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2018-2019高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 微型專題 動(dòng)力學(xué)連接體問題和臨界問題學(xué)案 粵教版必修1.doc

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2018-2019高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 微型專題 動(dòng)力學(xué)連接體問題和臨界問題學(xué)案 粵教版必修1.doc

微型專題動(dòng)力學(xué)連接體問題和臨界問題學(xué)習(xí)目標(biāo)1.會(huì)用整體法和隔離法分析動(dòng)力學(xué)的連接體問題.2.掌握動(dòng)力學(xué)臨界問題的分析方法,會(huì)分析幾種典型臨界問題的臨界條件.一、動(dòng)力學(xué)的連接體問題1.連接體:兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體組成的具有相同加速度的整體叫連接體.如幾個(gè)物體疊放在一起,或并排擠放在一起,或用繩子、細(xì)桿等連在一起,在求解連接體問題時(shí)常用的方法有整體法與隔離法.2.整體法:把整個(gè)連接體系統(tǒng)看做一個(gè)研究對(duì)象,分析整體所受的外力,運(yùn)用牛頓第二定律列方程求解.其優(yōu)點(diǎn)在于它不涉及系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力.3.隔離法:把系統(tǒng)中某一物體(或一部分)隔離出來作為一個(gè)單獨(dú)的研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析,列方程求解.其優(yōu)點(diǎn)在于將系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為研究對(duì)象所受的外力,容易看清單個(gè)物體(或一部分)的受力情況或單個(gè)過程的運(yùn)動(dòng)情形.4.整體法與隔離法的選用求解各部分加速度都相同的連接體問題時(shí),要優(yōu)先考慮整體法;如果還需要求物體之間的作用力,再用隔離法.求解連接體問題時(shí),隨著研究對(duì)象的轉(zhuǎn)移,往往兩種方法交叉運(yùn)用.一般的思路是先用其中一種方法求加速度,再用另一種方法求物體間的作用力或系統(tǒng)所受合力.無論運(yùn)用整體法還是隔離法,解題的關(guān)鍵還是在于對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確的受力分析.例1如圖1所示,物體A、B用不可伸長的輕繩連接,在豎直向上的恒力F作用下一起向上做勻加速運(yùn)動(dòng),已知mA10 kg,mB20 kg,F(xiàn)600 N,求此時(shí)輕繩對(duì)物體B的拉力大小(g取10 m/s2).圖1答案400 N解析對(duì)A、B整體受力分析和單獨(dú)對(duì)B受力分析,分別如圖甲、乙所示:對(duì)A、B整體,根據(jù)牛頓第二定律有:F(mAmB)g(mAmB)a物體B受輕繩的拉力和重力,根據(jù)牛頓第二定律,有:FTmBgmBa,聯(lián)立解得:FT400 N.【考點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用【題點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用當(dāng)物體各部分加速度相同且不涉及求內(nèi)力的情況,用整體法比較簡單;若涉及物體間相互作用力時(shí)必須用隔離法.整體法與隔離法在較為復(fù)雜的問題中常常需要有機(jī)地結(jié)合起來運(yùn)用,這將會(huì)更快捷有效.針對(duì)訓(xùn)練1在水平地面上有兩個(gè)彼此接觸的物體A和B,它們的質(zhì)量分別為m1和m2,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,若用水平推力F作用于A物體,使A、B一起向前運(yùn)動(dòng),如圖2所示,求兩物體間的相互作用力為多大?圖2答案解析以A、B整體為研究對(duì)象,其受力如圖甲所示,由牛頓第二定律可得F(m1m2)g(m1m2)a所以ag再以B物體為研究對(duì)象,其受力如圖乙所示,由牛頓第二定律可得FABm2gm2a聯(lián)立得兩物體間的作用力FAB.【考點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用【題點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用例2如圖3所示,裝有支架的質(zhì)量為M(包括支架的質(zhì)量)的小車放在光滑水平地面上,支架上用細(xì)線拖著質(zhì)量為m的小球,當(dāng)小車在光滑水平地面上向左勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),穩(wěn)定后細(xì)線與豎直方向的夾角為.重力加速度為g,求小車所受牽引力的大小.