高考物理一輪復(fù)習 核心素養(yǎng)微專題四 牛頓第二定律瞬時性問題的兩種模型課件.ppt

核心素養(yǎng)微專題四牛頓第二定律瞬時性問題的兩種模型 素養(yǎng)養(yǎng)成 1 兩種模型 2 處理思路 1 分析物體原來的受力情況 2 分析物體在突變后瞬間的受力情況 3 根據(jù)牛頓第二定律分析瞬間加速度 并討論其合理性 典例突破 典例1 多選 2015 海南高考 如圖 物塊a b和c的質(zhì)量相同 a和b b和c之間用完全相同的輕彈簧s1和s2相連 通過系在a上的細線懸掛于固定點o 整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài) 現(xiàn)將細線剪斷 將物塊a的加速度的大小記為a1 s1和s2相對于原長的伸長分別記為 l1和 l2 重力加速度大小為g 在剪斷的瞬間 a a1 3gb a1 0c l1 2 l2d l1 l2 點睛 1 剪斷細線前 三個物塊均處于平衡狀態(tài) 可根據(jù)平衡條件分析此時的彈簧彈力 2 剪斷細線瞬間 s1 s2均為彈簧模型 解析 選a c 斷線前 輕彈簧s1的彈力t1 2mg 輕彈簧s2的彈力t2 mg 在剪斷線的瞬間彈簧彈力不變 根據(jù)f kx知 l1 2 l2 c正確 d錯誤 細線剪斷瞬間 彈簧彈力不變 此時a物塊受向下的重力和向下的拉力t1 其合力為3mg 因此a的加速度a1 3g a正確 b錯誤 故選a c 典例2 多選 在動摩擦因數(shù) 0 2的水平面上有一個質(zhì)量m 2kg的小球 小球與水平輕彈簧及與豎直方向成 45 角的不可伸長的輕繩一端相連 如圖所示 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 g取10m s2 以下說法正確的是 a 平衡時輕彈簧的彈力大小為20nb 剪斷輕繩的瞬間 小球的加速度大小為8m s2 方向向左c 若在小球與彈簧連接處剪斷彈簧 則剪斷的瞬間小球的加速度為0d 若在小球與彈簧連接處剪斷彈簧 則剪斷的瞬間小球的加速度大小為10m s2 方向向右 點睛 1 剪斷輕繩的瞬間 剩下彈簧模型和剛性接觸面模型 2 剪斷彈簧的瞬間 剩下剛性繩模型和剛性接觸面模型 解析 選a b c 在剪斷輕繩前 小球受重力 繩子拉力以及彈簧的彈力處于平衡狀態(tài) 根據(jù)共點力平衡得 彈簧的彈力 f mgtan45 20n 選項a正確 剪斷輕繩的瞬間 彈簧的彈力仍然為20n 小球此時受重力 支持力 彈簧彈力和摩擦力四個力的作用 小球所受的最大靜摩擦力為f mg 4n 根據(jù)牛頓第二定律得小球 的加速度 a 8m s2 合力方向向左 所以向左加速 選項b正確 剪斷彈簧的瞬間 輕繩對小球的拉力瞬間為零 此時小球所受的合力為零 則小球的加速度為零 選項d錯誤 c正確 強化訓練 1 多選 如圖所示 質(zhì)量為m的小球被一根橡皮筋ac和一根繩bc系住 當小球靜止時 橡皮筋處在水平方向上 下列判斷中正確的是 a 在ac被突然剪斷的瞬間 bc對小球的拉力不變b 在ac被突然剪斷的瞬間 小球的加速度大小為gsin c 在bc被突然剪斷的瞬間 小球的加速度大小為d 在bc被突然剪斷的瞬間 小球的加速度大小為gsin 解析 選b c 據(jù)題意 在ac剪斷前有 tbc 剪斷后有 tbc mgcos 且mgsin ma 所以a錯誤 b正確 在bc剪斷前 tac mgtan 剪斷之后據(jù)彈力瞬間保持原值的特性 有 tac tac mgtan 其合力為f合 所以有f合2 m2g2 1 tan2 則加速度為a 所以c正確 d錯誤 2 如圖所示 一根輕質(zhì)彈簧上端是固定的 下端掛一平盤 盤中有一物體 平盤與物體的總質(zhì)量為m 當盤靜止時 彈簧的長度比其自然長度伸長了l 現(xiàn)向下拉盤使彈簧再伸長 l后停止 然后松手 設(shè)彈簧總處在彈性限度以內(nèi) 則剛松手時盤與物體的加速度為 a b c 物體的加速度為0d 加速度的方向向下 解析 選a 當盤靜止時 由胡克定律得mg kl 設(shè)使彈簧再伸長 l時手的拉力大小為f再由胡克定律得 mg f k l l 由 聯(lián)立得f mg剛松手瞬時彈簧的彈力沒有變化 則以盤和物體整體為研究對象 所受合力大小等于f 方向豎直向上 設(shè)剛松手時 加速度大小為a 根據(jù)牛頓第二定律得a 故本題選a 3 多選 2018 濟寧模擬 如圖 a b球的質(zhì)量相等 彈簧的質(zhì)量不計 傾角為 的斜面光滑 系統(tǒng)靜止時 彈簧與細線均平行于斜面 在細線被燒斷的瞬間 下列說法正確的是 a 兩個小球的瞬時加速度均沿斜面向下 大小均為gsin b b球的受力情況未變 瞬時加速度為零c a球的瞬時加速度沿斜面向下 大小為2gsin d 彈簧有收縮的趨勢 b球的瞬時加速度向上 a球的瞬時加速度向下 瞬時加速度都不為零 解析 選b c 系統(tǒng)靜止 根據(jù)平衡條件可知 對b球f彈 mgsin 對a球f繩 f彈 mgsin 細線被燒斷的瞬間 細線的拉力立即減為零 但彈簧的彈力不發(fā)生改變 則b球受力情況未變 瞬時加速度為零 對a球根據(jù)牛頓第二定律得a 2gsin 故a錯誤 c正確 b球的受力情況未變 瞬時加速度為零 故b正確 d錯誤 4 兒童蹦極 中 拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性良好的橡皮繩 質(zhì)量為m的子軒如圖所示靜止懸掛 左右兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg 若此時子軒左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂 則子軒此時 a 加速度 速度都為零 b 加速度a g 沿原斷裂橡皮繩的方向斜向下c 加速度a g 沿未斷裂橡皮繩的方向斜向上d 加速度a g 方向豎直向下 解析 選b 子軒靜止時受到重力和兩根橡皮繩的拉力 處于平衡狀態(tài) 如圖 由于t1 t2 mg 故兩個拉力的合力一定在角平分線上 且在豎直線上 故兩個拉力的夾角為120 當小孩左側(cè)橡皮繩拉力