1、强基固本考点突破第2课时 牛顿第二定律及基本应用强基固本考点突破知 识 梳 理知识点一、牛顿第二定律1内容物体加速度的大小跟作用力成，跟物体的质量成。加速度的方向与相同。2表达式：F。正比反比作用力方向ma强基固本考点突破3适用范围(1)只适用于参考系(相对地面静止或运动的参考系)。(2)只适用于物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。惯性匀速直线宏观强基固本考点突破知识点二、单位制1单位制由和一起组成了单位制。2基本单位的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是、和，它们的国际单位分别是、和。3导出单位由根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。基本单位导出单位基本物理量质量长度
2、时间kgms基本单位强基固本考点突破思维深化判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)牛顿第二定律表达式Fma在任何情况下都适用。()(2)物体只有在受力的前提下才会产生加速度，因此，加速度的产生要滞后于力的作用。()(3)Fma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关。()(4)物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小。()(5)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系。()答案(1)(2)(3)(4)(5)强基固本考点突破题 组 自 测 题组一 牛顿第二定律的理解及应用1(多选)由牛顿第二定律表达式Fma可知()A质量m与合外力F成正比
3、，与加速度a成反比B合外力F与质量m和加速度a都成正比C物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致D物体的加速度a跟其所受的合外力F成正比，跟它的质量m成反比强基固本考点突破解析 对于给定的物体，其质量是不变的，合外力变化时，加速度也变化，合外力与加速度的比值不变，A 错；既然物体的质量不变，故不能说合外力与质量成正比，B 错；加速度的方向总是跟合外力的方向相同，C 正确；由 aFm可知 D 正确。答案 CD强基固本考点突破2.如图1所示，质量m10 kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F20 N的作用，则物体产生的加速度是(
4、g取10 m/s2)()A0B4 m/s2，水平向右C2 m/s2，水平向左D2 m/s2，水平向右图1强基固本考点突破解析 对物体受力分析可知 F 合FFf，Ffmg，所以F 合20 N0.21010 N40 N，所以 aF合m 4010 m/s24 m/s2，方向水平向右。选项 B 正确。答案 B强基固本考点突破题组二 方法技巧练3(整体法、隔离法)(2014长春调研)如图2所示，物块A、B的质量分别为m和2m，用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上。对B施加向右的水平拉力F，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l1；若撤去拉力F，换成大小仍为F的水平推力向右推A，稳定后A、B相
5、对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l2。则下列判断正确的是()图2强基固本考点突破A弹簧的原长为l1l22B两种情况下稳定时弹簧的形变量相等C两种情况下稳定时两物块的加速度不相等D弹簧的劲度系数为 Fl1l2解析 由题意可知两种情况下物块的加速度大小相等为a F3m，方向水平向右，所以 C 错误；设弹簧的原长为 l0，弹簧的劲度系数为 k，则有 k(l1l0)ma，k(l0l2)2ma，解得l02l1l23，k Fl1l2，A、B 错误，D 正确。答案 D强基固本考点突破4(正交分解法)(2014河南郑州模拟)如图3所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水
6、平方向向右做匀加速直线运动(m1在光滑地面上，m2在空中)。已知力F与水平方向的夹角为。则m1的加速度大小为()A.Fcos m1m2 B.Fsin m1m2 C.Fcos m1 D.Fsin m2图3强基固本考点突破解析 把 m1、m2 看做一个整体，在水平方向上加速度相同，由牛顿第二定律可得：Fcos(m1m2)a，所以 a Fcos m1m2，选项 A 正确。答案 A强基固本考点突破考点一 牛顿第二定律的瞬时性 在分析瞬时对应关系时应注意区分动力学中的几种模型。特性模型 受外力时的形变量力能否突变产生拉力或压力轻绳微小不计可以只有拉力没有压力轻橡皮绳较大不能只有拉力没有压力轻弹簧较大不能
7、既可有拉力也可有压力轻杆微小不计可以既可有拉力也可有压力强基固本考点突破【例1】(多选)(2015南京师大附中高三模拟考试)如图4所示，质量均为m的A、B两小球由轻质弹簧相连，A球又由细线悬挂于天花板上，整个装置处于平衡状态，若突然剪断细线，则在刚剪断细线的瞬间，两小球的加速度大小和方向分别为()AaA0BaBg，方向竖直向下CaB0DaA2g，方向竖直向下图4强基固本考点突破解析 对细线未剪断时A和B受力分析(如图)，由平衡条件得：对A：FTkxmg，对B：kxmg，解得：FT2mg。当突然剪断细线的瞬间，绳子拉力FT立即消失，但由于弹簧不能发生突变，即还未来得及收缩恢复。因此，弹簧的拉力k
8、x未变，而此时A所受的重力mg和弹簧拉力kx的合力与原来绳子的拉力FT大小相等、方向相反，由于FT2mg，则A的加速度aA2g，方向竖直向下。此时对B来说，由于弹簧拉力kx未变，B仍然平衡，加速度aB0。由以上分析可知，选项C、D正确。答案 CD强基固本考点突破分析瞬时问题的注意要点(1)分析物体的瞬时问题，关键是分析瞬时前后的受力情况和运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。(2)分析此类问题应特别注意绳或线类、弹簧或橡皮绳类模型的特点。强基固本考点突破【变式训练】1如图5所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，
