高中物理 5.4 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析（二）課件 滬科版必修1.ppt

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,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θ.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θ.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θ.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a′＝2g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a′＝2g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a′＝2g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.多過程問題分析,找到相鄰過程的聯(lián)系點(diǎn)并逐一分析每個(gè)過程,要明確整個(gè)過程由幾個(gè)子過程組成,,合理分段,,不同過程中力發(fā)生變化,,a發(fā)生變化,,注意,,例3.質(zhì)量為m＝2 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)μ＝0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F，F(xiàn)＝10 N，θ＝37°(sin 37°＝0.6)，經(jīng)t1＝10 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)說明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． (2)物體運(yùn)動(dòng)過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m＝2 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)μ＝0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F，F(xiàn)＝10 N，θ＝37°(sin 37°＝0.6)，經(jīng)t1＝10 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)說明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． (2)物體運(yùn)動(dòng)過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 θ＋N1＝mg,Fcos θ－f＝ma1,f＝μN(yùn)1,v＝a1t1,s1＝25 m v＝5 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m＝2 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)μ＝0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F，F(xiàn)＝10 N，θ＝37°(sin 37°＝0.6)，經(jīng)t1＝10 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)說明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． (2)物體運(yùn)動(dòng)過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′,f′＝μmg＝ma2,2a2s2＝v2,s2＝2.5 m,物體運(yùn)動(dòng)的總位移,s＝s1＋s2＝27.5 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，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( ) A．a(chǎn)A＝0，aB＝0 B．a(chǎn)A＝g，aB＝g C．a(chǎn)A＝3g，aB＝g D．a(chǎn)A＝3g，aB＝0,瞬時(shí)加速度問題,,2mg,F′,B球原來受力,剪斷細(xì)線后彈簧不突變,aB＝0,,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，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( ) A．a(chǎn)A＝0，aB＝0 B．a(chǎn)A＝g，aB＝g C．a(chǎn)A＝3g，aB＝g D．a(chǎn)A＝3g，aB＝0,瞬時(shí)加速度問題,mg,,T,A球原來受力,剪斷細(xì)線,aA＝3g,,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g＝10 m/s2，求： (1)當(dāng)汽車以a＝2 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Γ?(2)當(dāng)汽車以a＝10 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Γ?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g＝10 m/s2，求： (1)當(dāng)汽車以a＝2 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Γ?(2)當(dāng)汽車以a＝10 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Γ?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，N′＝0,2．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g＝10 m/s2，求： (1)當(dāng)汽車以a＝2 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Γ?(2)當(dāng)汽車以a＝10 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Γ?解析,設(shè)此時(shí)繩與豎直方向的夾角為α，,動(dòng)力學(xué)中的臨界問題,,mg,T2 ′,,所以小球飛起來，N′＝0,,,,,,α,,,,F′,,3.冬奧會(huì)四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國短道速滑聯(lián)賽總決賽．她領(lǐng)銜的中國女隊(duì)在混合3 000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼．如圖所示，ACD是一滑雪場示意圖，其中AC是長L＝0.8 m、傾角θ＝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μ＝0.25，不計(jì)空氣阻力．(取g＝10 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 θ－f＝ma,f＝μN(yùn),垂直于斜坡方向,N－mgcos θ＝0,多過程問題,,,mg,,N,,f,勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,聯(lián)立以上各式得,a＝gsin θ－μgcos θ ＝4 m/s2,t＝2 s,3.冬奧會(huì)四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國短道速滑聯(lián)賽總決賽．她領(lǐng)銜的中國女隊(duì)在混合3 000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼．如圖所示，ACD是一滑雪場示意圖，其中AC是長L＝0.8 m、傾角θ＝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μ＝0.25，不計(jì)空氣阻力．(取g＝10 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日亮相全國短道速滑聯(lián)賽總決賽．她領(lǐng)銜的中國女隊(duì)在混合3 000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼．如圖所示，ACD是一滑雪場示意圖，其中AC是長L＝0.8 m、傾角θ＝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μ＝0.25，不計(jì)空氣阻力．(取g＝10 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,μmg＝ma′,由牛頓第二定律得,聯(lián)系v,下滑過程：,v2＝2aL,,,多過程問題,3.冬奧會(huì)四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國短道速滑聯(lián)賽總決賽．她領(lǐng)銜的中國女隊(duì)在混合3 000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼．如圖所示，ACD是一滑雪場示意圖，其中AC是長L＝0.8 m、傾角θ＝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μ＝0.25，不計(jì)空氣阻力．(取g＝10 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,0－v2＝－2a′s,s＝12.8 m,,,多過程問題,再見,