,高中物理·必修1·滬科版,第5章 研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 5.4 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析（二）,3,1,2,學(xué)會(huì)分析含有彈簧的瞬時(shí)問題.,掌握臨界問題的分析方法.,會(huì)分析多過(guò)程問題,例1.如圖中小球質(zhì)量為m，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾角為.則： (1)繩OB和彈簧的拉力各是多少？ (2)若燒斷繩OB瞬間，物體受幾個(gè)力作用？這些力的大小是多少？ (3)燒斷繩OB瞬間，求小球m的加速度的大小和方向,解析,mg,F彈,F,F,F=F,在三角形中可得,例1.如圖中小球質(zhì)量為m，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾角為.則： (1)繩OB和彈簧的拉力各是多少？ (2)若燒斷繩OB瞬間，物體受幾個(gè)力作用？這些力的大小是多少？ (3)燒斷繩OB瞬間，求小球m的加速度的大小和方向,解析,mg,F彈,F,重力和彈力,G=mg,例1.如圖中小球質(zhì)量為m，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾角為.則： (1)繩OB和彈簧的拉力各是多少？ (2)若燒斷繩OB瞬間，物體受幾個(gè)力作用？這些力的大小是多少？ (3)燒斷繩OB瞬間，求小球m的加速度的大小和方向,解析,mg,F彈,F,F,根據(jù)牛頓第二定律,方向水平向右,如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有( ),解析,靜止時(shí)m,mg,木板抽走后,彈簧不突變,a1=0,F彈,針對(duì)訓(xùn)練1,mg=N,如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有( ),解析,靜止時(shí)M,Mg,N,木板抽走后,彈簧不突變,F彈,N消失,Mg+F彈,mg,C,針對(duì)訓(xùn)練1,二.動(dòng)力學(xué)中的臨界問題分析,最小,最大,剛好,在某些物理情景中,最大值 最小值,常見類型,彈力突變的臨界條件,摩擦力突變臨界條件,例2.如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球 (1)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零？ (2)當(dāng)滑塊以a2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力為多大？,解析,水平方向,mg,N,F,牛頓第二定律,豎直方向,例2.如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球 (1)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零？ (2)當(dāng)滑塊以a2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力為多大？,解析,mg,N,F,由上述兩式解得,a=g,例2.如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球 (1)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零？ (2)當(dāng)滑塊以a2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力為多大？,解析,mg,F,小球?qū)ⅰ帮h”離斜面,a=2g,牛頓第二定律,解析,針對(duì)訓(xùn)練2,三.多過(guò)程問題分析,找到相鄰過(guò)程的聯(lián)系點(diǎn)并逐一分析每個(gè)過(guò)程,要明確整個(gè)過(guò)程由幾個(gè)子過(guò)程組成,合理分段,不同過(guò)程中力發(fā)生變化,a發(fā)生變化,注意,例3.質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F，F(xiàn)10 N，37°(sin 37°0.6)，經(jīng)t110 s后撤去力F，再經(jīng)一段時(shí)間，物體又靜止(g取10 m/s2)則： (1)說(shuō)明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) (2)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度是多少？ (3)物體運(yùn)動(dòng)的總位移是多少？,當(dāng)力F作用時(shí)，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),撤去F時(shí)物體的速度達(dá)到最大值,撤去F后物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),例3.質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F，F(xiàn)10 N，37°(sin 37°0.6)，經(jīng)t110 s后撤去力F，再經(jīng)一段時(shí)間，物體又靜止(g取10 m/s2)則： (1)說(shuō)明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) (2)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度是多少？ (3)物體運(yùn)動(dòng)的總位移是多少？,mg,N1,f,Fsin N1mg,Fcos fma1,fN1,va1t1,s125 m v5 m/s,豎直方向,水平方向,由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得,例3.質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F，F(xiàn)10 N，37°(sin 37°0.6)，經(jīng)t110 s后撤去力F，再經(jīng)一段時(shí)間，物體又靜止(g取10 m/s2)則： (1)說(shuō)明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) (2)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度是多少？ (3)物體運(yùn)動(dòng)的總位移是多少？,(3)撤去F后,mg,N2,f,fmgma2,2a2s2v2,s22.5 m,物體運(yùn)動(dòng)的總位移,ss1s227.5 m,由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得,根據(jù)牛頓第二定律,解析,1 .如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A和B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)線懸掛起來(lái)，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時(shí)A和B兩球的瞬時(shí)加速度aA、aB的大小分別是( ) AaA0，aB0 BaAg，aBg CaA3g，aBg DaA3g，aB0,瞬時(shí)加速度問題,2mg,F,B球原來(lái)受力,剪斷細(xì)線后彈簧不突變,aB0,解析,1 .