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1、 1.理解牛顿第二定律的内容、表达式及性质.2.应用牛顿第二定律解决瞬时问题和两类动力学问题 一、瞬时加速度的求解1牛顿第二定律(1)表达式为Fma.(2)理解：核心是加速度与合外力的瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时消失、同时变化2两类模型(1)刚性绳(或接触面)不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间(2)弹簧(或橡皮绳)两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变二、动力学中的图象问题1动力学中常见的图象vt图象、xt图象、Ft图象、Fa图象等2解决
2、图象问题的关键：(1)看清图象的横、纵坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从零开始。(2)理解图象的物理意义，能够抓住图象的一些关键点，如斜率、截距、面积、交点、拐点等，判断物体的运动情况或受力情况，再结合牛顿运动定律求解三、连接体问题1整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)2隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解3整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有
3、相同的加速度，且要求出物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力即“先整体求加速度，后隔离求内力”高频考点一、牛顿第二定律的理解例1多选(2016全国卷)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则( )A质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D质点单位时间内速率的变化量总是不变【感悟提升】1牛顿第二定律的五个特性2合力、加速度、速度之间的决定关系(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体都有加速度。(2)a是
4、加速度的定义式，a与v、t无必然联系；a是加速度的决定式，aF，a。(3)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。【变式探究】下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的理解，正确的是()A由Fma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B由m可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的加速度成反比C由a可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比D由m可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力而求出答案：CD【变式探究】下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是()A物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大
5、B物体的速度为0，则加速度为0，所受的合外力也为0C物体的速度为0，则加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D物体的速度很大，但加速度可能为0，所受的合外力也可能为0解析：物体的速度大小和加速度大小没有必然联系。一个很大，另一个可以很小，甚至为0，物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物体所受合外力越大，加速度一定也越大，故选项C、D对。答案：CD【举一反三】(多选)如图1所示，一木块在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足够长的弹簧，则当木块接触弹簧后()图1A木块立即做减速运动B木块在一段时间内速度仍可增大C当F等于弹簧弹力时，木块速度最大D弹簧压缩量最大时，木块加速度为0答案BC解
6、析当木块接触弹簧后，水平方向受到向右的恒力F和弹簧水平向左的弹力弹簧的弹力先小于恒力F，后大于恒力F，木块所受的合力方向先向右后向左，则木块先做加速运动，后做减速运动，当弹力大小等于恒力F时，木块的速度最大，加速度为0.当弹簧压缩量最大时，弹力大于恒力F，合力向左，加速度大于0，故B、C正确，A、D错误【方法技巧】1分析物体的运动性质，要从受力分析入手，求合力，然后根据牛顿第二定律分析加速度的变化2特别要注意加速度与合力具有瞬时对应关系，而速度是不能突变的，速度的变化是需要时间的，vat. 高频考点二、应用牛顿第二定律分析瞬时问题例2、如图所示，质量分别为m、2m的两物块A、B中间用轻弹簧相连
7、，A、B与水平面间的动摩擦因数均为，在水平推力F作用下，A、B一起向右做加速度大小为a的匀加速直线运动。当突然撤去推力F的瞬间，A、B两物块的加速度大小分别为()A2a、aB2(ag)、agC2a3g、a Da、2a3g答案：C【变式探究】 (多选)如图5所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态现将细线剪断将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长量分别记为l1和l2，重力加速度大小为g.在剪断的瞬间()图5Aa13g Ba10Cl12l2 Dl1l2答案AC解析设物块的质量为m，
