第四章 专题强化 动力学临界问题(课件 学案 练习,共3份)粤教版(2019)必修 第一册

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名称 第四章 专题强化 动力学临界问题(课件 学案 练习,共3份)粤教版(2019)必修 第一册
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文件大小 5.5MB
资源类型 教案
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-04-11 15:23:14

文档简介

专题强化 动力学临界问题
[学习目标] 1.掌握动力学临界、极值问题的分析方法,会分析几种典型临界问题的临界条件(重难点)。2.进一步熟练应用牛顿第二定律解决实际问题(重点)。
                
1.临界状态是某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态,有关的物理量将发生突变,相应的物理量的值为临界值。
2.关键词语:在动力学问题中出现的“刚好”“恰好”“最大”“最小”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件。
一、接触与脱离的临界问题
例1 如图,A、B两个物体相互接触,但并不粘连,放置在水平面上,水平面与物体间的摩擦力可忽略,两物体的质量分别为mA=4 kg,mB=6 kg。从t=0开始,推力FA和拉力FB分别作用于A、B上,FA、FB随时间的变化规律为FA=(8-2t) N,FB=(2+2t) N。求:
(1)经过多长时间两物体分离;
(2)物体B在1 s时和5 s时运动的加速度大小。
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例2 如图所示,细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球(重力加速度为g,不计空气阻力)。
(1)当滑块A以多大的加速度向左运动时,小球对滑块的压力刚好等于零?
(2)当滑块以2g的加速度向左运动时,细线上的拉力为多大?
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接触与脱离的临界条件:
(1)两物体加速度相同;
(2)物体间相互作用力FN=0。
二、相对静止(或相对滑动)的临界问题
如图,物块A放在物块B上,A、B质量分别为m、M,A、B间的动摩擦因数为μ,水平地面光滑,现用水平向右的力F拉B。
(1)若A、B没有发生相对滑动,求A、B的加速度大小。
(2)A、B未发生相对滑动,随着F的增大,A所受的摩擦力如何变化?
(3)A、B发生相对滑动的临界条件是什么?
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两物体相接触且处于相对静止时,二者间常存在着静摩擦力,则相对静止或相对滑动的临界条件是:静摩擦力达到最大值。
例3 如图所示,质量为M的长木板位于光滑水平面上,质量为m的物块静止在长木板上,两者之间的动摩擦因数为μ,现对物块施加水平向右的恒力F,若恒力F超过某一临界数值,长木板与物块将发生相对滑动,重力加速度大小为g,物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力,则恒力F的临界值为(  )
A.μmg B.μMg
C.μmg(1+) D.μmg(1+)
相对静止(或相对滑动)的临界问题分析步骤
1.假设两物体恰不发生相对滑动,利用整体法,根据牛顿第二定律分析整体加速度的大小a1。
2.利用隔离法,由牛顿第二定律分析临界加速度的大小a2。
3.由a1=a2联立方程求解。
针对训练 (多选)如图所示,已知物块A、B的质量分别为m1=4 kg、m2=1 kg,A、B间的动摩擦因数为μ1=0.5,A与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.5,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度g取10 m/s2,在水平力F的推动下,要使A、B一起运动且B不下滑,则力F的大小可能是(  )
A.50 N B.100 N
C.125 N D.150 N
三、绳子断裂或松弛的临界问题
绳子所承受的张力是有限的,绳子断裂的临界条件是实际张力等于它所承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是绳子上的张力为零。
例4 一个质量为m的小球B,用两根等长的细绳1、2分别固定在车厢的A、C两点,如图所示。已知两绳拉直时,两绳与车厢前壁的夹角均为45°,当车以加速度a=g(g为重力加速度)向左做匀加速直线运动时,求1、2两绳拉力的大小。
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1.分析运动,找出临界状态,并求出临界加速度是解题的关键。
2.分析运动时
①当a=0时,1绳竖直,2绳拉力为0。
②当a逐渐变大,1绳倾斜,2绳逐渐被拉直,当2绳刚被拉直(T=0)时,为B的临界状态,此时临界加速度为a0。
③当a>a0时,1、2绳上均有拉力,B球位置不变,当a变大时,绳上拉力均变大。
答案精析
一、
例1 (1)2 s (2)1 m/s2 2 m/s2
解析 (1)设两物体在t1时刻恰好分离(即相互作用的弹力为0),此时二者的加速度仍相同,由牛顿第二定律得=,又FA=8-2t1 (N),
FB=2+2t1 (N)解得t1=2 s。
(2)在t=1 s内,两物体以共同的加速度运动。对A、B系统,由牛顿第二定律有FA+FB=(mA+mB)a1,
FA=6 N,FB=4 N
代入数据解得a1=1 m/s2
5 s时,A、B两物体已分离,对B物体,由牛顿第二定律有
FB=mBa2,FB=12 N
代入数据解得a2=2 m/s2。
例2 (1)g (2)mg
解析 (1)由牛顿第三定律知,小球对滑块的压力刚好为零时,滑块对小球的支持力也为零。此时滑块和小球的加速度仍相同,当FN=0时,小球受重力和拉力作用,如图甲所示,
F合=,
由牛顿第二定律得F合=ma,则此时滑块的加速度a==g。
(2)当滑块加速度为2g时,小球“飘”离滑块,只受细线的拉力和小球的重力的作用,如图乙所示,设细线与水平方向夹角为α,此时对小球受力分析,由牛顿第二定律得T'cos α=ma',T'sin α=mg,解得T'=mg。
二、
(1)对A、B整体:F=(M+m)a,可得a=。
(2)对物块A:f=ma
f=F,随着F增大,f增大。
(3)A所受摩擦力达到最大静摩擦力。
例3 C [物块与长木板恰好不发生相对滑动时,对整体有F=(M+m)a,对长木板有μmg=Ma
解得F=μmg(1+),C正确。]
针对训练 CD [若B不下滑,对B有μ1FN≥m2g,由牛顿第二定律得FN=m2a;对A、B整体有F-μ2(m1+m2)g=(m1+m2)a,则F≥(m1+m2)g=125 N,选项C、D正确。]
三、
例4 mg 0
解析 设当细绳2刚好拉直而无张力时,车的加速度向左且大小为a0,由牛顿第二定律得F1cos 45°=mg,F1sin 45°=ma0,可得a0=g。
因a=gF1'sin θ=ma,得F1'=mg。(共47张PPT)
DISIZHANG
第四章
专题强化 动力学临界问题
1.掌握动力学临界、极值问题的分析方法,会分析几种典型临界问题的临界条件(重难点)。
2.进一步熟练应用牛顿第二定律解决实际问题(重点)。
学习目标
1.临界状态是某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态,有关的物理量将发生突变,相应的物理量的值为临界值。
2.关键词语:在动力学问题中出现的“刚好”“恰好”“最大”“最小”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件。
一、接触与脱离的临界问题
二、相对静止(或相对滑动)的临界问题
专题强化练
内容索引
三、绳子断裂或松弛的临界问题
接触与脱离的临界问题

