（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 微專題23 動(dòng)力學(xué)中的臨界極值問(wèn)題加練半小時(shí)（含解析）

《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 微專題23 動(dòng)力學(xué)中的臨界極值問(wèn)題加練半小時(shí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 微專題23 動(dòng)力學(xué)中的臨界極值問(wèn)題加練半小時(shí)（含解析）（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、動(dòng)力學(xué)中的臨界極值問(wèn)題方法點(diǎn)撥(1)用極限分析法把題中條件推向極大或極小，找到臨界狀態(tài)，分析臨界狀態(tài)的受力特點(diǎn)，列出方程.(2)將物理過(guò)程用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示，由數(shù)學(xué)方法(如二次函數(shù)、不等式、三角函數(shù)等)求極值.1. (多選)(2018山西省康杰中學(xué)聯(lián)考)如圖1所示，在光滑水平面上疊放著A、B兩物體，已知mA6kg、mB2kg，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，在物體A上系一細(xì)線，細(xì)線所能承受的最大拉力是20N，現(xiàn)水平向右拉細(xì)線，g取10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)拉力F12N時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng)C.當(dāng)拉力F16N時(shí)，A、B之間的摩擦力等于4ND.只要細(xì)線不斷，無(wú)論拉力F多大，A相對(duì)B始終靜止2.(

2、2019山東省青島二中模擬)如圖2所示，水平擋板A和豎直擋板B固定在斜面C上，一質(zhì)量為m的光滑小球恰能與兩擋板和斜面同時(shí)接觸.擋板A、B和斜面C對(duì)小球的彈力大小分別為FA、FB和FC.現(xiàn)使斜面和小球一起在水平面上水平向左做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng).若FA和FB不會(huì)同時(shí)存在，斜面傾角為，重力加速度為g，則下列圖象中，可能正確的是()圖23.(2018貴州省貴陽(yáng)市一模)如圖3所示，位于足夠長(zhǎng)的光滑固定斜面上的小物塊，在一水平向左推力F的作用下，沿斜面加速下滑，在F逐漸增大、方向保持不變的過(guò)程中，物塊的加速度大小將()圖3A.逐漸減小B.逐漸增大C.先減小后反向增大D.先增大后反向減小4.(201

3、8湖北省荊州市質(zhì)檢)如圖4所示，一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，上端固定，下端連一質(zhì)量為m的物塊A，A放在質(zhì)量也為m的托盤(pán)B上，以FN表示B對(duì)A的作用力，x表示彈簧的伸長(zhǎng)量.初始時(shí)，在豎直向上的力F作用下系統(tǒng)靜止，且彈簧處于自然狀態(tài)(x0).現(xiàn)改變力F的大小，使B以的加速度勻加速向下運(yùn)動(dòng)(g為重力加速度，空氣阻力不計(jì))，此過(guò)程中FN、F隨x變化的圖象正確的是()圖45.(2018河北省衡水中學(xué)調(diào)研)在光滑水平面上有一輛小車A，其質(zhì)量為mA2.0kg，在小車上放一個(gè)物體B，其質(zhì)量為mB1.0kg，如圖5甲所示，給B一個(gè)水平推力F，當(dāng)F增大到稍大于3.0N時(shí)，A、B開(kāi)始相對(duì)滑動(dòng)，如果撤去F，對(duì)A施加一水

4、平推力F，如圖乙所示，要使A、B不相對(duì)滑動(dòng)，則F的最大值Fmax為()圖5A.2.0NB.3.0NC.6.0ND.9.0N6.如圖6所示，一彈簧一端固定在傾角為37的光滑斜面的底端，另一端拴住質(zhì)量為m14kg的物塊P，Q為一質(zhì)量為m28kg的重物，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù)k600N/m，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)給Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的力F，使它從靜止開(kāi)始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，已知在前0.2s時(shí)間內(nèi)F為變力，0.2s以后F為恒力，已知sin370.6，g10m/s2，求力F的最大值與最小值.圖6答案精析1.CD假設(shè)細(xì)線不斷裂，當(dāng)細(xì)線的拉力增大到某一值時(shí)，A物體相對(duì)于B物體開(kāi)始滑動(dòng)，此時(shí)A、B之