圖3答案(Mm)gtan 解析小球與小車相對(duì)靜止,它們的加速度相同,小車的加速度方向水平向左,小球的加速度方向也水平向左,由牛頓第二定律可知,小球所受合力的方向水平向左,如圖所示,小球所受合力的大小為mgtan .由牛頓第二定律有mgtan ma對(duì)小車和小球組成的整體,運(yùn)用牛頓第二定律有F(Mm)a聯(lián)立解得:F(Mm)gtan .【考點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用【題點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用二、動(dòng)力學(xué)的臨界問題1.臨界問題:某種物理現(xiàn)象(或物理狀態(tài))剛好要發(fā)生或剛好不發(fā)生的轉(zhuǎn)折狀態(tài).2.關(guān)鍵詞語:在動(dòng)力學(xué)問題中出現(xiàn)的“最大”“最小”“剛好”“恰能”等詞語,一般都暗示了臨界狀態(tài)的出現(xiàn),隱含了相應(yīng)的臨界條件.3.臨界問題的常見類型及臨界條件:(1)接觸與脫離的臨界條件:兩物體相接觸(或脫離)的臨界條件是彈力為零.(2)相對(duì)靜止或相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件:靜摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力.(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件:繩子所能承受的張力是有限的,繩子斷與不斷的臨界條件是實(shí)際張力等于它所能承受的最大張力,繩子松弛的臨界條件是繩上的張力為零.(4)加速度最大與速度最大的臨界條件:當(dāng)物體在變化的外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),其加速度和速度都會(huì)不斷變化,當(dāng)所受合力最大時(shí),具有最大加速度;當(dāng)所受合力最小時(shí),具有最小加速度.當(dāng)出現(xiàn)加速度為零時(shí),物體處于臨界狀態(tài),對(duì)應(yīng)的速度達(dá)到最大值或最小值.4.解題關(guān)鍵:正確分析物體運(yùn)動(dòng)情況,對(duì)臨界狀態(tài)進(jìn)行判斷與分析,其中處于臨界狀態(tài)時(shí)存在的獨(dú)特的物理關(guān)系即臨界條件.例3如圖4所示,矩形盒內(nèi)用兩根細(xì)線固定一個(gè)質(zhì)量為m1.0 kg的均勻小球,a線與水平方向成53角,b線水平.兩根細(xì)線所能承受的最大拉力都是Fm15 N.(cos 530.6,sin 530.8,g取10 m/s2)求:圖4(1)當(dāng)該系統(tǒng)沿豎直方向勻加速上升時(shí),為保證細(xì)線不被拉斷,加速度可取的最大值.(2)當(dāng)該系統(tǒng)沿水平方向向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),為保證細(xì)線不被拉斷,加速度可取的最大值.答案(1)2 m/s2(2)7.5 m/s2解析(1)豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)小球受力如圖所示,當(dāng)a線拉力為15 N時(shí),由牛頓第二定律得:豎直方向有:Fmsin 53mgma水平方向有:Fmcos 53Fb解得Fb9 N,此時(shí)加速度有最大值a2 m/s2(2)水平向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律得:豎直方向有:Fasin 53mg水平方向有:FbFacos 53ma解得Fa12.5 N當(dāng)Fb15 N時(shí),加速度最大,有a7.5 m/s2【考點(diǎn)】動(dòng)力學(xué)中的臨界、極值問題【題點(diǎn)】彈力發(fā)生突變的臨界、極值問題例4如圖5所示,細(xì)線的一端固定在傾角為45的光滑楔形滑塊A的頂端P處,細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球.(重力加速度為g)圖5(1)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí),線對(duì)小球的拉力剛好等于零?(2)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí),小球?qū)瑝K的壓力等于零?(3)當(dāng)滑塊以a2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí),線中拉力為多大?答案(1)g(2)g(3)mg解析(1)當(dāng)FT0時(shí),小球受重力mg和斜面支持力FN作用,如圖甲,則FNcos 45mg,F(xiàn)Nsin 45ma解得ag.故當(dāng)向右運(yùn)動(dòng)的加速度為g時(shí)線上的拉力為0.(2)假設(shè)滑塊具有向左的加速度a1時(shí),小球受重力mg、線的拉力FT1和斜面的支持力FN1作用,如圖乙所示.由牛頓第二定律得水平方向:FT1cos 45FN1sin 45ma1,豎直方向:FT1sin 45FN1cos 45mg0.由上述兩式解得FN1,F(xiàn)T1.