 如图,A、B两个物体相互接触,但并不粘连,放置在水平面上,水平面与物体间的摩擦力可忽略,两物体的质量分别为mA=4 kg,mB=6 kg。从t=0开始,推力FA和拉力FB分别作用于A、B上,FA、FB随时间的变化规律为FA=(8-2t) N,FB=(2+2t) N。求:
(1)经过多长时间两物体分离;
例1
答案 2 s 
设两物体在t1时刻恰好分离(即相互作用的弹力为0),此时二者的加速度仍相同,由牛顿第二定律得=,又FA=8-2t1 (N),FB=2+2t1(N)解得t1=2 s。
答案 1 m/s2 2 m/s2
在t=1 s内,两物体以共同的加速度运动。对A、B系统,由牛顿第二定律有FA+FB=(mA+mB)a1,FA=6 N,FB=4 N
代入数据解得a1=1 m/s2
5 s时,A、B两物体已分离,对B物体,由牛顿第二定律有FB=mBa2,FB=12 N
代入数据解得a2=2 m/s2。
(2)物体B在1 s时和5 s时运动的加速度大小。
 如图所示,细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球(重力加速度为g,不计空气阻力)。
(1)当滑块A以多大的加速度向左运动时,小球对滑块的压力刚好等于零?
例2
答案 g 
由牛顿第三定律知,小球对滑块的压力刚好为零时,滑块对小球的支持力也为零。此时滑块和小球的加速度仍相同,
当FN=0时,小球受重力和拉力作用,如图甲所
示,F合=,
由牛顿第二定律得F合=ma,则此时滑块的
加速度a==g。
(2)当滑块以2g的加速度向左运动时,细线上的拉力为多大?
答案 mg
当滑块加速度为2g时,小球“飘”离滑块,只受细线的拉力和小球的重力的作用,如图乙所示,设细线与水平方向夹角为α,此时对小球受力分析,由牛顿第二定律得T'cos α=ma',T'sin α=mg,解得T'=mg。
总结提升
接触与脱离的临界条件:
(1)两物体加速度相同;
(2)物体间相互作用力FN=0。
返回
相对静止(或相对滑动)的临界问题

