3.5 牛顿运动定律的应用 第二课时用牛顿运动定律解决几类典型问题[目标定位] 1.学会分析含有弹簧的瞬时问题.2.应用整体法和隔离法解决简单的连接体问题.3.掌握临界问题的分析方法.1.牛顿第二定律的表达式 F=ma,其中加速度 a 与合外力 F 存在着瞬时对应关系,a 与 F 同时产生、同时变化、同时消失;a 的方向始终与合外力 F 的方向相同.2.解决动力学问题的关键是做好两个分析:受力情况分析和运动情况分析,同时抓住联系受力情况和运动情况的桥梁:加速度.一、瞬时加速度问题分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时时刻前、后的受力情况,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.此类问题应注意以下两种基本模型:1.刚性绳(或接触面):可认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体.若剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要考虑形变恢复时间.2.弹簧(或橡皮绳):此类物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间.在撤去其他力的瞬间,其弹力的大小往往可以看成不变.例 1 如图 1 所示,质量为 m=1 kg 的小球与水平轻弹簧及与竖直方向成 θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,此时小球处于静止平衡状态,当剪断轻绳的瞬间,取 g=10 m/s2,此时轻弹簧的弹力大小为________;小球的加速度大小为________.图 1解析 小球的受力分析图如图所示,根据共点力平衡得,弹簧的弹力 F=mg=10 N,剪断细线的瞬间,弹簧弹力不变,则轻弹簧的弹力 F=10 N.此时小球所受的合力 F 合=mg,则小球的加速度 a==g=14.14 m/s2.答案 10 N 14.14 m/s2针对训练 质量均为 m 的 A、B 两球之间连有一轻弹簧,放在光滑的水平台面上,A 球紧靠墙壁,如图 2 所示.今用力 F 将 B 球向左推压弹簧,静止后,突然将力 F 撤去的瞬间( )图 2A.A 的加速度大小为 B.A 的加速度为零C.B 的加速度大小为 D.B 的加速度大小为解析 撤去 F 之前,水平方向受到推力 F 和弹簧的弹力作用,处于静止状态,有:F=F 弹.A 球1受到弹簧向左的弹力和墙壁向右的支持力处于静止状态.F 撤去瞬间,弹簧弹力不变,所以 A球的受力不变,合力仍然为零,加速度为零,A 错误,B 正确;对于 B 球,此时水平方向只受到弹簧向右的弹力,所以加速度 a=,C 错误,D 正确.故选 B、D.答案 BD二、动力学中的临界问题1.临界问题:某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态.2.关键词语:...