如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A和B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)線懸掛起來(lái)，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時(shí)A和B兩球的瞬時(shí)加速度aA、aB的大小分別是( ) AaA0，aB0 BaAg，aBg CaA3g，aBg DaA3g，aB0,瞬時(shí)加速度問題,mg,T,A球原來(lái)受力,剪斷細(xì)線,aA3g,F,T消失,D,2如圖所示，質(zhì)量為4 kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后壁上，繩與豎直方向夾角為37°.已知g10 m/s2，求： (1)當(dāng)汽車以a2 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫?(2)當(dāng)汽車以a10 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫?解析,牛頓第二定律,動(dòng)力學(xué)中的臨界問題,mg,N,T1,2如圖所示，質(zhì)量為4 kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后壁上，繩與豎直方向夾角為37°.已知g10 m/s2，求： (1)當(dāng)汽車以a2 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫?(2)當(dāng)汽車以a10 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫?解析,設(shè)車后壁彈力為0時(shí)(臨界條件)的加速度為a0,動(dòng)力學(xué)中的臨界問題,mg,N,T1,所以小球飛起來(lái)，N0,2如圖所示，質(zhì)量為4 kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后壁上，繩與豎直方向夾角為37°.已知g10 m/s2，求： (1)當(dāng)汽車以a2 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫?(2)當(dāng)汽車以a10 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫?解析,設(shè)此時(shí)繩與豎直方向的夾角為，,動(dòng)力學(xué)中的臨界問題,mg,T2 ,所以小球飛起來(lái)，N0,F,3.冬奧會(huì)四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國(guó)短道速滑聯(lián)賽總決賽她領(lǐng)銜的中國(guó)女隊(duì)在混合3 000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼如圖所示，ACD是一滑雪場(chǎng)示意圖，其中AC是長(zhǎng)L0.8 m、傾角37°的斜坡，CD段是與斜坡平滑連接的水平面人從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小不變，又在水平面上滑行一段距離后停下人與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，不計(jì)空氣阻力(取g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)求： (1)人從斜坡頂端A滑至底端C所用的時(shí)間； (2)人在離C點(diǎn)多遠(yuǎn)處停下？,mg,N,f,沿斜坡方向,mgsin fma,fN,垂直于斜坡方向,Nmgcos 0,多過(guò)程問題,mg,N,f,勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,聯(lián)立以上各式得,agsin gcos 4 m/s2,t2 s,3.冬奧會(huì)四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國(guó)短道速滑聯(lián)賽總決賽她領(lǐng)銜的中國(guó)女隊(duì)在混合3 000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼如圖所示，ACD是一滑雪場(chǎng)示意圖，其中AC是長(zhǎng)L0.8 m、傾角37°的斜坡，CD段是與斜坡平滑連接的水平面人從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小不變，又在水平面上滑行一段距離后停下人與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，不計(jì)空氣阻力(取g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)求： (1)人從斜坡頂端A滑至底端C所用的時(shí)間； (2)人在離C點(diǎn)多遠(yuǎn)處停下？,多過(guò)程問題,3.冬奧會(huì)四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國(guó)短道速滑聯(lián)賽總決賽她領(lǐng)銜的中國(guó)女隊(duì)在混合3 000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼如圖所示，ACD是一滑雪場(chǎng)示意圖，其中AC是長(zhǎng)L0.8 m、傾角37°的斜坡，CD段是與斜坡平滑連接的水平面人從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小不變，又在水平面上滑行一段距離后停下人與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，不計(jì)空氣阻力(取g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)求： (1)人從斜坡頂端A滑至底端C所用的時(shí)間； (2)人在離C點(diǎn)多遠(yuǎn)處停下？,mg,N,f,mgma,由牛頓第二定律得,聯(lián)系v,下滑過(guò)程：,v22aL,多過(guò)程問題,3.冬奧會(huì)四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國(guó)短道速滑聯(lián)賽總決賽她領(lǐng)銜的中國(guó)女隊(duì)在混合3 000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼如圖所示，ACD是一滑雪場(chǎng)示意圖，其中AC是長(zhǎng)L0.8 m、傾角37°的斜坡，CD段是與斜坡平滑連接的水平面人從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小不變，又在水平面上滑行一段距離后停下人與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，不計(jì)空氣阻力(取g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)求： (1)人從斜坡頂端A滑至底端C所用的時(shí)間； (2)人在離C點(diǎn)多遠(yuǎn)處停下？,mg,N,f,聯(lián)系v,水平面上,0v22as,s12.8 m,多過(guò)程問題,再見,