牛顿第二定律的应用:瞬时问题
牛顿第二定律瞬时性问题专题
牛顿第二定律在瞬时问题中的实例分析
自由落体运动
当物体仅受重力作用时,根据牛顿第二定律可以得出自由落体的加速度为9.8m/s²,进而分析自由落体的 运动规律。
弹性碰撞
当两个物体发生弹性碰撞时,根据牛顿第二定律可以计算出碰撞后的速度和方向。
牛顿第二定律在瞬时问题中的实践意义
工程应用
在机械工程、航空航天等领域中,牛顿第二定律被广泛应用于分析各种瞬时作用力和运 动状态变化的问题。
牛顿第二定律瞬时性问题是指物体在受到力的作用时,其加速度立即产生,而不需要经过一段时间的 延迟。这一特性在经典力学中得到了广泛的应用和认可。
牛顿第二定律瞬时性问题的研究涉及到物体运动状态的改变和力的作用方式,对于理解力学的基本原理 和解决实际问题具有重要的意义。
虽然牛顿第二定律瞬时性问题的理论已经相当成熟,但在实际应用中仍然存在一些挑战和限制,需要进 一步研究和探讨。
随着科学技术的发展,未来研究将更 加注重实验研究和观测技术的提升, 以实现更精确的瞬时测量和更深入的 物理机制探索。
跨学科合作将成为研究的重要方向, 通过与物理学、数学、工程学等领域 的交叉融合,拓展牛顿第二定律瞬时 性问题的研究领域和应用范围。
05 结论
CHAPTER
牛顿第二定律瞬时性问题的总结
牛顿第二定律适用于宏观低速的物体,即适用于速度远小于 光速的物体。
惯性参考系
牛顿第二定律只在惯性参考系中成立,即在不受外力作用的 参考系中成立。
02 瞬时性问题解析
CHAPTER
瞬时性问题的定义
瞬时性问题的定义
在牛顿第二定律中,瞬时性问题是指物体在受到力的作用后,其加速度立即产生 ,而不需要经过一段时间的延迟。
安全保障
《牛顿第二定律的应用——瞬时性问题》导学案
培养良好的解题习惯、建立思路、掌握方法是难点。
一、两种基本模型:
1、刚性绳模型(细钢丝、细线等):认为是一种不发生明显形变即可产生弹力的物体,它的形变的发生和变化过程历时极短,在物体受力情况改变(如某个力消失)的瞬间,其形变可随之突变为受力情况改变后的状态所要求的数值。
2、轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等):此种形变明显,其形变发生改变需时间较长,在瞬时问题中,其弹力的大小可看成是不变。
A.都等于B. 和0
C.和0 D.0和
四、我学到了什么?
A.22m/s2竖直向上B.22m/s2竖直向下
C.2m/s2竖直向上D.2m/s2竖直向下
3.如图所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个质量为m的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零瞬间,小球的加速度大小为:()
A.gB. gC.0D.g
两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为:()
《牛顿第二定律的应用——瞬时性问题》导学案
学习目标:
1、巩固记忆牛顿第二定律内容、公式和物理意义;
2.通过例题分析、讨论、练习学会应用牛顿定律解决力学问题的方法,培养审题能力、分析综合能力和运用数学工具的能力.
3.通过训提高解题规范、画图分析、完善步骤的能力.
重点:
学会应用牛顿第二定律解决力学问题的基本方法.
A和B的加速度aA=,aB=。
3.如图,用轻弹簧相连的A、B两球,放在光滑的水平面上,mA=2kg,mB=1kg,在6N的水平力F作用下,它们一起向右加速运动,在突然撤去F的瞬间,两球加速度aA=,aB=
巩固练习:
1.如图质量为m的小球用水平弹簧系住,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()
牛顿第二定律的应用(很全-自己上课用)
(2)失重产生条件 :
思 考 与 讨 论 2
在上题中,若电梯以加速度g匀加速下 降, 人对体重计的压力又会怎样呢?
3.完全失重
物体对支持物的压力(或对悬挂 物的拉力)等于零的状态,叫做 完全失重状态.
侧面有一个洞的水瓶里面装满水,让水瓶做自由
落体运动,水会不会从洞中射出来?为什么?
课堂小实验
观 察 失 重 现 象
甲 乙
V0
θ 物体以某一初速度v0冲上倾 角为θ的斜面,物体与斜面间 的动摩擦因数为μ,则物体经 多长时间上滑至最高点?
m
θ
θ
小车的斜面光滑,倾角 为θ,木块位于斜面上, 则小车应以什么样的加 速度运动才能使木块与 它保持相对静止?
m
判断车在做什么样的运动?
若m、θ已知,则车的 加速度多大?
θ 小车下滑的加速度为多大时系小球的细 线刚好与斜面垂直?
B.tl>t2>t3
C.tl<t2<t3
D.t3>tl>t2
练习 如图,底板光滑的小车上用两 个量程为20N,完全相同的弹簧甲和乙 系住一个质量为1Kg的物体,当小车在 水平路面上匀速运动时,两堂皇秤的读 数均为10N,当小车做匀加速运动时, 甲的读数是8N,则小车的加速度 是 ,方向向 。(左、 右)
5、对结果进行检验或讨论。
练习: 一木箱质量为m,与水平地面 间的动摩擦因数为μ,现用斜向右下方 与水平方向成θ角的力 F 推木箱,求经 过 t 秒时木箱的加速度。
N
V0= 0 Vt=?
