教科版高中物理必修第一册精品课件 第4章 牛顿运动定律 习题课 用牛顿运动定律解决几类问题.ppt

;重点难点探究与突破;【学习任务与素养目标】

1.会求物体受力突变的瞬时加速度。(科学思维)

2.会用整体法、隔离法解决简单的连接体问题。(科学思维)

3.掌握临界问题、极值问题的分析方法。(科学思维);;;刚性绳模型(细钢丝、细线、轻杆等);;解析根据题述可知,A、B两球的质量相等,均设为m,剪断细绳L2瞬间,对A球受力分析,如图甲所示,由于细绳L1的拉力突变,沿细绳L1方向和垂直于细绳L1方向进行力的分解,得T=mgcosθ,ma1=mgsinθ,剪断细绳L2瞬间,对B球进行受力分析,如图乙所示,由于弹簧的弹力不发生突变,则弹簧的弹力还保持不变,有Fcosθ=mg,ma2=mgtanθ,所以T∶F=cos2θ∶1,a1∶a2=cosθ∶1,故B、D正确。;方法技巧受力条件变化时瞬时加速度的求解思路

(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,求出各力大小(若物体处于平衡状态,则利用平衡条件;若处于加速状态则利用牛顿运动定律)。

(2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力,发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失)。

(3)求物体在状态变化后所受的合力,利用牛顿第二定律,求出瞬时加速度。;对点演练

1.(多选)质量均为m的A、B两球之间连有一轻弹簧,放在光滑的水平台面上,A球紧靠墙壁,如图所示。用力F将B球向左推压弹簧,静止后,突然将力F撤去的瞬间();解析撤去力F之前,B球水平方向受到力F和弹簧的弹力作用,处于静止状态,有F=F弹,A球受到弹簧向左的弹力和墙壁向右的支持力处于静止状态。力F撤去瞬间,弹簧弹力不变,所以A球受力不变,合力仍然为零,加速度为零,A错误,B正确;对于B球,此时水平方向只受到弹簧向右的弹力,所以加速度大小a=,C错误,D正确,故选B、D。;;3.临界问题常见类型及临界条件:

(1)接触与脱离的临界条件:两物体接触面弹力为零。

(2)相对静止或相对滑动的临界条件是:静摩擦力达到最大静摩擦力。

(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子能承受的张力是有限的,绳子上张力达到最大值是其断与不断的临界条件;绳子上张力为零为其松弛的临界条件。

(4)加速度最大与速度最大的临界条件:物体所受合外力最大时,具有最大的加速度;受合???力最小时,加速度最小。当物体出现加速度为零时,物体处于临界状态,对应速度达到最大或最小。;4.求解临界、极值问题的三种常用方法:

(1)极限法:把物理问题(过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的。

(2)假设法:临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件,往往用假设法。

(3)数学方法:将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件。;;解析方案一:撤去力F1,A、B开始向上运动,当弹簧处于原长时,两物块的加速度相同,均为重力加速度g,此时两物块之间的弹力为零,之后由于弹簧拉伸,A的加速度大于B的加速度,A、B分离。方案二:当两物块之间的弹力为零时,A、B分离,加速度相同。由于存在恒力F2,此时有F2-mg=ma,该加速度不是重力加速度,A的加速度与之相同,所以弹簧要提供向上的弹力,弹簧仍处于压缩状态。故A、B、D正确。;方法技巧解决此类问题的关键是对物体运动情况的正确描述,对临界状态正确判断与分析,找出处于临界状态时存在的独特的物理关系,即临界条件。;对点演练

2.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上端固定一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧下端连有一质量为m的小球,小球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变。若手持挡板A以加速度a(agsinθ)沿斜面匀加速下滑,求:;解析(1)当小球与挡板分离时,挡板对小球的作用力恰好为零,对小球由牛顿第二定律得mgsinθ-kx=ma;(2)小球的速度达到最大时,其加速度为零,则有

kx=mgsinθ;;;方法技巧连接体问题的求解技巧

(1)解决系统各部分具有相同的加速度的情况时,优先采用整体法,对于加速度不同的连接体一般采用隔离法。

(2)若连接体内各物体具有相同的加速度且需要求解物体间的相互作用力,就可以先用整体法求解出加速度,再利用隔离法分析其中某一个物体的受力,应用牛顿第二定律求解力,即先整体求解加速度,后隔离求解内力。

(3)若已知某物体的受力情况,可先隔离该物体,分析求出它的加速度,再以整体为研究对象,分析求解整体所受的合力。;对点演练

3.(多选)如图所示,在光滑地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动,小车质量是m0,木块质量是m,力大小是F,加速度大小是a,木块和小车之间动摩擦因数是μ,则