牛顿第二定律的瞬时性问题课件.pptx

1、第第3 3讲讲 牛顿第二定律的瞬时性问题牛顿第二定律的瞬时性问题加速度与合外力具有瞬时对应加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失。时变化、同时消失。一、两种模型一、两种模型1.1.细绳、轻杆和接触面细绳、轻杆和接触面 模型特点：形变不明显，形变恢复快。模型特点：形变不明显，形变恢复快。作用力特征：突变性作用力特征：突变性自身被剪断或撤离瞬间，弹力立即消自身被剪断或撤离瞬间，弹力立即消失。失。其它作用力突变时，弹力随之变化。其它作用力突变时，弹力随之变化。2.2.弹簧和橡皮绳弹簧和橡皮绳 模型特点：形变明显，形变恢复需要模型特点：形变明显，

2、形变恢复需要时间长。时间长。作用力特征：突变或不突变作用力特征：突变或不突变自身被剪断瞬间弹力立即消失。自身被剪断瞬间弹力立即消失。其它作用力突变瞬间，弹力保持不变其它作用力突变瞬间，弹力保持不变例例1.1.如图如图,物块物块a a、b b和和c c的质量相同的质量相同,a,a和和b b、b b和和c c之间用完全相同的轻弹簧之间用完全相同的轻弹簧S S1 1和和S S2 2相连相连,通通过系在过系在a a上的细线悬挂于固定点上的细线悬挂于固定点O,O,整个系统整个系统处于静止状态。现将细线剪断，则线断瞬处于静止状态。现将细线剪断，则线断瞬间物块间物块a a和和c c的加速度大小分别是多少？的

3、加速度大小分别是多少？（重力加速度大小为（重力加速度大小为g g）例例2.2.如图所示如图所示,质量为质量为m m的小球被一根的小球被一根橡皮筋橡皮筋ACAC和一根绳和一根绳BCBC系住系住,当小球静当小球静止时止时,橡皮筋处在水平方向上。求：橡皮筋处在水平方向上。求：当当ACAC绳被剪断瞬间，小球加速度大小是多少？绳被剪断瞬间，小球加速度大小是多少？当当BCBC绳被剪断瞬间，小球加速度大小是多少？绳被剪断瞬间，小球加速度大小是多少？二、解决瞬时问题的方法及步骤二、解决瞬时问题的方法及步骤1.1.作用力突变前作用力突变前 选择研究对象进行受力分析，由平衡选择研究对象进行受力分析，由平衡条件或牛

4、顿第二定律列式。条件或牛顿第二定律列式。2.2.作用力突变瞬间作用力突变瞬间 根据两种模型的特点，重新受力分析，根据两种模型的特点，重新受力分析，由牛顿第二定律或平衡条件列式。由牛顿第二定律或平衡条件列式。3.3.整理方程式，解出瞬时加速度。整理方程式，解出瞬时加速度。练习练习1.1.如图所示如图所示,物块物块1 1、2 2间用刚性轻质杆连接间用刚性轻质杆连接,物物块块3 3、4 4间用轻质弹簧相连间用轻质弹簧相连,物块物块1 1、3 3质量为质量为m,2m,2、4 4质量为质量为M,M,两个系统均置于水平放置的光滑木板上两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将两木板沿水平方向

5、突然抽并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出出,则抽出后的瞬间则抽出后的瞬间,物块物块2 2和和4 4的加速度大小分别的加速度大小分别是多少？（重力加速度大小为是多少？（重力加速度大小为g g）练习练习2.2.如图所示如图所示,在动摩擦因数在动摩擦因数=0.2=0.2的水平面上的水平面上,质量质量m=2kgm=2kg的物块与水平轻弹簧相连的物块与水平轻弹簧相连,物块在与水物块在与水平方向成平方向成=45=45角的拉力角的拉力F F作用下处于静止状态作用下处于静止状态,此时水平面对物块的弹力恰好为零。此时水平面对物块的弹力恰好为零。g g取取10m/s10m/s2 2,求：求：当撤去拉力当

6、撤去拉力F F的瞬间的瞬间,物块的加速度。物块的加速度。当剪断弹簧瞬间物块的加速度。当剪断弹簧瞬间物块的加速度。练习练习3.3.如图所示如图所示,一质量为一质量为m m的小球在的小球在水平细线和与竖直方向成水平细线和与竖直方向成角的轻质角的轻质弹簧作用下处于静止状态弹簧作用下处于静止状态,求：求：剪断细线瞬间小球的加速度。剪断细线瞬间小球的加速度。将弹簧剪断瞬间小球的加速度。将弹簧剪断瞬间小球的加速度。练习练习4.4.如图所示如图所示,质量分别为质量分别为2m2m、m m的球的球A A、B B由轻由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在竖直向上做匀加速质弹簧相连后再用细线悬挂在竖直向上做匀加速运动的电梯内运动的电梯内,细线中的拉力为细线中的拉力为F,F,此时突然剪断此时突然剪断细线细线,则在线断的瞬间则在线断的瞬间,求：求：弹簧的弹力大小弹簧的弹力大小小球小球A A的加速度大小的加速度大小