竖直方向 N– Fsinθ- G = 0
① ② ③
水平方向 Fcosθ- f = ma
二者联系 f=μN
f
2024高考物理一轮复习--牛顿第二定律的应用--瞬时性问题,动力学中的两类基本问题
瞬时性问题、动力学中的两类基本问题一、瞬时问题的两类模型轻绳、轻杆和接触面的弹力能跟随外界条件发生突变;弹簧(或橡皮绳)的弹力不能突变,在外界条件发生变化的瞬间可认为是不变的.二、动力学两类基本问题1.解题指导(1)做好两个分析:①受力分析,表示出合力与分力的关系;②运动过程分析,表示出加速度与各运动量的关系.(2)熟悉两种处理方法:合成法和正交分解法.(3)把握一个关键:求解加速度是解决问题的关键.2.必备知识(1)基本思路(2)基本步骤(3)解题关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析。
(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁;速度是各物理过程间相互联系的桥梁。
三、针对练习1、如图甲、乙所示,细绳拴一个质量为m 的小球,小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑,平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°,轻杆和轻弹簧均水平。
已知重力加速度为g ,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。
下列结论正确的是( )A .甲、乙两种情境中,小球静止时,细绳的拉力大小均为43mgB .甲图所示情境中,细绳烧断瞬间小球的加速度大小为43gC .乙图所示情境中,细绳烧断瞬间小球的加速度大小为53gD .甲、乙两种情境中,细绳烧断瞬间小球的加速度大小均为53g2、如图所示,细线连接着A 球,轻质弹簧两端连接着质量相等的A ,B 球,在倾角为θ的光滑斜面体C 上静止,弹簧与细线均平行于斜面.C 的底面粗糙,在水平地面上能始终保持静止,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( ) A .两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为g sin θ B .A 球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2g sin θ C .C 对地面的压力等于A ,B 和C 的重力之和 D .地面对C 无摩擦力3、如图所示,物块1的质量为3m ,物块2的质量为m ,两者通过弹簧相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2的加速度大小分别为a 1、a 2.重力加速度大小为g .则有( ) A .a 1=0,a 2=g B .a 1=g ,a 2=g C .a 1=0,a 2=4 g D .a 1=g ,a 2=4 g4、如图所示,质量分别为m 、2m 的球A 、B 由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀减速运动的电梯内,细线承受的拉力为F ,此时突然剪断细线,在绳断的瞬间,弹簧的弹力大小和小球A 的加速度大小分别为( ) A .2F 3 2F 3m +gB .F 3 2F3m+gC .2F 3 F 3m+gD .F 3 F3m+g5、如图,A 、B 两球质量相等,光滑斜面的倾角为θ,图甲中,A 、B 两球用轻弹簧相连,图乙中A 、B 两球用轻质杆相连,系统静止时,挡板C 与斜面垂直,弹簧、轻杆均与斜面平行,则在突然撤去挡板的瞬间(重力加速度为g )( ) A .图甲中A 球的加速度不为零 B .图乙中两球加速度均为g sin θ C .图乙中轻杆的作用力一定不为零D .图甲中B 球的加速度是图乙中B 球加速度的3倍6、如图所示,质量为2 kg 的物体B 和质量为1 kg 的物体C 用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。
专题四:利用牛顿第二定律求瞬时加速度
瞬间,甲、乙两图中的A 、 B两球的加速度分别是多大?
[答案] 甲图中:aA=g aB=g 乙图中:aA=2g aB=0 甲 乙
甲
乙
【例5】如图所示,轻质弹簧的上端与一质量为m的木块1相连, 下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水 平放置的光滑木板3上,并处于静止状态,现将木板3 沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,1、2的加速
F=80N
【例3】 .如图所示,物体甲、乙质量均为m。弹簧和 悬线的质量可以忽略不计。当悬线被烧断的 瞬间,甲、乙的加速度数值应是下列哪一种情况:
A.甲是0,乙是g B.甲是g,乙是g C.甲是0,乙是0 D.甲是g/2,乙是g
甲
乙
【例4】如图所示,两个质量相同的小球A和B,甲图中两球用
不可伸长的细绳连接,然后用细绳0A悬挂起来;乙图中两 球间用轻弹簧连接,也用细绳0A悬挂起来,则剪断细绳0A
a=5m/s2
F
思考:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.如果将该例题中的轻质弹簧变成橡皮筋, 结果该如何?
2.如果将该例题中的轻质弹簧变成轻绳或轻杆, 结果又如何?
【例2】 一轻弹簧上端固定,下端挂一100N的重物,
处于平衡状态,现再施加80N的力将重物向 下拉,当重新达到平衡后放手,则在刚释放 的瞬间重物的加速度是____________ a=8m/s2 (已知:g=l0m/s2且始终在弹性限度内)
瞬间,其弹力的大小往往可
以看成不变。
小球脱离后的 瞬间弹簧对天 花板的拉力看 成不变.
【例1】如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端拴着一质量为
2千克的小球,小球置于光滑的水平地面上处于平衡状 态(弹簧处于原长),现对小球施加一大小为10N,方 向水平向右的拉力,当小球达到新的平衡后,将拉力F 撤去,则在将拉力F撤去的瞬间,小球的加速度为多大?
牛顿第二定律应用----瞬时性问题
L1
θ
y
L1
θ
律得:物体的加速度 mgsinθ=ma .
