示，则 A、 a1=0，a2=0 B、 a1=F/m，a2=0 C、 a3=F/m，a4 =0 D、 a3=0，a4=F/m 甲 乙 丙 丁 明确“轻绳”和“轻弹簧” 两个理想模型的区别 (BC) 瞬时性的深入研究——瞬时问题 研究某一时刻物体的受力和运动突变的关系称为力和运动的瞬时问题,简称“瞬时问题”.“瞬时问题”常常伴随着这样一些标志性词语:“瞬时”、“突然”、“猛地”、“刚刚”等. 两个模型： 1、轻弹簧模型(弹簧、橡皮筋等)：变化瞬间，力不变 由于发生的是明显形变，恢复形变需要一段时间，在其他力变化的瞬间，弹簧、橡皮筋上力保持不变。当弹簧的一端不与有质量的物体连接时，轻弹簧的形变也不需要时间，弹力突然消失。 2、轻绳模型（绳（线）、杆、硬的接触面等）：变化瞬间,力发生突变 由于发生的是微小形变，形变的恢复时间可忽略，在其他力变化的瞬间，将会迅速引起绳、线等物体上力的突变。这种情况下,绳上力的变化较复杂,需要根据物体下一步的运动趋势来分析判断. 　练习１： 求剪断水平细线的瞬间，A、B的加速度怎样？ 绳上力的变化较复杂,需要根据物体下一步的运动趋势来分析判断 练习２： 如图，以水平向右加速度a向右加速前进的车厢内，有一光滑的水平桌面，在桌面上用轻弹簧连结质量均为m的两小球相对车静止，当绳剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为多大？方向如何？ a A B 练习３：如图，木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在木块C上，三者静置于地面，A、B、C的质量之比是1：2：3，设所有接触面都光滑，当沿水平方向抽出木块C的瞬间，A和B的加速度分别是aA= ，aB= 。 A B C 0 3g/2 例5：一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg，人的质量为M=55kg，起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2，求这时人对吊台的压力。(g=9.8m/s2) 解：对人和吊台组成的系统： 对人： 由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等，方向