9、挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有()A两图中两球加速度均为gsin B两图中A球的加速度均为零C图乙中轻杆的作用力一定不为零D图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍图5强基固本考点突破解析 撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为2mgsin，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsin，加速度为2gsin；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mgsin，加速度均为gsin，可知只有D对。答案 D强基固本考点突破考点二 整体法和隔离法在连接体中的应用【例2】如图6所示，两块粘连在
10、一起的物块a和b，质量分别为ma和mb，放在光滑的水平桌面上，现同时给它们施加方向如图6所示的水平推力Fa和水平拉力Fb，已知FaFb，则a对b的作用力()A必为推力B必为拉力C可能为推力，也可能为拉力D不可能为零图6强基固本考点突破解析 将 a、b 看作一个整体，加速度 aFaFbmamb，单独对 a进行分析，设 a、b 间的作用力为 Fab，则 aFaFabmaFaFbmamb，即 FabFbmaFambmamb，由于不知道 ma 与 mb 的大小关系，故 Fab可能为正(为拉力)、可能为负(为推力)、也可能等于 0。故只有选项 C 正确。答案 C强基固本考点突破解决连接体类问题的关键正确
11、地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定出它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解。强基固本考点突破【变式训练】2质量分别为m、2m的物块A、B用轻弹簧相连，设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同。当用水平力F作用于B上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1，如图7甲所示；当用同样大小的力F竖直共同加速提升两物块时，弹簧的伸长量为x2，如图乙所示；当用同样大小的力F沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时，弹簧的伸长量为x3，如图丙所示，则x1x2x3等于()图7强基固本考点突破A111 B123C121 D无法确
12、定解析 当用水平力 F 作用于 B 上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，对 A、B 整体，由牛顿第二定律可得 F3mg3ma，再用隔离法单独对 A 分析，由牛顿第二定律可得FTmgma，整理得 FTF3，即 kx113F；根据上述方法同理可求得沿竖直方向、沿斜面方向运动时：kx2kx313F。答案 A强基固本考点突破考点三 力与运动的关系【例3】如图8所示，一物块从某一高度自由落下，落在竖立于地面的轻弹簧上。物块在A处开始与弹簧接触，到B处时物块速度为零，然后被弹回。下列说法正确的是()A物块从A处下降到B处的过程中，速率不断减小B 物块从B处上升到A处的过程中，速率不断增大C物块在
13、B处时，所受合力为零D物块从A处下降到B处的过程中速率先增大，后减小图8强基固本考点突破解析 物块在A处与弹簧接触后，物块所受合力与加速度关系为mgkxma，刚开始一段时间内弹簧对物块的支持力FNkx比重力mg小，物块所受的合外力方向竖直向下，与速度方向相同，物块竖直向下做加速运动，速度不断增大，选项A错误；随着物块向下运动，x不断增大，合外力减小，加速度减小，当FNmg时，加速度为零，速度最大；之后物块继续压缩弹簧，x继续增大，FNmg，合外力方向改为竖直向上，与速度方向相反，物块竖直向下做减速运动，到B处时速度为零，即物块从A处下降到B处的过程中，先加速后减速，物块速度先增大后减小，选项D
14、正确；强基固本考点突破物块在B处时，所受合力最大，选项C错误；物块从A处下降到B处与从B处上升到A处互为逆运动，即物块从B处上升到A处的过程中速率先增大，后减小，选项B错误。答案 D强基固本考点突破弹簧弹力作用下的动态运动问题的基本处理方法宜采用“逐段分析法”与“临界分析法”相结合，将运动过程划分为几个不同的子过程，而找中间的转折点是划分子过程的关键。(1)合外力为零的点即加速度为零的点，是加速度方向发生改变的点，在该点物体的速度具有极值。(2)速度为零的点，是物体运动方向(速度方向)发生改变的转折点。强基固本考点突破【变式训练】3.一皮带传送装置如图9所示，皮带的速度v足够大，轻弹簧一端固定
15、，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中，滑块的速度和加速度变化的情况是()A速度增大，加速度增大B速度增大，加速度减小C速度先增大后减小，加速度先增大后减小D速度先增大后减小，加速度先减小后增大图9强基固本考点突破解析 滑块在水平方向受向左的滑动摩擦力Ff和弹簧向右的拉力F拉kx，合力F合FfF拉ma，当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中，x逐渐增大，拉力F拉逐渐增大，因为皮带的速度v足够大，所以合力F合先减小后反向增大，从而加速度a先减小后反向增大；滑动摩擦力与弹簧弹力相等之前，加速度与速度同向，滑动摩擦力与弹簧拉力相等之后，加速度便与速度方向相反，故滑块的速度先增大，后减小。答案 D