如图,物块A放在物块B上,A、B质量分别为m、M,A、B间的动摩擦因数为μ,水平地面光滑,现用水平向右的力F拉A。
(1)若A、B没有发生相对滑动,求A、B的加速度大小。
答案 对A、B整体:F=(M+m)a,可得a=。
(2)A、B未发生相对滑动,随着F的增大,A所受的摩擦力如何变化?
答案 对物块A:f=ma
f=F,随着F增大,f增大。
(3)A、B发生相对滑动的临界条件是什么?
答案 A所受摩擦力达到最大静摩擦力。
两物体相接触且处于相对静止时,二者间常存在着静摩擦力,则相对静止或相对滑动的临界条件是:静摩擦力达到最大值。
提炼·总结
 如图所示,质量为M的长木板位于光滑水平面上,质量为m的物块静止在长木板上,两者之间的动摩擦因数为μ,现对物块施加水平向右的恒力F,若恒力F超过某一临界数值,长木板与物块将发生相对滑动,重力加速度大小为g,物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力,则恒力F的临界值为
A.μmg B.μMg
C.μmg(1+) D.μmg(1+)
例3

物块与长木板恰好不发生相对滑动时,
对整体有F=(M+m)a,对长木板有μmg=Ma
解得F=μmg(1+),C正确。
总结提升
相对静止(或相对滑动)的临界问题分析步骤
1.假设两物体恰不发生相对滑动,利用整体法,根据牛顿第二定律分析整体加速度的大小a1。
2.利用隔离法,由牛顿第二定律分析临界加速度的大小a2。
3.由a1=a2联立方程求解。
 (多选)如图所示,已知物块A、B的质量分别为m1=4 kg、m2=1 kg,A、B间的动摩擦因数为μ1=0.5,A与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.5,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度g取10 m/s2,在水平力F的推动下,要使A、B一起运动且B不下滑,
则力F的大小可能是
A.50 N B.100 N
C.125 N D.150 N
针对训练


若B不下滑,对B有μ1FN≥m2g,由牛顿第二定律得FN=m2a;对A、B整体有F-μ2(m1+m2)g=(m1+m2)a,则F≥(m1+m2)g=125 N,选项C、D正确。
返回
绳子断裂或松弛的临界问题

绳子所承受的张力是有限的,绳子断裂的临界条件是实际张力等于它所承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是绳子上的张力为零。
 一个质量为m的小球B,用两根等长的细绳1、2分别固定在车厢的A、C两点,如图所示。已知两绳拉直时,两绳与车厢前壁的夹角均为45°,当车以加速度a=g(g为重力加速度)向左做匀加速直线运动时,求1、2两绳拉力的大小。
例4
答案 mg 0
设当细绳2刚好拉直而无张力时,车的加速度向左且大小为a0,由牛顿第二定律得F1cos 45° =mg,F1sin 45°=ma0,可得a0=g。
因a=g总结提升
1.分析运动,找出临界状态,并求出临界加速度是解题的关键。
2.分析运动时
①当a=0时,1绳竖直,2绳拉力为0。
②当a逐渐变大,1绳倾斜,2绳逐渐被拉直,当2绳刚被拉直(T=0)时,为B的临界状态,此时临界加速度为a0。
③当a>a0时,1、2绳上均有拉力,B球位置不变,当a变大时,绳上拉力均变大。
返回
专题强化练

