高中物理人教版必修1课件 第四章 牛顿运动定律4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)2 (共24张PPT)

(共24张PPT)
高中物理·必修1·人教版
第四章 牛顿运动定律
4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)2

3
1
2
学会分析含有弹簧的瞬时问题.
应用整体法和隔离法解决简单的连接体问题.
掌握临界问题的分析方法．掌握临界问题的分析方法．
一、瞬时加速度问题
弹力立即消失
形变量大
恢复需要较长时间
刚性绳(或接触面)
弹簧(或橡皮绳)
不突变
　例1.如图中小球质量为m，处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ.则：
(1)绳OB和弹簧的拉力各是多少？
(2)若烧断绳OB瞬间，物体受几个力作用？这些力的大小是多少？
(3)烧断绳OB瞬间，求小球m的加速度的大小和方向．
解析
mg
F弹
F
F′
F=F′
在三角形中可得
　例1.如图中小球质量为m，处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ.则：
(1)绳OB和弹簧的拉力各是多少？
(2)若烧断绳OB瞬间，物体受几个力作用？这些力的大小是多少？
(3)烧断绳OB瞬间，求小球m的加速度的大小和方向．
解析
mg
F弹
F
重力和弹力
G=mg
　例1.如图中小球质量为m，处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ.则：
(1)绳OB和弹簧的拉力各是多少？
(2)若烧断绳OB瞬间，物体受几个力作用？这些力的大小是多少？
(3)烧断绳OB瞬间，求小球m的加速度的大小和方向．
解析
mg
F弹
F
F′
根据牛顿第二定律
方向水平向右
如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有(　　)
解析
静止时m
mg
木板抽走后
弹簧不突变
F弹
针对训练
如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有(　　)
解析
静止时M
Mg
FN
木板抽走后
弹簧不突变
F弹
FN消失
Mg+F弹
mg
C
针对训练
二. 整体法和隔离法在连接体问题中的应用

优点
优点
物体的加速度相同
加速度相同或
不相同均适用
　例2.如图所示， 两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2.拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水 平直线，且F1>F2.试求在两个物块运动过程中轻线的拉力FT的大小．
解析
以两物块整体为研究对象
隔离物块m1
FT
三.动力学中的临界问题分析
最小
最大
刚好
在某些物理情景中
最大值
最小值
常见类型

弹力突变的临界条件
摩擦力突变临界条件
　例3.如图所示，细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球．
(1)当滑块至少以多大的加速度a向左运动时，小球对滑块的压力等于零？
(2)当滑块以a′＝2g的加速度向左运动时，线中拉力为多大？

解析
水平方向
mg
FN
F
牛顿第二定律
竖直方向
　例3.如图所示，细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球．
(1)当滑块至少以多大的加速度a向左运动时，小球对滑块的压力等于零？
(2)当滑块以a′＝2g的加速度向左运动时，线中拉力为多大？

解析
mg
FN
F
由上述两式解得
　例3.如图所示，细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球．
(1)当滑块至少以多大的加速度a向左运动时，小球对滑块的压力等于零？
(2)当滑块以a′＝2g的加速度向左运动时，线中拉力为多大？

解析
mg
F’
小球将“飘”离斜面
牛顿第二定律
解析
1 .如图所示，质量分别为m和2m的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬时加速度aA、aB的大小分别是(　)
A．aA＝0，aB＝0
B．aA＝g，aB＝g
C．aA＝3g，aB＝g
D．aA＝3g，aB＝0
瞬时加速度问题
2mg
F′
B球原来受力
剪断细线后弹簧不突变
解析
1 .如图所示，质量分别为m和2m的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬时加速度aA、aB的大小分别是(　)
A．aA＝0，aB＝0
B．aA＝g，aB＝g
C．aA＝3g，aB＝g
D．aA＝3g，aB＝0
瞬时加速度问题
mg
FT
A球原来受力
剪断细线
F
FT消失
D
2．两个叠加在一起的滑块，置于固定的、倾角为θ的斜面上，如图所示，滑块A、B质量分别为M、m，A与斜面间的动摩擦因数为μ1，B与A之间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块B受到的摩擦力(　　)
A．等于零
B．方向沿斜面向上
C．大小等于μ1mgcos θ D．大小等于μ2mgcos θ
解析
整体法和隔离法的应用
整体
(M+m)g
FN
牛顿第二定律
Ff
2．两个叠加在一起的滑块，置于固定的、倾角为θ的斜面上，如图所示，滑块A、B质量分别为M、m，A与斜面间的动摩擦因数为μ1，B与A之间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块B受到的摩擦力(　　)
A．等于零
B．方向沿斜面向上
C．大小等于μ1mgcos θ D．大小等于μ2mgcos θ
解析
整体法和隔离法的应用
隔离B
mg
FN
Ff
牛顿第二定律
BC
3．如图所示，质量为4 kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上，绳与竖直方向夹角为37°.已知g＝10 m/s2，求：
(1)当汽车以a＝2 m/s2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力．
(2)当汽车以a＝10 m/s2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力．
解析
牛顿第二定律
动力学中的临界问题
mg
FN
FT1
3．如图所示，质量为4 kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上，绳与竖直方向夹角为37°.已知g＝10 m/s2，求：
(1)当汽车以a＝2 m/s2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力．
(2)当汽车以a＝10 m/s2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力．
解析
设车后壁弹力为0时(临界条件)的加速度为a0
动力学中的临界问题
mg
FN
FT1
所以小球飞起来，FN′＝0
3．如图所示，质量为4 kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上，绳与竖直方向夹角为37°.已知g＝10 m/s2，求：
(1)当汽车以a＝2 m/s2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力．
(2)当汽车以a＝10 m/s2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力．
解析
设此时绳与竖直方向的夹角为α，
动力学中的临界问题
mg
FT2 ′
所以小球飞起来，FN′＝0
α
F′
4.如图所示，质量分别为m1和m2的物块A、B，用劲度系数为k的轻弹簧相连．当用力F沿倾角为θ的固定光滑斜面向上拉两物块，使之共同加速运动时，弹簧的伸长量为多少？
解析
根据牛顿第二定律
整体法和隔离法的应用
(m1+m2) g
FN
整体
隔离A
m1 g
FNA
kx
再见