名师课堂辅导讲座—高中部分牛顿运动定律的解题ppt课件

1、高中物理课堂辅导讲座高中物理课堂辅导讲座高中部分高中部分农一师高级中学农一师高级中学主讲人：主讲人： 延洪波延洪波对定律的了解对定律的了解 牛顿第二定律：牛顿第二定律：F F合合=ma=ma 1 1矢量性：物体加速度的方向总是矢量性：物体加速度的方向总是与合外力的方向一样与合外力的方向一样 2 2瞬时性：物体的加速度与合外力瞬时性：物体的加速度与合外力同时产生、同时消逝、同时变化。同时产生、同时消逝、同时变化。 胡克定律胡克定律:F=KX:F=KX 弹力随弹簧的伸长、缩短而变化，长弹力随弹簧的伸长、缩短而变化，长度不变，弹力不变。度不变，弹力不变。 牛顿定律牛顿定律与弹簧类问题难点产生的缘由与

2、弹簧类问题难点产生的缘由 牛顿定律：牛顿定律： F合合=ma受力分析受力分析 运动学规律运动学规律F=KX胡克定律胡克定律问题分析问题分析一、分析、讨论加速度的一、分析、讨论加速度的变化：变化：例例1：物体从某一高度自在落下，落在：物体从某一高度自在落下，落在直立的轻弹簧上，如下图，在直立的轻弹簧上，如下图，在A点物体点物体开场与弹簧接触，到开场与弹簧接触，到C点时速度为零，点时速度为零，然后弹回，那么以下说法正确的选项然后弹回，那么以下说法正确的选项是是 A.物体从物体从A下降到下降到C的过程中，速率的过程中，速率不断变小不断变小 B.物体从物体从C上升到上升到A的过程中，速率的过程中，速率

3、不断变大不断变大 C.物体从物体从A下降到下降到C，以及从，以及从C上升上升到到A的过程中，速率都是先增大后减小的过程中，速率都是先增大后减小 D.物体在物体在C点时，所受合力为零点时，所受合力为零ABC 分析：当小球落在弹簧上分析：当小球落在弹簧上时，小球受两个力：重力时，小球受两个力：重力和弹簧的弹力。产生的加和弹簧的弹力。产生的加速度是：速度是：mkxmgmFa合ABCKXmg在下落的过程中，小球所受在下落的过程中，小球所受的重力不变、质量不变、弹的重力不变、质量不变、弹簧的劲度系数不变。随着小簧的劲度系数不变。随着小球的下落，球的下落，x 逐渐添加。逐渐添加。0 0小小球球减减速速下下

4、落落小小球球速速度度最最大大小小球球加加速速下下落落a aC C) )，k kx x时时（B Bm mg g0 0a ak kx x时时( (B B点点），m mg g0 0, ,a aB B) )，k kx x时时( (A Am mg g当：当：答案：答案：CABCKXmg 例例2：如下图，竖直光滑杆上套有一个小球：如下图，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球固定于杆上，小球处于静止形状，设拔去销钉处于静止形状，设拔去销钉M瞬间，小球加瞬间，小球加速度大小为速度大小为12m/

5、s2,假设不拔去销钉假设不拔去销钉M而拔而拔去去N的瞬间，小球的加速度能够是的瞬间，小球的加速度能够是g=10m/s2 A.22m/s2竖直向上竖直向上 B.22m/s2竖直向下竖直向下 C.2m/s2竖直向上竖直向上 D.2m/s2竖直向下竖直向下MNAB 分析：由于此题只通知了加速分析：由于此题只通知了加速度的大小，没有通知加速度的度的大小，没有通知加速度的方向，因此加速度只需两个方方向，因此加速度只需两个方向：向上或者向下。向：向上或者向下。1当当a向下时向下时:由于去掉的是由于去掉的是M，所以上弹簧没有力，而下，所以上弹簧没有力，而下弹簧长度没有变，所以下弹簧弹簧长度没有变，所以下弹簧

6、的弹力不变，重力不变，由平的弹力不变，重力不变，由平衡条件的推论，此时的合力与衡条件的推论，此时的合力与上弹簧没有去掉时的弹力大小上弹簧没有去掉时的弹力大小相等，方向相反，因此去掉相等，方向相反，因此去掉N时，时，小球遭到重力和上弹簧的弹力，小球遭到重力和上弹簧的弹力，合力为合力为F合合=ma-mg=2m a=2(m/s2)向上向上mgMNABF=maF合合=maMNAB 当当a向上时：同理，由于去掉的向上时：同理，由于去掉的是是M，所以上弹簧没有力，而下，所以上弹簧没有力，而下弹簧长度没有变，所以下弹簧的弹簧长度没有变，所以下弹簧的弹力不变，重力不变，由平衡条弹力不变，重力不变，由平衡条件的

