高中物理 4.5牛顿第二定律的应用11教案 粤教版必修1

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1、专题牛顿第二定律的瞬时作用本节要求我们根据牛顿第二定律的瞬时性，解析一些关于绳子、杆等的瞬时间合力和加速度的变化关系。一．学法指导1牛顿第二定律的瞬时作用：牛顿第二定律揭示的加速度a与合外力F的正比关系是“瞬时”的依存关系。有力，就有加速度，任一时刻的合外力对应着该时刻的瞬时加速度。力改变，加速度亦同时改变。2、物理中的“绳”和“线”，“轻杆”及“弹簧”和“橡皮绳”的特性（1）中学物理中的“绳”和“线”，一般都是理想化模型，具有如下几个特性：①轻，即绳（或线）的质量和重力均可视为零，由此特点可知，同一根绳（或线）的

2、两端及其中间各点的张力大小相等；②软，即绳（或线）只能受拉力，不能承受压力（因绳能弯曲），由此特点可知，绳及其物体相互间作用力的方向是沿着绳且背离受力物体的方向。③不可伸长，即无论绳所受拉力多大，绳子的长度不变，由此特点可知，绳子中的张力可以突变。（2）中学物理中的“轻杆”也是理想化模型，具有如下几个特性：轻杆的质量可忽略不计，轻杆是硬的，能产生侧向力，它的劲度系数非常大，以至于认为受力形变极微，看作不可伸长或压缩。具有如下几个特性：①轻杆各处受力相等，其力的方向不一定沿着杆的方向；②轻杆不能伸长或压缩；③轻杆受到

3、的弹力的形式有：拉力、压力或侧向力。（3）中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”，也是理想化模型，具有如下几个特性：①轻，即弹簧（或橡皮绳）的质量和重力均可视为等于零，由此特点可知，同一弹簧两端及其中各点的弹力大小相等；②弹簧既能受拉力，也能受压力（沿弹簧的轴线），橡皮绳只能受拉力，不能承受压力（因橡皮绳能弯曲）；③由于弹簧和橡皮绳受力时形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不会突变，但是，当弹簧或橡皮绳被剪断时，它们受的弹力立即消失。二、例题分析【例1】做匀加速直线运动的物体，当所受合外力逐渐减小时（

4、）A．速度减小B．加速度减小C．合外力减为零时物体静止D．合外力减为零时物体速度达到最大【解析】物体做匀加速直线运动，说明物体受到的合外力大小恒定，方向与加速度相同；当合外力减小时，方向不变，物体仍然加速，选项A错误；由牛顿第二定律可知，加速度随合外力减小而减小，选项B正确；当合外力减为零时，加速度为零，速度不再增大，达到最大值，选项C错误，选项D正确。【答案】BD评注：质量一定的物体，合外力大小决定加速度大小。做直线运动物体的速度大小如何变化，取决于合外力（或加速度）的方向与速度方向相同还是相反。【例2】（1）如

5、图4-18(A)所示，一质量为m的物体系于长度分别为，的两根细线上，的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，水平拉直，物体处于平衡状态。现将线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。图4-18下面是某同学对该题的一种解法：解：设线上拉力为，线上拉力为，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡，即，，所以剪断线的瞬间，突然消失，物体即在反方向获得加速度。因为，所以加速度，方向在反方向。你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。（2）若将图4-18(A)中的细线改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图4-18(B)所示，其他条

6、件不变，求解的步骤和结果与（l）完全相同，即，你认为这个结果正确吗？请说明理由。【解析】(1)错。因为L2被剪断的瞬间，L1上的张力大小发生了变化。(2）对。因为L2被剪断的瞬间，弹簧L1的长度还未发生变化，故弹力大小和方向都不变。评注：本题为2001年上海高考题，考察了牛顿定律的力和加速度的瞬时关系，题目要求考生说明两种情况是否正确的理由，关健要说出绳和弹黄产生的弹力是如何变化的，答题要言简意赅，并不是字越多越好。三、跟踪训练图4-191．如图4-19所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物

7、体m把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止。物体与水平地面间的动摩擦因数恒定，试判断下列说法正确的是（）A．物体在B点所受合外力为零B．物体从A点到B点速度越来越大，从B点到C点速度越来越小C．物体从A点到B点速度越来越小，从B点到C点加速度不变D．物体从A点到B点先加速后减速，从B点到C点一直减速运动2．如图4-20所示，A、B、C、D、E、F六个小球分别用弹簧、细绳和细杆联结，挂于水平天花板上，若某一瞬间同时在a、b、c处将悬挂的细绳剪断，比较各球下落瞬间的加速度，下列说法中正确的是（）A．所有小球

8、都以g的加速度下落图4-20B．A球的加速度为2g，B球的加速度为gC．C、D、E、F球的加速度均为gD．E球的加速度大于F球的加速度3．一个物体受到几个力作用而处于静止状态，若保持其它力不变而将其中的一个力F1逐渐减小到零方向保持不变），然后又将F1逐渐恢复原状，在这个过程中，物体的（）A．加速度增加，速度增大B．加速度减小，速度增大C．加速度先增加后减小