高中物理破題致勝微方法力與運動的關(guān)系深度解析4力和加速度的瞬時對應(yīng)關(guān)系答案不全

1、力和加速度的瞬時對應(yīng)關(guān)系力和加速度的瞬時對應(yīng)關(guān)系：所謂瞬時性，就是物體的加速度A與其所受的合外力 F有瞬時對應(yīng)的關(guān)系，每一瞬時的加速度只取決于這一瞬時的合外力.也就是物體一旦受到不為零的合外力的作用，物體立即產(chǎn) 生加速度；當(dāng)合外力的方向、大小改變時，物體的加速度方向、大小也立即發(fā)生相應(yīng)的改變; 當(dāng)物體的合外力為零時，物體的加速度也立即為零.由此可知，力和加速度之間是瞬時對應(yīng) 的.一、經(jīng)典例題.如圖甲所示，一質(zhì)量為？的物體系于長度分別為？ 1、？2的兩根細線上，？?1的一端懸掛在天 花板上，與豎直方向夾角為？ , ？2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)，求解下列問題： 現(xiàn)將線？ 2剪斷，求剪斷？ 2的瞬

2、間物體的加速度；(2)若將圖甲中的細線？ i換成長度相同，質(zhì)量不計的輕彈簧，如圖乙所示，其他條彳不變，求剪 斷？2的瞬間物體的加速度。.萬法歸納：A.其他力改變時，彈簧的彈力不能在瞬間發(fā)生突變B.其他力改變時，細繩上的彈力可以在瞬間發(fā)生突變.瞬時問題A.研究某一時刻物體的受力和運動突變的關(guān)系稱為力和運動的瞬時問題，簡稱“瞬時問題”B. “瞬時問題”常常伴隨著這樣一些標志性詞語：“瞬時”、“突然”、“猛地”、“剛剛”等.瞬時加速度的求解分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析瞬時前后的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度分析條件變化前受力瞬時問題分析變化的條件分析條件變化后受力.

3、兩種模型加速度與合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，具體可簡化為以下兩種模型：輕繩、輕桿 和接觸面不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力,剪斷或 脫離后，不需要時間恢復(fù)形變，彈力立 即消失或改變，一股題H中所給的輕純、 輕桿和接觸面在不加特殊說明時，均可 按此模型處理當(dāng)彈簧的兩端與物體相連（即兩端為固 定端）時，由于物體有慣性，彈簧的長 彈簧，蹦床I度不會發(fā)生突變，所以在瞬時問題中， 和橡皮觥1其憚力的大小認為是不變的，即此時彈 ：簧的彈力不突變.求解瞬時加速度的一般思路分析。萍寸變化前后 物體的受力情況.分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析瞬時前后的受力情況及運動狀態(tài)，再

4、由牛頓第二定律求出瞬時加速度.此類問題應(yīng)注意兩種基本模型的建立（1）鋼性繩（或接觸面）：認為是一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，若剪斷（或脫 離）后，其中彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時間，一般題目中所給細線和接觸面在不加特 殊說明時，均可按此模型處理。（2）彈簧（或橡皮繩）：此種物體的特點是形變量大，形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時問題中，如果其兩端不自由（固定或連接有物體），其彈力的大小往往可以看成不變.而當(dāng)彈簧（或 橡皮繩）具有自由端（沒有任何連接物）時，其彈力可以立即消失。二、練習(xí)題.做自由落體運動的物體，如果下落過程中某時刻重力突然消失，物體的運動情況將是A.懸浮在空中不動B.速度逐漸

5、減小C.保持一定速度向下做勻速直線運動D.無法判斷.如圖所示，A B兩小球分別連在彈簧兩端，B端用細線固定在傾角為 30。的光滑斜面上。A B兩小球的質(zhì)量分別為 m、nB,重力加速度為g,若不計彈簧質(zhì)量，在線被剪斷瞬間,兩球的加速度分別為(A.都等于gB.C.m yg和0 2mD.3.（2013 安徽 14）如圖所示，細線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為。的光滑斜面體頂端，細線與斜面平行.在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運動的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細線的拉力T和斜面的支持力 FN分別為（重力加速度為 g)()T= m(gsin0+acos0),Fn= m(gc

6、os0T= m(gcos0+asin0),Fn= m(gsln0T= m(acos0gsln0),Fn= m(gcos0一asin 0 )一acos 0 )+ asin 0 )一gcos 0 ), Fn= m(gsin 0 + acos 0 )T= m(asin 04.在動摩擦因數(shù)科=0.2的水平面上有一個質(zhì)量為豎直方向成。=45角的不可伸長的輕繩一端相連水平面對小球的彈力恰好為零，當(dāng)剪斷輕繩的瞬間(1)此時輕彈簧的彈力大小為多少？(2)小球的加速度大小和方向？(3)當(dāng)剪斷彈簧的瞬間小球的加速度為多少？m=1 kg的小球，小球與水平輕彈簧及與,如圖所示.此時小球處于靜止平衡狀態(tài)，且,取 g=1