1.(2022·江苏卷)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书,书与桌面间的动摩擦因数为0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2。若书不滑动,则高铁的最大加速度不超过
A.2.0 m/s2 B.4.0 m/s2
C.6.0 m/s2 D.8.0 m/s2
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基础强化练

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书放在水平桌面上,若书相对于桌面恰好不滑动,则最大静摩擦力提供加速度即fm=μmg=mam,解得am=μg=4 m/s2,书相对高铁静止,故若书不滑动,高铁的最大加速度为4 m/s2,B正确,A、C、D错误.
2.质量为0.1 kg的小球,用细线吊在倾角α为37°的斜面体的斜面上,如图所示,系统静止时细线与斜面平行,不计一切摩擦。当斜面体向右做匀加速运动时,小球与斜面刚好不分离,则斜面体的加速度为(重力加速度为g)
A.gsin α B.gcos α
C.gtan α D.

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因小球与斜面刚好不分离,即斜面对小球的支持力刚好为零,小球受力如图所示,由图
知tan α=,由F合=ma,得a=,D正确。
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3.(多选)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连,小球某时刻正处于如图所示状态,设斜面对小球的支持力为FN,细绳对小球的拉力为T,不计摩擦,若该时刻T为零,则此时小车可能的运动情况是
A.小车向右做加速运动
B.小车向右做减速运动
C.小车向左做加速运动
D.小车向左做减速运动


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小球和小车具有相同的加速度,所以小球的加速度只能沿水平方向,根据牛顿第二定律知,小球受到的合力方向水平;由于
在此时小球只受到重力和斜面对其向左偏上的支持力作用,二力的合力只能水平向左,所以小车应向左做加速运动或向右做减速运动,选项B、C正确。
4.如图所示,A、B两个物体叠放在一起,静止在粗糙水平地面上,B与水平地面间的动摩擦因数μ1=0.1,A与B间的动摩擦因数μ2=0.2。已知A的质量m=2 kg,B的质量M=3 kg,重力加速度g取10 m/s2。现对物体B施加一个水平向右的恒力F,为使A与B保持相对静止,则恒力F的最大值是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
A.20 N B.15 N
C.10 N D.5 N

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恒力最大时,对A有μ2mg=ma;对A、B整体有Fmax-μ1(m+M)g =(m+M)a,联立解得Fmax=15 N,选项B正确。
5.(2023·广州市高一期末)如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的动摩擦因数为μ,要使物体不下滑,车厢前进的加速度至少应为(重力加速度为g,最大静摩擦力
等于滑动摩擦力)
A.Μg  B.  C.  D.g

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设物体的质量为m,物体刚好不下滑时,在竖直方向上有mg=f,f为最大静摩擦力,即f=μFN,FN为物体所受的水平弹力,根据牛顿第二定律得FN=ma,联立解得a=,故B正确。
6.(多选)一个质量为0.2 kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端,如图所示,斜面静止时,球紧靠在斜面上,细线与斜面平行,不计摩擦及空气阻力,当斜面以10 m/s2的加速度向右做匀加速运动时,则(sin 53° =0.8,cos 53°=0.6,取g=10 m/s2)
A.细线的拉力为1.60 N
B.细线的拉力为2 N
C.斜面对小球的弹力为1.20 N
D.斜面对小球的弹力为0
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能力综合练

