高中物理教師ll深度剖析牛頓第二定律:瞬時加速度常見四種問題

一、由牛頓第二定律可知:合力F和加速度a具有瞬時對應關係1,因此對瞬時加速度問題分析的關鍵是對物體進行受力分析。我們可以採取“瞻前顧後”的方法,即既要分析運動狀態變化前的受力,又要分析運動狀態變化瞬間的受力,從而確定加速度。

二、在牛頓第二定律的應用中,瞬時加速度問題中常見力學模型有:①彈力可以發生突變的輕杆、輕繩、接觸面;②極短時間內彈力來不及變化的彈簧和橡皮條。這兩種力學模型在瞬時加速度問題中有以下特點(是分析問題的關鍵):

(1)輕繩、輕杆、接觸面(木板、地面):它們都是一種不發生明顯形變(發生微小形變)就能產生彈力的物體,若把一根拉緊的繩子剪斷(或物體脫離輕杆、將木板抽出)後,其中的彈力就會立即發生變化,瞬間減少為0。

(2)彈簧、橡皮條:它們的特點都是容易發生形變、形變量大,恢復形變都需要比較長時間。在瞬時問題中,涉及到彈簧、橡皮條的彈力不變。

特別注意:對一般同學來說,在解決瞬時加速度問題時,特別是輕繩問題雖然懂得根據兩種力學模型特點做出正確受力分析,但由於不知道加速度方向(合力方向)導致前功盡棄。

瞬時加速度輕繩問題加速度(合力)方向:根據剪斷瞬間物體做什麼運動來確定,如剪斷瞬間物體做圓周運動則瞬時加速度沿圓周的切線方向。

類型一、輕繩問題:加速度(合力)方向由物體運動確定。

高中物理教師ll深度剖析牛頓第二定律:瞬時加速度常見四種問題

類型二、彈簧問題:加速度(合力)方向直接根據前後受力分析比較確定。

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類型三、輕杆(木板)問題:加速度(合力)方向直接根據前後受力分析比較確定。

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類型四、連接體問題:連接體求瞬間加速度問題要根據兩種力學模式特點進行隔離分析,最後由牛頓第二定律求出各自的瞬間加速度。

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【試著做一做】

高中物理教師ll深度剖析牛頓第二定律:瞬時加速度常見四種問題

1.合力F和加速度a具有瞬時對應關係:F=ma對運動過程中的每一瞬間成立,某一時刻的加速度大小總跟那一時刻的合外力大小成正比,即有力的作用就有加速度產生。外力停止作用,加速度隨即消失,在持續不斷的恆定外力作用下,物體具有持續不斷的恆定加速度。外力隨著時間而改變,加速度就隨著時間而改變。



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