θ a=gsinθ
a
x
mg
例2、若将图1(a)中的细线L1改为长度相同、质 量不计的轻弹簧,如图2(b)所示,其他条件不变 ,现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。( 重力加速度为g) OL L1 θ 1 L2
图2(b)
解:剪断细线前, 小球所受mg和弹簧F的 合力与T等大反向,大小等于T=mgtanθ, 弹簧弹力F=mg/cosθ
答案、C
解析:如图,AB静止时,对AB
A B
x
kx-2mg=0
A B
F
y
受力F时,对AB有
K(x+y)-2mg-F=0
撤去力F时,AB受到的合 力为F,对AB有 F=2ma
对 A有 FN-mg=ma
解之得
FN=1.5N
2、如图4所示,A、B的质量分别为 mA=0.2kg , mB=0.4kg , 盘 C 的 质 量 mC=0.6kg,现悬挂于天花板O处,处于静 止状态.当用火柴烧断O处的细线瞬间,木 块A的加速度aA= ,木块B对盘C的压力 NBC= N.(取g=10m/s2) O
A
解:撤去木板C前, 对A、B球进行受力分析
kx m g ①
N kx 2m g ②
C
kx A
B
N
撤去木板C瞬时,A和B的重力及弹簧 的弹力不变 ,B物体受到的支持力突 然变为零,所以
kx mg aA 0 m 2mg aB 1.5 g 2m
F T m mg
θ
细线剪断瞬间,T立即消失,弹簧弹力不变, 仍为F=mg/cosθ,小球所受mg和F的合力不 变,仍为mgtanθ,加速度大小a=gtanθ,方 向水平向右,
应用牛顿第二定律求瞬时加速度
牛顿第二定律的应用(二)——动力学中的弹簧模型题型一:力和运动的关系(动态分析) 例题:如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。
一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。
在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是( )A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小D. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大试一试:小球从最低点返回到离开弹簧瞬间的过程中速度,加速度怎样变化方法总结:1、加速度大小方向由物体所受的合外力决定(受力分析是关键)2、速度大小变化取决于加速度与速度的方向(a 、v 同向加速,a 、v 反向减速)拓展:如图所示,一弹簧的一端系在墙上O 点,自由伸长到B 点。
今将一小物体m 压着弹簧,将弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C 点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法中正确的是( )A .物体从A 到B 速度越来越大,从B 到C 速度越来越小B .物体从A 到B 速度越来越小,从B 到C 加速度不变C .物体从A 到B 先加速后减速,从B 到C 一直做减速运动D .物体在B 点时所受的合外力为零题型二:瞬时加速度的分析当物体的受力情况或运动情况在某一时刻发生变化时,分析物体在该时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后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。
瞬时加速度分析应注意两种基本模型的建立:(1)弹簧(或橡皮绳),它的特点是形变量大,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不变,弹力不能突变。
(2)钢丝(包括细线、接触面)等属于刚体,它们可认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,其中弹力立即消失,不需要形变恢复时间。
即线的拉力可突变.一般题目中所给细线和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理。
应用牛顿第二定律处理“四类”问题
滑半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着,弹簧固定在竖直板上.两小球
A、B通过光滑滑轮O用轻质细绳相连,两球均处于静止状态.已知B球质
量为m,O在半圆柱体圆心O1的正上方,OA与竖直方向成30°角,OA长 度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45°角,现将轻质细绳剪断的 瞬间(重力加速度为g),下列说法正确的是
答案
三、动力学图象
型
(1)已知图象分析运动和 受力 情况;
(2)已知运动和受力情况分析图象的形状.
2.用到的相关知识
通常要先对物体受力分析求合力,再根据 牛顿第二定律 求加速度,然后
结合运动学公式分析.
自测3
(2016· 海南单科· 5)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉
力F的作用, 其下滑的速度—时间图线如图2所示.已知物体与斜面之间的动摩 擦因数为常数, 在0~5 s, 5~10 s, 10~15 s内F的大小分别为F1、 F2和F3, 则
自测1
如图1,A、B、C三个小球质量均为 m,A、B之间用一根
没有弹性的轻质细绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,整个系 统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态 .现将A上面的细线剪 断,使 A 的上端失去拉力,则在剪断细线的瞬间, A 、 B 、 C三个 小球的加速度分别是 A.1.5g,1.5g,0 √ C.g,g,g B.g,2g,0 D.g,g,0 图1
图5
解析
答案
模型 构建
命题点二 瞬时问题的两类模型
能力考点
师生共研
1.两种模型 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.求解瞬时加速度的一般思路
分析瞬时变化前后物体的受力情况 ⇒ 列牛顿第二定律方程 ⇒ 求瞬时加速度
牛顿第二定律的应用复习讲义
第2讲牛顿第二定律的基本应用一、瞬时问题1.牛顿第二定律的表达式为:F合=ma,加速度由物体所受合外力决定,加速度的方向与物体所受合外力的方向一致.当物体所受合外力发生突变时,加速度也随着发生突变,而物体运动的速度不能发生突变.2.轻绳、轻杆和轻弹簧(橡皮条)的区别(1)轻绳和轻杆:剪断轻绳或轻杆断开后,原有的弹力将突变为0.(2)轻弹簧和橡皮条:当轻弹簧和橡皮条两端与其他物体连接时,轻弹簧或橡皮条的弹力不能发生突变.自测1如图1,A、B、C三个小球质量均为m,A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态.现将A上面的细线剪断,使A的上端失去拉力,则在剪断细线的瞬间,A、B、C三个小球的加速度分别是(重力加速度为g)()A.1.5g,1.5g,0 B.g,2g,0C.g,g,g D.g,g,0二、超重和失重1.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有向上的加速度.2.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有向下的加速度.3.完全失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象.(2)产生条件:物体的加速度a=g,方向竖直向下.4.