微专题四—20202021人教版新教材 高中物理必修第一册课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
前 2 s 内物体运动的位移为 x＝21at2＝21×2×22 m＝4 m. (2)物体受力如图所示．对于前 2 s，由牛顿第二定律得 F1－Ff＝ma， 其中 Ff＝μmg 2 s 后物体做匀速直线运动，由二力平衡条件得 F2 ＝Ff 由 F -t 图像知 F1＝15 N，F2＝5 N 代入数据解得 m＝5 kg，μ＝0.1. 答案：(1)2 m/s2 4 m (2)5 kg 0.1
a＝ΔΔvt ＝24 m/s2＝0.5 m/s2 (2)物体受力如图所示．根据牛顿第二定律得： 水平方向：Fcos 37°－Ff＝ma 竖直方向：Fsin 37°＋FN＝G 又 Ff＝μFN 由以上三个式子可解得：μ＝0.5. 答案：(1)0.5 m/s2 (2)0.5
微专题四 瞬时加速度问题和动力学图像问题
课堂互动·合作探究 类型一 瞬时加速度问题
1．两类模型 物体的加速度与合力存在瞬时对应关系，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，解决此类问题时，要注意两类模型 的特点： (1)细线(接触面)：形变量极小，可以认为不需要形变恢复时间， 在瞬时问题中，弹力能瞬时变化． (2)弹簧(橡皮绳)：形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问 题中，认为弹力不变．
答案：C
训练 1 如图所示，轻弹簧上端与一质量为 m1 的木块 1 相连，下 端与另一质量为 m2 的木块 2 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，木块 1、2 的加速度大小分别为 a1、a2，重力加速度大小为 g.则有 ()
A．a1＝g，a2＝g C．a1＝0，a2＝m1m＋2m2g
【典例示范】 例 2 粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动， 水平拉力 F 及运动速度 v 随时间变化的图像如图甲、乙所示．取重力 加速度 g＝10 m/s2，求：
(1)前 2 s 内物体运动的加速度和位移大小； (2)物体的质量 m 和物体与地面间的动摩擦因数 μ.
解析：(1)由 v -t 图像可知，前 2 s 内物体运动的加速度为 a＝ΔΔvt ＝42 m/s2＝2 m/s2
解析：
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 ＝F′T＋mg，F′T＝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.
B．a1＝0，a2＝g D．a1＝g，a2＝m1m＋2m2g
wk.baidu.com
解析：在抽出木板的瞬间，弹簧对木块 1 的支持力和对木块 2 的压力
并未改变．木块 1 受重力和支持力，m1g＝F，a1＝0.木块 2 受重力和压力， 根据牛顿第二定律得 a2＝F＋mm2 2g＝m1m＋2m2g，选项 C 正确．
答案：C
2．抓住“两关键”、遵循“四步骤” (1)分析瞬时加速度的“两个关键”： ①明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点； ②分析瞬时前、后的受力情况和运动状态． (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． 第四步：求出瞬时加速度，并讨论其合理性．
训练 2 如图 1 所示，质量为 4 kg 的物体静止于水平面上，现 用大小为 20 N、与水平方向夹角为 37°的斜向上的力拉物体，使物体 沿水平面做匀加速运动．物体运动的速度—时间图像如图 2 所示．求：
(1)物体的加速度是多大？ (2)物体与水平面间的动摩擦因数为多少？
解析：(1)根据物体运动的速度—时间图像可得物体的加速度
【典例示范】
例 1 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( )
A．aA＝0，aB＝0 B．aA＝g，aB＝g C．aA＝3g，aB＝g D．aA＝3g，aB＝0
解析：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. 答案：D
[拓展 1] 在[例 1]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＝0 B．aA＝0，aB＝g C．aA＝3g，aB＝g D．aA＝3g，aB＝0
解析：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.
