轻松解决瞬时性问题 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/26 8:52:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

考纲要求 理解牛顿第二定律,会解决瞬时性问题 题型 各题型均有涉及 分值 6~15分 一、考点突破 知识点 牛顿运动定律的应用

二、重难点提示

充分利用瞬时性问题中的临界条件解题。

根据牛顿第二定律,a与F具有瞬时对应关系,当F发生突变时,加速度也会跟着变化,瞬时性问题就是分析某个力发生突变后,物体的加速度的变化,或者是引起的其他力的变化。

在求解瞬时性加速度问题时应注意:

(1)确定瞬时加速度关键是正确确定瞬时合外力。

(2)当指定的某个力发生变化时,是否还隐含着其他力也发生变化。

(3)对于弹簧相关瞬时值(某时刻的瞬时速度或瞬时加速度)进行分析时,要注意如下两点:①画好一个图:弹簧形变过程图;②明确三个位置:弹簧自然长度位置、平衡位置及形变量最大的位置。

(4)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。

(5)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变。

例题1 如图所示,质量为m的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态,当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )

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A. 0

B.

23g 3 C. g D.

3g 3思路分析:平衡时,小球受到三个力:重力mg、木板AB的支持力FN和弹簧拉力FT,受力情况如图所示

突然撤离木板时,FN突然消失而其他力不变,因此FT与重力mg的合力F=

mg=

cos30?23F23mg,产生的加速度a==g,B正确。 33m答案:B

例题2 如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( )

A. 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsin θ B. B球的受力情况未变,瞬时加速度为零 C. A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsin θ

D. 弹簧有收缩的趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,A、B两球瞬时加速度都不为零

思路分析:对A、B两球在细线烧断前、后的瞬间分别受力分析如图所示:

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细线烧断瞬间,弹簧还未形变,弹簧弹力与原来相等,B球受力平衡,mgsin θ-kx=0,即aB=0,A球所受合力为mgsin θ+kx=maA即:2mgsin θ=maA,解得aA=2gsin θ,故A,D错误,B,C正确。

答案:BC

例题3 如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量为m,2、4质量为M,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出(不计摩擦),设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4,重力加速度大小为g,则有( )

A. a1=a2=a3=a4=0 B. a1=a2=a3=a4=g C. a1=a2=g,a3=0,a4=D. a1=g,a2=

m?Mg Mm?Mm?Mg,a3=0,a4=g MM思路分析:在抽出木板的瞬时,物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失,受到的合力均等于各自重力,所以由牛顿第二定律知a1=a2=g;而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变,此时弹簧对3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg,因此物块3满足mg=F,a3=0;由牛顿第二定律得物块4满足a4=

答案:C

【综合拓展】 瞬时性问题的几种实体模型

分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是明确该时刻物体的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,此类问题应注意以下几种模型: 特性 模型 轻绳 受外力时 的形变量 微小不计 力能 否突变 能

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F?MgM?m=g,所以C对。

MM产生拉力 或支持力 只有拉力 没有支持力 质量 不 内部 弹力 处