高中物理人教版必修一第四章牛頓運動定律：第3節(jié)牛頓第二定律備課資料素材庫-資料下載頁
2024-11-19 23:11本頁面
【導讀】錯誤，選項D正確。和＝，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立以上兩式，得＝N，選項A正確。故木箱運動狀態(tài)未發(fā)生改變。kg，最大載貨量為kg。2kg的物體，在幾個恒力作用下在光滑水平面處于靜止狀態(tài)。一個大小為2N、方向豎直向上的恒力，此后物體將如何運動？向水平向右的恒力，其他力仍保持不變，物體將如何運動？也可通過豎直向上拋小球的方式來判斷列車的運動狀態(tài)。做勻速運動；如果小球落到拋出點的后方，則列車做加速運動；如果小球落到拋出點的前方，則列車做減速運動。，一個大人推著一輛質(zhì)量較大的車，一個小孩推著一輛質(zhì)量較小的車，頓運動定律，質(zhì)量較小的車的加速度大。該物體在上升和下降過程中的加速度。當車運動后不再用力推車時，其所受合力大小為，運料車的加速度。因此取小球作為研究對象。4-3-4是我國自行研制的一種捆綁式火箭，火箭總長m，直徑m。
【正文】 張 力可以突變。 “彈簧”和“橡皮繩”也是理想化模型，具有以下幾個特性： （ 1）輕：其質(zhì)量和重力均可視為零，同一彈簧兩端及其中間各點的彈力大小相等。 （ 2）彈簧既能承受拉力，也能承受壓力； 橡皮繩只能承受拉力，不能承受壓力。 （ 3）由于彈簧和橡皮繩受力時，要恢復原狀需要一段時間，所以彈簧和橡皮繩中的力不能突變。 例 1 圖 4310 中小球 m 處于靜止狀態(tài)，彈簧與豎直方向的夾角為 ，燒斷 繩的瞬間，試求小球 的加速度的大小和方向。 思路點撥： 求解該題可按如下思路分析： 分析燒斷繩前后小球 的受力→求燒斷繩后小球的合力→求出小球的瞬時加速度 解析 ：燒斷 繩前，小球受力平衡，由 此求得 繩的拉力 ＝ tan ；燒斷繩瞬間， 繩的拉力消失，而彈簧還是保持原來的長度，彈力與燒斷前相同。此時，小球受到的作用力是彈力和重力，如圖 4311 所示，其合力方向水平向右，與燒斷前 繩的拉力相等，方向相反，即 ＝ tan ，由牛頓第二定律得加速度 ＝＝ tan ，方向水平向右。 答案 ： tan 方向水平向右 點撥 ：（ 1）由牛頓第二定律 ＝ 可知，物體在某一瞬時的加速度是由該時刻的合力決定的，因此分析細繩燒斷瞬間小球的受力情況是解決問題的關(guān)鍵。 （ 2）輕繩（或輕桿），由于其不可伸長（即無論所受拉力多大，長度不變），不需要形變恢復時間，認為其彈力大小可以發(fā)生突變，突變成零或其他的值。 （ 3）輕彈簧（或橡皮繩），受力后發(fā)生較大形變，產(chǎn)生形變或使形變消失都有一個過程。在瞬間內(nèi)形變量可以認為不變，因此發(fā)生瞬時性變化時，可以認為彈力大小不變，即彈力的大小不能突變。 例 2 如圖 4312所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為 的木塊 1相連，下端與另一質(zhì) 量 圖 4310 圖 4311 圖 4312 為 的木塊 2 相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，木塊 2 的加速度大小分別為 、 。重力加速度 大小為 。則有（ ） ＝ 0， ＝ ＝ ， ＝ ＝ 0， ＝ g ＝ ， ＝ g 解析 ：木板抽出前，由平衡條件可知彈簧被壓縮產(chǎn)生的彈力大小 為 。木板抽出后瞬間，彈簧彈力保持不變，仍為 。由牛頓第二定律可得 ＝ 0， ＝ g。選項 C 正確。 答案 ： C 點撥 ：解本題的關(guān)鍵是分析清楚木板抽出前、后的受力情況，然后由 ＝求解加速度。注意彈簧彈力不能瞬間發(fā)生變化。在求木塊 2的加速度時，可取系統(tǒng)研究；木板抽出后，系統(tǒng)所受合力為 ，由牛頓第二定律得： ，由于 0，則 g。 例 3 在動摩擦因數(shù) ＝ ＝ 1 kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成 ＝ 45176。角的不可伸長的輕繩一端相連，如圖 4313所示。此時小球處于靜止狀態(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零，當剪斷輕繩的瞬間， 取 10 。求： （ 1）此時輕彈簧的彈力大??； （ 2）小球的加速度大小和方向； （ 3）若剪斷彈簧與小球連接處，小球瞬間的加速度大小。 圖 4313 解析 ：（ 1）小球在繩沒有斷時，水平面對小球的彈力為零，球受到繩的拉力 、自身重力 與彈簧的彈力 作用而處于平衡狀態(tài)，依據(jù)平衡條件得 豎直方向有： cos ＝ 水平方向有： sin ＝ 解得彈簧的彈力為 ＝ tan ＝ 10 N 剪斷輕繩瞬間彈簧彈力不變，仍為 10 N。 （ 2）剪斷繩后小球在豎直方向仍平衡，水平面支持力等于重力，則 ＝ 水平方向上由牛頓第二定律得小球的加速度為 ＝ ＝ 8 ，方向向左。 （ 3）剪斷彈簧的瞬間，小球只受地面支持力和重力，且二力平衡，加速度為 0。 答案 ：（ 1） 10 N （ 2） 8 ，向左 （ 3） 0 點撥 ：利用牛頓第二定律求瞬時加速度時，關(guān)鍵是分析此時物體的受力情況，同時注意細繩和彈簧的區(qū)別：在其他力變化時，彈簧的彈力不會在瞬間發(fā)生變化，而細繩的拉力可以在瞬間發(fā)生突變。 例 4 如圖 4314所示，質(zhì)量為 的小球用水平輕彈簧系住，并用傾角為 30176。的光滑木板 托住，小球恰好處于靜止狀態(tài)。當木板 突然向下撤離的瞬間，小球的加速度大小為（ ） B. C. D. 解析 ：撤離木板時，小球所受重力和彈簧彈力沒變，二者合力大小等于撤離木板前木板對小球的支持力 大小，由于 ＝ ＝ ，所以撤離木板后，小球加速度大小為：＝ ＝ g，選項 B 正確。 答案 ： B 圖 4314
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