人教版高中物理必修一專題-瞬時加速度問題和動力學(xué)圖象問題

1、微型專題四-瞬時加速度問題和動力學(xué)圖象問題學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 會分析物體受力的瞬時變化，會求瞬時加速度2. 會分析物體受力隨時間的變化圖象和速度隨時間的變化圖象，會結(jié)合圖象解答動力學(xué)問題一、瞬時加速度問題物體的加速度與合力存在瞬時對應(yīng)關(guān)系，所以分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析該時刻物體的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度，解決此類問題時, 要注意兩類模型的特點: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，恢復(fù)形變幾乎不需要時間，故認(rèn)為彈力立即改變或消失(2)彈簧(或橡皮繩)模型：此種物體的特點是形變量大，恢復(fù)形變需要較長時間，在瞬時問題

2、中，其彈力往往可以看成是不變的.角的輕彈簧系著處于靜例1如圖1所示，質(zhì)量為m的小球被水平繩 Ao和與豎直方向成 止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將繩 AO燒斷，在繩AO燒斷的瞬間，下列說法正確的是A. 彈簧的拉力F =B. 彈簧的拉力F= mgsin C. 小球的加速度為零D. 小球的加速度 a= gsin 解析 燒斷AO之前，小球受3個力，受力分析如圖所示, 但由于輕彈簧形變的恢復(fù)需要時間，故彈簧的彈力不變，燒斷繩的瞬間，小球受到的合力與繩子的拉力等大反向，即 度 a= gtan 0 C、D 錯誤.規(guī)律總結(jié)1加速度和力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，即同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，分析物體在某一時刻 的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析該

3、時刻物體的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度2分析瞬時變化問題的一般思路：(1) 分析瞬時變化前物體的受力情況，求出每個力的大小(2) 分析瞬時變化后每個力的變化情況由每個力的變化確定變化后瞬間的合力，由牛頓第二定律求瞬時加速度 針對訓(xùn)練如圖2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?fàn)顟B(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、aBA. aA = 0, aB= 0B. aA = g, aB= gC. aA = 3g, aB= gD. aA = 3g, aB= 0*FF解析 分析B球原來受力如圖甲所示，F(xiàn) &#

4、39;= 2mg剪斷細線后彈簧形變不會瞬間改變，故B球受力不變，aB = 0.分析A球原來受力如圖乙所示，F(xiàn)T = F+ mg, F'= F,故 FT = 3mg.剪斷細線，F(xiàn)T變?yōu)镺, F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.、動力學(xué)的圖象問題1常見的圖象形式在動力學(xué)與運動學(xué)問題中，常見、常用的圖象是位移圖象（X-1圖象）、速度圖象（V t圖象）和力的圖象（F-1圖象）等，這些圖象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.圖象問題的分析方法遇到帶有物理圖象的問題時，要認(rèn)真分析圖象，先從它的物理意義、點、線段

5、、斜率、截距、交點、拐點、面積等方面了解圖象給出的信息，再利用共點力平衡、牛頓運動定律及運動學(xué) 公式解題.例2放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系如圖3甲所示，物塊速度 V與時間t的關(guān)系如圖乙所示.取重力加速度g= 10 ms2.由這 兩個圖象可以求得物塊的質(zhì)量 m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù) 分別為A.0.5 kg,0.4B.1.5 kg，C.0.5 kg,0.2D.1 kg,0.2物塊在46 S所受推力F'= 2 N ,物塊做勻速直線運動，則 F'= Ff， F'= mg解得m = 0.5 kg， = 0.4， 故 A選項正

6、確.規(guī)律總結(jié)解決圖象綜合問題的關(guān)鍵1. 把圖象與具體的題意、情境結(jié)合起來，明確圖象的物理意義，明確圖象所反映的物理過程2. 特別注意圖象中的一些特殊點，如圖線與橫、縱坐標(biāo)軸的交點，圖線的轉(zhuǎn)折點，兩圖線的 交點等所表示的物理意義.達標(biāo)檢測1. （瞬時加速度問題）如圖4所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度a做勻加速直線運動，某時刻突然撤去拉力F，此瞬間A和B的加速度為a1和a2,則A. a1 = a2= 0B. a1 = a, a2= 0 解析 兩木塊在光滑的水平面上一起以加速度 在力F撤去的瞬間，彈簧的彈力來不及改變，大小仍為 仍為a

7、，對B :取向右為正方向，一2. （瞬時加速度問題）如圖5所示， 輕質(zhì)彈簧， 下為正方向a.0，gC. 2g，gA ¼oooo" Ba向右勻加速運動時，彈簧的彈力F彈=m1a, m1a ,因此對A來講，加速度此時一m1a= m2a2, a2=a,所以 D 正確.b兩小球懸掛在天花板上，兩球用細線連接，上面是一m和2m,在細線燒斷瞬間，a、b兩球的加速度為（取向a、b兩球的質(zhì)量分別為a、)B. g, gD.2g , 0a、b可看成一個整體，由二力平衡知，彈簧彈力等于整體重力,解析在細線燒斷之前， 故彈力向上且大小為3mg.當(dāng)細線燒斷瞬間，彈簧的形變量不變，故彈力不變，故a受重

8、力mg和方向向上且大小為3mg的彈力，取向下為正方向，則a的加速度al = =2g，方向向上.對b而言，細線燒斷后只受重力作用，則b的加速度為a2= g，方向向下.故C正確.3. （圖象問題）質(zhì)量為0.8 kg的物體在一水平面上運動，如圖6所示，a、b分別表示物體不受拉力作用和受到水平拉力作用時的v t圖線，則拉力和摩擦力之比為A.9 : 8B.3 : 2C.2 : 1D.4 : 31 -解析 由題可知，題圖中圖線a表示的為僅受摩擦力時的運動圖線，加速度大小ms2;圖線b表示的為受水平拉力和摩擦力的運動圖線，加速度大小a2=0.頓第二定律得 ma1= Ff，ma2= F Ff，解得，B正確.J4. （圖象問題）（多選）物體A、B、C均靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別為"mC，與水平面間的動摩擦因數(shù)分別為A' B' C用平行于水平面的拉力17中甲、乙、丙所示，則以下說法正確mB、1.5m/s2;由牛A BC,所得加速度a與拉力F的關(guān)系圖線如圖F分別拉物體:r/sA、B、的是A.B.C.D.u(m-s-j)A= B< = A<B, mA < mB C , mB = mC C, mB > mC C, mA