4.5专题：牛顿第二定律的瞬时性问题 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第四章 运动和力的关系 专题 牛顿第二定律的 瞬时性问题 01 情境导入 情境探究 02 问题情境1：两个质量均为的钩码A、B通过轻弹簧连接，再用细线悬挂于天花板上，整个系统保持静止。现将细线剪断，那么剪断的瞬间，A、B两钩码的加速度各为多少？ 实验现象：细线剪断后的很短时间内，A、B钩码是否发生运动？ 问题1：细线剪断前，系统保持静止，A、B钩码受力情况？ 问题2：细线剪断的瞬间，A、B钩码受力情况？ 问题3：细线剪断的瞬间，A、B钩码加速度分别为多少？ A B ✘ 弹簧的弹力瞬间不变，即 对受力分析可得： 对受力分析可得： 情境探究 02 问题情境2：两个质量均为的钩码A、B通过轻绳连接，再用细线悬挂于天花板上，整个系统保持静止。现将细线剪断，那么剪断的瞬间，A、B两钩码的加速度各为多少？ A B ✘ 实验现象：细线剪断后的很短时间内，A、B钩码是否发生运动？A、B钩码之间轻绳的状态如何？ 问题1：细线剪断前，系统保持静止，A、B受轻绳 上的拉力分别为多大？ 问题2：细线剪断后的很短时间内A、B之间轻绳上的拉力为多大？此瞬间A、B加速度各为多少？ 剪断上面的绳后，两球整体一起做自由落体运动，。 对受力分析， 解得： 两种基本模型 03 ①轻弹簧模型（轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等） 明显弹性形变产生的弹力，在两端连接有物体时，形变恢复需较长时间，而弹簧的长度不会发生突变，所以在瞬时问题中（撤去其他力的时候），其弹力的大小认为是不变的，即弹簧的弹力不突变。 ②刚性绳模型（细钢丝、细线、轻杆、接触面等） 微小形变产生的弹力，剪断或脱离后，其形变可瞬时产生或消失（不需要时间恢复形变），在瞬时问题中，弹力可以立即消失或改变，其弹力发生突变。 方法总结 04 分析瞬时变化前 物体的受力情况 分析瞬时变化时，哪些力变化、哪些力不变、哪些力消失 求出变化后（瞬时）物体所受合力根据牛顿第二定律列方程 求瞬时加速度 注意事项：不管是轻绳还是轻弹簧只要被剪断，弹力便突变成为0；关注未被剪断的绳与弹簧。 学以致用 05 彩虹弹簧圈在下落时，底端为什么能保持悬浮不动呢？ 小试牛刀 00 如图小球C质量均为，原来均静止，现如果从图中绳处剪断，则在剪断瞬间： ①间绳子的拉力？ ② 的瞬时加速度的大小和方向？ ①对整体分析：，所以，绳子拉力。 ②弹簧的弹力瞬间不变 对分析： 解得 ✘ 小试牛刀 00 如图小球质量均为m，原来均静止，现如果从图中绳处剪断，则在剪断瞬间： ①间绳子的拉力？ ②的瞬时加速度的大小和方向？ 弹簧的弹力瞬间不变，所以球加速度 对分析： 解得 对分析：， 解得绳子拉力 ✘ ✘ 小试牛刀 00 如图所示，现将线或剪断，求剪断瞬间物体的加速度。 ✘ 小试牛刀 00 ① 竖直轻弹簧一端固定在地面，一端连接质量为的物块，处于静止状态，现把质量也为的物块轻放在上端，求A瞬间受到的支持力？ ② 竖直轻杆一端固定在地面，一端连接质量为的物块，处于静止状态，现把质量也为的物块轻放在上端，求瞬间受到的支持力？ ① 先对分析：未放上时，弹簧的弹力； 放上A的瞬间弹簧弹力不变。 再对整体分析：；解得。 最后对分析：；解得。 ② 把放到上，杆弹力瞬间改变，立即平衡，支持力 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$