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当小球对斜面的压力恰为零时,设斜面的加速度为a0,根据牛顿第二定律可知mgtan 37°=ma0,解得a0=7.5 m/s2,由于a0=7.5 m/s2<10 m/s2,则当斜面以10 m/s2的加速度向右做匀加速运动时,小球将飘离
斜面,设此时细线与竖直方向的夹角为α,则mgtan α=ma,解得α=45°,则此时细线的拉力T==2 N,选项B、D正确。
7.如图所示,质量分别为m、M的两物块A、B叠放在光滑的水平面上,m∶M=2∶1,A、B间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,用水平力分别作用在A、B上,恰能使A、B不发生相对滑动时,其作用力分别是如图中的F1、F2。则F1∶F2等于
A.1∶3 B.3∶1
C.1∶2 D.2∶1
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对题图甲,A、B恰好不发生相对滑动时,有F1=(M+m)a1
μmg=ma1
对题图乙,A、B恰好不发生
相对滑动时,有F2=(M+m)a2
μmg=Ma2
联立可得=,故选C。
8.如图所示,两条轻绳将一质量为m的小球悬挂在小车的车厢内,其中轻绳OA沿水平方向,轻绳OB与竖直方向的夹角θ=30°,重力加速度为g。
(1)若小车在水平路面上向左做匀速直线运动,求两轻绳拉力的大小;
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答案 mg  
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若小车在水平路面上向左做匀速直线运动,对小球进行受力分析,如图甲所示
根据平衡条件有
TA1=mgtan θ,TB1=
解得TA1=mg,TB1=
(2)若轻绳OA上的拉力恰好为0,求此时小车的加速度大小;
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答案 g 
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若轻绳OA上的拉力恰好为0,表明小车加速度方向水平向右,对小球进行受力分析,如图乙所示
根据牛顿第二定律有
mgtan θ=ma1
解得a1=g
(3)若小车在水平路面上以加速度a=向右做匀加速直线运动,求两轻绳拉力的大小。
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若小车在水平路面上以加速度a=向右做匀加速直线运动,由于
a=>a1=g
可知,此时小球稳定时的位置将处于O点的左
上方,轻绳OA处于松弛状态,则有TA3=0
对小球受力分析,如图丙所示
则有=(mg)2+(ma)2
解得TB3=。
9.如图所示,两个质量均为m的物块A、B叠放压在一个竖直轻弹簧上面,处于静止状态,弹簧的劲度系数为k,t=0时刻,物块A受到一个竖直向上的作用力F,使得物块A、B以0.5g(g为重力加速度)的加速度匀加速上升,不计空气阻力,则A、B分离时B的速度为
A. B.g
C.g D.2g