答案：B
[拓展 2] 在[例 1]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＝0 B．aA＝0，aB＝g C．aA＝2g，aB＝g D．aA＝3g，aB＝0
类型二 动力学中的图像问题 1．常见的图像形式 在动力学与运动学问题中，常见、常用的图像是位移图像(x -t 图 像)、速度图像(v -t 图像)和力的图像(F -t 图像)等，这些图像反映的是 物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹． 2．解决图像综合问题的关键 (1)把图像与具体的题意、情境结合起来，明确图像的物理意义， 明确图像所反映的物理过程． (2)特别注意图像中的一些特殊点，如图线与横、纵坐标轴的交点， 图线的转折点，两图线的交点等所表示的物理意义．
a＝ΔΔvt ＝24 m/s2＝0.5 m/s2 (2)物体受力如图所示．根据牛顿第二定律得： 水平方向：Fcos 37°－Ff＝ma 竖直方向：Fsin 37°＋FN＝G 又 Ff＝μFN 由以上三个式子可解得：μ＝0.5. 答案：(1)0.5 m/s2 (2)0.5
微专题四 瞬时加速度问题和动力学图像问题
课堂互动·合作探究 类型一 瞬时加速度问题
1．两类模型 物体的加速度与合力存在瞬时对应关系，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，解决此类问题时，要注意两类模型 的特点： (1)细线(接触面)：形变量极小，可以认为不需要形变恢复时间， 在瞬时问题中，弹力能瞬时变化． (2)弹簧(橡皮绳)：形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问 题中，认为弹力不变．
答案：C
训练 1 如图所示，轻弹簧上端与一质量为 m1 的木块 1 相连，下 端与另一质量为 m2 的木块 2 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，木块 1、2 的加速度大小分别为 a1、a2，重力加速度大小为 g.则有 ()
A．a1＝g，a2＝g C．a1＝0，a2＝m1m＋2m2g
【典例示范】 例 2 粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动， 水平拉力 F 及运动速度 v 随时间变化的图像如图甲、乙所示．取重力 加速度 g＝10 m/s2，求：
(1)前 2 s 内物体运动的加速度和位移大小； (2)物体的质量 m 和物体与地面间的动摩擦因数 μ.
解析：(1)由 v -t 图像可知，前 2 s 内物体运动的加速度为 a＝ΔΔvt ＝42 m/s2＝2 m/s2
解析：
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 ＝F′T＋mg，F′T＝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.
B．a1＝0，a2＝g D．a1＝g，a2＝m1m＋2m2g
wk.baidu.com
解析：在抽出木板的瞬间，弹簧对木块 1 的支持力和对木块 2 的压力
并未改变．木块 1 受重力和支持力，m1g＝F，a1＝0.木块 2 受重力和压力， 根据牛顿第二定律得 a2＝F＋mm2 2g＝m1m＋2m2g，选项 C 正确．
答案：C
2．抓住“两关键”、遵循“四步骤” (1)分析瞬时加速度的“两个关键”： ①明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点； ②分析瞬时前、后的受力情况和运动状态． (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． 第四步：求出瞬时加速度，并讨论其合理性．
训练 2 如图 1 所示，质量为 4 kg 的物体静止于水平面上，现 用大小为 20 N、与水平方向夹角为 37°的斜向上的力拉物体，使物体 沿水平面做匀加速运动．物体运动的速度—时间图像如图 2 所示．求：
(1)物体的加速度是多大？ (2)物体与水平面间的动摩擦因数为多少？
解析：(1)根据物体运动的速度—时间图像可得物体的加速度
【典例示范】
例 1 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( )
A．aA＝0，aB＝0 B．aA＝g，aB＝g C．aA＝3g，aB＝g D．aA＝3g，aB＝0
解析：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. 答案：D
[拓展 1] 在[例 1]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＝0 B．aA＝0，aB＝g C．aA＝3g，aB＝g D．aA＝3g，aB＝0
解析：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.
答案：B
[拓展 2] 在[例 1]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＝0 B．aA＝0，aB＝g C．aA＝2g，aB＝g D．aA＝3g，aB＝0
类型二 动力学中的图像问题 1．常见的图像形式 在动力学与运动学问题中，常见、常用的图像是位移图像(x -t 图 像)、速度图像(v -t 图像)和力的图像(F -t 图像)等，这些图像反映的是 物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹． 2．解决图像综合问题的关键 (1)把图像与具体的题意、情境结合起来，明确图像的物理意义， 明确图像所反映的物理过程． (2)特别注意图像中的一些特殊点，如图线与横、纵坐标轴的交点， 图线的转折点，两图线的交点等所表示的物理意义．