2017-2018学年高中物理 第四章 牛顿运动定律 习题课 用牛顿运动定律解决几类典型问题课件 新人教版必修1

习题课:用牛顿运动定律解决几类典型问题,知识点一,知识点二,知识点三,瞬时加速度问题问题导引如图所示,用手向下压弹簧玩偶的头部,若人向下压的力为F,弹簧玩偶的头部质量为m,人手实然撤离时,弹簧玩偶头部的加速度为多大?要点提示:人手向下压时,弹簧玩偶的头部受三个力作用:手向下的压力F、重力mg和弹簧的弹力FN,三力作用下弹簧玩偶头部处于平衡状态,所以FN=mg+F,当人手离开的瞬间,弹力和重力不变,所以弹簧玩偶头部的加速度为,知识点一,知识点二,知识点三,知识归纳根据牛顿第二定律,加速度a与合外力F存在着瞬时对应关系。所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。应注意两类基本模型的区别:(1)刚性绳(或接触面)模型:这种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,弹力立即改变或消失,形变恢复几乎不需要时间。(2)弹簧(或橡皮绳)模型:此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成是不变的。,知识点一,知识点二,知识点三,典例剖析【例1】 如图中小球质量为m,处于静止状态,弹簧与竖直方向的夹角为。则:(1)绳OB和弹簧的拉力各是多少?(2)若烧断绳OB瞬间,物体受几个力作用?这些力的大小是多少?(3)烧断绳OB瞬间,求小球m的加速度的大小和方向。,知识点一,知识点二,知识点三,知识点一,知识点二,知识点三,知识点一,知识点二,知识点三,规律方法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外力,利用牛顿第二定律,求出瞬时加速度。,知识点一,知识点二,知识点三,变式训练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。今用力F将B球向左推压弹簧,静止后,突然将力F撤去的瞬间(),知识点一,知识点二,知识点三,解析:撤去F之前,水平方向受到推力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。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 ,C错误,D正确,故选B、D。答案:BD,知识点一,知识点二,知识点三,牛顿第二定律的临界和极值问题问题导引许多生意火爆的餐厅要求服务员服务更多的顾客,服务员需要用最短的时间将菜肴送至顾客处。假定某服务员用手托托盘方式(如图)给顾客上菜,要求全程托盘水平。托盘和手之间的动摩擦因数为0.2,g取10 m/s2,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。服务员运动的最大加速度是多少?要点提示:托盘受摩擦力而加速,它的最大加速度为2 m/s2,为了手与托盘间不打滑,服务员的加速度最大不能超过2 m/s2。,知识点一,知识点二,知识点三,知识归纳1.若题目中出现“最大”“最小”“刚好”等词语时,一般都有临界状态出现。分析时,可用极限法,即把问题(物理过程)推到极端,分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件。2.在某些物理情景中,由于条件的变化,会出现两种不同状态的衔接,在这两种状态的分界处,某个(或某些)物理量可以取特定的值,例如具有最大值或最小值。,知识点一,知识点二,知识点三,3.常见类型有:(1)弹力发生突变的临界条件弹力发生在两物体的接触面之间,是一种被动力,其大小由物体所处的运动状态决定。相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是弹力为零。(2)摩擦力发生突变的临界条件摩擦力是被动力,由物体间的相对运动趋势决定。静摩擦力为零是状态方向发生变化的临界状态;静摩擦力最大是物体恰好保持相对静止的临界状态。,知识点一,知识点二,知识点三,典例剖析【例2】 如图所示,在倾角为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(aa2B.a1=a2C.a1a2D.无法确定,1,2,3,3.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体,A、B间的最大静摩擦力为mg,现用水平拉力F拉B、使A、B以同一加速度运动,则拉力F的最大值为()A.mgB.2mgC