8、剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹簧还没有来得及发生形变，所以剪断细线的瞬间a受到重力和弹簧S1的拉力T1，剪断前对b、c和弹簧S2组成的整体受力分析可知T12mg，故a受到的合力F合mgT1mg2mg3mg，故加速度a13g，A正确，B错误；设弹簧S2的拉力为T2，则T2mg，根据胡克定律Fkx可得l12l2，C正确，D错误高频考点三动力学中的图象问题(一)由运动图像分析物体的受力情况例1、沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在05 s、510 s、1015 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则()AF1
9、F3CF1F3 DF1F3答案：A(二)由力的图像分析物体的运动情况例2、静止在光滑水平地面上的物体，突然受到一个如图所示的水平外力的作用，则()A物体沿水平面做往复运动B物体始终沿水平面朝一个方向运动C物体沿水平面先做匀加速运动，后做匀减速运动D物体沿水平面先做匀加速运动，然后做匀速运动解析：题干中F先增大后减小，力的大小随时间变化，但是方向没有变化，由Fma得加速度先增大后减小，所以物体一直处于加速状态，但不是匀加速，故A、C、D错误，B正确。答案：B(三)由已知条件确定某物理量的变化图像例3、如图所示，E为斜面的中点，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一个小物体由顶端静止释放，沿斜面下滑到底端
10、时速度为零。以沿斜面向下为正方向，则物体下滑过程中的位移x、速度v、合力F、加速度a与时间t的关系图像可能正确的是()答案：B【变式探究】(多选)一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图6所示在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()图6At1 Bt2 Ct3 Dt4答案AC解析当合外力方向与速度方向相同时，质点做加速运动由vt图象可知，质点在t1、t3时刻做加速运动，在t2、t4时刻做减速运动故选项A、C正确，选项B、D错误【举一反三】 (多选)如图7a，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图b所示若重力加速度及图b中的v0、v1、t1均
11、为已知量，则可求出()图7A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度答案ACD【方法技巧】求解图象问题的基本思路看清坐标轴所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从0开始，明确因变量与自变量间的制约关系，明确物理量的变化趋势，分析图线进而弄懂物理过程，写出相应的函数关系式，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断高频考点四应用整体法与隔离法处理连接体问题例4(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机
12、车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A8 B10 C15 D18答案BC解析设PQ西边有n节车厢，每节车厢的质量为m，则Fnma设PQ东边有k节车厢，则Fkma联立得3n2k，由此式可知n只能取偶数，当n2时，k3，总节数为N5当n4时，k6，总节数为N10当n6时，k9，总节数为N15当n8时，k12，总节数为N20，故选项B、C正确【变式探究】如图9所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀加速直线运动(m1在光滑地面上，m2在空中)已知力F与水
13、平方向的夹角为.则m1的加速度大小为()图9A. B. C. D.答案A解析把m1、m2看成一个整体，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，选项A正确【举一反三】如图10所示，装有支架的质量为M(包括支架的质量)的小车放在光滑水平地面上，支架上用细线拖着质量为m的小球，当小车在光滑水平地面上向左匀加速运动时，稳定后绳子与竖直方向的夹角为.求小车所受牵引力的大小图10由牛顿第二定律有mgtan ma对小车和小球组成的整体，运用牛顿第二定律有F(Mm)a联立解得：F(Mm)gtan .【规律总结】轻绳、轻杆和轻弹簧三种模型的异同1三个模型的相同点：(1)“轻
14、”质量和重力均不计(2)在任何情况下，绳中张力相等，绳、杆和弹簧两端受到的弹力也相等2三个模型的不同点：(1)施力和受力特点轻绳只能产生沿绳方向的拉力轻杆不仅可以产生和承受沿杆方向的拉力和压力，还可以产生和承受不沿杆方向的拉力和压力轻弹簧可以产生和承受沿弹簧伸缩方向的拉力和压力(2)力的变化特点轻绳拉力的产生、变化或消失不需要时间，具有突变性和瞬时性轻杆拉力和压力的产生、变化或消失不需要时间，具有突变性和瞬时性轻弹簧弹力的产生、变化或消失需要时间，不具有突变性，即只能渐变，但具有瞬时性，即不同形变的瞬间，对应不同的弹力(注意：当轻弹簧的自由端无重物时，形变消失不需要时间，即具有突变性)高频考点五动力学两类基本问题例5如图12所示，一物体以v02 m/s的初速度从粗糙斜面顶端下滑到底端用时t1 s已知斜面长度L1.5 m，斜面的倾角30，重力加速度取g10 m/s2.求：图12(1)物体滑到斜面底端时的速度大小；(2)物体沿斜面下滑的加速度大小和方向；(3)物体与斜面间的动摩擦因数答案(1)1 m/s(2)1 m/s2
