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基础诊断考点突破随堂演练基础课时7牛顿第二定律两类动力学问题基础诊断考点突破随堂演练[知识梳理]知识点一、牛顿第二定律单位制1.牛顿第二定律(1)内容物体加速度的大小跟所受合外力成_____，跟物体的质量成_____。加速度的方向与_______的方向相同。(2)表达式：F＝___。(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。正比反比合外力ma惯性匀速直线宏观基础诊断考点突破随堂演练2.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。基本物理量质量长度时间kgms基本单位基本单位导出单位基础诊断考点突破随堂演练[思考]如图1所示，小强自己拉车子时，无论怎么用力也难以拉动，最后在小红的帮助下，他们才将车子拉着前进。图1(1)根据牛顿第二定律，有力作用就产生加速度，为什么小强用力拉车时车子不动呢？小强的拉力不产生加速度吗？(2)小强和小红一起用力的瞬间，车子是否马上获得加速度？是否马上获得速度？基础诊断考点突破随堂演练知识点二、两类动力学问题1.动力学的两类基本问题第一类：已知受力情况，确定物体的_________。第二类：已知运动情况，反过来确定物体的_________。2.解决两类基本问题的方法：以_______为“桥梁”，由运动学公式和_____________列方程求解，具体逻辑关系如图：运动情况受力情况加速度牛顿第二定律基础诊断考点突破随堂演练[思考]如图2所示，质量为m的物体在水平面上从速度vA均匀减为vB的过程中前进的距离为x。图2(1)物体做什么运动？能求出它的加速度吗？(2)物体受几个力作用？能求出它受到的摩擦力吗？基础诊断考点突破随堂演练知识点三、超重和失重1.超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_____物体所受的重力的情况。(2)产生条件：物体具有_____的加速度。2.失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_____物体所受的重力的情况。(2)产生条件：物体具有_____的加速度。3.完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)_____的情况称为完全失重现象。(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下。大于向上小于向下为零基础诊断考点突破随堂演练[诊断自测]1.(多选)下列说法正确的是()A.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B.F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关C.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D.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BCD基础诊断考点突破随堂演练2.关于超重和失重的下列说法中，正确的是()A.超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了B.物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用C.物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态D.物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化基础诊断考点突破随堂演练解析物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体的重力发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，综上所述，A、B、C错误，D正确。答案D基础诊断考点突破随堂演练3.(多选)关于力与运动的关系，下列说法正确的是()A.物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用B.物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用C.若物体的位移与时间的平方成正比，表示物体必受力的作用D.物体的速率不变，则其所受合力必为零解析物体的速度不断增大，表明物体有加速度，所以A正确；物体匀速运动也会导致位移增大，故B错误；位移与时间的平方成正比表明物体在做加速运动，所以C正确；若物体的速率不变，但速度方向改变，则物体仍然有加速度，合力不为零，故D错误。答案AC基础诊断考点突破随堂演练4.如图3所示，质量m＝10kg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F＝20N的作用，则物体产生的加速度是(g取10m/s2)()图3A.0B.4m/s2，水平向右C.2m/s2，水平向左D.2m/s2，水平向右基础诊断考点突破随堂演练解析对物体受力分析可知F合＝F＋f，f＝μmg，所以F合＝20N＋0.2×10×10N＝40N，所以a＝F合m＝4010m/s2＝4m/s2，方向水平向右。选项B正确。答案B基础诊断考点突破随堂演练5.一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在水平面上运动的v－t图象如图4所示。已知重力加速度为g，则根据图象不能求出的物理量是()图4A.木块的位移B.木块的加速度C.木块所受摩擦力D.木块与桌面间的动摩擦因数基础诊断考点突破随堂演练解析位移可由图象与时间轴所围的面积求出，由v－t图线的斜率可求出加速度a，由牛顿第二定律知，a＝μg，故动摩擦因数μ也可求出，由于不知木块的质量，故不能求出木块所受摩擦力。答案C基础诊断考点突破随堂演练考点一牛顿第二定律的理解瞬时性a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受合力因果性F是产生a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力同一性(1)加速度a相对于同一惯性系(一般指地面)(2)a＝Fm中，F、m、a对应同一物体或同一系统(3)a＝Fm中，各量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和(3)力和加速度在各个方向上的分量也遵循牛顿第二定律，即ax＝Fxm，ay＝Fym基础诊断考点突破随堂演练【例1】一质点受多个力的作用，处于静止状态。