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关.(2)视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.判断正误(1)超重就是物体所受的重力增大了,失重就是物体所受的重力减小了.()(2)物体做自由落体运动时处于完全失重状态,所以做自由落体运动的物体不受重力作用.()(3)物体具有向上的速度时处于超重状态,物体具有向下的速度时处于失重状态.()三、动力学的两类基本问题1.由物体的受力情况求解运动情况的基本思路先求出几个力的合力,由牛顿第二定律(F合=ma)求出加速度,再由运动学的有关公式求出速度或位移.2.由物体的运动情况求解受力情况的基本思路已知加速度或根据运动规律求出加速度,再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力.3.应用牛顿第二定律解决动力学问题,受力分析和运动分析是关键,加速度是解决此类问题的纽带,分析流程如下:受力情况(F合)F合=ma加速度a运动学公式运动情况(v、x、t)自测2(2019·山东菏泽市第一次模拟)一小物块从倾角为α=30°的足够长的斜面底端以初速度v0=10 m/s沿固定斜面向上运动(如图2所示),已知物块与斜面间的动摩擦因数μ=33,g取10 m/s2,则物块在运动时间t=1.5 s时离斜面底端的距离为()A.3.75 m B.5 m C.6.25 m D.15 m1.两种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.解题思路分析瞬时变化前后物体的受力情况⇒列牛顿第二定律方程⇒求瞬时加速度3.两个易混问题(1)图3甲、乙中小球m1、m2原来均静止,现如果均从图中A处剪断,则剪断绳子瞬间图甲中的轻质弹簧的弹力来不及变化;图乙中的下段绳子的拉力将变为0(2)由(1)的分析可以得出:绳的弹力可以突变而弹簧的弹力不能突变.例1(多选)(2019·广西桂林、梧州、贵港、玉林、崇左、北海市第一次联合调研)如图4所示,质量均为m 的木块A和B用一轻弹簧相连,竖直放在光滑的水平面上,木块A上放有质量为2m的木块C,三者均处于静止状态.现将木块C迅速移开,若重力加速度为g,则在木块C移开的瞬间()A.弹簧的形变量不改变B.弹簧的弹力大小为mgC.木块A的加速度大小为2g D.木块B对水平面的压力大小迅速变为2mg变式1如图5所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=1 kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零.在剪断轻绳的瞬间(g取10 m/s2),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是()A.小球受力个数不变B.水平面对小球的弹力仍然为零C.小球将向左运动,且a=8 m/s2D.小球将向左运动,且a=10 m/s2变式2如图6所示,A球质量为B球质量的3倍,光滑固定斜面的倾角为θ,图甲中,A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻质杆相连,系统静止时,挡板C与斜面垂直,弹簧、轻杆均与斜面平行,重力加速度为g,则在突然撤去挡板的瞬间有()A.图甲中A球的加速度大小为g sin θB.图甲中B球的加速度大小为2g sin θC.图乙中A、B两球的加速度大小均为g sin θD.图乙中轻杆的作用力一定不为零1.对超重和失重的理解(1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变.(2)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失.(3)尽管物体的加速度不是竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态.2.判断超重和失重的方法从受力的角度判断当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时,物体处于失重状态;等于零时,物体处于完全失重状态从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有向下的加速度时,物体处于失重状态;向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态从速度变化的角度判断①物体向上加速或向下减速时,超重②物体向下加速或向上减速时,失重例2 (2020·湖南衡阳市第一次联考)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小、某实验小组在升降机水平地面上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置.其工作原理图如图7甲所示,将压敏电阻、定值电阻R 、电流显示器、电源连成电路、在压敏电阻上放置一个绝缘重物,0~t 1时间内升降机停在某一楼层处,t 1时刻升降机开始运动,从电流显示器中得到电路中电流i 随时间t 变化情况如图乙所示,则下列判断不正..确.的是( ) A .t 1~t 2时间内绝缘重物处于超重状态B .t 3~t 4时间内绝缘重物处于失重状态C .升降机开始时可能停在1楼,从t 1时刻开始,经向上加速、匀速、减速,最后停在高楼D .升降机开始时可能停在高楼,从t 1时刻开始,经向下加速、匀速、减速,最后停在1楼变式3 (2019·广东广州市4月综合测试)如图8,跳高运动员起跳后向上运动,越过横杆后开始向下运动,则运动员越过横杆前、后在空中所处的状态分别为( )A .失重、失重B .超重、超重C .失重、超重D .超重、失重变式4 某人在地面上最多可举起50 kg 的物体,若他在竖直向上运动的电梯中最多举起了60 kg 的物体,电梯加速度的大小和方向为(g =10 m/s 2)( )A .2 m/s 2 竖直向上 B.53 m/s 2 竖直向上 C .2 m/s 2 竖直向下 D.53m/s 2 竖直向下1.解题关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析;(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁;速度是各物理过程间相互联系的桥梁.2.常用方法(1)合成法在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用合成法.(2)正交分解法若物体的受力个数较多(3个或3个以上),则采用正交分解法.类型1 已知物体受力情况,分析物体运动情况例3 (2019·安徽宣城市期末调研测试)如图9,质量为m =1 kg 、大小不计的物块,在水平桌面上向右运动,经过O 点时速度大小为v =4 m/s ,对此物块施加大小为F =6 N 、方向向左的恒力,一段时间后撤去该力,物块刚好能回到O 点,已知物块与桌面间动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g =10 m/s 2,求:(1)此过程中物块到O 点的最远距离;(2)撤去F 时物块到O 点的距离.变式5(2020·山东等级考模拟卷·15)如图10甲所示,在高速公路的连续下坡路段通常会设置避险车道,供发生紧急情况的车辆避险使用,本题中避险车道是主车道旁的一段上坡路面.一辆货车在行驶过程中刹车失灵,以v0=90 km/h的速度驶入避险车道,如图乙所示.设货车进入避险车道后牵引力为零,货车与路面间的动摩擦因数μ=0.30,取重力加速度大小g=10 m/s2.(1)为了防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象,该避险车道上坡路面的倾角θ应该满足什么条件?