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牛顿定律中的弹簧类问题PPT教学课件(1)
君 子 天以 行自 健强 不 息
课标依据
二、2.1理解生命是父母赋予的,体会 父母为抚养自己所付出的辛劳,能尽其所能孝敬父母 和长辈。 三、1.5感受 社会生活的发展变化,增进关心社会的 兴趣和情感,养成亲社会行为。 三、1.6感受个人情感与民族文化和国家命运之间的联 系,提高文化认同感。
答案:C
KX
A mg B
C
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/s2,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)
M
A.22m/s2竖直向上
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
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 F合 mg kx
m
m
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。
KX
A mg B
C
当:
mg kx时(A B), a 0,小球加速下落 mg kx时(B点), a 0小球速度最大 mg kx时(B C), a 0小球减速下落
运动学规律
胡克定律 F=KX
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
A
不断变小
B
B.物体从C上升到A的过程中,速率 不断变大
C
C.物体从A下降到C,以及从C上升
mg-kx=ma x=m(g-a)/k 由运动学公式:L+x=at2/2
KL
m(g k
a)
a t2 2
t 2kL m(g a) ka
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
F
着一个质量m=12kg的物体, m
衡条件的推论,此时的合力与
N
上弹簧没有去掉时的弹力大小
M
相等,方向相反,因此去掉N时,F=ma A
小球受到重力和上弹簧的弹力,
合力为
mg B
F合=ma-mg=2m ∴a=2(m/s2)
N
向上
当a向上时:同理,由于去掉的 是M,所以上弹簧没有力,而下
M FA合=ma
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
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,
k
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/s2,则F的最小值是
N,最大值是 N.
分析与解答:m在上升的过程中,
受到重力、弹簧的弹力、和拉
F
力。由于题目告诉我们,F在
kx
0.2S内是变力,说明0.2s时弹簧
B
件的推论,此时的合力与上弹簧
N
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
M
到重力和上弹簧的弹力,合力为
A
F合=ma+mg=22m
∴a=22(m/s2)向下 答案:B C
mg B F=Nma
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
第七单元 新的旅程
一、单元结构分析 二、课标依据 三、教学目标 四、教学内容分析 五、学情分析 六、教学重点难点 七、教学设计
单元结构分析
一、单元结构分析
新的旅程
时间的足迹
成 长 纪 事
一共 起同 走的 过历 的程
Байду номын сангаас
日
子
第一次选择
合 理 的 选 择
成 功 的 路 不 止
一
条
走向未来 志理 当想 存与 高现 远实
分析与解答:由于静止 时,上顶板的压力是6N,
N1
下顶板的压力是10N,由
物体的平衡得:
N1=N2+mg ∴m=1/3(kg)
N2 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:
N1-N2-mg=ma a=(N1-N2-mg)/m =(10-5-10/3)×3=6(m/s2) ∴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。
a
短L,然后由静止开始以加
速度a匀加速向下运动。已 m
知a<g,弹簧劲度系数为k, M
求经过多长时间托板M将与
m分开?
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。
kx
a
m mg
根据牛顿第二定律,得:
m
已达到原长,0.2s内走的距离就
是弹簧原来压缩的长度。
mg
k
kxo=mg ∴xo=mg/k=3/20(m)
xo=at2/2 ∴a=2x/t2=7.5(m/s2)
由牛顿定律:
F
kx
F-mg+kx=ma 当kx最大时(最下
m
端kx0),F最小,
mg
F= mg+ma-kx0
k
=ma=12×7.5
=90(N)
当kx最小时(最上端kx=0), F最大,
F=mg+ma=120+90=210N
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/s2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/s2。 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。
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
A
B.22m/s2竖直向下
C.2m/s2竖直向上
B
D.2m/s2竖直向下
N
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
M,所以上弹簧没有力,而下
A
弹簧长度没有变,所以下弹簧 的弹力不变,重力不变,由平 F合=ma B