高中物理问题原型与延伸专题4.1牛顿运动定律的“瞬时性”问题学案新人教版

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1、专题4.1牛顿运动定律的“瞬时性”问题❅知识点拨1．求解思路：求解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或运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．2．牛顿第二定律瞬时性的“两类”模型(1)刚性绳(轻杆或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间．(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变．3．在求解瞬时加速度时应注意的问题(1)物体的受力情况和运动

2、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．(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个积累的过程，不会发生突变。【原型】轻绳和弹簧模型如图所示，质量为0.2kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上，质量为0.6kg的物体B由细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压，现突然将细线剪断，则剪断后瞬间A.B间的作用力大小为(g取10m/s2)()A．0.5NB．2.5NC．0ND．1.5N解析：剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力F＝mAg＝0.2×10＝2N，剪断细线的瞬间，对整体★点评：本题是对弹簧和细线

3、拉力特点与牛顿运动定律的综合考查，关键是对弹簧弹力的特点要有充分的认识，可以认为弹簧的弹力不会突变。变型1、两根轻弹簧的牛顿第二定律【延伸1】屋檐定时滴下水滴，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好到达地面，而第3滴与第2滴正分别位于高为1m的窗户的上、下沿，如图所示，取g＝10m/s2。问：（1）滴水的时间间隔是多少？（2）此屋檐离地面多高？解析：（1）……………………………………（1）得Δt=0.2s………………………………………………………………（2）（2）……………………………………………（3）★点评：解决本题的关键是掌握匀变速直线运动的位移

4、-时间规律。变型2、竖直方向的双向运动问题【延伸2】从距地面高h处将一小球以初速度v0=10m/s竖直向上抛出，经时间t=3s落地，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求：小球落地时速度v；高度h．解析：取竖直向上为正方向，则小球的加速度为a=-g。小球落地时速度为：v=v0-gt=10-10×30=-20m/s2…………………（1）大小为20m/s2，方向竖直向下．小球的位移为：x=v0t-gt2=10×3-×10×32=-15m……（2）故高度为：h=

5、x

6、=15m…………………………………………………（3）★点评：竖直上抛运动注意

7、其方向性和对称性。变型3、斜面上的运动问题【延伸3】在一段平滑的斜冰坡的中部将冰块以8m/s的初速度沿斜坡向上打出，冰块沿斜坡上滑，加速恒为-1m/s2（设斜足够长）求：（1）冰块在5s时的速度；（2）冰块在10s时的位移。变型4、斜面上的双向运动问题【延伸4】如图所示，小球以v0=6m/s的速度从中间滑上光滑的足够长斜面，已知小球在斜面上运动时的加速度大小为2m/s2，问小球速度大小为3m/s时需多长时间？位移是多少？（小球在光滑斜面上运动时，加速度大小、方向不变）解析：若小球在上升过程中，速度减为3m/s时，以沿斜面向上的方向为正方向，根

8、据★点评：解决斜面上的双向运动问题时，注意方向性。✿跟踪练习：1.汽车以20m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度大小为5m/s2，那么开始刹车后2s内与开始刹车后6s内汽车通过的位移之比为（）A.1：1B.1:3C.3:4D.4:32.如图所示，一物块从一光滑且足够长的固定斜面顶端O点无初速释放后，先后通过P、Q、N三点，已知物块从P点运动到Q点与从Q点运动到N点所用的时间相等，且PQ长度为3m，QN长度为4m，则由上述数据可以求出OP的长度为（）·A.2mB.mC.mD.3m3.汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动途中用了10

9、s的时间通过一座长120m的桥，过桥后汽车的速度为16m/s，汽车自身长度忽略不计，则（）A.汽车的加速度为1.6m/s2B.汽车过桥头时的速度为12m/sC.汽车从出发到过完桥所用时间为16sD.汽车从出发点到桥头的距离为40m4.甲乙两车在同一条笔直的公路上做同方向的直线运动，从t=0时刻开始，甲车的运动规律为X=10t,乙车刹车，其运动规律为X=50+10t﹣2t2（以上两式各物理量的单位均为国际基本单位），则从t=0开始，甲追上乙的时间是（）A.5sB.6.25sC.3.15sD.10s5.一质点在某一木板上做初速度为零的匀加速直线运

10、动，已知质点从木板的前端滑到末端的过程中，它在前3s内的位移与后3s内的位移之比为3：7，后3s内的位移比前3s内的位移多24m，取g=10m/s2．则（）A.该质