資源簡介 (共17張PPT)4.3 課時2 瞬時加速度及圖像問題physics一、瞬時加速度(突變)問題1.兩種模型的特點(1) 輕繩、輕桿、接觸面模型:微小形變,形變恢復(fù)幾乎不需要時間,彈力可以突變.(輕繩、輕桿兩端和垂直接觸面方向加速度大小相等)(2) 輕彈簧、輕橡皮繩模型:形變量大,形變恢復(fù)需要較長時間,彈力不能突變(輕彈簧、輕橡皮繩兩端加速度大小不一定相等)2.解決此類問題的基本思路(1) 分析突變前受力(2) 分析哪些力能突變分析突變后受力兩種模型加速度與合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系,二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失,當物體所受合外力發(fā)生突變時,加速度也隨著發(fā)生突變,而物體運動的速度不能發(fā)生突變.【例題】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球用細線懸掛起來,兩球均處于靜止狀態(tài),如果將懸掛A球的細線剪斷,此時A和B兩球的瞬時加速度aA、aB的大小分別是( )A.aA=0,aB=0 B.aA=g,aB=gC.aA=3g,aB=g D.aA=3g,aB=0D解析:分析B球原來受力如圖甲所示,F(xiàn)′=2mg剪斷細線后彈簧形變不會瞬間恢復(fù),故B球受力不變,aB=0.分析A球原來受力如圖所示,FT=F+mg,F(xiàn)′=F,故FT=3mg.剪斷細線,F(xiàn)T變?yōu)?,F(xiàn)大小不變,A球受力如圖丙所示,由牛頓第二定律得:F+mg=maA,解得aA=3g.故本題選D.【例題】如圖甲所示,一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為l1、l2的兩根細線上,l1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為θ,l2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài),現(xiàn)將l2線剪斷.(1)求剪斷l(xiāng)2瞬間物體的加速度;(2)若將上圖中的細線l1改變?yōu)殚L度相同、質(zhì)量不計的輕彈簧,如圖乙所示,其他條件不變,現(xiàn)將l2剪斷,求剪斷瞬間物體的加速度. 解析:(1)由于l1是細線,其物理模型是不可拉伸的剛性繩,當線上的張力變化時,細線的長度形變量忽略不計,因此當剪斷l(xiāng)2的瞬間,l2上的張力突然消失,l1線上的張力發(fā)生突變,這時物體受力如下左圖所示,FT1=mgcos θ,mgsin θ=ma,解得a=gsin θ.(2)因l2被剪斷的瞬間,彈簧l1上的彈力FT1未發(fā)生變化,所以物體所受的合力與FT2等大反向,如下右圖所示,由牛頓第二定律,在水平方向有:mgtan θ=ma,解得a=gtan θ.解題方法:①搞清各物體初始狀態(tài)對地的運動和物體間的相對運動,確定物體間的摩擦力方向;②分別隔離兩物體進行受力分析,準確求出各物體在各個運動過程中的加速度(注意兩過程的連接處加速度可能突變);③找出物體之間的位移(路程)關(guān)系或速度關(guān)系是解題的突破口.求解中應(yīng)注意聯(lián)系兩個過程的紐帶,即每一個過程的末速度是下一個過程的初速度。二、動力學(xué)圖像問題1、常見的圖像形式在動力學(xué)與運動學(xué)問題中,常見、常用的圖像是位移圖像(x-t圖像)、速度圖像(v-t圖像)和力的圖像(F-t圖像)等,這些圖像反映的是物體的運動規(guī)律、受力規(guī)律,而絕非代表物體的運動軌跡.(2)特別注意圖像中的點、線段、斜率、截距、交點、拐點、面積等方面了解圖像給出的信息,再利用共點力平衡、牛頓運動定律及運動學(xué)公式解題.2、解決圖像綜合問題的關(guān)鍵(1)把圖像與具體的題意、情境結(jié)合起來,明確圖像的物理意義,明確圖像所反映的物理過程.【例題】一質(zhì)量為m=1 kg的物體在水平恒力F作用下沿直線水平運動,1 s末撤去恒力F,其v-t圖像如圖所示,則恒力F和物體所受阻力Ff的大小是( )A.F=9 N,F(xiàn)f=2 N B.F=8 N,F(xiàn)f=3 NC.F=8 N,F(xiàn)f=2 N D.F=9 N,F(xiàn)f=3 ND解析:由v-t圖像可知,0~1 s內(nèi),物體做勻加速直線運動,共加速度大小為a1= = m/s2=6 m/s2;1~3 s內(nèi),物體做勻減速直線運動,其加速度的大小為a2= m/s2=3 m/s2.根據(jù)牛頓第二定律,0~1 s有F-Ff=ma1,1~3 s有Ff=ma2,解得F=9 N,F(xiàn)f=3 N.故D正確,A、B、C錯誤.【例題】粗糙的水平地面上一物體在水平拉力作用下做直線運動,水平拉力F及運動速度v隨時間變化的圖像如圖甲、乙所示.取重力加速度g=10 m/s2,求:(1)前2 s內(nèi)物體運動的加速度和位移大小;(2)物體的質(zhì)量m和物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ.解析:(1)由v-t圖像可知,前2 s內(nèi)物體運動的加速度為a== m/s2=2 m/s2前2 s內(nèi)物體運動的位移為x= at2= ×2×22 m=4 m.(2)物體受力如圖所示.對于前2 s,由牛頓第二定律得F1-Ff=ma,其中Ff=μmg2 s后物體做勻速直線運動,由二力平衡條件得F2=Ff由F t圖像知F1=15 N,F(xiàn)2=5 N代入數(shù)據(jù)解得m=5 kg,μ=0.1.1.如圖所示,輕彈簧上端與一質(zhì)量為m1的木塊1相連,下端與另一質(zhì)量為m2的木塊2相連,整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止狀態(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( )A.a1=g,a2=g B.a1=0,a2=gC.a1=0,a2=g D.a1=g,a2= gC2.(多選)如圖甲所示,一輕彈簧下端固定在水平面上,上端放置一小物體(不粘連),小物體處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)對小物體施一豎直向上的拉力F,使小物體向上做勻加速直線運動,拉力F與物體位移x的關(guān)系如圖乙所示,a、b、c均為已知量,重力加速度為g,彈簧始終在彈性限度內(nèi)。則下列結(jié)論正確的是( )A.物體與彈簧分離時,彈簧處于原長B.小物體質(zhì)量為m=C.物體的加速度大小為gD.物體從開始運動到離開彈簧的過程經(jīng)過的時間為ABD 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