教科版高中物理必修1《牛顿运动定律》复习课件2（23张PPT）

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瞬时状态与临界问题
1．瞬时性问题
(1)特点：变化前后，一些渐变量还没有来得及变化，但突变量却可以变化．
(2)方法：分析此刻前后，找出突变量和未变量，并分析它们的大小．
(3)常见情况：连接物体的弹簧、细绳等突然断裂．
2．临界问题
(1)特点：连接着两种或多种情况，是物体运动变化过程中的一个临界点或衔接点，此时隐含着一些关键量．
(2)方法
①极限法：在题目中如出现“最大”“最小”“刚好”等词语时一般隐含着临界问题．处理这类问题时，可把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界状态暴露出来．
②假设法：有些物理过程中没有明显的临界问题的线索，但在变化过程中有可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类问题一般用假设法．
3．常见情况：当两个物体将要分离或刚要接触时，N＝0，即为临界点，另外静摩擦力f静＝0时是力的方向变化的临界点．
例1
如图3－1所示，小球质量为5 kg，BC为水平绳，AC绳与竖直方向夹角为θ＝37°，整个系统处于静止状态，g取10 m/s2，试求：
图3－1
(1)BC绳的张力；
(2)若将BC绳剪断，则剪断瞬间小球的加速度为多少？
【精讲精析】　(1)BC绳剪断前，小球受力情况如图3－2.则FBC＝mgtanθ＝5×10×tan37° N＝37.5 N
图3－2
(2)BC绳剪断瞬间，AC绳的张力发生变化，小球所受合外力垂直于AC绳斜向下，大小为mgsinθ＝ma，
所以a＝gsinθ＝10×0.6 m/s2＝6 m/s2.
【答案】　(1)37.5 N　(2)6 m/s2
整体法、隔离法解决连接体问题
1．连接体
连接体是指在所研究的问题中涉及的多个物体(或叠放在一起，或并排挤在一起，或用绳、杆联系在一起)组成的系统(也叫物体组)．
2．解决连接体问题的基本方法
处理连接体问题的方法：整体法与隔离法．要么先整体后隔离，要么先隔离后整体．不管用什么方法解题，所使用的规律都是牛顿运动定律．
(1)解答问题时，决不能把整体法和隔离法对立起来，而应该把这两种方法结合起来，从具体问题的实际情况出发，灵活选取研究对象，恰当选择使用隔离法或整体法：
在连接体内各物体具有相同的加速度时，可先把连接体当成一个整体，分析受到的外力及运动情况，利用牛顿第二定律求出加速度，若要求连接体内各物体相互作用的内力，则需把物体隔离，对某个物体单独进行受力分析，再利用牛顿第二定律对该物体列式求解．
(2)在使用隔离法解题时，所选取的隔离对象可以是连接体中的某一部分物体，也可以是连接体的某一个物体(包含两个或两个以上的单个物体)，而这“某一部分”的选取，也应根据问题的实际情况灵活处理．
如图3－3所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m.现施水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动且一起沿水平面运动．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相对静止且一起沿水平面运动，则F′不得超过
(　　)
A．2F　　　　　　　　　
B．F/2
C．3F
D．F/3
例2
图3－3
【精讲精析】　用水平力F拉B时，对A、B整体
F＝(m＋2m)a
将A隔离，可得A、B间最大静摩擦力：fm＝ma
联立解得fm＝F/3；
若将水平力F′作用在A上，设A、B不发生相对滑动的最大加速度为a′
隔离B可得：fm＝2ma′
对A、B整体：F′＝(m＋2m)a′
联立解得F′＝F/2.
【答案】　B
程序法分析动力学问题
1．程序法解题，就是按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程(或不同的状态)进行分析．
2．解题的基本思路是：正确划分出题目中有多少个不同过程或多少个不同的状态，然后对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果．
程序法是解决物理问题的基本方法，应用程序法解题可以提升解题能力，养成科学、严密的思维习惯．
如图3－4所示，一足够长的斜面倾角θ＝37°，底端有一质量m＝1.0 kg的物体，它与斜面间动摩擦因数μ ＝0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动．拉力F＝10 N，方向平行斜面向上．经时间t＝4.0 s绳子突然断了，求从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，g＝10 m/s2)．
例3
图3－4
【精讲精析】　物体的运动分为三个过程：①在力F作用下沿斜面向上的匀加速运动；②绳子断后沿斜面向上的匀减速运动；③沿斜面向下的初速度为零的匀加速运动．
物体在沿斜面向上运动过程中，受拉力F、斜面支持力N、重力mg和摩擦力f，如图3－5甲，设物体向上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律有：
F－mgsinθ－f＝ma1
因f＝μN，N＝mgcosθ，
解得a1＝2.0 m/s2
t＝4.0 s时物体的速度大小为v1＝a1t＝8.0 m/s
图3－5