7、0 m/s 2.求：.如下圖所示，質(zhì)量相等的兩個物體A、B之間用一輕彈簧相連，再用一細線懸掛在天花板上靜止，當(dāng)剪斷細線的瞬間兩物體的加速度各為多少?.如圖所示，豎直光滑桿上套有一個小球和兩根輕彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘 M N固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)拔去銷釘M瞬間，小球加速度的大小為12m/s：若不拔去銷釘 M而拔去銷打N瞬間，小球的加速度可能是多少？(取 g = 10m/s2).如下圖所示，兩個彈簧的質(zhì)量不計，勁度系數(shù)分別為kl、k2,它們一端固定在質(zhì)量為 m的物體上時，另一端固定在 PQ上當(dāng)物體平衡時，上面的彈簧(k2)處于原長，若要把物質(zhì)的質(zhì)量換為2m （彈

8、簧的長度不變，且彈簧均在彈性限度內(nèi)），當(dāng)物體再次平衡時，物體將比第次下降的距離x為（A.mg/ ( ki + k 2). kik2/ ( ki+ k 2) mg. 2mg/ ( ki k 2)kik2/ ( ki+ k 2) 2mg 8. （2005 全國卷2）【題號：3200002890如圖所示，位于光滑固定斜面上的小物塊P受到一水平向右的推力 F的作用.已知物塊P沿斜面加速下滑.現(xiàn)保持F的方向不變，使其減小，則加速度（）A.一定變小B.一定變大C.一定不變D .可能變小，可能變大，也可能不變?nèi)?、練?xí)題答案1.【答案】C.【解析二物體自由下落時,僅受重力作用，重力消失以后，物體將不受力，根據(jù)

9、牛頓第一定律的描述，物體將以重力消失瞬間的速度做勻速直線運動，故C正確.所以答案是C【答案】D.【解析】在線被男斷間，彈簧彈不變，A的加速度為零，B所受合外力等于(mA mB)gsin1(mA mB)g ,由牛頓第二定律，B球的加速度為 mA一m g ,所以選22mB項D正確。3.略4.【答案】(1)10 N (2)8 m/s2方向向左 (3)0(1)因此時水平面對小球的彈力為零，小球在繩沒有斷時受到繩的拉力Ft和彈簧的彈力F作用而處于平衡狀態(tài)，依據(jù)平衡條件得豎直方向有:F tcos 0 =mg,水平方向有：FTSin 0 =F解得彈簧的彈力為：F=mgtan 0 =10 N(2)剪斷繩后小球

10、在豎直方向仍平衡，水平面支持力平衡重力FN=mg由牛頓第二定律得小球的加速度為a= -=8 m/s 2,方向向左.(3)當(dāng)剪斷彈簧的瞬間，小球立即受地面支持力和重力，且二力平衡，加速度為0.5.【答案】A的加速度為2g； B的加速度為0。先做出兩個物體的受力如圖所示，可知艮二喔岸二丁蕓，剪斷細線后再儆出兩個物 體的受力示意圖;如圖(2)所示？鋼性晶中好電力F”立即消失口而彈替的彈力不變， 故知圖中叱的加速度為向下的改，而成的加速度為零.【解析】拔M的瞬間，當(dāng)小球的加速度向上時,由牛頓第二定律得:拔M之前：阮琳+噪=女足其中“仆 A/ 分別是彈簧1、2的形變量，當(dāng)拔去N時：現(xiàn)+叫二制由以上三式得

11、 拔M的瞬間，當(dāng)小球的加速度向下時，由牛頓第二定律得：上“+附目=附的拔M之前：城七十叫二腦陽當(dāng)拔去N時：地L哪二也七由以上三式得:一點評：判斷拔去銷釘 M之后，物體加速度的方向，是解決該題的關(guān)鍵，因為物體加速度的方 向不同，使拔去 N出現(xiàn)了多解的可能性。像本題有一定發(fā)散性、討論性的問題，在高考不斷 向能力考核轉(zhuǎn)化的形勢下顯得更為重要，應(yīng)加強該類問題的練習(xí)。另外注意，此題中的彈簧 由于具有自由端而使彈力發(fā)生突然變化（拔去銷釘時彈力立即消失）。.【答案】A.【解析】題目中描述了兩個狀態(tài)：1）質(zhì)量為航的物體的平衡狀態(tài); （2質(zhì)量為區(qū)的物體的平衡 狀杰，按常規(guī)的方法，即分別對狀態(tài)（1），（2）運用平衡條件列式求解，我們投個角度從 力的效果來考慮，依題意，狀態(tài)（21比狀態(tài)（1）多出向下的重力為口二照,多出向上 理力ZXF二kh十以七又狀態(tài)（2）處于平衡狀態(tài)，則應(yīng)有因此，很快可求得 答案為必評：說明在求解物體系從一種運動過程（或狀態(tài)）變化到另一種運動過程（或狀態(tài)）的力學(xué)問題（稱之為“程序題”）時，通常用“程序法”求解，即要求我們從讀題開始