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《35牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用--習(xí)題課：用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決幾類典型問(wèn)題學(xué)案（教科版必修1）》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、學(xué)案6習(xí)題課：用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決幾類典型問(wèn)題知識(shí)?儲(chǔ)備區(qū)［學(xué)習(xí)冃標(biāo)定位］1.學(xué)會(huì)分析含有彈簧的瞬時(shí)問(wèn)題2應(yīng)用整體法和隔離法解決簡(jiǎn)單的連接體問(wèn)題.3.學(xué)握臨界問(wèn)題的分析方法.溫故追本溯源推陳方可知新1.牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma.其中加速度g與合外力F存在著融對(duì)應(yīng)關(guān)系，Q與F同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失；d的方向始終與合外力F的方向相同.學(xué)習(xí)?探究區(qū)2.解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵是做好兩個(gè)分析：受力情況分析和運(yùn)動(dòng)情況分析,同時(shí)抓住聯(lián)系受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的橋梁：加速度.基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究—、瞬時(shí)加速度問(wèn)題根據(jù)牛頓第二定律，加速度。與
2、合外力F存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系：合外力恒定，加速度恒定;合外力變化，加速度變化；合外力等于零，加速度等于零.所以分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析該時(shí)刻物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度.應(yīng)注意兩類基本模型的區(qū)別：(1)剛性繩(或接觸面)模型：這種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，彈力立即改變或消失，形變恢復(fù)幾乎不需要時(shí)問(wèn).(2)彈簧(或橡皮繩)模型：此種物體的特點(diǎn)是形變量大，形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)問(wèn)題中，其彈力的大小往往可以看成是不變的.【例1】如圖1中小球質(zhì)量為〃?，處于靜止?fàn)?/p>
3、態(tài)，彈簧與豎直方向的夾角為&.則：圖1⑴繩0〃和彈簧的拉力各是多少？(2)若燒斷繩瞬I'可，物體受幾個(gè)力作用？這些力的大小是多少?(3)燒斷繩0B瞬I'可，求小球m的加速度的大小和方向.解析(1)對(duì)小球受力分析如圖甲所示其中彈簧彈力與重力的合力F甲與繩的拉力F等大反向則知F=wgtan0;F彈=cQs〃(2)燒斷繩03的瞬間，繩的拉力消失，而彈簧還是保持原來(lái)的長(zhǎng)度，彈力與燒斷前相同.此時(shí)，小球受到的作用力是重力和彈力，大小分別是G=〃?g,F莽=話?(3)燒斷繩03的瞬間，重力和彈簧彈力的合力方向水平向右，與燒斷繩03前0B繩的拉
4、力大小相等，方向相反，(如圖乙所示)即尸合=7??gtan0,由牛頓第二定律得小球的加速度Q=￡^=gtan0,方向水平向右.答案(1)Anglan0mgcos0(2)兩個(gè)重力為加g彈簧的彈力為舲(3)gtan0水平向右針對(duì)訓(xùn)練1如圖2所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為加的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為％、??重力加速度大小為g?則有()A.%=0,ai=gB?a2=g小m+MC.4=0,a2=—莎m+M
5、D.Q
6、=g,。2=mg答案C解析在抽出木板后的瞬間，彈簧對(duì)木塊1的支持力和對(duì)木塊2的壓力并未改變.木塊1N‘受重力和支持力，mg=N,a=0,木塊2受重力和壓力，根據(jù)牛頓第二定律血=歷=m+MMg,故選C.二、動(dòng)力學(xué)中的臨界問(wèn)題分析若題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語(yǔ)時(shí)，一般都有臨界狀態(tài)出現(xiàn).分析時(shí),可用極限法，即把問(wèn)題（物理過(guò)程）推到極端，分析在極端情況下可能出現(xiàn)的狀態(tài)和滿足的條件.在某些物理情景中，由于條件的變化，會(huì)出現(xiàn)兩種不同狀態(tài)的銜接，在這兩種狀態(tài)的分界處，某個(gè)（或某些）物理量可以取特定的值，例如具有最大值或
7、最小值.常見類型有：⑴隱含彈力發(fā)生突變的臨界條件彈力發(fā)生在兩物體的接觸面之間，是一種被動(dòng)力，其大小由物體所處的狀態(tài)決定，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，彈力發(fā)生突變.（2）隱含摩擦力發(fā)生突變的臨界條件摩擦力是被動(dòng)力，其存在與否及方向由物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)決定，靜摩擦力為零是狀態(tài)方向發(fā)生變化的臨界狀態(tài)；靜摩擦力最人是物體恰好保持相對(duì)靜止的臨界狀態(tài).【例2）如圖3所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45叩勺光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球.（1）當(dāng)滑塊至少以多大的加速度d向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零？（2）當(dāng)滑塊以°’=
8、2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力為多大？解析（1）假設(shè)滑塊具有向左的加速度a時(shí)，小球受重力加g、線的拉力F和斜面的支持力N作用，如圖甲所示.由牛頓第二定律得水平方向：Feos45°—Ncos45°=ma,豎直方向:Fsin45°+?/sin45°-wg=0.由上述兩式解得7V_2sin45°尸_2cos45°?由此兩式可以看出，當(dāng)加速度q增大時(shí)，球所受的支持力N減小，線的拉力F增大.當(dāng)a=g時(shí)，N=0,此時(shí)小球雖與斜面接觸但無(wú)壓力，處于臨界狀態(tài)，這時(shí)繩的拉力為尸=c（W°=Q"g?所以滑塊至少以Q=g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)小球?qū)瑝K的
9、壓力等于寒.（2）當(dāng)滑塊加速度G>g時(shí)，小球?qū)ⅰ帮h”離斜面而只受線的拉力和重力的作用，如圖乙所示，此時(shí)細(xì)線與水平方向間的夾角（z<45°.由牛頓第二定律得Fcosa=ma',F'sina=mg，解得F‘=nrJa'2+g~=y[5mg.答案（l）