由此兩式可以看出,當(dāng)加速度a1增大時(shí),球所受的支持力FN1減小,線的拉力FT1增大.當(dāng)a1g時(shí),F(xiàn)N10,此時(shí)小球雖與斜面接觸但無壓力,處于臨界狀態(tài),這時(shí)繩的拉力為FT1mg.所以滑塊至少以a1g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)小球?qū)瑝K的壓力等于零.(3)當(dāng)滑塊加速度大于g時(shí),小球?qū)ⅰ帮h”離斜面而只受線的拉力和重力的作用,如圖丙所示,此時(shí)細(xì)線與水平方向間的夾角<45.由牛頓第二定律得FTcos ma,F(xiàn)Tsin mg,解得FTmmg.【考點(diǎn)】動(dòng)力學(xué)中的臨界、極值問題【題點(diǎn)】彈力發(fā)生突變的臨界、極值問題1.(連接體問題)如圖6所示,質(zhì)量為2m的物塊A與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦不計(jì),在大小為F的水平推力作用下,A、B一起向右做加速運(yùn)動(dòng),則A和B之間的作用力大小為()圖6A. B.C. D.答案D解析以A、B組成的整體為研究對(duì)象,由牛頓第二定律得,F(xiàn)2mg(2mm)a,整體的加速度大小為a;以B為研究對(duì)象,由牛頓第二定律得A對(duì)B的作用力大小為FABma,即A、B間的作用力大小為,選項(xiàng)D正確.【考點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用【題點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用2.(連接體問題)如圖7所示,光滑水平面上,水平恒力F作用在小車上,使小車和木塊一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng),小車質(zhì)量為M,木塊質(zhì)量為m,它們的共同加速度為a,木塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,則在運(yùn)動(dòng)過程中()圖7A.木塊受到的摩擦力大小一定為mgB.木塊受到的合力大小為(Mm)aC.小車受到的摩擦力大小為D.小車受到的合力大小為(mM)a答案C解析把小車和木塊看成一個(gè)整體,根據(jù)牛頓第二定律得:a.木塊水平方向只受靜摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律得fma,故A錯(cuò)誤;對(duì)木塊運(yùn)用牛頓第二定律得F合ma,故B錯(cuò)誤;小車受到的摩擦力與f大小相等,故C正確;對(duì)小車運(yùn)用牛頓第二定律得F車合Ma,故D錯(cuò)誤.【考點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用【題點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用3.(動(dòng)力學(xué)的臨界問題)如圖8所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的A、B兩個(gè)物體,A、B間的最大靜摩擦力為mg,現(xiàn)用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng),則拉力F的最大值為()圖8A.mg B.2mgC.3mg D.4mg答案C解析當(dāng)A、B之間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)力F最大,此時(shí),A物體所受的合力為mg,由牛頓第二定律知aAg,對(duì)于A、B整體,加速度aaAg.由牛頓第二定律得F3ma3mg.【考點(diǎn)】動(dòng)力學(xué)中的臨界、極值問題【題點(diǎn)】摩擦力發(fā)生突變的臨界、極值問題分析多物體的平衡問題,關(guān)鍵是研究對(duì)象的選取,若一個(gè)系統(tǒng)中涉及兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體,在選取研究對(duì)象時(shí),要靈活運(yùn)用整體法和隔離法.對(duì)于多物體問題,如果不求物體間的相互作用力,我們優(yōu)先采用整體法,這樣涉及的研究對(duì)象少,未知量少,方程少,求解簡便.典題1如圖9所示,粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A,A與豎直墻之間放一光滑半圓球B,整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài).已知A、B的質(zhì)量分別為m和M,半圓球B與柱狀物體A半徑均為R,半圓球B的圓心到水平地面的豎直距離為R,重力加速度為g.求:圖9(1)物體A對(duì)地面的壓力大?。?2)物體A對(duì)地面的摩擦力.答案見解析解析(1)把A、B看成一個(gè)系統(tǒng),對(duì)其運(yùn)用整體法,該系統(tǒng)在豎直方向上受到豎直向下的重力(Mm)g和地面的支持力FN的作用,二力平衡,所以FN(Mm)g得物體A對(duì)地面的壓力大小為(Mm)g.