2018_2019高中物理第5章研究力和运动的关系微型专题3学案沪科版必修1

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1、微型专题3用牛顿运动定律解决几类典型问题［目标定位］1.学会分析含有弹簧的瞬吋问题.2.应用整体法和隔离法解决简单的连接体问题.3.掌握临界问题的分析方法.新知探究点点落实知识探究一、瞬时加速度问题根据牛顿第二定律，加速度臼与合外力尸存在着瞬时对应关系.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悄况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.应注意两类基本模型的区别：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，弹力立即改变或消失，形变恢复几乎不需要时间.2.弹簧（或橡皮绳）模型：此种物体的特点是形变量大，

2、形变恢复需要较长吋间，在瞬吋问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的.【例1】如图1中小球质量为加处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为0.则：图1（1）绳处和弹簧的拉力各是多少？（2）若烧断绳仞瞬间，物体受儿个力作用？这些力的大小是多少?（3）烧断绳力瞬间，求小球刃的加速度的大小和方向.解析（1）对小球受力分析如图甲所示其中弹簧弹力与重力的合力F与绳的拉力F等大反向则知F=nigtancos0甲mg乙（2）烧断绳防瞬间，绳的拉力消失，而弹簧还是保持原来的长度，弹簧弹力与烧断前相同.此时，小球受到的作用力是重力和弹簧弹力，大小分别是妙尸押=兀&•（3）烧断绳必瞬间，

3、重力和弹簧弹力的合力方向水平向右，与烧断绳血前防绳的拉力大小相等，方向相反，（如图乙所示）即心=/〃gtan由牛顿第二定律得小球的加速度a=—=m矶an0,方向水平向右.答案⑴飓tan0（2）两个重力为mg弹簧的弹力为（3）曲m（）COSuCOSu水平向右针对训练1如图2所示，轻弹簧上端与一质量为加的木块1相连，下端与另一质量为肘的木块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I'可，木块1、2的加速度大小分别为臼I、0.重力加速度大小为g则有（）图2A.曰i=0,&i=gB.ai=g,ai=g“、加+册C.

4、—0,82—yg「、m+MD.—g,—甘g答案C解析在抽出木板后的瞬间，弹簧对木块1的支持力和对木块2的压力并未改变.木块1N+*佢刃+1/受重力和支持力,mg=N,越=0,木块2受重力和压力，根据牛顿第二定律创=~=〒g，故选C.二、动力学中的临界问题分析若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般都有临界状态出现.分析时，可用极限法，即把问题（物理过程）推到极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件.在某些物理情景屮，由于条件的变化，会出现两种不同状态的衔接，在这两种状态的分界处，某个（或某些）物理量可以取特定的值，例如具有最大值或最小值.常见

5、类型有：1.弹力发生突变的临界条件弹力发生在两物体的接触面之间，是一种被动力，其大小由物体所处的运动状态决定.相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是：弹力为冬.1.摩擦力发生突变的临界条件摩擦力是被动力，其存在及方向由物体间的相对运动趋势决定：(1)静摩擦力为零是状态方向发生变化的临界状态；(2)静摩擦力最大是物体恰好保持相对静止的临界状态.【例2】如图3所示，细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块昇的顶端P处，细线的另一端拴一质量为刃的小球.(1)当滑块至少以多大的加速度日向左运动时，小球对滑块的压力等于零?(2)当滑块以刃=2马的加速度向左运动时，线中拉力

6、为多大？解析(1)假设滑块具有向左的加速度臼时，小球受重力恥、线的拉力尸和斜面的支持力,V作用，如图甲所示.由牛顿第二定律得水平方向：Feos45°—Abos45°竖直方向：用in45°-FAsin45°—加g=0.由上述两式解得N=〃心一日)2sin45°F=n{g+a}2cos45°*由此两式可以看出，当加速度曰增大时，球所受的支持力艸减小，线的拉力尸增大.当仪=g时，/V=0,此时小球虽与斜面接触但无压力，处于临界状态，所以滑块至少以日的加速度向左运动时小球对滑块的压力等于零.(2)当滑块向左的加速度八g时，小球将“飘”离斜面而只受线的拉力和重力的作用，受力

7、分析如图乙所示，此时细线与水平方向间的夹角^<45°.由牛顿第二定律得Fcosa=ma',Ffsina=mg,解得F=~+g=y^mg.答案⑴g⑵&妁三、整体法和隔离法在连接体问题中的应用1.整体法：把整个连接体系统看做一个研究对象，分析整体所受的外力，运用牛顿第二定律列方程求解.其优点在于不涉及系统内各物体之间的相互作用力.2.隔离法：把系统中某一物体（或一部分）隔离出来，作为一个单独的研究对彖进行受力分析，列方程求解.其优点在于将系统内物体I'可相互作用的内力转化为研究对象所受的外力,容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形.注意（1）当物体各部分加速度

8、相同且不涉