牛顿定律中的弹簧类问题.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,对定律的理解,牛顿第二定律,：,F,合,=ma,（,1,）矢量性：物体加速度的方向总是与合外力的方向相同,（,2,）瞬时性：物体的加速度与合外力同时产生、同时消失、同时变化。,胡克定律,:F=KX,弹力随弹簧的伸长、缩短而变化，长度不变，弹力不变。,牛顿定律与弹簧类问题难点产生的原因,牛顿定律：,F,合,=ma,受力分析,运动学规律,F=KX,胡克定律,问题分析,一、分析、讨论加速度的变化,：,例,1,：物体从某一高度自由落下，落在直立的轻弹簧上，如图所示，在,A,点物体开始与弹簧接触，到,C,点时速度为零，然后弹回，则下列说法正确的是,A.,物体从,A,下降到,C,的过程中，速率不断变小,B.,物体从,C,上升到,A,的过程中，速率不断变大,C.,物体从,A,下降到,C,，以及从,C,上升到,A,的过程中，速率都是先增大后减小,D.,物体在,C,点时，所受合力为零,A,B,C,分析：当小球落在弹簧上时，小球受两个力：重力和弹簧的弹力。产生的加速度是：,A,B,C,KX,mg,在下落的过程中，小球所受的重力不变、质量不变、弹簧的劲度系数不变。随着小球的下落，,x,逐渐增加。,当：,答案：,C,A,B,C,KX,mg,例,2,：如图所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉,M,、,N,固定于杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉,M,瞬间，小球加速度大小为,12m/s,2,若不拔去销钉,M,而拔去,N,的瞬间，小球的加速度可能是（,g=10m/s2,）,A.22m/s,2,竖直向上,B.22m/s,2,竖直向下,C.2m/s,2,竖直向上,D.2m/s,2,竖直向下,M,N,A,B,分析：由于此题只告诉了加速度的大小，没有告诉加速度的方向，因此加速度只有两个方向：向上或者向下。,（,1,）当,a,向下时,:,由于去掉的是,M,，所以上弹簧没有力，而下弹簧长度没有变，所以下弹簧的弹力不变，重力不变，由平衡条件的推论，此时的合力与上弹簧没有去掉时的弹力大小相等，方向相反，因此去掉,N,时，小球受到重力和上弹簧的弹力，合力为,F,合,=ma-mg=2m a=2(m/s,2,),向上,mg,M,N,A,B,F=ma,F,合,=ma,M,N,A,B,当,a,向上时：同理，由于去掉的是,M,，所以上弹簧没有力，而下弹簧长度没有变，所以下弹簧的弹力不变，重力不变，由平衡条件的推论，此时的合力与上弹簧没有去掉时的弹力大小相等，方向相反，因此去掉,N,时，小球受到重力和上弹簧的弹力，合力为,F,合,=ma+mg=22m,a=22(m/s,2,),向下,答案：,B C,mg,M,N,A,B,F=ma,F,合,=ma,M,N,A,B,二、临界状态问题,例,1,：如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接着重物（质量为,m,）,.,先由托板,M,托住,m,，使弹簧比自然长度缩短,L,，然后由静止开始以加速度,a,匀加速向下运动。已知,ag,，弹簧劲度系数为,k,，求经过多长时间托板,M,将与,m,分开？,m,M,a,分析与解答：当托板与重物分离时，托板对重物没有作用力，此时重物只受到重力和弹簧的作用力，只在这两个力作用下，当重物的加速度也为,a,时，重物与托板恰好分离。,m,a,mg,kx,根据牛顿第二定律，得：,mg-kx=ma x=m(g-a)/k,由运动学公式：,L+x=at,2,/2,三、位移的变化与力的变化相联系的问题,例,1:,如图所示，竖直放置的劲度系数,k=800N/m,的轻弹簧上有一质量不计的轻盘，盘内放着一个质量,m=12kg,的物体，开始时,m,处于静止状态，现给物体施加一个竖直向上的力,F,，使其从静止开始向上做匀加速直线运动，已知头,0.2S,内,F,是变力，在,0.2S,后,F,是恒力，取,g=10m/s,2,则,F,的最小值是,N,，最大值是,N.,k,F,m,分析与解答：,m,在上升的过程中，受到重力、弹簧的弹力、和拉力。