高考物理总复习之瞬态问题精选PPT.ppt

高考物理总复习之瞬态问高考物理总复习之瞬态问题题第1页，此课件共18页哦二、瞬时问题二、瞬时问题 研究某一时刻物体的研究某一时刻物体的 和和 突变的关系称为力和运动的瞬时突变的关系称为力和运动的瞬时问题问题,简称简称“瞬时问题瞬时问题”.“”.“瞬时问题瞬时问题”常常伴随着这样一些标志性词语常常伴随着这样一些标志性词语:“:“瞬时瞬时”、“突然突然”、“猛地猛地”、“刚刚刚刚”等等.受力受力运动运动第2页，此课件共18页哦热点热点 瞬时加速度的求解瞬时加速度的求解 分析物体在某一时刻的瞬时加速度分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后的受力情况及运关键是分析瞬时前后的受力情况及运动状态动状态,再由牛顿第二定律求瞬时加速度再由牛顿第二定律求瞬时加速度.此类问题应理解两种模型此类问题应理解两种模型.1.1.中学物理中的中学物理中的“线线”和和“绳绳”是理想化模型是理想化模型,具有以下几个特性具有以下几个特性:(1)(1)轻轻:其质量和重力均可视为等于零其质量和重力均可视为等于零,且一根绳且一根绳(或线或线)中各点的张力中各点的张力大小相等大小相等,其方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向其方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向.第3页，此课件共18页哦(2)(2)不可伸长不可伸长:即无论绳子受力多大即无论绳子受力多大,绳子的长度不变绳子的长度不变,由此特点可知由此特点可知,绳绳子中的张力可以突变子中的张力可以突变.推广推广:刚性杆、绳刚性杆、绳(线线)或接触面都可以认为是一种不发生明显或接触面都可以认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体形变就能产生弹力的物体,若剪断若剪断(或脱离或脱离)后后,其中弹力立即消失其中弹力立即消失,不需要形变恢复时间不需要形变恢复时间,一般题目中所给杆、细线和接触面在不加特一般题目中所给杆、细线和接触面在不加特殊说明时殊说明时,均可按此模型来处理均可按此模型来处理.2.2.中学物理中的中学物理中的“弹簧弹簧”和和“橡皮绳橡皮绳”也是理想化模型也是理想化模型,具有以下几个特性具有以下几个特性:(1)(1)轻轻:其质量和重力均可视为等于零其质量和重力均可视为等于零,同一弹簧两端及其中间各点的同一弹簧两端及其中间各点的弹力大小相等弹力大小相等.第4页，此课件共18页哦(2)(2)弹簧既能承受拉力弹簧既能承受拉力,也能承受压力也能承受压力;橡皮绳只能承受拉力橡皮绳只能承受拉力,不能承受不能承受压力压力.(3)(3)由于弹簧和橡皮绳受力时由于弹簧和橡皮绳受力时,恢复形变需要一段时间恢复形变需要一段时间,所以弹簧和橡所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变皮绳中的力不能突变.第5页，此课件共18页哦例例1 1 如图如图1 1甲所示甲所示,一质量为一质量为m m的物体系于长度分别为的物体系于长度分别为L L1 1、L L2 2的两根细线上的两根细线上,L L1 1的一端悬挂在天花板上的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为与竖直方向夹角为,L L2 2水平拉直水平拉直,物体处于平物体处于平衡状态衡状态.求解下列问题求解下列问题:(1)(1)现将线现将线L L2 2剪断剪断,求剪断求剪断L L2 2的瞬间物体的加速度的瞬间物体的加速度.图图1第6页，此课件共18页哦(2)(2)若将图甲中的细线若将图甲中的细线L L1 1换成长度相同换成长度相同,质量不计的轻弹簧质量不计的轻弹簧,如图乙所示如图乙所示,其其他条件不变他条件不变,求剪断求剪断L L2 2的瞬间物体的加速度的瞬间物体的加速度.