2.學會靈活運用圖象處理物理問題的方法。
1.學會用控制變量法研究物理規(guī)律。
2.求解臨界問題的關鍵:抓住滿足臨界值的條件,準確地分析物理過程,進行求解。
[典題例析]
例1.四個質量均為m的小球,分別用三條輕繩和一根輕彈簧連接,處于平衡狀態(tài),如圖所示,現(xiàn)突然迅速剪斷輕繩A1、B1,讓小球下落,在剪斷輕繩的瞬間,設小球1、2、3、4的加速度分別用a1、a2、a3和a4表示,則 ( A )
A.a1=g、a2=g、a3=2g、a4=0
B.a1=0、a2=2g、a3=0、a4=g
C.a1=g、a2=g、a3=g、a4=g
D.a1=0、a2=2g、a3=g、a4=g
『鞏固』如圖(a)、(b)所示,圖中細線均不可伸長,物體均處于平衡狀態(tài)。如果突然把兩水平細線剪斷,求剪斷瞬間小球A、B加速度怎樣?(
角已知)
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(a)gsinθ、(b)gtanθ
例2.在光滑的水平面上有一質量為m=1kg的小球,小球與水平輕彈簧和與水平方向成θ=30°角的輕繩的一端相連,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.當剪斷輕繩的瞬間,小球的加速度大小及方向如何?此時輕彈簧的彈力與水平面對球的彈力的比值是多少? (
)
例3.如圖所示,吊籃P懸掛在天花板上,與吊籃質量相等的物體Q被固定在吊籃中的輕彈簧托。攽覓斓趸@的細繩燒斷的瞬間,吊籃P和物體Q的加速度大小分別是多少?
(0;2g)
『鞏固』如圖所示,木塊A與B用一輕質彈簧相連,豎直放在木板C上,三者靜置于水平面上,A與B質量之比是1∶2,B與C、C與水平面間摩擦均不計,在沿水平方向將C迅速抽出的瞬間,A和B的加速度分別是 ( D )
A.g、g B.0、g C.0、3g D.0、3g/2
例4.如圖,一個質量為0.2kg的小球用細繩吊在傾角θ=37°的斜面頂端,斜面靜止時球緊靠在斜面上,繩與斜面平行,不計磨擦,當斜面以10m/s2的加速度向右運時,求繩子的拉力及斜面對小球的彈力. (2.8;0.4)
例5.一條不可伸長的輕繩跨過質量可忽賂不計的定滑輪,繩的一端系一質量M=15kg的重物,重物靜止于地面上,有一質量m=10kg的猴子,從繩的另一端沿繩向上爬,如圖所示,不計滑輪摩擦.在重物不離開地面的條件下,猴子向上爬的最大加速度為 ( B )(g=10m/s2)
A.25m/s2 B.5m/s2
C.10m/s2 D.15m/s2
例6.如圖所示,物體A靜止在臺秤上,質量mA=10.5kg,秤盤B質量mB=1.5kg,彈簧本身質量不計,勁度系數(shù)k=800N/m,臺秤放在水平桌面上,現(xiàn)給A加一個豎直向上的力,使A向上做勻加速運動,已知力F在0.2s內為變力,0.2s后為恒力。求F的最小值和最大值。(g=10m/s2) (答案:72N,168N)
『鞏固』一根勁度系數(shù)為k,質量不計的輕彈簧,上端固定,下端系一質量為m的物體.有一水平木板將物體托住,并使彈簧處于自然長度,如圖所示.現(xiàn)讓木板由靜止開始以加速度a勻加速向下移動,且a<g.經(jīng)過多長時間木板開始與物體分離?
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[問題反思]
第7課時 實驗: 探究加速度與力、質量的關系
[知識回顧]
[考點突破]一.實驗目的:
1.臨界狀態(tài):在物體的運動狀態(tài)變化過程中,往往達到某個特定狀態(tài)時,有關的物理量將發(fā)生突變,此狀態(tài)叫臨界狀態(tài)。相應的待求物理量的值叫臨界值。
109.65;0.61,方向水平向左)
『鞏固』如圖所示,在托盤測力計的托盤內固定一個傾角為30°的光滑斜面,現(xiàn)將一個重4N的物體放在斜面上,讓它自由滑下,那么測力計因4N物體的存在,而增加的讀數(shù)為多少?