(2)在水平方向上,該系統(tǒng)肯定受到豎直墻水平向右的彈力的作用,那么一定也受到地面水平向左的摩擦力,并且摩擦力大小等于彈力大小;再選取半圓球B為研究對(duì)象,運(yùn)用隔離法,受力分析如圖所示.根據(jù)力的分解和力的平衡條件可得:FN1,F(xiàn)N2Mgtan 半圓球B的圓心到水平地面的豎直距離為R,所以45所以FN2Mg根據(jù)受力分析及牛頓第三定律,物體A對(duì)地面的摩擦力大小等于FN2,所以物體A對(duì)地面的摩擦力大小為Mg,方向水平向右.【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡(解決較復(fù)雜的平衡問題)【題點(diǎn)】整體法和隔離法解平衡問題求解本題時(shí)要優(yōu)先考慮整體法解題,這樣很容易求得物體對(duì)地面的壓力大??;然后隔離半圓球B應(yīng)用平衡條件就可求出物體A對(duì)地面的摩擦力.典題2(多選)如圖10,在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A,A的左端緊靠豎直墻,A與豎直墻之間放一光滑圓球B,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).把A向右移動(dòng)少許后,它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài),則下列判斷正確的是()圖10A.A對(duì)地面的壓力減小B.B對(duì)墻的壓力增大C.A與B之間的作用力減小D.地面對(duì)A的摩擦力減小答案CD解析以A、B為整體分析,豎直方向上受重力及地面的支持力,兩物體重力不變,故A對(duì)地面的壓力不變,故A錯(cuò)誤;對(duì)圓球B受力分析,作出平行四邊形如圖所示,A移動(dòng)前后,B受力平衡,即B球受墻壁及A的彈力的合力與重力大小相等,方向相反;A向右移動(dòng)少許,弧形斜面的切線順時(shí)針旋轉(zhuǎn),A對(duì)球的彈力減小,墻對(duì)球的彈力減小,故B錯(cuò)誤,C正確;分析A、B整體,水平方向上受墻壁的彈力和地面的摩擦力而處于平衡狀態(tài),墻壁的彈力減小,則摩擦力減小,故D正確.【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡(解決較復(fù)雜的平衡問題)【題點(diǎn)】整體法和隔離法解平衡問題1.如圖11所示,一幼兒園小朋友在水平桌面上將三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊成功疊放在一起,受到老師的表揚(yáng).下列說法正確的是()圖11A.石塊b對(duì)a的支持力與a受到的重力是一對(duì)相互作用力B.石塊b對(duì)a的支持力一定等于a受到的重力C.石塊c受到水平桌面向左的摩擦力D.石塊c對(duì)b的作用力一定豎直向上答案D解析石塊b對(duì)a的支持力與其對(duì)a的靜摩擦力的合力,跟a受到的重力是平衡力,故A、B錯(cuò)誤;以三石塊作為整體研究,則石塊c不會(huì)受到水平桌面的摩擦力,故C錯(cuò)誤;選取a、b作為整體研究,根據(jù)平衡條件,則石塊c對(duì)b的作用力與a、b整體的重力平衡,則石塊c對(duì)b的作用力一定豎直向上,故D正確.2.(多選)如圖12所示,質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈上,現(xiàn)用大小均為F、方向相反的水平力分別推A和B,它們均靜止不動(dòng),則()圖12A.A與B之間一定存在摩擦力B.B與地面之間可能存在摩擦力C.B對(duì)A的支持力可能小于mgD.地面對(duì)B的支持力的大小一定等于(Mm)g答案CD解析對(duì)A、B整體受力分析,如圖所示,受到重力(Mm)g、支持力FN和已知的兩個(gè)推力,對(duì)于整體,由于兩個(gè)推力剛好平衡,故整體與地面間沒有摩擦力,且有FN(Mm)g,故B錯(cuò)誤,D正確.再對(duì)木塊A受力分析,至少受重力mg、已知的推力F、B對(duì)A的支持力FN,當(dāng)推力F沿斜面的分力大于重力沿斜面的分力時(shí),摩擦力的方向沿斜面向下.當(dāng)推力F沿斜面的分力小于重力沿斜面的分力時(shí),摩擦力的方向沿斜面向上.當(dāng)推力F沿斜面的分力等于重力沿斜面的分力時(shí),摩擦力為零,故A錯(cuò)誤.在垂直斜面方向上有FNmgcos Fsin (為斜劈傾角),B對(duì)A的支持力可能小于mg,C正確.3.如圖13所示,在一根水平直桿上套著兩個(gè)輕環(huán),在環(huán)下用兩根等長的輕繩拴著一個(gè)重物.把兩環(huán)分開放置,靜止時(shí)桿對(duì)a環(huán)的摩擦力大小為f,支持力為FN.若把兩環(huán)距離稍微縮短一些,系統(tǒng)仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則()圖13A.FN變小 B.FN變大C.f變小 D.f變大答案C解析由對(duì)稱性可知桿對(duì)兩環(huán)的支持力大小相等.對(duì)重物與兩環(huán)組成的整體受力分析,由平衡條件知豎直方向上2FNmg恒定,A、B皆錯(cuò)誤.由極限法,將a、b兩環(huán)間距離減小到0,則兩繩豎直,桿對(duì)環(huán)不產(chǎn)生摩擦力的作用,故兩環(huán)距離縮短時(shí),f變小,C正確,D錯(cuò)誤.4.