微型专题:瞬时加速度问题和动力学图象问题 学案(含答案)
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1、微型专题瞬时加速度问题和动力学图象问题学习目标1.会分析物体受力的瞬时变化,会求瞬时加速度.2.会分析物体受力随时间的变化图象和速度随时间的变化图象,会结合图象解答动力学问题一、瞬时加速度问题物体的加速度与合力存在瞬时对应关系,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情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,解决此类问题时,要注意两类模型的特点:(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,恢复形变几乎不需要时间,故认为弹力立即改变或消失(2)弹簧(或橡皮绳)模型:此种物体的特点是形变量大,恢复形变需要较长时间,在瞬时问题中,
2、其弹力的大小往往可以看成是不变的例1如图1所示,质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成角的轻弹簧系着处于静止状态,现将绳AO烧断,在绳AO烧断的瞬间,下列说法正确的是()图1A弹簧的拉力FB弹簧的拉力Fmgsin C小球的加速度为零D小球的加速度agsin 答案A解析烧断AO之前,小球受3个力,受力分析如图所示,F,烧断绳的瞬间,绳的张力没有了,但由于轻弹簧形变的恢复需要时间,故弹簧的弹力不变,A正确,B错误烧断绳的瞬间,小球受到的合力与烧断前绳AO的拉力等大反向,即F合mgtan ,则小球的加速度agtan ,C、D错误1加速度和力具有瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失,分析物体
3、在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度2分析瞬时变化问题的一般思路:(1)分析瞬时变化前物体的受力情况,求出每个力的大小(2)分析瞬时变化后每个力的变化情况(3)由每个力的变化确定变化后瞬间的合力,由牛顿第二定律求瞬时加速度针对训练1(2018西安市模拟)如图2所示,质量相等的三个物体A、B、C,A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连,A与B之间用细线相连,当系统静止后,突然剪断A、B间的细线,则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取竖直向下为正方向)()图2Ag、2g、0 B2g、2g、0C2g、2g、g D2g、g、g答案B解析剪断细
4、线前,对B、C整体受力分析,整体受到的重力和细线的拉力平衡,故FT2mg,再对物体A受力分析,其受到重力、细线拉力和弹簧的弹力;剪断细线后,三个物体的重力和弹簧的弹力不变,细线的拉力变为零,故物体B受到的合力等于2mg,方向竖直向下,物体A受到的合力为2mg,方向竖直向上,物体C受到的力不变,合力为零,故物体B有方向竖直向下的大小为2g的加速度,物体A具有方向竖直向上的大小为2g的加速度,物体C的加速度为0,因取竖直向下为正方向,故选项B正确二、动力学图象问题1常见的图象形式在动力学与运动学问题中,常见、常用的图象是位移图象(st图象)、速度图象(vt图象)和力的图象(Ft图象)等,这些图象反
5、映的是物体的运动规律、受力规律,而绝非代表物体的运动轨迹2图象问题的分析方法遇到带有物理图象的问题时,要认真分析图象,先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息,再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式解题例2(2019重庆市七校高一上学期期末联考)一个物块置于粗糙的水平地面上,受到方向不变的水平推力F的作用,推力F随时间变化的关系如图3甲所示,速度v随时间变化的关系如图乙所示取g10 m/s2,求:图3(1)第1 s末和第3 s末物块所受摩擦力的大小f1和f2;(2)物块与水平地面间的动摩擦因数;(3)若第6 s末撤去外力,物块前7.5 s内的位移大小
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