(1)
例6.質量為200 kg的物體,置于升降機內的臺秤上,從靜止開始上升.運動過程中臺秤的示數(shù)F與時間t的關系如圖所示,求升降機在7s鐘內上升的高度(取g=10
m/s2)。
(50)
『鞏固』某實驗小組,利用DIS系統(tǒng)觀察超重和失重現(xiàn)象.他們在學校電梯房內做實驗,在電梯天花板上固定一個力傳感器,測量掛鉤向下,并在鉤上懸掛一個重為10N的鉤碼,在電梯運動過程中,計算機顯示屏上顯示出如圖所示圖象,以下根據(jù)圖象分析所得結論錯誤的是( D )
A.該圖象顯示出了力傳感器對鉤碼的拉力大小隨時間的變化情況
B.從時刻t1到t2,鉤碼處于失重狀態(tài),從時刻t3到t4,鉤碼處于超重狀態(tài)
C.電梯可能開始在15樓,先加速向下,接著勻速向下,再減速向下,最后停在1樓
D.電梯可能開始在l樓,先加速向上,接著勻速向上,再減速向上,最后停在15樓
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例8.如圖所示,臺秤上有一裝水容器,容器底部用一質量不計的細線系住一個空心小球,體積為1.2×10-3m3,質量為1kg.這時臺秤的讀數(shù)為40N;剪斷細線后,在小球上升的過程中,臺秤的讀數(shù)是多少?(ρ水=1.0×103 kg/m3)(39.6)
[問題反思]
第6課時牛頓運動定律的應用(四)
(瞬態(tài)問題與臨界問題)
[知識回顧]
[考點突破]
考點1.分析瞬時問題的方法技巧:
分析物體的瞬時問題,關健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,此類問題應注意兩種基本模型的建立。
⑴鋼性繩(或接觸面):認為是一種不發(fā)生明顯形變就能產生彈力的物體,若剪斷(或脫離)后、其中弱力立即消失,不需要形變恢復時間,一般題目中所給細一和接觸面在不加特珠說明時,均可按此模型處理.
⑵彈簧(或橡皮繩):此種物體的特點是形變量大,形變恢復需要較長時間,在瞬時問題中,其彈力的大小往往可以看成不變。
考點2.臨界問題:
3.當 視重>重力 時,物體處于超重狀態(tài),此時重力并沒有增加;
當 視重<重力 時,物體處于失重狀態(tài),此時重力并沒有減小。
當 視重=0時,物體處于完全失重狀態(tài),平常一切由重力產生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如單擺停擺、天平失效等。
[典題例析]
例1.游樂園中,乘客乘坐能加速或減速運動的升降機,可以體會超重或失重的感覺,下列描述正確的是 ( BC )
A.當升降機加速上升時,游客是處在失重狀態(tài)
B.當升降機減速下降時,游客是處在超重狀態(tài)
C.當升降機減速上升時,游客是處在失重狀態(tài)
D.當升降機加速下降時,游客是處在超重狀態(tài)
例2.質量是60Kg的人站在升降機中的體重計上,當升降機做下列各種運動時,體重計的讀數(shù)是多少?(g=10m/s2)
⑴升降機勻速上升。
⑵升降機以4m/s2的加速度加速上升。
⑶升降機以5m/s2的加速度加速下降。(600;840;300)
例3.在一種能獲得強烈超重、失重的巨型娛樂設施中,用電梯把乘有十多人的座艙,關在大約二十幾層樓的高處,然后讓座艙自由下落,落到一定位置時,制動系統(tǒng)開始啟動,座艙勻減速運動到地面時恰好停下.已知座艙開始下落時高度為75 m,當落到離地30m時開始制動,若某人托著5 kg的鉛球做此游戲,問:
⑴當座艙落到離地高度40m左右的位置時,托著鉛球的手感覺如何?
⑵當座艙落到離地高度15 m左右的位置時,手用多大力才能托住鉛球?(g=10m/s2)
(無壓力,完全失重;125N)
例4.某人在以2.5m/s2的加速度勻加速下降的升降機里,最多能舉起80kg的物體,他在地面上最多能舉起 kg的物體;若此人在一勻加速上升的升降機中最多能舉起40kg的物體,則此升降機上升的加速度為 m/s2 ?(g=10m/s2)(60;5)
例5.如圖所示,三個質量相同、形狀相同的斜面體放在水平地面上,另有三個質量相同的小物體分別從斜面頂端沿斜面滑下。由于小物體跟斜面間的摩擦力不同,第一個小物體勻加速下滑;第二個小物體勻速下滑;第三個小物體以初速度v0勻減速下滑。三個斜面體都不動,則在小物體下滑的過程中,斜面體對地面壓力大小的關系是 ( B )
A.N1=N2=N3 B.N1<N2<N3
C.N1>N2>N3 D.N1<N2 =N3
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『鞏固』一質量M=10kg的木楔ABC靜止在粗糙水平地面上,木楔與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.02.在木楔的傾角θ為30°的斜面上,有一質量m=1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑,當滑行路程x=1.4m時,其速度v=1.4m/s.在這過程中,木楔沒有動.求地面對木楔的支持力及摩擦力的大小和方向(重力加速度取g=10m/s2).
2.視重:物體對水平支持面的壓力(或對懸掛物的拉力)叫做物體的視重.與物體的運動狀態(tài)有關。
1.重力:G=mg,重力只與質量成正比,當質量確定,物體所受的重力就確定,與物體的運動狀態(tài)無關。
3.完全失重:當豎直向下的加速度正好等于g時,稱物體處于完全失重狀態(tài)。此時物體對水平支持面的壓力(或對懸掛物的拉力)等于零。
即 mg-FN=ma 得 FN=0
考點2.視重和重力的區(qū)別:
2.失重:當物體具有向下的加速度時(向下加速運動或向上減速運動),稱物體處于失重狀態(tài).此時物體對水平支持面的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體的重力.
即 mg-FN=ma 得 FN=mg-ma<G
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