设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,结果用θ的正切值表示.(2)若避险车道路面倾角为15°,求货车在避险车道上行驶的最大距离.(已知sin 15°=0.26,cos 15°=0.97,结果保留两位有效数字.类型2已知物体运动情况,分析物体受力情况例4(2019·安徽安庆市第二次模拟)如图11甲所示,一足够长的粗糙斜面固定在水平地面上,斜面的倾角θ=37°,现有质量m=2.2 kg的物体在水平向左的外力F的作用下由静止开始沿斜面向下运动,经过2 s撤去外力F,物体在0~4 s内运动的速度与时间的关系图线如图乙所示.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2,求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数和水平外力F的大小;(2)物体在0~4 s内的位移大小.变式6(2019·福建宁德市5月质检)某天,小陈叫了外卖,外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上,小陈操控小型无人机带动货物,由静止开始竖直向上做匀加速直线运动,一段时间后,货物又匀速上升53 s,最后再匀减速1 s恰好到达他家阳台且速度为零.货物上升过程中,遥控器上显示无人机在上升过程的最大速度为1 m/s,高度为56 m.货物质量为2 kg,受到的阻力恒为其重力的0.02倍,重力加速度大小g=10 m/s2.求:(1)无人机匀加速上升的高度;(2)上升过程中,无人机对货物的最大作用力大小.1.(2019·江西赣州市上学期期末)电梯顶上悬挂一根劲度系数是200 N /m 的弹簧,弹簧的原长为20 cm ,在弹簧下端挂一个质量为0.4 kg 的砝码.当电梯运动时,测出弹簧长度变为23 cm ,g 取10 m/s 2,则电梯的运动状态及加速度大小为( )A .匀加速上升,a =2.5 m/s 2B .匀减速上升,a =2.5 m/s 2C .匀加速上升,a =5 m/s 2D .匀减速上升,a =5 m/s 22.(多选)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a 随时间t 变化的图线如图1所示,以竖直向上为a 的正方向,则人对地板的压力( )A .t =2 s 时最大B .t =2 s 时最小C .t =8.5 s 时最大D .t =8.5 s 时最小3.(2020·广东东莞市调研)为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图2所示.当此车匀减速上坡时,乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)( )A .处于超重状态B .不受摩擦力的作用C .受到向后(水平向左)的摩擦力作用D .所受合力竖直向上4.(2019·河北衡水中学第一次调研)如图3所示,一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着A 小球,同时水平细线一端连着A 球,另一端固定在右侧竖直墙上,弹簧与竖直方向的夹角是60°,A 、B 两小球分别连在另一根竖直弹簧两端.开始时A 、B 两球都静止不动,A 、B 两小球的质量相等,重力加速度为g ,若不计弹簧质量,在水平细线被剪断瞬间,A 、B 两球的加速度分别为( )A .a A =aB =gB .a A =2g ,a B =0C .a A =3g ,a B =0D .a A =23g ,a B =05.(2020·吉林“五地六校”合作体联考)如图4所示,质量分别为m 1、m 2的A 、B 两小球分别连在弹簧两端,B 小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量且细绳和弹簧与斜面平行,在细绳被剪断的瞬间,A 、B 两小球的加速度大小分别为( )A .都等于g 2B .0和(m 1+m 2)g 2m 2C.(m 1+m 2)g 2m 2和0 D .0和g 26.(2019·东北三省四市教研联合体模拟)如图5所示,物体A、B由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳连接,由静止开始释放,在物体A加速下降的过程中,下列判断正确的是()A.物体A和物体B均处于超重状态B.物体A和物体B均处于失重状态C.物体A处于超重状态,物体B处于失重状态D.物体A处于失重状态,物体B处于超重状态7.(2019·安徽马鞍山市检测)两物块A、B并排放在水平地面上,且两物块接触面为竖直面,现用一水平推力F作用在物块A上,使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动,如图6甲所示,在A、B的速度达到6 m/s时,撤去推力F.已知A、B质量分别为m A=1 kg、m B=3 kg,A与水平面间的动摩擦因数为μ=0.3,B 与地面没有摩擦,物块B运动的v-t图象如图乙所示.g取10 m/s2,求:(1)推力F的大小;(2)物块A刚停止运动时,物块A、B之间的距离.8.(2019·河北承德市期末)如图7所示,有一质量为2 kg的物体放在长为1 m的固定斜面顶端,斜面倾角θ=37°,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.(1)若由静止释放物体,1 s后物体到达斜面底端,则物体到达斜面底端时的速度大小为多少?(2)物体与斜面之间的动摩擦因数为多少?(3)若给物体施加一个竖直方向的恒力,使其由静止释放后沿斜面向下做加速度大小为1.5 m/s2的匀加速直线运动,则该恒力大小为多少?9.(2019·安徽黄山市一模检测)如图8所示,一质量为m的小物块,以v0=15 m/s的速度向右沿水平面运动12.5 m后,冲上倾斜角为37°的斜面,若小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为0.5,斜面足够长,小物块经过水平面与斜面的连接处时无能量损失.求:(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)小物块在斜面上能达到的最大高度;(2)小物块在斜面上运动的时间.。
2024届高考一轮复习物理课件(新教材粤教版):牛顿第二定律的基本应用
超重和失重问题
梳理 必备知识
1.实重和视重 (1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态 无关 (选填“无关” 或“相关”). (2)视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计 或台秤的示数称为视重.
2.超重、失重和完全失重的对比
名称
超重
失重
完全失重
现象 视重 大于实重 视重 小于 实重
(3)运动员滑上水平雪道后,在t′=2.0 s内 滑行的距离x. 答案 59 m
运动员滑到B点时的速度vB=v0+at=30 m/s 在水平雪道上运动员受力如图乙所示,建立如图乙 所示的直角坐标系,设运动员的加速度为a′, 根据牛顿第二定律,x方向上有-μFN′=ma′, y方向上有FN′-mg=0,又x=vBt′+ 12a′t′2 , 联立解得x=59 m.
开始弹簧处于拉伸状态,伸长量为x,设弹簧的 劲度系数为k,则kx=0.5mg,剪断细线后a向下 做加速运动,a向下运动x时弹簧恢复原长,然 后a继续向下做加速运动,弹簧被压缩,弹簧弹力向上,开始弹簧弹 力小于a的重力沿斜面方向的分力F1=2mgsin 30°=mg,物块继续向下 做加速运动,设弹簧压缩量为x′时物块a所受合力为零,则kx′=F1 =mg,x′=2x,当物块a所受合力为零时速度最大,在此过程物块a 下滑的距离s=x+x′=3x,D正确.
