高一物理寒假作業(yè) 專題二、動力學中的臨界問題

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專題二、動力學中的臨界問題臨界問題的求解關(guān)鍵是用好臨界條件(1)對接觸物體來說，剛要分離時，兩物體速度和加速度相等(運動學條件)且正壓力為零(動力學條件)(2)接觸面間剛要發(fā)生相對滑動時，靜摩擦力達到最大靜摩擦力(3)有些臨界條件必須通過下列常用方法才能挖掘出來：極限法，在題目中如出現(xiàn)“最大”、“最小”“剛好”等詞語時，一般隱含著臨界問題，處理這類問題時，應把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，達到盡快求解的目的尋找臨界點的隱含條件的另一種方法是通過受力和運動過程的分析，盡量把運動情景詳細地展示出來，而臨界狀態(tài)必然包含在整個運動過程中，弄清了受力如何變化及運動的細節(jié)，臨界點的隱含條件自然就暴露出來了這種方法是最基礎也是最有效的方法假設法：有些物理過程中沒有出現(xiàn)臨界問題的線索，但在變化過程中可能出現(xiàn)臨界問題，也可能不出現(xiàn)臨界問題，解答這類問題，一般用假設法數(shù)學方法：將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學公式，根據(jù)數(shù)學表達式求解得出臨界條件一彈簧一端固定在傾角為37光滑斜面的底端，另一端拴住的質(zhì)量m14 kg的物塊P，Q為一重物，已知Q的質(zhì)量m28 kg，彈簧的質(zhì)量不計，勁度系數(shù)k600 N/m，系統(tǒng)處于靜止，如圖所示現(xiàn)給Q施加一個方向沿斜面向上的力F，使它從靜止開始斜向上做勻加速運動，已知在前0.2 s時間內(nèi)，F(xiàn)為變力，0.2 s以后，F(xiàn)為恒力求力F的最大值與最小值(g取10 m/s2)設開始時彈簧的壓縮量為x1，由平衡條件kx1_02 s時間內(nèi)Q受到的支持力逐漸減小到零，0.2 s時P與Q恰好脫離，此后F變?yōu)楹懔?，設0.2 s時彈簧的壓縮量為x2，加速度為a，對P受力分析，由牛頓第二定律得_m1a在0.2 s內(nèi)，x1x2_解得a3 m/s2(1分)剛開始勻加速時力F最小，F(xiàn)min_36 N02 s時力F最大，對Q分析Fmax_m2a得Fmax72 N(m1m2)gsin37kx2m1gsin37at2(m1m2)am2gsin37練習1如圖所示，一個質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平長直桿上，環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)給環(huán)一個水平向右的恒力F，使圓環(huán)由靜止開始運動，同時對環(huán)施加一個豎直向上、大小隨速度變化的作用力F1kv，其中k為常數(shù)，則圓環(huán)運動過程中() A最大加速度為g B最大加速度為 C最大速度為 D最大速度為2 如圖所示，薄板A長L5 m，其質(zhì)量M5 kg，放在水平桌面上，板右端與桌邊相齊在A上距右端s3 m處放一物體B(大小可忽略，即可看成質(zhì)點)，其質(zhì)量m2 kg.已知A、B間動摩擦因數(shù) 10.1，A與桌面間和B與桌面間的動摩擦因數(shù)均為20.2，原來系統(tǒng)靜止現(xiàn)在在板的右端施一 大小一定的水平力F持續(xù)作用在A上直到將A從B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右邊緣（g 取10m/s2）求：(1)B運動的時間；(2)力F的大小3如圖所示，質(zhì)量m1 kg的物塊放在傾角為的斜面上，斜面體質(zhì)量M2 kg，斜面與物塊間的動摩擦因數(shù)0.2，地面光滑，37?，F(xiàn)對斜面體施加一水平推力F，要使物體m相對斜面靜止，力F應滿足什么條件？(設物體與斜面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2)ABa4一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖所示。已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為1，盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為2?，F(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB邊。若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？（以g表示重力加速度）5如圖所示，傾角為的光滑斜面體上有一個小球m被平行于斜面的細繩系于斜面上，斜面體放在水平面上(1)要使小球?qū)π泵鏌o壓力，求斜面體運動的加速度范圍，并說明其方向(2)要使小球?qū)毨K恰好無拉力，求斜面體運動的加速度的值，并說明其方向(3)若已知60，m2 kg，當斜面體以a10 m/s2向右做勻加速運動時，繩對小球拉力多大？(g取10 m/s2)6如圖所示，質(zhì)量m2 kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L20 m用大小為30 N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t02 s拉至B處(已知cos370.8，sin370.6.取g10 m/s2) (1)求物體與地面間的動摩擦因數(shù)； (2)用大小為30 N，與水平方向成37的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運動并能到達B 處，求該力作用的最短時間t.7某校舉行托乒乓球跑步比賽，賽道為水平直道，比賽距離為s.比賽時，某同學將球置于球拍中心，以大小為a的加速度從靜止開始做勻加速直線運動，當速度達到v0時，再以v0做勻速直線運動跑至終點整個過程中球一直保持在球拍中心不動比賽中，該同學在勻速直線運動階段保持球拍的傾角為0，如圖所示設球在運動中受到的空氣阻力大小與其速度大小成正比，方向與運動方向相反，不計球與球拍之間的摩擦，球的質(zhì)量為m，重力加速度為g.(1)求空氣阻力大小與球速大小的比例系數(shù)k；(2)求在加速跑階段球拍傾角隨速度v變化的關(guān)系式； (3)整個勻速跑階段，若該同學速度仍為v0，而球拍的傾角比0 大了并保持不變，不計球在球拍上的移動引起的空氣阻力變化， 為保證到達終點前球不從球拍上距離中心為r的下邊沿掉落，求 應滿足的條件專題二、動力學中的臨界問題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，與水平方向成45角 指向右上方6(1)0.5(2)1.03 (s)7(1) (2)tantan0 (3)sin