现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是()A.a和v都始终增大B.a和v都先增大后减小C.a先增大后减小，v始终增大D.a和v都先减小后增大基础诊断考点突破随堂演练解析质点受多个力作用而处于静止状态，则其中任意一个力与其他各个力的合力等大反向。使其中一个力大小逐渐减小到零的过程中，质点受到的合力不断增大且合力方向与这个力的方向相反，质点做加速度不断增大的变加速运动。当这个力减小为零时，质点的加速度达到最大值，此时速度增加得最快。当这个力又沿原方向逐渐恢复的过程中，质点受到的合力不断减小，质点的加速度也不断减小，但加速度与速度仍同向，质点开始做加速度不断减小的变加速运动。当这个力恢复到原来大小时，质点受到的合外力为零，加速度减小到零，质点的速度达到最大值，C正确。答案C基础诊断考点突破随堂演练特别提醒(1)加速度的大小与速度的大小无关。(2)合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动。(3)a＝vt－v0t是加速度的定义式，a与(vt－v0)、t无直接关系；a＝Fm是加速度的决定式，a∝F，a∝1m。基础诊断考点突破随堂演练【变式训练】1.(2016·广东肇庆质量评估)静止在光滑水平面上质量为m的小物块，在直线MN的左边只受到水平力F1作用(小物块可视为质点)，在MN的右边除受F1外还受到与F1在同一条直线上的恒力F2作用，现使小物块由A点从静止开始运动，如图5甲所示，小物块运动的v－t图象如图乙所示，下列说法中正确的是()图5基础诊断考点突破随堂演练A.F1的大小为mv1t1B.F1的大小为mv1t2－t1C.F2的大小为mv1t2－t1D.F2的大小为mv1t2－t1＋mv1t1解析由图乙可知，小物块在F1的作用下的加速度大小为a1＝v1t1，小物块在F1和F2的共同作用下的加速度大小为a2＝v1t2－t1，由牛顿第二定律可得，F1＝ma1，F2－F1＝ma2，则F1的大小为mv1t1，F2的大小为mv1t2－t1＋mv1t1，选项A、D正确。答案AD基础诊断考点突破随堂演练考点二牛顿第二定律的瞬时性加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：基础诊断考点突破随堂演练【例2】两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态，如图6所示。现突然迅速剪断轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，则()图6A.a1＝g，a2＝gB.a1＝0，a2＝2gC.a1＝g，a2＝0D.a1＝2g，a2＝0基础诊断考点突破随堂演练解析由于绳子张力可以突变，故剪断OA后小球A、B只受重力，其加速度a1＝a2＝g。故选项A正确。答案A基础诊断考点突破随堂演练【拓展延伸】在【例2】中只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧，其他不变，如图7所示，则正确的选项是________。解析剪断轻绳OA后，由于弹簧弹力不能突变，故小球A所受合力为2mg，小球B所受合力为零，所以小球A、B的加速度分别为a1＝2g，a2＝0。故选项D正确。答案D图7基础诊断考点突破随堂演练规律方法抓住“两关键”、遵循“四步骤”(1)分析瞬时加速度的“两个关键”：①分析瞬时前、后的受力情况和运动状态。②明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点。(2)“四个步骤”：第一步：分析原来物体的受力情况。第二步：分析物体在突变时的受力情况。第三步：由牛顿第二定律列方程。第四步：求出瞬时加速度，并讨论其合理性。基础诊断考点突破随堂演练【变式训练】2.如图8所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m，物块2、4质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g，则有()图8基础诊断考点突破随堂演练A.a1＝a2＝a3＝a4＝0B.a1＝a2＝a3＝a4＝gC.a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝m＋MMgD.a1＝g，a2＝m＋Mmg，a3＝0，a4＝m＋MMg基础诊断考点突破随堂演练解析在抽出木板的瞬间，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1＝a2＝g；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg，因此物块3满足mg＝F，a3＝0；由牛顿第二定律得物块4满足a4＝F＋MgM＝M＋mMg，所以C正确。答案C基础诊断考点突破随堂演练考点三动力学两类基本问题1.解决两类动力学基本问题应把握的关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析；(2)一个“桥梁”——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。2.解决动力学基本问题时对力的处理方法(1)合成法：在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”(2)正交分解法：若物体的受力个数较多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”。基础诊断考点突破随堂演练【例3】如图9所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定斜面上，有一质量m＝1kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，物体受到沿平行于斜面方向向上的轻绳的拉力F＝9.6N的作用，从静止开始运动，经2s绳子突然断了，求绳断后经多长时间物体速度的大小达到22m/s。(sin37°＝0.6，取g＝10m/s2)图9基础诊断考点突破随堂演练读题―→完成运动过程分析(1)物体在最初2s内做初速度为零的匀加速直线运动(第一个过程)(2)绳子断了以后，物体做匀减速直线运动到速度减为零(第二个过程)(3)从最高点开始物体沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动(第三个过程)基础诊