例7 (2023·四川金堂县淮口中学高三检测)如图所示,ABC是一雪道, AB段为长L=80 m、倾角θ=37°的斜坡,BC段水平,AB与BC平滑相连. 一个质量m=75 kg的滑雪运动员(含滑雪板),从斜坡顶端以v0=2.0 m/s 的初速度匀加速滑下,经时间t=5.0 s到达斜坡底端B点.滑雪板与雪道间 的动摩擦因数在AB段和BC段均相同(运动员可视为质点).取g=10 m/s2, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求: (1)运动员在斜坡上滑行时的加速度大小a; 答案 5.6 m/s2
牛顿第二定律应用的几种题型
牛顿第二定律应用的常见题型概念及要点:牛顿第二定律:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。
公式F=ma。
理解要点:①牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律研究其效果,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础。
②加速度与力均为矢量,其两者间相互对应关系为:㈠两者必然同体性㈡方向具有同向性㈢大小瞬时对应性㈣各物体间独立性应用牛顿第二定律解题的步骤:①明确研究对象②对研究对象进行受力分析③由牛顿第二定律求解各过程相关加速度④列运动学方程求解问题以牛顿第二定律为核心的动力学是力学的重要组成部分,也是高考中的考查热点,学习时我们一定要深刻理解牛顿第二定律,并能熟练应用牛顿第二定律求解相关问题,下面介绍牛顿第二定律应用的几类典型问题。
一、连接体问题(物块物块,绳物块,弹簧物块)此类问题高考仅限于几个物体的加速度相同的情形,求解此类问题需灵活运用整体法和隔离法。
求解“内力”问题通常先对整体运用牛顿第二定律,求出系统的加速度,再用隔离法研究连接体中一个物体,即可求出物体间的相互作用力;求解“外力”问题,需先分析连接体中的一个物体,确定系统的加速度,再对整体运用牛顿第二定律,即可求出“外力”。
例l.1. 如下图所示,质量为2m的物体A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m物块B与地面间的动摩擦因数为,在已知水平推力F作用下,AB一起做加速运动,A和B间的作用力为______。
解析:先把AB 看作一个整体,系统受到的合外力为,系统的加速度为,再对物体B 分析,由牛顿第二定律有,解得。
例1.2. 2007江苏,6如图3-6-3所示,光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块,其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg 。
现用水平拉力F 拉其中一个质量为2 m 的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m 的最大拉力为(B )A .5mg 3μ B .4mg3μ C .2mg 3μ D .mg 3μ【解析】以四个木块整体为研究对象,由牛顿第二定律得:F =6ma ,绳的拉力最大时,m 与2m 间的摩擦力刚好为最大静摩擦力μmg ,以2m 为研究对象,则:F -μmg=2ma ,对m 有:μmg -T =ma ,联立以上三式得:T=(3/4)μmg .【答案】B【点拨】连接体问题对在解题过程中选取研究对象很重要.对于有共同加速度的连接体问题,一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度,再根据题目要求,将其中的某个物体进行隔离分析和求解.利用公式F =ma 用整体法求解加速度时,要特别注意质量m 与研究对象对应.例1.3. 2008全国Ⅱ,18如图3-6-10所示,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a 和b 。
牛顿运动定律的应用之瞬时性问题 (解析版)
牛顿运动定律的应用之瞬时性问题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。
分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是明确该时刻物体的受力情况或运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,此类问题应注意以下几种模型:模型受外力时的形变量力能否突变产生拉力或压力轻绳微小不计可以只有拉力没有压力轻橡皮绳较大不能只有拉力没有压力轻弹簧较大不能既可有拉力也可有压力轻杆微小不计可以既可有拉力也可有支持力【规律方法】抓住“两关键”、遵循“四步骤”(1)分析瞬时加速度的“两个关键”:①分析瞬时前、后的受力情况和运动状态。
②明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点。
(2)“四个步骤”:第一步:分析原来物体的受力情况。
第二步:分析物体在突变时的受力情况。
第三步:由牛顿第二定律列方程。
学,科网第四步:求出瞬时加速度,并讨论其合理性。
【典例1】两个质量均为m的小球,用两条轻绳连接,处于平衡状态,如图所示。
现突然迅速剪断轻绳OA,让小球下落,在剪断轻绳的瞬间,设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示,则()A.a1=g,a2=gB.a1=0,a2=2gC.a1=g,a2=0D.a1=2g,a2=0【答案】 A【解析】 由于绳子张力可以突变,故剪断OA 后小球A 、B 只受重力,其加速度a 1=a 2=g 。
故选项A 正确。