5、間達(dá)到最大靜摩擦力，以B為研究對(duì)象，最大靜摩擦力產(chǎn)生最大加速度a，有mAgmBa，解得a6m/s2，以整體為研究對(duì)象，有Fm(mAmB)a48N，即當(dāng)細(xì)線的拉力達(dá)到48N時(shí)兩物體才開(kāi)始相對(duì)滑動(dòng)，細(xì)線的最大拉力為20N，A、B錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)拉力F16N48N(A相對(duì)B不滑動(dòng))時(shí)，由F(mAmB)a1，解得a12m/s2，再隔離B，由FfmBa1得靜摩擦力Ff4N，C正確.2.B對(duì)小球進(jìn)行受力分析，當(dāng)agtan時(shí)如圖甲，根據(jù)牛頓第二定律：水平方向：FCsinma豎直方向：FCcosFAmg聯(lián)立得：FAmg，F(xiàn)C，F(xiàn)A與a成線性關(guān)系，當(dāng)a0時(shí)，F(xiàn)Amg，當(dāng)agtan時(shí)，F(xiàn)A0，F(xiàn)C與a成線性關(guān)系，

6、當(dāng)agsin時(shí)，F(xiàn)Cmg，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；當(dāng)agtan時(shí)，受力如圖乙，根據(jù)牛頓第二定律，水平方向：FCsinFBma豎直方向：FCcosmg聯(lián)立得：FBmamgtan，F(xiàn)C，F(xiàn)B與a也成線性關(guān)系，F(xiàn)C不變，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤.3.C設(shè)斜面的傾角為，物塊的質(zhì)量為m，加速度大小為a，物塊沿斜面向下加速滑動(dòng)，受力分析如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律得mgsinFcosma，解得agsincos，當(dāng)F增大時(shí)，加速度a向下減小，物體向下做加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)Fmgtan時(shí)加速度a0，物體的速度達(dá)到最大；當(dāng)F繼續(xù)增大，則有Fcosmgsinma，此時(shí)加速度向上增大，物體向下做減速運(yùn)動(dòng)，故C正確.4.D根據(jù)題述，B以的加速

7、度勻加速向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，選擇A、B整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律，2mgkxF2m，解得Fmgkx，即F從mg開(kāi)始線性減小，可排除圖象C；選擇B作為研究對(duì)象，由牛頓第二定律，mgFNF，解得FNkx.由牛頓第三定律得FNFN，當(dāng)彈簧的彈力增大到，即x時(shí)，A和B間的壓力為零，在此之前，二者之間的壓力由開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的線性減小到零，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；同時(shí)，力F由開(kāi)始時(shí)的mg線性減小到，此后B與A分離，力F保持不變，故選項(xiàng)D正確.5.C題圖甲中設(shè)A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值Ffmax時(shí)，系統(tǒng)的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)A、B整體，有F(mAmB)a，對(duì)A，有FfmaxmAa，代入數(shù)據(jù)解得Ffmax2

8、.0N，題圖乙中，設(shè)A、B剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)系統(tǒng)的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律，以B為研究對(duì)象，有FfmaxmBa，以A、B整體為研究對(duì)象，有Fmax(mAmB)a，代入數(shù)據(jù)解得Fmax6.0N，故C正確.6.72N36N解析設(shè)剛開(kāi)始時(shí)彈簧壓縮量為x0，根據(jù)平衡條件和胡克定律得：(m1m2)gsin37kx0得x0m0.12m從受力角度看，兩物體分離的條件是兩物體間的正壓力為0，從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看，一起運(yùn)動(dòng)的兩物體恰好分離時(shí)，兩物體在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等.因?yàn)樵谇?.2s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)為變力，0.2s以后，F(xiàn)為恒力，在0.2s時(shí)，由胡克定律和牛頓第二定律得：對(duì)P：kx1m1gsinm1a前0.2s時(shí)間內(nèi)P、Q向上運(yùn)動(dòng)的距離為x0x1，則x0x1at2聯(lián)立解得a3m/s2當(dāng)P、Q剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力最小，此時(shí)有對(duì)PQ整體：Fmin(m1m2)a(48)3N36N當(dāng)P、Q分離時(shí)拉力最大，此時(shí)有對(duì)Q：Fmaxm2gsinm2a得Fmaxm2(agsin)8(3100.6) N72N.6