高一物理寒假作业 专题二、动力学中的临界问题

专题二、动力学中的临界问题临界问题的求解关键是用好临界条件(1)对接触物体来说，刚要分离时，两物体速度和加速度相等(运动学条件)且正压力为零(动力学条件)(2)接触面间刚要发生相对滑动时，静摩擦力达到最大静摩擦力(3)有些临界条件必须通过下列常用方法才能挖掘出来：极限法，在题目中如出现“最大”、“最小”“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理这类问题时，应把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，达到尽快求解的目的寻找临界点的隐含条件的另一种方法是通过受力和运动过程的分析，尽量把运动情景详细地展示出来，而临界状态必然包含在整个运动过程中，弄清了受力如何变化及运动的细节，临界点的隐含条件自然就暴露出来了这种方法是最基础也是最有效的方法假设法：有些物理过程中没有出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类问题，一般用假设法数学方法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达式求解得出临界条件一弹簧一端固定在倾角为37光滑斜面的底端，另一端拴住的质量m14 kg的物块P，Q为一重物，已知Q的质量m28 kg，弹簧的质量不计，劲度系数k600 N/m，系统处于静止，如图所示现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始斜向上做匀加速运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后，F为恒力求力F的最大值与最小值(g取10 m/s2)设开始时弹簧的压缩量为x1，由平衡条件kx1_02 s时间内Q受到的支持力逐渐减小到零，0.2 s时P与Q恰好脱离，此后F变为恒力，设0.2 s时弹簧的压缩量为x2，加速度为a，对P受力分析，由牛顿第二定律得_m1a在0.2 s内，x1x2_解得a3 m/s2(1分)刚开始匀加速时力F最小，Fmin_36 N02 s时力F最大，对Q分析Fmax_m2a得Fmax72 N(m1m2)gsin37kx2m1gsin37at2(m1m2)am2gsin37练习1如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为.现给环一个水平向右的恒力F，使圆环由静止开始运动，同时对环施加一个竖直向上、大小随速度变化的作用力F1kv，其中k为常数，则圆环运动过程中() A最大加速度为g B最大加速度为 C最大速度为 D最大速度为2 如图所示，薄板A长L5 m，其质量M5 kg，放在水平桌面上，板右端与桌边相齐在A上距右端s3 m处放一物体B(大小可忽略，即可看成质点)，其质量m2 kg.已知A、B间动摩擦因数 10.1，A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数均为20.2，原来系统静止现在在板的右端施一 大小一定的水平力F持续作用在A上直到将A从B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右边缘（g 取10m/s2）求：(1)B运动的时间；(2)力F的大小3如图所示，质量m1 kg的物块放在倾角为的斜面上，斜面体质量M2 kg，斜面与物块间的动摩擦因数0.2，地面光滑，37。现对斜面体施加一水平推力F，要使物体m相对斜面静止，力F应满足什么条件？(设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2)ABa4一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图所示。已知盘与桌布间的动摩擦因数为1，盘与桌面间的动摩擦因数为2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）5如图所示，倾角为的光滑斜面体上有一个小球m被平行于斜面的细绳系于斜面上，斜面体放在水平面上(1)要使小球对斜面无压力，求斜面体运动的加速度范围，并说明其方向(2)要使小球对细绳恰好无拉力，求斜面体运动的加速度的值，并说明其方向(3)若已知60，m2 kg，当斜面体以a10 m/s2向右做匀加速运动时，绳对小球拉力多大？(g取10 m/s2)6如图所示，质量m2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L20 m用大小为30 N，沿水平方向的外力拉此物体，经t02 s拉至B处(已知cos370.8，sin370.6.取g10 m/s2) (1)求物体与地面间的动摩擦因数； (2)用大小为30 N，与水平方向成37的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B 处，求该力作用的最短时间t.7某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s.比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点整个过程中球一直保持在球拍中心不动比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为0，如图所示设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g.(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度v变化的关系式； (3)整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比0 大了并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化， 为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求 应满足的条件专题二、动力学中的临界问题1C2(1)3 s(2)26 N314.34 NF33.6 N.4 5(1)agcot，方向向右； (2)agtan，方向向左 (3)20N，与水平方向成45角 指向右上方6(1)0.5(2)1.03 (s)7(1) (2)tantan0 (3)sin