人教版必修一 牛顿定律应用专题 6 深度剖析临界问题 (习题+解析)

发布时间:2022-12-10 02:20:21   来源:文档文库   
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高中物理深度剖析临界问题(答题时间:30分钟)1.(多选)如图所示,小车内有一质量为m的物块,一轻质弹簧两端与小车和物块相连,处于压缩状态且在弹性限度内,弹簧的劲度系数为k,形变量为x,物块和小车之间的动摩擦因数为μ设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,运动过程中,物块和小车始终保持相对静止,则下列说法正确的是(kxmgmkxmgB.μ小于,则小车的加速度最小值为a,且小车只能向左加速运动mA.μ小于,则小车的加速度方向一定向左C.μ大于,则小车的加速度方向可以向左也可以向右D.μ大于,则小车的加速度最大值为kxmgkxmg,最小值为mm2.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮,绳的一端系一质量m15kg的重物,重物静止于地面上,有一质量m110kg的猴子,从绳子的另一端沿绳向上爬,如图所示,不计滑轮摩擦,在重物不离开地面的条件下,猴子向上爬的最大加速度为(g10m2A.25m2B.5m2C.10m2D.15m23.(渭南检测)如图所示,AB两个楔形木块,质量均为m靠在一起放于水平面上,它们的接触面的倾角为θ,现对木块A施一水平推力F,若不计一切摩擦,要使AB一起运动而不发生相对滑动,求水平推力F的最大值。4.(山东高考)如图所示,一质量m0.4的小物块,以v02m的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t2s的时间物块由A点运动到B点,AB之间的距离L10m.,已知斜面倾角θ30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ3,重力加速度g10m231)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?5.静止在水平面上的AB两个物体通过一根拉直的轻绳相连,如图所示,轻绳长L1m可承受的最大拉力为8NA的质量m12B的质量m28AB与水平面间的动摩擦因数μ0.2现用一逐渐增大的水平力F作用在B上,使AB向右运动,F增大到某一值时,轻绳刚好被拉断(取g10m2)。1)求绳刚被拉断时F的大小;2)若绳刚被拉断时,AB的速度为2m,保持此时的F大小不变,当A的速度恰好减小为0时,AB间的距离为多少?6.如图所示,水平桌面上有一薄木板,它的右端与桌面的右端相齐,薄木板的质量M1.0,长度L1.0m,在薄木板的中央有一个小滑块(可视为质点),质量m0.5,小滑块与薄木板之间的动摩擦因数μ10.1小滑块与桌面、薄木板与桌面之间的动摩擦因数相等,μ20.2,设小滑块与薄木板之间的滑动摩擦力等于它们之间的最大静摩擦力。某时刻起给薄木板施加一个向右的拉力使木板向右运动。1)若小滑板与木板之间发生相对滑动,拉力F1至少是多大;2)若小滑块脱离木板但不离开桌面,求拉力F2应满足的条件。
1.解析:若μ小于,而弹簧又处于压缩状态,则物块所受弹簧弹力和静摩擦力的合力水平向左,即小车的加速度一定向左,A对;由牛顿第二定律得-f=,当fμ时,加速度kxmg,随着加速度的增大,f减小到零后又反向增大,当再次mkxmg出现fμ时,加速度方向向左达最大值=,但小车可向左加速,也可向右减速,m方向向左且最小值为=B错;若μ大于,则物块所受弹簧弹力和静摩擦力的合力(即加速度)可能水平向左,也可能水平向右,即小车加速度方向可以向左也可以向右,C对;当物块的合外力水平向右时,加速度的最大值为mgkxm,物块的合外力水平向左时,加速度的最大值为mgkxm则小车的加速度最大值为kxmg,最小值为0D错。m2.B解析:要使重物不离开地面,猴子拉绳子的拉力最大值为F=,对猴子应用牛顿第二定律得:Fm1gm1a得出a5m2,故B正确。3.2θ解析:AB一起运动,则以AB整体为研究对象,由牛顿第二定律得:F2A为研究对象,其受力情况如图所示,由图可知,AB一起运动而不发生相对滑动的临界条件是地面对A的支持力为N0竖直方向:θ水平方向:Fθ联立上式可得F2θ,即水平推力F的最大值为2θ4.13m28m230°133N5解析:(1)已知初速、位移和时间求达B点时的速度应以加速度为桥梁利用运动学公式求解。(2)求拉力的最小值及其对应的角度应该用正交分解法,分别列出方程联立求解。解:(1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运动学公式得Lv0t122vv0联立①②式,代入数据得a3m2v8m2)设物块所受支持力为,所受摩擦力为,拉力与斜面间的夹角为α,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得αθ-=α+-θ0又=μ联立⑤⑥⑦式得F由数学知识得αmgsincosmacossin323α60°α33

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/ed9531b54a73f242336c1eb91a37f111f0850dd4.html

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