思路点拨思路点拨 求解此题应注意以下两点求解此题应注意以下两点:(1)(1)其他力改变时其他力改变时,弹簧的弹力不能在瞬间发生突变弹簧的弹力不能在瞬间发生突变.(2)(2)其他力改变时其他力改变时,细绳上的弹力可以在瞬间发生突变细绳上的弹力可以在瞬间发生突变.解析解析 (1)(1)当线当线L L2 2被剪断的瞬间被剪断的瞬间,因细线因细线L L2 2对球的弹力突然消失对球的弹力突然消失,而引起而引起L L1 1上上的张力发生突变的张力发生突变,使物体的受力情况改变使物体的受力情况改变,瞬时加速度沿垂直瞬时加速度沿垂直L L1 1斜向下方斜向下方,为为a a=g gsinsin.第7页，此课件共18页哦(2)(2)当线当线L L2 2被剪断时被剪断时,细线细线L L2 2对球的弹力突然消失对球的弹力突然消失,而弹簧的形变还来不及变而弹簧的形变还来不及变化化(变化要有一个过程变化要有一个过程,不能突变不能突变),),因而弹簧的弹力不变因而弹簧的弹力不变,它与重力的合力与细它与重力的合力与细线线L L2 2对球的弹力是一对平衡力对球的弹力是一对平衡力,等值反向等值反向,所以线所以线L L2 2剪断时的瞬时加速度为剪断时的瞬时加速度为a a=g gtantan,方向水平向右方向水平向右.答案答案 (1)(1)a a=gsin=gsin,垂直垂直l l1 1斜向下方斜向下方(2)(2)a a=gtan=gtan,水平向右水平向右第8页，此课件共18页哦例例2 2 在动摩擦因数在动摩擦因数=0.2=0.2的水平面上有一个质量为的水平面上有一个质量为m m=1 kg=1 kg的小球的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成小球与水平轻弹簧及与竖直方向成=45=45角的不可伸长的轻绳一端相角的不可伸长的轻绳一端相连连,如图如图2 2所示所示.此时小球处于静止平衡状态此时小球处于静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为且水平面对小球的弹力恰好为零零,当剪断轻绳的瞬间当剪断轻绳的瞬间,取取g g=10 m/s=10 m/s2 2.求求:(1)(1)此时轻弹簧的弹力大小为多少？此时轻弹簧的弹力大小为多少？(2)(2)小球的加速度大小和方向？小球的加速度大小和方向？(3)(3)当剪断弹簧的瞬间小球的当剪断弹簧的瞬间小球的加速度为多少？加速度为多少？图图2 2第9页，此课件共18页哦解析解析 (1)(1)因此时水平面对小球的弹力为零因此时水平面对小球的弹力为零,小球在绳没有断时受到绳的拉力小球在绳没有断时受到绳的拉力F FT T和弹簧的弹力和弹簧的弹力F F作用而处于平衡状态作用而处于平衡状态,依据平衡条件得依据平衡条件得竖直方向有竖直方向有:F FT Tcoscos=mgmg,水平方向有水平方向有:F FT Tsinsin=F F解得弹簧的弹力为解得弹簧的弹力为:F F=mgmgtantan=10 N=10 N(2)(2)剪断绳后小球在竖直方向仍平衡剪断绳后小球在竖直方向仍平衡,水平面支持力平衡重力水平面支持力平衡重力F FN N=mgmg由牛顿第二定律得小球的加速度为由牛顿第二定律得小球的加速度为a a=8 m/s=8 m/s2 2,方向向左方向向左.(3)(3)当剪断弹簧的瞬间当剪断弹簧的瞬间,小球立即受地面支持力和重力小球立即受地面支持力和重力,且二力平衡且二力平衡,加速加速度为度为0.0.答案答案 (1)10 N (2)8 m/s(1)10 N (2)8 m/s2 2 方向向左方向向左 (3)0 (3)0第10页，此课件共18页哦例例3.3.