高中物理(人教版)必修1配套+专题复习五+用牛顿运动定律解决几类典型问题讲述.ppt

专题复习五 用牛顿运动定律解决几类典型 问题 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：合外力恒定，加速度恒定；合外力变化，加速度变化； 合外力等于零，加速度等于零，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： 瞬时加速度问题 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． 【典例1】 如图5－1所示，用细线拉着小球A向上做加速运动，小球A、B间用轻质弹簧相连，两球的质量分别为m和2m，加速度的大小为a，若拉力F突然撤去，则A、B两球的加速度大小分别为aA＝________，aB＝________． 图5－1 答案　3g＋2a　a 1．如图5－2所示，用手提一轻弹簧，弹簧下端挂一金属球．在将整个装置匀加速上提的过程中，手突然停止不动，则在此后一小段时间内 (　　)． 图5－2 A．小球立即停止运动 B．小球继续向上做减速运动 C．小球的速度与弹簧的形变量都要减小 D．小球的加速度减小 答案　D 2．如图5－3所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角为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，小球的加速度大小为 (　　)． 图5－3 答案　B 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，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)物理量取特定的值，例如具有最大值或最小值． 动力学中的临界问题分析 【典例2】 如图5－4所示，有一块木板静止在光滑水平面上，质量M＝4 kg，长L＝1.4 m．木板 图5－4 右端放着一个小滑块，小滑块质量m＝1 kg，其尺寸远小于L，小滑块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4.(取g＝10 m/s2) (1)现将一水平恒力F作用在木板上，为使小滑块能从木板上面滑落下来，则F大小的范围是多少？ (2)其他条件不变，若恒力F＝22.8 N，且始终作用在木板上，最终使得小滑块能从木板上滑落下来，则小滑块在木板上面滑动的时间是多少？ 解析　(1)要使小滑块能从木板上滑下，则小滑块与木板之间应发生相对滑动，此时，对小滑块分析得出μmg＝ma1，解得a1＝4 m/s2， 对木板分析得出F－μmg＝Ma2， 加速度a1、a2均向右，若小滑块能从木板上滑下，则需要满足a2a1，解得F20 N. (2)当F＝22.8 N时，由(1)知小滑块和木板发生相对滑动，对木板有F－μmg＝Ma3，则a3＝4.7 m/s2. 答案　(1)F20 N　(2)2 s 1．质量为m的小球放在光滑水平面上，在竖直线MN的左方受到水平恒力F1作用(小球可视为质点)，在MN右方除受F1外还受到与F1在同一条直线上的水平恒力F2的作用．现设小球从A点由静止开始运动，如图5－5甲所示，小球运动的v－t图象如图乙所示．由图可知下列说法正确的是 (　　)． 图5－5 答案　AD 2．如图5－6所示，质量为M的木板上放着一质量为m的木块，木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2，加在木板上的力F至少为多大时，才能将木板从木块下抽出？ 图5－6 解析　设当F＝Fmin时恰好能将木板从木块下抽出，此时对M、m组成的整体进行受力分析如图甲所示 由牛顿第二定律，得： Fmin－μ2(M＋m)g＝(M＋m)a ① 对m进行受力分析如图乙所示 由牛顿第二定律，得： μ1mg＝ma ② 联立①②解得：Fmin＝(M＋m)g(μ1＋μ2) 答案　(M＋m)g(μ1＋μ2) 1．几个物体连接在一起在外力作用下的运动，求解它们的运动规律及所受外力和相互作用力，这类问题被称为连接体问题． 简单的连接体问题 2．分析连接体问题的方法：整体法和隔离法 (1)整体法：把整个系统作为一个研究对象来分析的方法，不必考虑系统内力的影响，只考虑系统受到的外力当所求问题不涉及相互作用力时，可选整体为研究对象． (2)隔离法：把系统中的各个部分(或某一部分)隔离，作为一个单独的研究对象来分析的方法．此时系统的内力就有可能成为该研究对象的外力．当求物体间的相互作用力