高中物理 习题课三 牛顿运动定律的三类典型问题课件 新人教版必修1-新人教版高一必修1物理课件.pptVIP

习题课三牛顿运动定律的三类典型问题

一瞬时加速度问题1.两类模型:(1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间。

(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳),特点是形变量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变。

2.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(烧断细绳、剪短弹簧、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、发生在被撤去物体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。

【典例示范】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 世纪金榜导学号()

A.aA=0,aB=0B.aA=g,aB=gC.aA=3g,aB=gD.aA=3g,aB=0

【解析】选D。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。

【母题追问】1.在【典例示范】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=g D.aA=3g,aB=0

【解析】选B。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aA=0。故本题选B。

2.在【典例示范】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

【解析】选C。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=FT′+mg,FT′=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。

【补偿训练】1.(多选)质量均为m的A、B两个小球之间连接一个质量不计的弹簧,放在光滑的台面上。A球紧靠墙壁,如图所示,今用恒力F将B球向左挤压弹簧,达到平衡时,突然将力撤去,此瞬间 ()

A.A球的加速度为B.A球的加速度为0C.B球的加速度为 D.B球的加速度为

【解析】选B、D。撤去恒力F前,A和B都平衡,它们的合力都为0,且弹簧弹力为F。突然将力F撤去,对A来说水平方向依然受弹簧弹力和墙壁的弹力,二力平衡,所以A球的合力为0,加速度为0,A错误,B正确;而B球在水平方向只受水平向右的弹簧的弹力作用,加速度a=,故C错误,D正确。

2.如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量均为m,B和C分别固定在竖直弹簧两端,弹簧的质量不计。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态。现将悬挂吊篮的轻绳剪断,在轻绳刚断的瞬间 ()

A.物体B的加速度大小为gB.物体C的加速度大小为2gC.吊篮A的加速度大小为3gD.A、C间的弹力大小为0.5mg

【解析】选D。弹簧开始的弹力F=mg,剪断细线的瞬间,弹簧弹力不变,B的合力仍然为零,则B的加速度为0,A错误;剪断细线的瞬间,弹力不变,将C和A看成一个整体,根据牛顿第二定律得,,即A、C的加速度均为1.5g,B、C错误;剪断细线的瞬间,A受到重力和C对A的作用力,对A:FC+mg=ma。得:FC=ma-mg=0.5mg,D正确。

二连接体问题1.连接体:两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同加速度的整体叫连接体。如几个物体叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、细杆等连在一起。

2.处理连接体问题的方法:(1)整体法:把多个物体组成的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。

(2)隔离法:把系