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:2022-12-16 02:03:41   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.μmg小于kx,则小车的加速度最小值为a,且小车只能向左加速运mA.μmg小于kx,则小车的加速度方向一定向左C.μmg大于kx,则小车的加速度方向可以向左也可以向右D.μmg大于kx,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(g10m/s2A.25m/s2B.5m/s2C.10m/s2D.15m/s23.(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m0.4kg的小物块,以v02m/s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g10m/s231)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m12kgB的质量m28kgAB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g10m/s2)。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/s,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M1.0kg,长度L1.0m,在薄木板的中央有一个小滑块(可视为质点),质量m0.5kg,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,且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
1.AC解析:若μmg小于kx,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kxfmafμmgkxmg随着加速度的增大,f减小到零后又反向mkxmg增大,当再次出现fμmg时,加速度方向向左达最大值amax,但小车可向左m时,加速度方向向左且最小值为amin加速,也可向右减速,B错;若μmg大于kx,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,加速度的最大值为速度的最大值为mgkxm,物块的合外力水平向左时,加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Fmg,对猴子应用牛顿第二定律得:Fm1gm1a得出a5m/s2,故B正确。3.2mgtanθ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:F2maA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:FBAcosθmg水平方向:FFBAsinθma联立上式可得F2mgtanθ,即水平推力F的最大值为2mgtanθ4.13m/s28m/s230°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Lv0t12at2vv0at联立①②式,代入数据得a3m/s2v8m/s2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,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FcosαmgsinθFfmaFsinαFNmgcosθ0FfμFN联立⑤⑥⑦式得Fmgsincosmacossin323sinαsin60°α33由数学知识得cosα2

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/fa943abcef06eff9aef8941ea76e58fafab0458c.html

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