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尖子生选练
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静止时弹簧压缩量s1=,分离时A、B之间的压力恰好为零,设此时弹簧的压缩量为s2,对B:ks2-mg=ma,得s2=,物块B的位移s=s1-s2=,由v2=2as得:v=g,B正确。
返回作业40 动力学临界问题
(分值:60分)
1~5题每题5分,共25分
1.(2022·江苏卷)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书,书与桌面间的动摩擦因数为0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2。若书不滑动,则高铁的最大加速度不超过 (  )
A.2.0 m/s2 B.4.0 m/s2
C.6.0 m/s2 D.8.0 m/s2
2.质量为0.1 kg的小球,用细线吊在倾角α为37°的斜面体的斜面上,如图所示,系统静止时细线与斜面平行,不计一切摩擦。当斜面体向右做匀加速运动时,小球与斜面刚好不分离,则斜面体的加速度为(重力加速度为g) (  )
A.gsin α B.gcos α
C.gtan α D.
3.(多选)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连,小球某时刻正处于如图所示状态,设斜面对小球的支持力为FN,细绳对小球的拉力为T,不计摩擦,若该时刻T为零,则此时小车可能的运动情况是 (  )
A.小车向右做加速运动 B.小车向右做减速运动
C.小车向左做加速运动 D.小车向左做减速运动
4.如图所示,A、B两个物体叠放在一起,静止在粗糙水平地面上,B与水平地面间的动摩擦因数μ1=0.1,A与B间的动摩擦因数μ2=0.2。已知A的质量m=2 kg,B的质量M=3 kg,重力加速度g取10 m/s2。现对物体B施加一个水平向右的恒力F,为使A与B保持相对静止,则恒力F的最大值是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (  )
A.20 N B.15 N
C.10 N D.5 N
5.(2023·广州市高一期末)如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的动摩擦因数为μ,要使物体不下滑,车厢前进的加速度至少应为(重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (  )
A.μg B. C. D.g
6、7题每题7分,8题12分,共26分
6.(多选)一个质量为0.2 kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端,如图所示,斜面静止时,球紧靠在斜面上,细线与斜面平行,不计摩擦及空气阻力,当斜面以10 m/s2的加速度向右做匀加速运动时,则(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,取g=10 m/s2) (  )
A.细线的拉力为1.60 N
B.细线的拉力为2 N
C.斜面对小球的弹力为1.20 N
D.斜面对小球的弹力为0
7.如图所示,质量分别为m、M的两物块A、B叠放在光滑的水平面上,m∶M=2∶1,A、B间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,用水平力分别作用在A、B上,恰能使A、B不发生相对滑动时,其作用力分别是如图中的F1、F2。则F1∶F2等于 (  )
A.1∶3 B.3∶1
C.1∶2 D.2∶1
8.(12分)如图所示,两条轻绳将一质量为m的小球悬挂在小车的车厢内,其中轻绳OA沿水平方向,轻绳OB与竖直方向的夹角θ=30°,重力加速度为g。
(1)(4分)若小车在水平路面上向左做匀速直线运动,求两轻绳拉力的大小;
(2)(3分)若轻绳OA上的拉力恰好为0,求此时小车的加速度大小;
(3)(5分)若小车在水平路面上以加速度a=向右做匀加速直线运动,求两轻绳拉力的大小。
(9分)
9.如图所示,两个质量均为m的物块A、B叠放压在一个竖直轻弹簧上面,处于静止状态,弹簧的劲度系数为k,t=0时刻,物块A受到一个竖直向上的作用力F,使得物块A、B以0.5g(g为重力加速度)的加速度匀加速上升,不计空气阻力,则A、B分离时B的速度为 (  )
A. B.g
C.g D.2g
答案精析
1.B [书放在水平桌面上,若书相对于桌面恰好不滑动,则最大静摩擦力提供加速度即fm=μmg=mam,解得am=μg=4 m/s2,书相对高铁静止,故若书不滑动,高铁的最大加速度为4 m/s2,B正确,A、C、D错误.]
2.D [因小球与斜面刚好不分离,即斜面对小球的支持力刚好为零,小球受力如图所示,由图知tan α=,由F合=ma,得a=,D正确。]
3.BC [小球和小车具有相同的加速度,所以小球的加速度只能沿水平方向,根据牛顿第二定律知,小球受到的合力方向水平;由于在此时小球只受到重力和斜面对其向左偏上的支持力作用,二力的合力只能水平向左,所以小车应向左做加速运动或向右做减速运动,选项B、C正确。]
4.B [恒力最大时,对A有μ2mg=ma;对A、B整体有Fmax-μ1(m+M)g=(m+M)a,联立解得Fmax=15 N,选项B正确。]
5.B [设物体的质量为m,物体刚好不下滑时,在竖直方向上有mg=f,f为最大静摩擦力,即f=μFN,FN为物体所受的水平弹力,根据牛顿第二定律得FN=ma,联立解得a=,故B正确。]
6.BD [当小球对斜面的压力恰为零时,设斜面的加速度为a0,根据牛顿第二定律可知mgtan 37°=ma0,解得a0=7.5 m/s2,由于a0=7.5 m/s2<10 m/s2,则当斜面以10 m/s2的加速度向右做匀加速运动时,小球将飘离斜面,设此时细线与竖直方向的夹角为α,则mgtan α=ma,解得α=45°,则此时细线的拉力T==2 N,选项B、D正确。]
7.C [对题图甲,A、B恰好不发生相对滑动时,有
F1=(M+m)a1
μmg=ma1
对题图乙,A、B恰好不发生相对滑动时,有
F2=(M+m)a2
μmg=Ma2
联立可得=,故选C。]
8.(1)mg  (2)g
(3)0 
解析 (1)若小车在水平路面上向左做匀速直线运动,对小球进行受力分析,如图甲所示
根据平衡条件有
TA1=mgtan θ,
TB1=
解得TA1=mg,TB1=
(2)若轻绳OA上的拉力恰好为0,表明小车加速度方向水平向右,对小球进行受力分析,如图乙所示
根据牛顿第二定律有
mgtan θ=ma1
解得a1=g
(3)若小车在水平路面上以加速度a=向右做匀加速直线运动,由于
a=>a1=g
可知,此时小球稳定时的位置将处于O点的左上方,轻绳OA处于松弛状态,则有TA3=0
对小球受力分析,如图丙所示
则有=(mg)2+(ma)2
解得TB3=。
9.B [静止时弹簧压缩量s1=,分离时A、B之间的压力恰好为零,设此时弹簧的压缩量为s2,对B:ks2-mg=ma,得s2=,物块B的位移s=s1-s2=,由v2=2as得:
v=g,B正确。]