2022-2023学年新教材高中物理第四章运动和力的关系素养提升12牛顿第二定律的瞬时性学案新人教版必修第一册

欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！素养提升⑫牛顿第二定律的瞬时性1.瞬时性模型加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型．2．解答瞬时性问题的一般思路(1)分析原来物体的受力情况．(2)分析物体在突变时的受力情况．(3)由牛顿第二定律列方程求解．【典例】如图所示，质量分别为m和2m的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬时加速度aA、aB的大小分别是()A．aA＝0，aB＝0B．aA＝g，aB＝gC.aA＝3g，aB＝gD．aA＝3g，aB＝0迁移拓展1在【典例】情境中，如果将悬挂B球的弹簧剪断，此时A和B两球的瞬时加速度aA、aB的大小分别是()A.aA＝0，aB＝0B．aA＝0，aB＝gC.aA＝3g，aB＝gD．aA＝3g，aB＝0迁移拓展2在【典例】情境中，若将弹簧和细线的位置颠倒，如图所示．两球均处于静止状态．如果将悬挂B球的细线剪断，此时A和B两球的瞬时加速度aA、aB的大小分别是()A.aA＝0，aB＝0B．aA＝0，aB＝gC.aA＝2g，aB＝gD．aA＝3g，aB＝0分析瞬时性问题时抓住“两关键”(1)明确绳或杆类、弹簧或橡皮条类模型的特点．(2)分析瞬时变化前、后的受力情况和运动状态．素养训练1.[2022·湖南衡阳八中高一月考](多选)光滑斜面上，当系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，A、B质量相等，在突然撤去挡板的瞬间()A．两图中两球加速度均为gsinθB．两图中A球的加速度均为零C．图甲中B球的加速度为2gsinθD．图乙中B球的加速度为gsinθ2.如图所示，质量为m的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为θ＝30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为()A．零B．大小为233C．大小为233D．大小为33g评价检测·素养达标——突出创新性素养达标1.在行车过程中，遇到紧急刹车，乘客可能受到伤害．为此人们设计了如图所示的安全带以尽可能地减轻猛烈碰撞．假设某次急刹车时，由于安全带的作用，使质量70kg的乘客的加速度大小约为6mA．100NB．400NC．800ND．1000N2.雨滴在高空形成后，由静止开始沿竖直方向下落，雨滴受到空气阻力的作用．当雨滴速度为v0时开始计时，其运动的v­t图像如图所示，经过时间t1，速度达到v1.假设在0～t1时间内雨滴的质量不变，则在0～t1时间内()A．雨滴运动的加速度增大，雨滴受到的阻力逐渐增大B．雨滴运动的加速度减小，雨滴受到的阻力逐渐减小C．雨滴运动的加速度增大，雨滴受到的阻力逐渐减小D．雨滴运动的加速度减小，雨滴受到的阻力逐渐增大3．一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物体的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间关系的图像是()4.[2022·山东菏泽高一期末]如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m，2、4质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g，则有()A．a1＝a2＝a3＝a4＝0B．a1＝a2＝a3＝a4＝gC．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝m+MMD．a1＝g，a2＝m+MMg，a3＝0，a4＝m+M5.如图所示，手拉着小车静止在倾角为30°的光滑斜坡上，已知小车的质量为2.6kg，g＝9.8m/s2，求：(1)绳子对小车的拉力；(2)斜面对小车的支持力；(3)如果绳子突然断开，求小车的加速度大小．素养提升⑫【典例】【解析】分析B球原来受力如图甲所示，F′＝2mg剪断细线后弹簧形变不会瞬间恢复，故B球受力不变，aB＝0.分析A球原来受力如图乙所示，FT＝F＋mg，F′＝F，故FT＝3mg.剪断细线，FT变为0，F大小不变，A球受力如图丙所示，由牛顿第二定律得：F＋mg＝maA，解得aA＝3g.故本题选D.【答案】D迁移拓展1解析：剪断弹簧前，分析B球原来受力，得弹簧拉力F′＝2mg，剪断弹簧瞬间，弹簧弹力变为0，故B球只受重力，aB＝g；分析A球原来受力，FT＝F＋mg，F′＝F，故FT＝3mg.剪断弹簧瞬间，FT发生突变，变为大小等于mg，故a答案：B迁移拓展2解析：剪断细线前，分析B球原来受力，得细线拉力FT＝2mg，剪断细线瞬间，细线弹力变为0，故B球只受重力，aB＝g；分析A球原来受力，F＝F′T＋mg，F′T＝FT，故弹簧拉力F＝3mg.剪断细线瞬间，弹簧弹力不突变，A球受力如图所示，由牛顿第二定律得：F－mg＝maA，故aA＝2g.故本题选C.答案：C素养训练1．解析：撤去挡板前，对整体分析，挡板对B球的弹力大小为2mgsinθ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsinθ，加速度为2gsinθ；撤去挡板瞬间，图乙中A、B两球一起沿斜面加速向下运动，杆的弹力突变为零，A、B两球所受合力均为mgsinθ，加速度均为gsinθ.答案：CD2.解析：未撤离木板前，小球受到重力mg、弹簧的拉力F弹、木板的支持力F，如图所示，由平衡条件得Fcosθ＝mg，即F＝mgcosθ.当撤离木板的瞬间，由于弹簧的弹力不能突变，当木板的支持力F突然消失时，小球只受重力mg和弹簧的弹力F弹的作用，它们的合力大小等于F，方向与F的方向相反，故小球加速度方向垂直于木板向下，大小为a＝Fm＝gcos答案：C评价检测·素养达标1．解析：根据牛顿第二定律得：作用力F＝ma＝70×6N＝420N，所以安全带对乘客的作用力最接近400N，故选项B正确．答案：B2．解析：v­t图像切线斜率不断减小，根据速度—时间图像的斜率表示加速度可知，雨滴运动的加速度在减小．根据牛顿第二定律得mg－f阻＝ma，可知阻力在增大．答案：D3．解析：物块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，根据牛顿第二定律，有F－Ff＝ma，即F＝ma＋Ff，该关系为线性函数．当a＝0时，F＝Ff；当F＝0时a＝－Ff答案：C4．解析：在抽出木板的瞬间，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自的重力，所以由牛顿第二定律知a1＝a2＝g；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg，因此物块3满足mg＝F，a3＝0；由牛顿第二定律得物块4满足a4＝F+MgM＝M+mM答案：C5．解析：(1)小车沿斜面方向受力平衡，F拉＝mgsin30°＝2.6×9.8×12(2)