如图如图8 8所示所示,质量为质量为m m的小球用水平轻弹簧系住的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为并用倾角为3030的光的光滑木板滑木板ABAB托住托住,小球恰好处于静止状态小球恰好处于静止状态.当木板当木板ABAB突然向下撤离的瞬间突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为小球的加速度大小为 ()()A.0 B.C.A.0 B.C.g g D.D.解析解析 撤离木板时撤离木板时,小球所受重力和弹簧弹力没变小球所受重力和弹簧弹力没变,二者合力大小等于二者合力大小等于撤离木板前木板对小球的支持力撤离木板前木板对小球的支持力图图8 8第11页，此课件共18页哦F FN N,由于由于F FN N=,=,所以撤离木板后所以撤离木板后,小球加速度小球加速度大小为大小为:a a=.=.答案答案 B第12页，此课件共18页哦例例4.4.如图如图9 9所示所示,质量分别为质量分别为M MA A和和M MB B的的A A、B B两小球分别连在弹簧两端两小球分别连在弹簧两端,B B端用端用细线固定在倾角为细线固定在倾角为3030光滑斜面上光滑斜面上,若不计弹簧质量若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间在线被剪断瞬间,A A、B B两球的加速度分别为两球的加速度分别为 ()()A.A.都等于都等于 B.B.和和0 0C.C.和和0 D.00 D.0和和图图9 9D第13页，此课件共18页哦例例5 如如图图所所示示，A、B两两物物体体的的质质量量分分别别为为M和和m，中中间间用用轻轻弹弹簧簧相相连连，物物体体与与水水平平面面间间的的摩摩擦擦因因数数为为，在在水水平平拉拉力力作作用用下下，A、B一一起起以以加加速速度度a向向右右作作匀匀加加速速直直线线运运动动。试试求求突突然然撤撤去去拉拉力力的的瞬瞬间间，两两物物体体的的加加速度各为多大。速度各为多大。答案：答案：aA=a ，aB=Ma+（M+m）g/m第14页，此课件共18页哦例例6 一一块块木木板板上上叠叠放放着着两两个个物物体体（如如图图所所示示），它它们们的的质质量量关关系系为为M2m，中中间间用用一一轻轻弹弹簧簧联联结结，并并处处于于静静止止状状态态。突突然然抽抽去去木木板板，此此时时上上、下下两两物物体体的的加速度各为加速度各为()A、g,2g;B、0，g C、0，2g；D、0，1.5g。第15页，此课件共18页哦例例7 7 如图，质量相同的物块如图，质量相同的物块A A、B B、C C用两个轻弹簧和用两个轻弹簧和一根轻线相连，挂在天花板上处于平衡状态。现将一根轻线相连，挂在天花板上处于平衡状态。现将A A、B B之间的轻绳剪断，在刚剪断的瞬间，三个物块的加之间的轻绳剪断，在刚剪断的瞬间，三个物块的加速度分别是多大？方向如何？速度分别是多大？方向如何？ABC答案答案:A的加速度竖直向上大小为的加速度竖直向上大小为2g,B的加速度为竖直向下大小为的加速度为竖直向下大小为g,C的加速度为的加速度为第16页，此课件共18页哦第17页，此课件共18页哦例例7 7 物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示在所示在A点物体开始与弹簧接触到点物体开始与弹簧接触到B点时，物体速度为零，然点时，物体速度为零，然后被弹回，则以下说法正确的是（后被弹回，则以下说法正确的是（）物体从物体从A下降到下降到B的过程中，速率不断变小的过程中，速率不断变小物体从物体从B上升到上升到A的过程中，速率不断变大的过程中，速率不断变大物体从物体从A下降到下降到B，以及从，以及从B上升到上升到A的过程的过程中，速率都是先增大，后减小中，速率都是先增大，后减小物体在物体在B点时，所受合力为零点时，所受合力为零C第18页，此课件共18页哦