高考物理總復(fù)習(xí)之瞬態(tài)問題

1、高考物理總復(fù)習(xí)之瞬態(tài)問題第1頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四二、瞬時(shí)問題 研究某一時(shí)刻物體的 和 突變的關(guān)系稱為力和運(yùn)動的瞬時(shí)問題,簡稱“瞬時(shí)問題”.“瞬時(shí)問題”常常伴隨著這樣一些標(biāo)志性詞語:“瞬時(shí)”、“突然”、“猛地”、“剛剛”等. 受力運(yùn)動第2頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四熱點(diǎn) 瞬時(shí)加速度的求解 分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度,關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前后的受力情況及運(yùn)動狀態(tài),再由牛頓第二定律求瞬時(shí)加速度.此類問題應(yīng)理解兩種模型.1.中學(xué)物理中的“線”和“繩”是理想化模型,具有以下幾個(gè)特性: (1)輕:其質(zhì)量和重力均可視為等于零,且一根繩(或線)

2、中各點(diǎn)的張力大小相等,其方向總是沿著繩子且背離受力物體的方向.第3頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四 (2)不可伸長:即無論繩子受力多大,繩子的長度不變,由此特點(diǎn)可知,繩子中的張力可以突變. 推廣: 剛性桿、繩(線)或接觸面都可以認(rèn)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(shí)間,一般題目中所給桿、細(xì)線和接觸面在不加特殊說明時(shí),均可按此模型來處理.2.中學(xué)物理中的“彈簧”和“橡皮繩”也是理想化模型,具有以下幾個(gè)特性: (1)輕:其質(zhì)量和重力均可視為等于零,同一彈簧兩端及其中間各點(diǎn)的彈力大小相等.第4頁，共18頁，2022

3、年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四(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(shí), 恢復(fù)形變需要一段時(shí)間,所以彈簧和橡皮繩中的力不能突變. 第5頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四例1 如圖1甲所示,一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細(xì)線上,L1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為,L2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài).求解下列問題: (1)現(xiàn)將線L2剪斷,求剪斷L2的瞬間物體的加速度.圖1第6頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四(2)若將圖甲中的細(xì)線L1換成長度相同,質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,

4、如圖乙所示,其他條件不變,求剪斷L2的瞬間物體的加速度.思路點(diǎn)撥 求解此題應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)其他力改變時(shí),彈簧的彈力不能在瞬間發(fā)生突變.(2)其他力改變時(shí),細(xì)繩上的彈力可以在瞬間發(fā)生突變.解析 (1)當(dāng)線L2被剪斷的瞬間,因細(xì)線L2對球的彈力突然消失,而引起L1上的張力發(fā)生突變,使物體的受力情況改變,瞬時(shí)加速度沿垂直L1斜向下方,為a=gsin.第7頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四 (2)當(dāng)線L2被剪斷時(shí),細(xì)線L2對球的彈力突然消失,而彈簧的形變還來不及變化(變化要有一個(gè)過程,不能突變),因而彈簧的彈力不變,它與重力的合力與細(xì)線L2對球的彈力是一對平衡力,等值反向

5、,所以線L2剪斷時(shí)的瞬時(shí)加速度為a=gtan,方向水平向右.答案 (1)a=gsin,垂直l1斜向下方(2)a=gtan,水平向右第8頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四例2 在動摩擦因數(shù)=0.2的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m=1 kg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2所示.此時(shí)小球處于靜止平衡狀態(tài),且水平面對小球的彈力恰好為零,當(dāng)剪斷輕繩的瞬間,取g=10 m/s2.求:(1)此時(shí)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？圖2第9頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36

6、分，星期四解析 (1)因此時(shí)水平面對小球的彈力為零,小球在繩沒有斷時(shí)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:FTcos=mg,水平方向有:FTsin=F解得彈簧的彈力為:F=mgtan=10 N(2)剪斷繩后小球在豎直方向仍平衡,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/s2,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.答案 (1)10 N (2)8 m/s2 方向向左 (3)0第10頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四例3.如圖8所示,質(zhì)量為m的小球用水平輕彈

7、簧系住,并用傾角為30的光滑木板AB托住,小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間,小球的加速度大小為 ( )A.0 B. C.g D.解析 撤離木板時(shí),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圖8第11頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四FN,由于FN= ,所以撤離木板后,小球加速度大小為:a= .答案 B第12頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四例4.如圖9所示,質(zhì)量分別為MA和MB的A、B兩小球分別連在彈簧兩端,B端用細(xì)線固定在傾角為30光滑斜面上,若不計(jì)彈簧質(zhì)量,在線被剪斷瞬間,A、B兩球的加速度分別

8、為 ( )A.都等于 B. 和0C. 和0 D.0和圖9D第13頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四例5 如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別為M和m，中間用輕彈簧相連，物體與水平面間的摩擦因數(shù)為，在水平拉力作用下，A、B一起以加速度a向右作勻加速直線運(yùn)動。試求突然撤去拉力的瞬間，兩物體的加速度各為多大。答案：aA=a ，aB=Ma+（M+m）g/m第14頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四例6 一塊木板上疊放著兩個(gè)物體（如圖所示），它們的質(zhì)量關(guān)系為M2m，中間用一輕彈簧聯(lián)結(jié)，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。突然抽去木板，此時(shí)上、下兩物體的加速度各為( )A、g, 2g;B、0，g C、0，2g；D、0，1.5g。第15頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四例7 如圖，質(zhì)量相同的物塊A、B、C用兩個(gè)輕彈簧和一根輕線相連，掛在天花板上處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將A、B之間的輕繩剪斷，在剛剪斷的瞬間，三個(gè)物塊的加速度分別是多大？方向如何？ABC答案:A的加速度豎直向上大小為2g,B的加速度為豎直向下大小為g,C的加速度為第16頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四第17頁，共18頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)36分，星期四例7 物體從某一高度自由落下，落在直立于地面的輕彈簧上，如圖所示在A點(diǎn)物體開始與彈簧接觸到B點(diǎn)時(shí)，物