【典例2】如图所示,光滑水平面上,A 、B 两物体用轻弹簧连接在一起,A 、B 的质量分别为m 1、m 2,在拉力F 作用下,A 、B 共同做匀加速直线运动,加速度大小为a ,某时刻突然撤去拉力F ,此瞬时A 和B 的加速度大小为a 1和a 2,则( ).A .a 1=0,a 2=0B .a 1=a ,a 2=m 2m 1+m 2aC .a 1=m 1m 1+m 2a ,a 2=m 2m 1+m 2aD .a 1=a ,a 2=m 1m 2a【答案】 D【典例3】用细绳拴一个质量为m 的小球,小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x (小球与弹簧不拴连),如图所示.将细绳剪断后( ).A .小球立即获得kxm的加速度B .小球在细绳剪断瞬间起开始做平抛运动C .小球落地的时间等于2h gD .小球落地的速度大于2gh 【答案】 CD【解析】 细绳剪断瞬间,小球受竖直方向的重力和水平方向的弹力作用,选项A 、B 均错;水平方向的弹力不影响竖直方向的自由落体运动,故落地时间由高度决定,选项C 正确;重力和弹力均做正功,选项D 正确.【典例4】如图所示,A 、B 、C 三球质量均为m ,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A 球相连,A 、B 间固定一个轻杆,B 、C 间由一轻质细线连接.倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始系统处于静止状态,细线被烧断的瞬间,下列说法中正确的是( )A. A 球的受力情况未变,加速度为零B. C 球的加速度沿斜面向下,大小为gC. A 、B 之间杆的拉力大小为2mg s in θD. A 、B 两个小球的加速度均沿斜面向上,大小均为12g s in θ【答案】D【跟踪短训】1.(多选)如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F 作用,前方固定一足够长的弹簧,则当木块接触弹簧后( ).A .木块立即做减速运动B .木块在一段时间内速度仍可增大C .当F 等于弹簧弹力时,木块速度最大D .弹簧压缩量最大时,木块加速度为零 【答案】 BC【解析】 木块在光滑水平面上做匀加速运动,与弹簧接触后,当F >F 弹时,随弹簧形变量的增大,向左的弹力F 弹逐渐增大,木块做加速度减小的加速运动;当弹力和F 相等时,木块速度最大,之后木块做减速运动,弹簧压缩量最大时,木块加速度向左不为零,故选项B 、C 正确.2.(多选)质量均为m 的A 、B 两个小球之间系一个质量不计的弹簧,放在光滑的台面上.A 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F 撤去,此瞬间( ).A .A 球的加速度为F2mB .A 球的加速度为零C .B 球的加速度为F2mD .B 球的加速度为Fm【答案】 BD【解析】 恒力F 作用时,A 和B 都平衡,它们的合力都为零,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 球的合力为零,加速度为零,A 项错,B项对.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=Fm,故C项错,D项对.3. 如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=1 kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。
牛顿第二定律必须掌握的几个问题
牛顿第二定律的应用举例问题1:必须弄清牛顿第二定律的矢量性。
牛顿第二定律F=ma 是矢量式,加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。
在解题时,可以利用正交分解法进行求解。
例1、如图1所示,电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?分析与解:对人受力分析,他受到重力mg 、支持力F N 和摩擦力F f 作用,如图1所示.取水平向右为x 轴正向,竖直向上为y 轴正向,此时只需分解加速度,据牛顿第二定律可得:F f =macos300, F N -mg=masin300 因为56=mgF N ,解得53=mgF f .另例: 如图所示,在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m 的木块。
求:⑴箱以加速度a 匀加速上升,⑵箱以加速度a 向左匀加速运动时,线对木块的拉力F 1和斜面对箱的压力F 2各多大?解:⑴a 向上时,由于箱受的合外力竖直向上,重力竖直向下,所以F 1、F 2的合力F 必然竖直向上。
可先求F ,再由F 1=Fsin α和F 2=F cos α求解,得到:F 1=m(g+a)sin α,F 2=m(g+a)cos α显然这种方法比正交分解法简单。
⑵a 向左时,箱受的三个力都不和加速度在一条直线上,必须用正交分解法。
可选择沿斜面方向和垂直于斜面方向进行正交分解,(同时正交分解a ),然后分别沿x 、y 轴列方程求F 1、F 2: F 1=m (g sin α-a cos α),F 2=m (g cos α+a sin α)还应该注意到F 1的表达式F 1=m (g sin α-a cos α)显示其有可能得负值,这意味这绳对木块的力是推力,这是不可能的。
这里又有一个临界值的问题:当向左的加速度a ≤g tan α时F 1=m (g sin α-a cos α)沿绳向斜上方;当a >g tan α时木块和斜面不再保持相对静止,而是相对于斜面向上滑动,绳子松弛,拉力为零。
牛顿第二定律应用之五瞬时问题专题概要
下列说法正确的是( )
A.物块接触弹簧后即做减速运动
B.物块接触弹簧后先加速后减速
C.当弹簧处于最大压缩量时,物块的加速度不
等于零
D.当物块的速度为零时,
它所受的合力为零
答案:BC
17
小结 加速度、速度关系的动态分析
• 动态分析问题是牛顿第二定律的典型应用问题之一,可用动力学知 识解决问题。
• 解题思路:
[思路点拨] 解答本题时应注意以下两点: (1)当其他力变化时,弹簧的弹力不能在瞬间发生变化; (2)当其他力变化时,细绳上的拉力可以在瞬间发生变化.
