2023年版新教材高中物理第一部分课时分层训练第四章运动和力的关系专项5动力学中的临界极值问题新人教版必修第一册

1、PAGE 4PAGE eq avs4al(专) eq avs4al(项) 5动力学中的临界、极值问题提能力1.如图所示，水平桌面上放置着质量为m、2m的A、B两物体，A与B、B与水平面间的动摩擦因数均为，现用水平拉力F拉B，使A、B以相同的加速度运动设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则拉力F的最大值为()A3mg B4mgC5mg D6mg2.如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止现用大小等于mg的恒力F竖直向上拉B，B向上运动h时与A分离，则下列说法正确的是()AB和A刚分离时，弹簧为原长BB和A刚分离时，它们的加速度为gC在B与A分离之前，它们做匀加速运动D弹簧的劲度系数

2、等于 eq f(mg,h) 32022广西南宁市高一联考(多选)如图所示，光滑水平桌面上放置一个倾角为37的光滑楔形滑块A，质量为M0.8 kg.一细线的一端固定于楔形滑块A的顶端O处，细线另一端拴一质量为m0.2 kg的小球若滑块与小球在外力F作用下，一起以加速度a向左做匀加速运动取g10 m/s2，sin 370.6，sin 530.8，则下列说法正确的是()A当a5 m/s2时，滑块对小球的支持力为零B当a15 m/s2时，滑块对小球的支持力为零C当a5 m/s2时，外力F的大小为4 ND当a15 m/s2时，地面对A的支持力为10 N4如图，将质量m0.1 kg的圆环套在固定的水平直杆

3、上，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆间的动摩擦因数0.8.对环施加一位于直杆所在竖直平面内斜向上，与杆夹角53的拉力F，使圆环由静止以a4.4 m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小(g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)5如图所示，在倾角为30的光滑固定斜面上端系有一劲度系数为k100 N/m的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为m8 kg的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变从t0时刻开始挡板A以加速度a1 m/s2沿斜面向下匀加速运动，则：(g10 m/s2)(1)t0时刻，挡板对小球的弹力多大？(2)从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少？(3)小球

4、向下运动多少距离时速度最大？专项5动力学中的临界、极值问题提能力1答案：D解析：当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时A物体所受的合力mg，由牛顿第二定律知aA eq f(mg,m)g对于A、B整体，加速度aaAg由牛顿第二定律得F(m2m)g3ma3mg可得F6mg.2答案：D解析：A、B错：物体B和A刚分离时，A与B之间的弹力为零，B受到重力mg和恒力F，因为Fmg，所以B的加速度为零，A的加速度也为零，弹簧对A有向上的弹力，与重力平衡，弹簧处于压缩状态C错：在B与A分离之前，对A、B整体，F不变，重力为2mg不变，弹簧弹力减小，合力减小，整体做变加速运动D对：物体B和A刚分离时，

5、弹簧的弹力大小为mg，原来静止时弹力大小为2mg，则由静止开始到物体B与A刚分离时，弹力减小量Fmg，两物体向上运动的距离为h，则弹簧压缩量减小xh，由胡克定律得k eq f(F,x) eq f(mg,h).3答案：BD解析：设加速度为a0时滑块对小球的支持力等于零，对小球受力分析，受重力和细线的拉力，根据牛顿第二定律，在水平方向上有F合F cos 37ma0，竖直方向上有F sin 37mg，解得a0 eq f(4,3)g13.3 m/s2.当a5 m/s2a0时，小球未离开滑块，滑块对小球的支持力不为零，选项A错误；当a15 m/s2a0时，小球已经离开滑块，只受重力和细线的拉力，滑块对小

6、球的支持力为零，选项B正确；当a5 m/s2时，小球和滑块一起向左做匀加速运动，由整体法可知F(Mm)a5 N，选项C错误；对系统整体受力分析，其竖直方向没有加速度，受力平衡，所以地面对A的支持力一定等于小球和滑块的重力之和，即N(Mm)g10 N，选项D正确4答案：1 N或9 N解析：本题疑难之处在于环分别与杆上、下部分接触时，受力情况的分析令F sin 53mg0，解得F1.25 N当F1.25 N时，环与杆的上部接触，受力如图1所示由牛顿第二定律得F cos FNma，F sin FNmg0联立得F eq f(m（ag）,cos sin )代入数据得F1 N当F1.25 N时，环与杆的下部接触，受力如图2所示由牛顿第二定律得F cos FNma，F sin (mgFN)0联立得F eq f(m（ag）,cos sin )代入数据得F9 N故F可能为1 N或9 N5答案：(1)32 N(2)0.8 s(3)0.4 m解析：解答本题的关键是要能分析得出板和小球分离时，板对小球作用力为零；当球的速度最大时，球的加速度为零(1)因开始时弹簧无形变，故对小球，根据牛顿第二定律得mg sin 30F1ma，解得F132 N.(2)当挡板和