牛顿定律中的弹簧类问题PPT教学课件(1)

君 子 天以 行自 健强 不 息
课标依据
二、2.1理解生命是父母赋予的，体会 父母为抚养自己所付出的辛劳，能尽其所能孝敬父母 和长辈。 三、1.5感受 社会生活的发展变化，增进关心社会的 兴趣和情感，养成亲社会行为。 三、1.6感受个人情感与民族文化和国家命运之间的联 系，提高文化认同感。
答案：C
KX
A mg B
C
例2：如图所示，竖直光滑杆上套有一个小
球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，
另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球
处于静止状态，设拔去销钉M瞬间，小球加
速度大小为12m/s2,若不拔去销钉M而拔去
N的瞬间，小球的加速度可能是 （g=10m/s2）
M
A.22m/s2竖直向上
到A的过程中，速率都是先增大后减小
D.物体在C点时，所受合力为零
分析：当小球落在弹簧上 时，小球受两个力：重力 和弹簧的弹力。产生的加 速度是：
a F合 mg kx
m
m
在下落的过程中，小球所受
的重力不变、质量不变、弹
簧的劲度系数不变。随着小 球的下落，x 逐渐增加。
KX
A mg B
C
当：
mg kx时(A B)， a 0,小球加速下落 mg kx时(B点）， a 0小球速度最大 mg kx时（B C)， a 0小球减速下落
运动学规律
胡克定律 F=KX
问题分析
一、分析、讨论加速度的 变化：
例1：物体从某一高度自由落下，落在
直立的轻弹簧上，如图所示，在A点物
体开始与弹簧接触，到C点时速度为零，
然后弹回，则下列说法正确的是
A.物体从A下降到C的过程中，速率
A
不断变小
B
B.物体从C上升到A的过程中，速率 不断变大
C
C.物体从A下降到C，以及从C上升
mg-kx=ma x=m(g-a)/k 由运动学公式：L+x=at2/2
KL
m(g k
a)
a t2 2
t 2kL m(g a) ka
三、位移的变化与力的变化 相联系的问题
例1:如图所示，竖直放置的劲
度系数k=800N/m的轻弹簧上
有一质量不计的轻盘，盘内放
F
着一个质量m=12kg的物体， m
衡条件的推论，此时的合力与
N
上弹簧没有去掉时的弹力大小
M
相等，方向相反，因此去掉N时，F=ma A
小球受到重力和上弹簧的弹力，
合力为
mg B
F合=ma-mg=2m ∴a=2(m/s2)
N
向上
当a向上时：同理，由于去掉的 是M，所以上弹簧没有力，而下
M FA合=ma
弹簧长度没有变，所以下弹簧的
弹力不变，重力不变，由平衡条
开始时m处于静止状态，现给 物体施加一个竖直向上的力F，
k
使其从静止开始向上做匀加速
直线运动，已知头0.2S内F是
变力，在0.2S后F是恒力，取
g=10m/s2,则F的最小值是
N，最大值是 N.
分析与解答：m在上升的过程中，
受到重力、弹簧的弹力、和拉
F
力。由于题目告诉我们，F在
kx
0.2S内是变力，说明0.2s时弹簧
B
件的推论，此时的合力与上弹簧
N
没有去掉时的弹力大小相等，方
向相反，因此去掉N时，小球受
M
到重力和上弹簧的弹力，合力为
A
F合=ma+mg=22m
∴a=22(m/s2)向下 答案：B C
mg B F=Nma
二、临界状态问题
例1：如图所示，轻弹簧上
端固定，下端连接着重物
（质量为m）.先由托板M托
住m，使弹簧比自然长度缩
第七单元 新的旅程
一、单元结构分析 二、课标依据 三、教学目标 四、教学内容分析 五、学情分析 六、教学重点难点 七、教学设计
单元结构分析
一、单元结构分析
新的旅程
时间的足迹
成 长 纪 事
一共 起同 走的 过历 的程
Байду номын сангаас
日
子
第一次选择
合 理 的 选 择
成 功 的 路 不 止
一
条
走向未来 志理 当想 存与 高现 远实
分析与解答：由于静止 时，上顶板的压力是6N，
N1
下顶板的压力是10N,由
物体的平衡得：
N1=N2+mg ∴m=1/3(kg)
N2 mg
当上顶板的示数是下顶板的一半时，由 于弹簧的长度没有变，所以下顶板的示 数不变，还是10N，上顶板的示数就应 是5N.由牛顿第二定律：
N1-N2-mg=ma a=(N1-N2-mg)/m =(10-5-10/3)×3=6(m/s2) ∴此时箱在做以加速度a向上的匀加速 运动或者向下的匀加速运动。
a
短L，然后由静止开始以加
速度a匀加速向下运动。已 m
知a<g，弹簧劲度系数为k， M
求经过多长时间托板M将与
m分开？
分析与解答：当托板与重 物分离时，托板对重物没 有作用力，此时重物只受 到重力和弹簧的作用力， 只在这两个力作用下，当 重物的加速度也为a时，重 物与托板恰好分离。
kx
a
m mg
根据牛顿第二定律，得：
m
已达到原长，0.2s内走的距离就
是弹簧原来压缩的长度。
mg
k
kxo=mg ∴xo=mg/k=3/20(m)
xo=at2/2 ∴a=2x/t2=7.5(m/s2)
由牛顿定律：
F
kx
F-mg+kx=ma 当kx最大时（最下
m
端kx0），F最小，
mg
F= mg+ma-kx0
k
=ma=12×7.5
=90(N)
当kx最小时（最上端kx=0）, F最大，
F=mg+ma=120+90=210N
例2.将金属块用压缩的轻弹簧 卡在一个矩形的箱中，如图所
示。在箱的上顶板和下顶板安
有压力传感器，箱可以沿竖直
轨道运动。当箱以a=2.0m/s2的
加速度作竖直向上的加速运动时，上顶板的 传感器显示的压力为6.0N，下顶板的传感 器显示的压力为10.0N。取g=10m/s2。 若上顶板传感器的示数是下顶板传感器的 示数的一半,试判断箱的运动情况。
对定律的理解
牛顿第二定律：F合=ma （1）矢量性：物体加速度的方向总是 与合外力的方向相同 （2）瞬时性：物体的加速度与合外力 同时产生、同时消失、同时变化。 胡克定律:F=KX 弹力随弹簧的伸长、缩短而变化，长 度不变，弹力不变。
牛顿定律 与弹簧类问题难点产生的原因
牛顿定律： F合=ma
受力分析
A
B.22m/s2竖直向下
C.2m/s2竖直向上
B
D.2m/s2竖直向下
N
分析：由于此题只告诉了加速 度的大小，没有告诉加速度的 方向，因此加速度只有两个方 向：向上或者向下。
（1）当a向下时:由于去掉的是
M
M，所以上弹簧没有力，而下
A
弹簧长度没有变，所以下弹簧 的弹力不变，重力不变，由平 F合=ma B