牛頓運動定律的應(yīng)用-瞬時加速度問題+講義 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

4.5牛頓運動定律的應(yīng)用——瞬時加速度問題學(xué)習(xí)目標(biāo)1.進一步理解牛頓第二定律的瞬時性，會分析變力作用過程中的加速度和速度。2.會分析物體受力的瞬時變化，掌握瞬時變化問題的兩種模型。知識歸納一、變力作用下加速度和速度的分析1．加速度與合力的關(guān)系由牛頓第二定律F＝ma，加速度a與合力F具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，合力增大，加速度增大，合力減小，加速度減?。缓狭Ψ较蜃兓?，加速度方向也隨之變化．2．速度與加速度(合力)的關(guān)系速度與加速度(合力)方向相同或夾角為銳角，物體做加速運動；速度與加速度(合力)方向相反或夾角為鈍角，物體做減速運動．二、牛頓第二定律的瞬時性問題1．兩種模型的特點(1)剛性繩(或接觸面)模型：這種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，形變恢復(fù)幾乎不需要時間，故認(rèn)為彈力可以立即改變或消失．(2)彈簧(或橡皮繩)模型：此種物體的特點是形變量大，形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時問題中，在彈簧(或橡皮繩)的自由端連接有物體時其彈力的大小不能突變，往往可以看成是瞬間不變的．2．解決此類問題的基本思路(1)分析原狀態(tài)(給定狀態(tài))下物體的受力情況，明確各力大小．(2)分析當(dāng)狀態(tài)變化時(燒斷細線、剪斷彈簧、抽出木板、撤去某個力等)，哪些力變化，哪些力不變，哪些力消失(被剪斷的繩、彈簧中的彈力、發(fā)生在被撤去物體接觸面上的彈力都立即消失)．(3)求物體在狀態(tài)變化后所受的合外力，利用牛頓第二定律，求出瞬時加速度．典型例題例1、如圖所示，光滑斜面上放一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端固定，小球從靜止開始沿斜面下滑，從它接觸彈簧到彈簧被壓縮至最短的過程中，小球的加速度和速度的變化情況是()A．加速度一直變大，速度一直變小B．加速度一直變小，速度一直變大C．加速度先變小后變大，速度先變大后變小D．加速度先變大后變小，速度先變小后變大例2、如圖所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量均為m，2、4質(zhì)量均為m0，兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4。重力加速度大小為g，則有()A.a1＝a2＝a3＝a4＝0B．a(chǎn)1＝a2＝a3＝a4＝gC．a(chǎn)1＝a2＝g，a3＝0，a4＝eq\f(m＋m0,m0)gD．a(chǎn)1＝g，a2＝eq\f(m＋m0,m0)g，a3＝0，a4＝eq\f(m＋m0,m0)g鞏固練習(xí)1.如圖所示，A、B兩球用細線懸掛于天花板上且靜止不動，兩球質(zhì)量mA＝2mB，兩球間是一個輕質(zhì)彈簧，如果突然剪斷懸線，則在剪斷懸線瞬間()A．A球加速度為eq\f(3,2)g，B球加速度為gB．A球加速度為eq\f(3,2)g，B球加速度為0C．A球加速度為g，B球加速度為0D．A球加速度為eq\f(1,2)g，B球加速度為g2.如圖所示，A、B、C三個小球的質(zhì)量均為m，A、B之間用一根沒有彈性的輕繩連在一起，B、C之間用輕彈簧拴接，用細線懸掛在天花板上，整個系統(tǒng)靜止，現(xiàn)將A上面的細線剪斷，使A的上端失去拉力，則在剪斷細線瞬間，A、B、C的加速度的大小分別為（）A．1.5g1.5g0 B．g2g0C．ggg D．gg03、如圖所示，兩根完全相同的彈簧下掛一質(zhì)量為m的小球，小球與地面間有細線相連，處于靜止?fàn)顟B(tài)，細線豎直向下的拉力大小為2mg.若剪斷細線，則在剪斷細線的瞬間，小球的加速度（）A．a(chǎn)＝g，方向向上B．a(chǎn)＝g，方向向下C．a(chǎn)＝2g，方向向上D．a(chǎn)＝3g，方向向上4.光滑斜面上，當(dāng)系統(tǒng)靜止時，擋板C與斜面垂直，彈簧、輕桿均與斜面平行，A、B質(zhì)量相等。在突然撤去擋板的瞬間()A.兩圖中兩球加速度均為gsinθB．兩圖中A球的加速度均為零C．圖甲中B球的加速度為2gsinθD．圖乙中B球的加速度為2gsinθ5、如圖所示，在動摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上有一個質(zhì)量m＝1kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成45°角的不可伸長的輕繩一端相連，此時小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零．在剪斷輕繩的瞬間，下列說法中正確的是(g取10m/s2)（）A．小球受力個數(shù)不變B．小球立即向左運動，且a＝8m/s2C．小球立即向左運動，且a＝10m/s2D．若剪斷彈簧右端，則剪斷瞬間小球加速度的大小為a＝10eq\r(2)m/s26．如圖所示，兩個質(zhì)量分別為m1＝1kg、m2＝4kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧秤連接．兩個大小分別為F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則達到穩(wěn)定狀態(tài)后，下列說法正確的是（）A．彈簧秤的示數(shù)是25NB．彈簧秤的示數(shù)是50NC．在突然撤去F2的瞬間，m2的加速度大小為7m/s2D．在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度大小為13m/s27、（多選）如圖所示，質(zhì)量為m的小球被一根橡皮筋A(yù)C和一根繩BC系住，當(dāng)小球靜止時，橡皮筋處在水平方向上。下列判斷中正確的是（）A．在AC被突然剪斷的瞬間，BC對小球的拉力不變B．在AC被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gsinθC．在BC被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為D．在BC被突然剪斷的瞬間，小球