高中物理第四章力與運動微型專題瞬時加速度問題和動力學(xué)圖象問題課件粵教版必修

微型專題瞬時加速度問題和動

力學(xué)圖象問題第四章

力與運動學(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.重點探究啟迪思維探究重點達(dá)標(biāo)檢測檢測評價達(dá)標(biāo)過關(guān)內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN重點探究啟迪思維探究重點01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：(1)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，在瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成是不變的.瞬時加速度問題一例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θ角的輕彈簧系著處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將繩AO燒斷，在繩AO燒斷的瞬間，下列說法正確的是圖1B.彈簧的拉力F＝mgsinθC.小球的加速度為零D.小球的加速度a＝gsinθ√燒斷繩的瞬間，小球受到的合力與燒斷前繩AO的拉力等大反向，即F合＝mgtanθ，則小球的加速度a＝gtanθ，C、D錯誤.解析燒斷AO之前，小球受3個力，受力分析如圖所示，

，燒斷繩的瞬間，繩的張力沒有了，但由于輕彈簧形變的恢復(fù)需要時間，故彈簧的彈力不變，A正確，B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.(3)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1

(2018·西安市模擬)如圖2所示，質(zhì)量相等的三個物體A、B、C，A與天花板之間、B與C之間均用輕彈簧相連，A與B之間用細(xì)線相連，當(dāng)系統(tǒng)靜止后，突然剪斷A、B間的細(xì)線，則此瞬間A、B、C的加速度分別為(取豎直向下為正方向)圖2A.－g、2g、0 B.－2g、2g、0C.－2g、2g、g

D.－2g、g、g√解析

剪斷細(xì)線前，對B、C整體受力分析，整體受到的重力和細(xì)線的拉力平衡，故FT＝2mg，再對物體A受力分析，其受到重力、細(xì)線拉力和彈簧的彈力；剪斷細(xì)線后，三個物體的重力和彈簧的彈力不變，細(xì)線的拉力變?yōu)榱?，故物體B受到的合力等于2mg，方向豎直向下，物體A受到的合力為2mg，方向豎直向上，物體C受到的力不變，合力為零，故物體B有方向豎直向下的大小為2g的加速度，物體A具有方向豎直向上的大小為2g的加速度，物體C的加速度為0，因取豎直向下為正方向，故選項B正確.動力學(xué)圖象問題二1.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(s－t圖象)、速度圖象(v－t圖象)和力的圖象(F－t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、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

(2019·重慶市七校高一上學(xué)期期末聯(lián)考)一個物塊置于粗糙的水平地面上，受到方向不變的水平推力F的作用，推力F隨時間變化的關(guān)系如圖3甲所示，速度v隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示.取g＝10m/s2，求：圖3(1)第1s末和第3s末物塊所受摩擦力的大小f1和f2；答案見解析解析

由題圖可知，第1s末物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，則f1＝F1＝4N；4～6s內(nèi)，物塊做勻速運動，則F3＝f＝8N，第3s末物體處于勻加速狀態(tài)，則f2＝f＝8N；(2)物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ；答案見解析由f＝μFN，F(xiàn)N＝mg得μ＝0.4.(3)若第6s末撤去外力，物塊前7.5s內(nèi)的位移大小.答案見解析所以s總＝s加＋s勻＋s減＝4m＋8m＋2m＝14m.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、情景結(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.針對訓(xùn)練2

如圖4甲所示，質(zhì)量為m＝2kg的物體在水平面上向右做直線運動.過a點時給物體作用一個水平向左的恒力F并開始計時，選水平向右為速度的正方向，通過速度傳感器測出物體的瞬時速度，所得v－t圖象如圖乙所示.取重力加速度g＝10m/s2.求：圖4(1)力F的大小和物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ；答案3N

0.05解析

設(shè)物體向右做勻減速直線運動的加速度大小為a1，則由v－t圖象得a1＝2m/s2根據(jù)牛頓第二定律，有F＋μmg＝ma1設(shè)物體向左做勻加速直線運動的加速度大小為a2，則由v－t圖象得a2＝1m/s2根據(jù)牛頓第二定律，有F－μmg＝ma2，聯(lián)立解得F＝3N，μ＝0.05.(2)10s末物體離a點的距離.答案在a點左邊2m處解析

設(shè)10s末物體離a點的距離為d，d應(yīng)為v－t圖象與橫軸所圍的面積，則達(dá)標(biāo)檢測檢測評價達(dá)標(biāo)過關(guān)021.(瞬時加速度問題)如圖5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之間用水平輕彈簧相連，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的加速度分別為a1和a2，則1234圖5A.a1＝a2＝0B.a1＝a，a2＝0√1234解析兩木塊在光滑的水平面上一起以加速度a向右勻加速運動時，彈簧的彈力F彈＝m1a，在力F撤去的瞬間，彈簧的彈力來不及改變，大小仍為m1a，因此A的加速度仍為a，對B：取向右為正方向，－m1a＝m2a2，

，所以D正確.2.(瞬時加速度問題)如圖6所示，a、b兩小球懸掛在天花板上，兩球用細(xì)線連接，上面是一輕質(zhì)彈簧，a、b兩球的質(zhì)量分別為m和2m，在細(xì)線燒斷瞬間，a、b兩球的加速度為(取向下為正方向)1234圖6A.0，g

B.－g，gC.－2g，g

D.2g，0√1234解析

在細(xì)線燒斷之前，a、b可看成一個整體，由二力平衡知，彈簧彈力等于整體重力，故彈力向上且大小為3mg.當(dāng)細(xì)線燒斷瞬間，彈簧的形變量不變，故彈力不變，故a受重力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

.對b而言，細(xì)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)(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mA、mB、mC，與水平面間的動摩擦因數(shù)分別為μA、μB、μC，用水平拉力F分別拉物體A、B、C，物體A、B、C的加速度a與拉力F的關(guān)系分別如圖7中圖線甲、乙、丙所示，則以下說法正確的是1234圖7A.μA＝μB，mA＜mB

B.μB＜μC，mB＝mCC.μB＝μC，mB＞mC

D.μA＜μC，mA＜mC√√√123412344.(圖象問題)(多選)如圖8甲所示，將質(zhì)量為M的滑塊A放在傾斜固定滑板B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實時傳送到計算機上，經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示出滑塊A的速率－時間圖象.先給滑塊A一個沿滑板B向上的初速度，得到的速率－時間圖象如圖乙所示，已知滑板和傳感器始終靜止不動，取g＝10m/s2.則下列說法中正確的是圖8A.滑塊A上滑時加速度的大小為8.0m/s2B.滑塊A下滑時加速度的大小為8.0m/s2C.可以求出滑板與滑塊間的動摩擦因數(shù)D.不能