4.4 习题课：用牛顿运动定律解决几类问题（课件）-格邦高中阶段2019-2020学年上学期高一物理必修1同步课件 (共33张PPT)

4.4习题课:用牛顿运动定律解决几类问题 -1- -- 习题课:用牛顿运动定律解 决几类问题 课堂篇探究学习 -- 习题课:用牛顿运动定律解 决几类问题 课堂篇探究学习 问题一 问题二 问题三 随堂检测 瞬时加速度问题 情景探究 如图所示,用手向下压弹簧玩偶的头部,若人向下压的力为F,弹簧玩偶的头部质量为m,人手突然撤离时,弹簧玩偶头部的加速度为多大? 要点提示人手向下压时,弹簧玩偶的头部受三个力作用:手向下的压力F、重力mg和弹簧的弹力FN,三力作用下弹簧玩偶头部处于平衡状态,所以FN=mg+F,当人手离开的瞬间,弹力和重力不变,所以弹簧玩偶头部的加速度为 课堂篇探究学习 -- 习题课:用牛顿运动定律解 决几类问题 课堂篇探究学习 问题一 问题二 问题三 随堂检测 知识点拨 两类模型 根据牛顿第二定律,加速度a与合外力F存在着瞬时对应关系。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。应注意两类基本模型的区别: (1)刚性绳(或接触面)模型:这种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,弹力立即改变或消失,形变恢复几乎不需要时间。 (2)弹簧(或橡皮条)模型:此种物体的特点是形变量大,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是不变的。 课堂篇探究学习 -- 习题课:用牛顿运动定律解 决几类问题 课堂篇探究学习 问题一 问题二 问题三 随堂检测 实例引导 例1如图中小球质量为m,处于静止状态,弹簧与竖直方向的夹角为θ。则: (1)绳OB和弹簧的拉力各是多少? (2)若烧断绳OB瞬间,物体受几个力作用?这些力的大小是多少? (3)烧断绳OB瞬间,求小球m的加速度的大小和方向。 课堂篇探究学习 -- 习题课:用牛顿运动定律解 决几类问题 课堂篇探究学习 问题一 问题二 问题三 随堂检测 解析:(1)对小球受力分析如图甲所示 其中弹簧弹力与重力的合力F'与绳的拉力F等大反向 则知F=mgtan θ;F弹= 。 (2)烧断绳OB瞬间,绳的拉力消失,而弹簧还是保持原来的长度,弹力与烧断前相同。此时,小球受到的作用力是重力和弹力,大小分别是G=mg,F弹= 。 课堂篇探究学习 -- 习题课:用牛顿运动定律解 决几类问题 课堂篇探究学习 问题一 问题二 问题三 随堂检测 (3)烧断绳OB瞬间,重力和弹簧弹力的合力方向水平向右,与烧断绳OB前OB绳的拉力大小相等,方向相反,(如图乙所示)即F合=mgtan θ, 由牛顿第二定律得小球的加速度a= =gtan θ,方向水平向右。 答案:(1)mgtan θ　 (2)两个　重力为mg　弹簧的弹力为 (3)gtan θ　水平向右 课堂篇探究学习 -- 习题课:用牛顿运动定律解 决几类问题 课堂篇探究学习 问题一 问题二 问题三 随堂检测 规律方法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。 课堂篇探究学习 -- 习题课:用牛顿运动定律解 决几类问题 课堂篇探究学习 问题一 问题二 问题三 随堂检测 变式训练1 (2019浙江建德月考)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a1、a2、a3、a4,重力加速度大小为g,则有(　　) A.a1=a2=a3=a4=0 B.a1=a2=a3=a4=g 课堂篇探究学习 -- 习题课:用牛顿运动定律解 决几类问题 课堂篇探究学习 问题一 问题二 问题三 随堂检测 答案:C　 解析:在抽出木板的瞬间,物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失,受到的合力均等于各自重力,所以由牛顿第二定律知a1=a2=g;而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变,此时弹簧对3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg,因此物块3满足mg=F,a3=0;由牛顿第二定律得物块4满足 ,所以C正