如圖14所示,滑塊A置于水平地面上,滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直),此時(shí)A恰好不滑動(dòng),B剛好不下滑.已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2,最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力.A與B的質(zhì)量之比為()圖14A. B.C. D.答案B解析對(duì)物體A、B整體在水平方向上有F2(mAmB)g;對(duì)物體B在豎直方向上有1FmBg;聯(lián)立解得:,選項(xiàng)B正確.【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡(解決較復(fù)雜的平衡問題)【題點(diǎn)】平衡中的臨界、極值問題5.(多選)如圖15所示,A是一質(zhì)量為M的盒子,B的質(zhì)量為m,A、B用細(xì)繩相連,跨過光滑的定滑輪置于傾角為的斜面上,B懸于斜面之外而處于靜止?fàn)顟B(tài),斜面放置在水平地面上.現(xiàn)在向A中緩慢加入沙子,整個(gè)系統(tǒng)始終保持靜止,則在加入沙子的過程中()圖15A.A對(duì)斜面的壓力逐漸增大B.繩子拉力逐漸增大C.地面對(duì)斜面的摩擦力始終為零D.A所受的摩擦力逐漸增大答案AC解析A對(duì)斜面的壓力等于A及沙子的總重力沿垂直于斜面方向的分力,當(dāng)向A中緩慢加入沙子時(shí),總重力逐漸增大,A對(duì)斜面的壓力逐漸增大,故A正確;繩子拉力等于B的重力,保持不變,故B錯(cuò)誤;整個(gè)系統(tǒng)始終保持靜止,不受水平方向的分力,則地面對(duì)斜面沒有摩擦力,故C正確;由于不知道A的重力沿斜面方向的分力與細(xì)繩拉力的大小關(guān)系,故不能確定靜摩擦力的方向,故隨著沙子質(zhì)量的增加,靜摩擦力可能增大也可能減小,故D錯(cuò)誤.【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡(解決較復(fù)雜的平衡問題)【題點(diǎn)】整體法和隔離法解平衡問題一、選擇題考點(diǎn)一動(dòng)力學(xué)的連接體問題1.如圖1所示,彈簧測力計(jì)外殼質(zhì)量為m0,彈簧及掛鉤的質(zhì)量忽略不計(jì),掛鉤吊著一質(zhì)量為m的重物.現(xiàn)用一豎直向上的外力F拉著彈簧測力計(jì),使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為()圖1A.mg B.FC.F D.F答案C解析將彈簧測力計(jì)及重物視為一個(gè)整體,設(shè)它們共同向上的加速度為a.由牛頓第二定律得F(m0m)g(m0m)a彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于它對(duì)重物的拉力,設(shè)此力為FT.則對(duì)重物由牛頓第二定律得FTmgma聯(lián)立解得FTF,C正確.【考點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用【題點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用2.如圖2所示,放在光滑水平面上的物體A和B,質(zhì)量分別為2m和m,第一次水平恒力F1作用在A上,第二次水平恒力F2作用在B上.已知兩次水平恒力作用時(shí),A、B間的作用力大小相等.則()圖2A.F1<F2 B.F1F2C.F1>F2 D.F1>2F2答案C解析設(shè)A、B間作用力大小為FN,則水平恒力作用在A上時(shí),隔離B受力分析有:FNmaB.水平恒力作用在B上時(shí),隔離A受力分析有:FN2maA.F1(2mm)aB,F(xiàn)2(2mm)aA,解得F13FN,F(xiàn)2FN,所以F12F2,即F1>F2.【考點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用【題點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用3.如圖3所示,在光滑的水平桌面上有一物體A,通過繩子與物體B相連,假設(shè)繩子的質(zhì)量以及繩子與定滑輪之間的摩擦力都可以忽略不計(jì),繩子不可伸長且A與定滑輪之間的繩水平.如果mB3mA,則繩子對(duì)物體A的拉力大小為()圖3A.mBg B.mAg C.3mAg D.mBg答案B解析對(duì)A、B整體進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可得mBg(mAmB)a,對(duì)物體A,設(shè)繩的拉力為F,由牛頓第二定律得,F(xiàn)mAa,解得FmAg,B正確.【考點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用【題點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用4.如圖4所示,質(zhì)量為M、中間為半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽內(nèi)有一質(zhì)量為m的小鐵球,現(xiàn)用一水平向右的推力F推動(dòng)凹槽,小鐵球與光滑凹槽相對(duì)靜止時(shí),凹槽球心和小鐵球的連線與豎直方向成角.