第四章 微型专题 瞬时加速度问题和动力学图象问题.ppt

第四章 微型专题 瞬时加速度问题和动力学图象问题 [学习目标]　 1.会分析物体受力的瞬时变化，会求瞬时加速度. 2.会分析物体受力随时间的变化图象和速度随时间的变化图象，会结合图象解答动力学问题. 内容索引 重点探究 启迪思维 探究重点 达标检测 检测评价 达标过关 重点探究 一、瞬时加速度问题 物体的加速度与合力存在瞬时对应关系，所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析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，解决此类问题时，要注意两类模型的特点： (1)刚性绳(或接触面)模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，恢复形变几乎不需要时间，故认为弹力立即改变或消失. (2)弹簧(或橡皮绳)模型：此种物体的特点是形变量大，恢复形变需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力往往可以看成是不变的. 例1　如图1所示，质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态，现将绳AO烧断，在绳AO烧断的瞬间，下列说法正确的是 A.弹簧的拉力F＝ B.弹簧的拉力F＝mgsin θ C.小球的加速度为零 D.小球的加速度a＝gsin θ 解析 图1 答案 √ 解析　烧断AO之前，小球受3个力，受力分析如图所示，烧断绳的瞬间，绳的张力没有了，但由于轻弹簧形变的恢复需要时间，故弹簧的弹力不变，A正确，B错误. 烧断绳的瞬间，小球受到的合力与绳子的拉力等大反向，即F合＝mgtan θ，则小球的加速度a＝gtan θ，C、D错误. 大家应该也有点累了，稍作休息 大家有疑问的，可以询问和交流 规律总结 1.加速度和力具有瞬时对应关系，即同时产生、同时变化、同时消失，分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析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. 2.分析瞬时变化问题的一般思路： (1)分析瞬时变化前物体的受力情况，求出每个力的大小. (2)分析瞬时变化后每个力的变化情况. (3)由每个力的变化确定变化后瞬间的合力，由牛顿第二定律求瞬时加速度. 解析 答案 针对训练　如图2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 图2 √ 解析　分析B球原来受力如图甲所示，F′＝2mg 剪断细线后弹簧形变不会瞬间改变，故B球受力不变，aB＝0. 分析A球原来受力如图乙所示， FT＝F＋mg，F′＝F，故FT＝3mg. 剪断细线，FT变为0，F大小不变，A球受力如图丙所示 由牛顿第二定律得：F＋mg＝maA，解得aA＝3g. 二、动力学的图象问题 1.常见的图象形式 在动力学与运动学问题中，常见、常用的图象是位移图象(x－t图象)、速度图象(v－t图象)和力的图象(F－t图象)等，这些图象反映的是物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹. 2.图象问题的分析方法 遇到带有物理图象的问题时，要认真分析图象，先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式解题. A.0.5 kg,0.4　　　　　　 B.1.5 kg， C.0.5 kg,0.2 D.1 kg,0.2 例2　放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图3甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示.取重力加速度g＝10 m/s2.由这两个图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为 解析 答案 甲　　　　　　　　　　乙 图3 √ 物块在4～6 s所受推力F′＝2 N，物块做匀速直线运动， 则F′＝Ff，F′＝μmg 解得m＝0.5 kg，μ＝0.4，故A选项正确. 规律总结 解决图象综合问题的关键 1.把图象与具体的题意、情境结合起来，明确图象的物理意义，明确图象所反映的物理过程. 2.特别注意图象中的一些特殊点，如图线与横、纵坐标轴的交点，图线的转折点，两图线的交点等所表示的物理意义. 达标检测 1.(瞬时加速度问题)如图4所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬间A和B的加速度为a1和a2，则 A.a1＝a2＝0 B.a1＝a，a2＝0 图4 答案 解析 √ 1 2 3 4