2018高中物理第四章牛顿运动定律6深度剖析临界问题练习新人教版必修1

深度分析临界问题（答题时间：30分钟）（多项选择）如下图，小车内有一质量为m的物块，一轻质弹簧两头与小车和物块相连，处于压缩状态且在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，形变量为x，物块和小车之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动过程中，物块和小车一直保持相对静止，则以下说法正确的选项是（）A.若μmg小于kx，则小车的加快度方向必定向左kxmgmB.若小于，则小车的加快度最小值为a＝kxmg，且小车只好向左加快运μmgkxm动若μmg大于kx，则小车的加快度方向能够向左也能够向右D.若μmg大于kx，则小车的加快度最大值为kxmg，最小值为kxmgmm2.一条不行伸长的轻绳越过质量可忽视不计的定滑轮，绳的一端系一质量＝15kg的重m物，重物静止于地面上，有一质量m1＝10kg的猴子，从绳索的另一端沿绳向上爬，如图所示，不计滑轮摩擦，在重物不走开地面的条件下，猴子向上爬的最大加快度为（g＝10/2）ms（）A.25m/s2B.5m/s2C.10m/s2D.15m/s2（渭南检测）如下图，有A、B两个楔形木块，质量均为m，靠在一同放于水平面上，它们的接触面的倾角为θ，现对木块A施一水平推力F，若不计全部摩擦，要使A、B一同运动而不发生相对滑动，求水平推力F的最大值。（山东高考）如下图，一质量m＝0.4kg的小物块，以v0＝2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加快运动，经t＝2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L＝10m.，已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的1动摩擦因数μ＝3，重力加快度g取10m/s2。31）求物块加快度的大小及抵达B点时速度的大小。2）拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？5.静止在水平面上的A、B两个物体经过一根拉直的轻绳相连，如下图，轻绳长L＝1m，可承受的最大拉力为8N，A的质量m1＝2kg，B的质量m2＝8kg，A、B与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，现用一渐渐增大的水平力F作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳恰好被拉断（取g＝10m/s2）。（1）求绳刚被拉断时F的大小；（2）若绳刚被拉断时，A、B的速度为2m/s，保持此时的F大小不变，当A的速度恰好减小为0时，A、B间的距离为多少？6.如下图，水平桌面上有一薄木板，它的右端与桌面的右端相齐，薄木板的质量M＝1.0kg，长度L＝1.0m，在薄木板的中央有一个小滑块（可视为质点），质量m＝0.5kg，小滑块与薄木板之间的动摩擦因数μ1＝0.1，小滑块与桌面、薄木板与桌面之间的动摩擦因数相等，且μ2＝0.2，设小滑块与薄木板之间的滑动摩擦力等于它们之间的最大静摩擦力。某时刻起给薄木板施加一个向右的拉力使木板向右运动。1）若小滑板与木板之间发生相对滑动，拉力F1起码是多大；2）若小滑块离开木板但不走开桌面，求拉力F2应知足的条件。2AC分析：若μmg小于kx，而弹簧又处于压缩状态，则物块所受弹簧弹力和静摩擦力的协力水平向左，即小车的加快度必定向左，A对；由牛顿第二定律得kx－f＝ma，当f＝μmg时，加快度方向向左且最小值为amin＝kxmg，跟着加快度的增大，f减小到零mmax＝kxmg，但小后又反向增大，当再次出现f＝时，加快度方向向左达最大值aμmgm车可向左加快，也可向右减速，B错；若μmg大于kx，则物块所受弹簧弹力和静摩擦力的协力（即加快度）可能水平向左，也可能水平向右，即小车加快度方向能够向左也能够向右，C对；当物块的合外力水平向右时，加快度的最大值为mgkx，物块的合外力水平向左m时，加快度的最大值为mgkx，则小车的加快度最大值为kxmg，最小值为0，Dmm错。2.B分析：要使重物不走开地面，猴子拉绳索的拉力最大值为F＝mg，对猴子应用牛顿第二定律得：F－m1g＝m1a得出a＝5m/s2，故B正确。3.2mgtanθ分析：A、B一同运动，则以A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F＝2ma以A为研究对象，其受力状况如下图，由图可知，A、B一同运动而不发生相对滑动的临界条件是地面对A的支持力为N＝0竖直方向：FBAcosθ＝mg水平方向：F－FBAsinθ＝ma联立上式可得F＝2mgtanθ，即水平推力F的最大值为2mgtanθ。4.（1）3m/s28m/s（2）30°133N5分析：（1）已知初速、位移和时间求达B点时的速度应以加快度为桥梁利用运动学公式求解。（2）求拉力的最小值及其对应的角度应当用正交分解法，分别列出方程联立求解。解：（1）设物块加快度的大小为a，抵达B点时速度的大小为v，由运动学公式得L＝v0t＋1at2①2v＝v0＋at②联立①②式，代入数据得a＝3m/s2③v＝8m/s④2）设物块所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，拉力与斜面间的夹角为α，受力分析如下图，由牛顿第二定律得3cosα－sinθ－f＝ma⑤FmgFFsinα＋F－mgcosθ＝0⑥N又F＝μF⑦fN联立⑤⑥⑦式得＝mgsincosma⑧Fcossin由数学知识得cosα＋3sinα＝23sin（60°＋α）⑨33由⑧⑨式可知对应F最小的夹角α＝30°⑩联立③⑧⑩式，代入数据得F的最小值为Fmin＝133N。?55.（1）40N（2）3.5m分析：（1）设绳刚要被拉断时产生的拉力为FT，依据牛顿第二定律，对A物体有FT－μm1g＝m1a代入数值得a＝2m/s2对A、B整体有F－μ（m1＋m2）g＝（m1＋m2）a代入数值得F＝40N（2）设绳断后，A的加快度大小为a1，B的加快度大小为a2，则m1g＝2m/s21＝am12＝Fm2g＝3m/s2am2A停下来的时间为t＝v＝1sa1A的位移为x1＝v2＝1m2a1B的位移为x2＝vt＋122＝3.5m2atx＝x＋L－x＝3.5mA刚静止时，A、B间距离为216.（1）4.5N（2）F2≥6N分析：（1）设小滑块与薄木板恰好发生相对滑动时，小滑块的加快度为a1，薄木板的加速度为a2，依据牛顿第二定律有1mg＝ma1F1－μ1mg－μ2（m＋M）g＝Ma2a1＝a2F1＝4.5N4故若小滑块与木板之间发生相对滑动，拉力F1起码为4.5N。（2）设小滑块离开薄木板时的速度为v，时间为t，在桌面上滑动的加快度为a3，