由于题目告诉我们，,F,在,0.2S,内是变力，说明,0.2s,时弹簧已达到原长，,0.2s,内走的距离就是弹簧原来压缩的长度。,kx,o,=mg x,o,=mg/k=3/20(m),x,o,=at,2,/2 a=2x/t,2,=7.5(m/s,2,),k,F,m,mg,kx,由牛顿定律：,F-mg+kx=ma,当,kx,最大时（最下,端,kx,0,），,F,最小，,F=mg+ma-kx,0,=ma=127.5,=90(N),当,kx,最小时（最上端,kx=0,）,F,最大，,F=mg+ma=120+90=210N,k,F,m,mg,kx,例,2.,将金属块用压缩的轻弹簧,卡在一个矩形的箱中，如图所,示。在箱的上顶板和下顶板安,有压力传感器，箱可以沿竖直,轨道运动。当箱以,a=2.0m/s,2,的,加速度作竖直向上的加速运动时，上顶板的传感器显示的压力为,6.0N,，下顶板的传感器显示的压力为,10.0N,。取,g=10m/s,2,。若上顶板传感器的示数是下顶板传感器的示数的一半,试判断箱的运动情况。,分析与解答：,由于静止时，上顶板的压力是,6N,，下顶板的压力是,10N,由物体的平衡得：,N,1,=N,2,+mg m=1/3(kg),N,1,N,2,mg,当上顶板的示数是下顶板的一半时，,由于弹簧的长度没有变，所以下顶板的示数不变，,还是,10N,，上顶板的示数就应是,5N.,由牛顿第二定律：,N,1,-N,2,-mg=ma,a=(N,1,-N,2,-mg)/m,=(10-5-10/3)3=6(m/s,2,),此时箱在做以加速度,a,向上的匀加速运动或者向下的匀加速运动。,谢谢,牧神记,www.lingyu8.org/wjsw/5/5267/,牧神记,txd51tzu,们的头顶上方盘旋啾啾，久久不愿离去无数条摆尾遨游的鱼儿们寻声而来，在父子们面前的江水里聚集逗留，不断地拍起一朵朵小小的浪花，导致一圈套一圈的粼粼水纹生成，慢慢扩散，再生成，再慢慢扩散四段儿曲儿拉完了。父子们再次久久地目视江心，默默地说：“我们走了，继续南下去了。等着我们啊，我们返家的时候还会途经这里的。到那时，我们再见吧！”耿正从弟弟手中接过二胡，对着江心再次拱拱手，轻轻地说：“白幺爹，等我们返家路过这里时，我一定再给您拉一段儿最好听的曲儿！”父子四人三步一回头地返回武昌镇去了。,101,第四十一回 耿老爹决定离武昌,|,（白家不宜久借住，耿老爹决定离武昌；听完姆妈幽忧述，如梦方醒白小青。）那天晚上，耿老爹和耿正兄妹三人在灯下商议：“这一转眼，你们白幺爹过世已经四个多月了。现在，白娘娘和小青姐姐已经能平静地过日子，需要咱们帮着做的事情也没有多少了，我看咱父子们还是继续南下得好。你们娘娘和小青姐姐孤儿寡母的，咱们这样长期住下去不是个事儿啊！反正这一带都很富庶，何必要非得在这武昌镇上发展呢？”耿正和耿英想一想也是，尽管小青姐和东伢子的事情已经不会再有问题了，但寡居的娘娘和爹爹这样长期在一个锅里吃饭确实也不是个事儿。趁着现在还没有被人瓜田李下的说闲话，还是早点儿离开得好。于是，耿正说：“爹说的对，咱们还是早点儿南下吧！虽然说，娘娘和小青姐现在对咱们比以前更好了，但这样住着，我总感觉很别扭的。”耿英也说：“就是啊，咱们还是早点儿离开得好。这里总归不是咱们的家，不能老这样累害可怜的娘娘。再者说了，咱们这样住着，娘娘以后的日子怎么办啊，她怎么再寻找自己的老来伴儿呢？”耿直则有自己的小算盘。只见他眨巴着一双很逗人喜欢的大眼睛，尽量压低嗓音说：“爹，我也想走呢！要不，娘娘又说要我做她的伢子可咋办呀？娘娘虽然对我很好，可我是爹和娘的儿子啊！”耿老爹摸摸耿直的头，斩钉截铁地说：“好，那咱就这么定了！明儿个吃早饭的时候，我就和你们娘娘商量刷新屋的事情。刷完家，咱爷儿们就走！”在第二天的早饭桌上，耿老爹对乔氏说：“兄弟媳妇啊，我的身体已经完全复原了。依我看，今儿个就开始刷新家吧！等刷完了家，我想带三个娃娃再往南边走一走呢！”乔氏和小青听了这话，都呆在那里忘了吃饭了。看耿老爹和耿正兄妹三人都停止了吃饭在等着姆妈回答呢，小青心直口快地说：“耿伯伯，您是不是还在生我的气呢？我保证，以后不会再惹你们生气了！”乔氏也说：“不是说好了就在武昌镇上开店的嘛！这里条件好，开个店容易发达啊！”耿老爹说：“嗨，青丫头啊，你说啥呢，伯伯怎么会生你的气！兄弟,