重力加速度為g,則下列說法正確的是()圖4A.小鐵球受到的合外力方向水平向左B.F(Mm)gtan C.系統(tǒng)的加速度為agsin D.Fmgtan 答案B解析隔離小鐵球受力分析得F合mgtan ma且合外力方向水平向右,故小鐵球加速度為gtan ,因?yàn)樾¤F球與凹槽相對(duì)靜止,故系統(tǒng)的加速度也為gtan ,A、C錯(cuò)誤.對(duì)整體受力分析得F(Mm)a(Mm)gtan ,故B正確,D錯(cuò)誤.【考點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用【題點(diǎn)】整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用考點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)的臨界、極值問題5.(多選)如圖5所示,已知物塊A、B的質(zhì)量分別為m14 kg、m21 kg,A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為10.5,A與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為20.5,設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,g取10 m/s2,在水平力F的推動(dòng)下,要使A、B一起運(yùn)動(dòng)而B不致下滑,則力F大小可能的是()圖5A.50 N B.100 NC.125 N D.150 N答案CD解析對(duì)B不下滑有1FNm2g,由牛頓第二定律FNm2a;對(duì)整體有F2(m1m2)g(m1m2)a,得F(m1m2)g125 N,選項(xiàng)C、D正確.【考點(diǎn)】動(dòng)力學(xué)中的臨界、極值問題【題點(diǎn)】摩擦力發(fā)生突變的臨界、極值問題6.如圖6所示,質(zhì)量為M的木板,上表面水平,放在水平桌面上,木板上面有一質(zhì)量為m的物塊,物塊與木板及木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,若要以水平外力F將木板抽出,則力F的大小至少為(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等)()圖6A.mg B.(Mm)gC.(m2M)g D.2(Mm)g答案D【考點(diǎn)】動(dòng)力學(xué)中的臨界、極值問題【題點(diǎn)】摩擦力發(fā)生突變的臨界、極值問題二、非選擇題7.(臨界問題)如圖7所示,質(zhì)量為4 kg的小球用細(xì)線拴著吊在行駛的汽車后壁上,線與豎直方向夾角為37.已知g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,求:圖7(1)當(dāng)汽車以加速度a2 m/s2向右勻減速行駛時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力大小和小球?qū)嚭蟊诘膲毫Υ笮?(2)當(dāng)汽車以加速度a10 m/s2向右勻減速行駛時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力大小和小球?qū)嚭蟊诘膲毫Υ笮?答案(1)50 N22 N(2)40 N0解析(1)當(dāng)汽車以加速度a2 m/s2向右勻減速行駛時(shí),小球受力分析如圖甲.由牛頓第二定律得:FT1cos mg,F(xiàn)T1sin FNma代入數(shù)據(jù)得:FT150 N,F(xiàn)N22 N由牛頓第三定律知,小球?qū)嚭蟊诘膲毫Υ笮?2 N.(2)當(dāng)汽車向右勻減速行駛時(shí),設(shè)小球所受車后壁彈力為0時(shí)(臨界條件)的加速度為a0,受力分析如圖乙所示.由牛頓第二定律得:FT2sin ma0,F(xiàn)T2cos mg代入數(shù)據(jù)得:a0gtan 10 m/s27.5 m/s2因?yàn)閍10 m/s2a0所以小球會(huì)飛起來,F(xiàn)N0由牛頓第二定律得:FT240 N.【考點(diǎn)】動(dòng)力學(xué)中的臨界、極值問題【題點(diǎn)】彈力發(fā)生突變的臨界、極值問題

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本文(2018-2019高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 微型專題 動(dòng)力學(xué)連接體問題和臨界問題學(xué)案 粵教版必修1.doc)為本站會(huì)員(max****ui)主動(dòng)上傳,裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。 若此文所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請(qǐng)立即通知裝配圖網(wǎng)(點(diǎn)擊聯(lián)系客服),我們立即給予刪除!

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