7、推论，此时的合力与上弹簧件的推论，此时的合力与上弹簧没有去掉时的弹力大小相等，方没有去掉时的弹力大小相等，方向相反，因此去掉向相反，因此去掉N时，小球遭时，小球遭到重力和上弹簧的弹力，合力为到重力和上弹簧的弹力，合力为 F合合=ma+mg=22m a=22(m/s2)向下向下 答案：答案：B CmgMNABF=maF合合=maMNAB二、临界形状问题二、临界形状问题 例例1：如下图，轻弹簧上端：如下图，轻弹簧上端固定，下端衔接着重物质固定，下端衔接着重物质量为量为m.先由托板先由托板M托住托住m，使弹簧比自然长度缩短使弹簧比自然长度缩短L，然后由静止开场以加速度然后由静止开场以加速度a匀加速向

8、下运动。知匀加速向下运动。知ag，弹簧劲度系数为弹簧劲度系数为k，求经过，求经过多长时间托板多长时间托板M将与将与m分开？分开？mMa分析与解答：当托板与重分析与解答：当托板与重物分别时，托板对重物没物分别时，托板对重物没有作用力，此时重物只遭有作用力，此时重物只遭到重力和弹簧的作用力，到重力和弹簧的作用力，只在这两个力作用下，当只在这两个力作用下，当重物的加速度也为重物的加速度也为a时，重时，重物与托板恰好分别。物与托板恰好分别。mamgkx 根据牛顿第二定律，得：根据牛顿第二定律，得： mg-kx=ma x=m(g-a)/k 由运动学公式：由运动学公式：L+x=at2/22 2a at t

9、k ka a) )m m( (g gK KL L2 2kaagmkLt)(2三、位移的变化与力的变化三、位移的变化与力的变化相联络的问题相联络的问题 例例1:如下图，竖直放置的劲度如下图，竖直放置的劲度系数系数k=800N/m的轻弹簧上有的轻弹簧上有一质量不计的轻盘，盘内放着一质量不计的轻盘，盘内放着一个质量一个质量m=12kg的物体，开的物体，开场时场时m处于静止形状，现给物处于静止形状，现给物体施加一个竖直向上的力体施加一个竖直向上的力F，使，使其从静止开场向上做匀加速直其从静止开场向上做匀加速直线运动，知头线运动，知头0.2S内内F是变力，是变力，在在0.2S后后F是恒力，取是恒力，取g

10、=10m/s2,那么那么F的最小值是的最小值是 N，最大值是，最大值是 N.kFm分析与解答：分析与解答：m在上升的过程中，在上升的过程中，遭到重力、弹簧的弹力、和拉遭到重力、弹簧的弹力、和拉力。由于标题通知我们，力。由于标题通知我们，F在在0.2S内是变力，阐明内是变力，阐明0.2s时弹簧时弹簧已到达原长，已到达原长，0.2s内走的间隔就内走的间隔就是弹簧原来紧缩的长度。是弹簧原来紧缩的长度。kxo=mg xo=mg/k=3/20(m)xo=at2/2 a=2x/t2=7.5(m/s2)kFmmgkx由牛顿定律：由牛顿定律： F-mg+kx=ma当当kx最大时最下最大时最下端端kx0，F最小

11、，最小，F= mg+ma-kx0 =ma=127.5 =90(N)当当kx最小时最上端最小时最上端kx=0, F最大，最大，F=mg+ma=120+90=210NkFmmgkx 例例2.将金属块用紧缩的轻弹簧将金属块用紧缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所卡在一个矩形的箱中，如图所示。在箱的上顶板和下顶板安示。在箱的上顶板和下顶板安有压力传感器，箱可以沿竖直有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以轨道运动。当箱以a=2.0m/s2的的加速度作竖直向上的加速运动时，上顶板的加速度作竖直向上的加速运动时，上顶板的传感器显示的压力为传感器显示的压力为6.0N，下顶板的传感，下顶板的传感器显示的压力为器显示的压力为10.0N。取。取g=10m/s2。假设上顶板传感器的示数是下顶板传感器假设上顶板传感器的示数是下顶板传感器的示数的一半的示数的一半,试判别箱的运动情况。试判别箱的运动情况。分析与解答：由于静止分析与解答：由于静止时，上顶板的压力是时，上顶板的压力是6N，下顶板的压力是下顶板的压力是10N,由由物体的平衡得：物体的平衡得：N1=N2+mg m=1/3(kg)N1N2mg当上顶板的示数是下顶板的一半时，由当上顶板的示数是下顶板的一半时，由于弹簧的长度没有