[课堂笔记] (1)水平面对小球的弹力为零,小球在绳没有 断时受到绳的拉力FT、重力mg和弹簧的弹力FN作用而处于 平衡状态,依据平衡条件得 竖直方向有:FTcosθ=mg, 水平方向有:FTsinθ=FN, 解得弹簧的弹力为:FN=mgtanθ=10 N
答案:D
13
变式1静止在光滑水平面上的物体,在水平推力F 作用下开始运动,推力随时间变化的规律如图4- 3-7所示,关于物体在0~t1时间内的运动情况, 正确的描述是( ) A.物体先做匀加速运动,后做匀减速运动 B.物体的速度一直增大 C.物体的速度先增大后减小 D.物体的加速度一直增大
答案:B
销钉N瞬间,小球的加速度可能是: ( BC) A.22m/s2,竖直向上
B.22m/s2,竖直向下
M
C.2m/s2,竖直向上
D.2m/s2,竖直向下
N
练习2、如图所示,小球质量为m,被三根质量不计 的弹簧A、B、C拉住,弹簧间的夹角均为1200,小 球平衡时, A、B、C的弹力大小之比为3:3:1, 当剪断C瞬间,小球的加速度大小及方向可能为
C、由于弹簧和橡皮绳受力时,要发生形变需要一段时间, 所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能发生突变。
12 第三章 第2讲 牛顿第二定律的基本应用
第2讲 牛顿第二定律的基本应用
内容 索引
➢考点一 瞬时加速度问题 ➢考点二 超重与失重问题 ➢考点三 动力学的两类基本问题 ➢聚焦学科素养 形异质同快解题——物体在三类光滑斜面上的“赛跑” ➢课时精练(十二) 牛顿第二定律的基本应用
01
考点一 瞬时加速度问题
(重难共研类)
【重难诠释】
原理 F-mg=ma F= 方程 _m_g_+__m__a_
mg-F=ma F= _m_g_-__m__a_
mg-F=mg F=0
【微判断】 (1)超重就是物体的重力变大的现象。(×) (2)失重时物体的重力小于mg。(×) (3)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态。(×)
【重难诠释】
判断超重和失重的方法
规律方法
求解瞬时加速度问题的基本思路 1.分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,求出各力大小(①若物 体处于平衡状态,则利用平衡条件;②若处于非平衡状态,则利用牛 顿第二定律)。 2.分析当状态变化时(剪断细线、剪断弹簧、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。
2.【轻弹簧、轻杆模型】 如图所示,光滑斜面的倾角为θ,A球质量为2m、B球质量为m,图甲 中A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻质杆相连,挡板C 与斜面垂直,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,在系统静止时,突然撤去 挡板的瞬间有 A.图甲中A球的加速度为g sin θ B.图甲中B球的加速度为0 C.图乙中A、B两球的加速度均为0
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考点三 动力学的两类基本问题
牛顿运动定律的基本应用(解析版)—2025年高考物理必刷专题训练(全国通用)
牛顿运动定律的基本应用【考点一 牛顿第二定律的瞬时性问题】1.两种模型物体的加速度与其所受合力具有因果关系,物体的加速度总是随其所受合力的变化而变化,具体可简化为以下两种模型:2.求解瞬时性问题的一般思路求解瞬时性问题时应注意的一点物体的加速度能够随其所受合力的突变而突变,但物体速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变。
【考点二 动力学的两类基本问题】动力学的两类基本问题的解题步骤解决动力学两类基本问题的关键(1)两个分析:物体的受力情况分析和运动过程分析。
(2)两个桥梁:加速度是联系物体运动和受力的桥梁;衔接点的速度是联系相邻两个过程的桥梁。
【考点三 动力学中的图像问题】1.常见的动力学图像vt图像、at图像、Ft图像、Fa图像等。
2.图像问题的类型(1)已知物体受的力随时间变化的图像,分析物体的运动情况。
(2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图像,分析物体的受力情况。
(3)由已知条件确定某物理量的变化图像。
3.解题策略(1)分清图像的类别:即分清横、纵坐标所代表的物理量,明确图像的物理意义。
(2)注意图像中的特殊点、斜率、面积所表示的物理意义:图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折点,两图线的交点,图线的斜率,图线与坐标轴或图线与图线所围面积等所表示的物理意义。
(3)明确能从图像中获得的信息:把图像与具体的题意、情境结合起来,应用物理规律列出与图像对应的函数表达式,进而明确“图像与公式”“图像与过程”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断。
【考点四 超重和失重的理解】1.超重和失重的理解(1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变。
(2)物体超重或失重多少由物体的质量m和竖直加速度a共同决定,其大小等于ma。
(3)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失。
(4)尽管物体的加速度不是竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态。
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2- 1 牛顿第二定律的应用-----瞬时问题
例1.如图所示,物体A 、B 用轻质细线2相连,然后用细线1悬挂在天花板上,求剪断轻细线1的瞬间两个物体的加速度a 1、a 2大小分别为( )
A .g,0
B .g ,g
C .0,g
D .2g ,g
例2.如图所示,A 、B 两小球质量分别为M A 、M B ,连在弹簧两端,B
端用细线固定在倾角为30°光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被
剪断瞬间,A 、B 两球的加速度分别为( )
A .都等于g/2 B. g/2和0
C. (M A +M B )g / 2M B 和0 D .0和(M A +M B )g / 2M B
例3.如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端靠着静止在光滑水平面上的物体A 上,开始时弹簧为自由长度,现对物体作用一水平力恒F ,在弹簧压缩到最短的过程中,物体的速度和加速度变化情况是( )
A .速度增大,加速度减小
B .速度减小,加速度增大
C .速度先增大后减小,加速度先增大后减小
D .速度先增大后减小,加速度先减小后增大
同步训练:
1.细绳拴一个质量为m 的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑。
平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示。
以下说法正确的是(已知cos 53°=0.6,
sin 53°=0.8)( )
A .小球静止时弹簧的弹力大小为0.75mg
B .小球静止时细绳的拉力大小为1.25mg
C .细线烧断瞬间小球的加速度为g
D .弹簧烧断瞬间小球的加速度为5g/3
2.如图所示,在光滑水平面上有物体A 、B ,质量分别为m 1、m 2。
在拉力F 作用下,A 和B 以加速度a 做匀加速直线运动。
某时刻突然撤去拉力F ,此瞬时A 和B 的加速度为a 1和a 2,则 ( )
A .a 1=a 2=0
B .a 1=a ,a 2=0
C .a 1=m 1a/(m 1+m 2),a 2=m 2a/(m 1+m 2)
D .a 1=a ,a 2=- m 1a/m 2
3.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a 1、a 2、a 3、a 4.重力加速
度大小为g ,则有( )
A.a 1=a 2=a 3=a 4=0
B.a 1=a 2=a 3=a 4=g
C .a 1=a 2=g ,a 3=0,a 4=m +M M g
D .a 1=g ,a 2=m +M M g ,a 3=0,a 4=m +M M
g 4.如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个质量为m 的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起。
当地面对框架的支持力为零瞬间,小球的加速度大小为( )
A. g B .(M-m)g/m C. 0 D. (M+m)g/m
F。