河南省焦作市沁陽一中高中物理 第四章 動力學(xué)中的臨界問題同步練習(xí) 新人教版必修1(1).doc

動力學(xué)中的臨界問題1如圖5所示，在前進(jìn)的車廂的豎直后壁上放一個物體，物體與壁間的動摩擦因數(shù)為，要使物體不致下滑，車廂至少應(yīng)以多大的加速度前進(jìn)()圖5a.bgc. dg2如圖6所示，底角為的斜面體在水平面上向左以加速度a做勻加速直線運動時，放在斜面體光滑斜面上的質(zhì)量為m的滑塊剛好停在斜面體上，由此可知()圖6a滑塊m受到斜面的支持力為mgcosb滑塊m受到斜面的支持力為c滑塊m受到斜面的支持力為masind滑塊m受到斜面的支持力為3如圖7所示，在光滑水平面上放著緊靠在一起的a、b兩物體，b的質(zhì)量是a的2倍，b受到向右的恒力fb2 n，a受到的水平恒力fa(92t)n(t的單位是s)從t0開始計時，則()圖7aa物體在3 s末的加速度是初始時刻的bt4 s后，b物體做勻加速直線運動ct4.5 s時，a物體的速度為零dt4.5 s后，a、b的加速度方向相反4一條不可伸長的輕繩跨過質(zhì)量可忽略不計的定滑輪，繩的一端系一質(zhì)量m15 kg的重物，重物靜止于地面上，有一質(zhì)量m110 kg的猴子，從繩子的另一端沿繩向上爬，如圖8所示不計滑輪摩擦，在重物不離開地面的條件下，猴子向上爬的最大加速度是多少？(g取10 m/s2)5如圖9所示，底座a上裝有0.5 m長的直立桿，底座和桿的總質(zhì)量為m0.2 kg，桿上套有質(zhì)量為0.05 kg的小環(huán)b，它與桿之間有摩擦當(dāng)環(huán)從底座上以4 m/s的初速度飛起時，剛好能達(dá)到桿頂而沒有脫離直立桿，取g10 m/s2.求：在環(huán)升起過程中，底座受到的支持力為多大？6如圖10所示，一個質(zhì)量為5 kg的光滑球放在質(zhì)量為20 kg的小車中，小車頂板ab與底板cd間的距離恰好與小球直徑相等，側(cè)壁ad與頂板的夾角為45，整個裝置放在光滑水平面上，現(xiàn)對小車施加f500 n的水平拉力求小球?qū)Φ装錭d、側(cè)壁ad和頂板ab的彈力各為多大？(g取10 m/s2)圖10動力學(xué)中的臨界問題答案1解析：選a.分析物體受力如圖，物體不下滑，ff為靜摩擦力，在豎直方向：ffmg，水平方向：fnma，而fffn，可求得：a，a正確2解析：選bd.滑塊的受力示意圖如圖所示由圖可知：斜面對滑塊的支持力fn，又因為fn，fma，因而可得支持力fn，正確選項為b、d.3解析：選abd.對于a、b整體，根據(jù)牛頓第二定律有fafb(mamb)a設(shè)a、b間的作用力為fn，對b，由牛頓第二定律可得fnfbmba解得fnmbfb(n)當(dāng)t4 s時，fn0，a、b兩物體開始分離，此后b做勻加速直線運動，而a做加速度逐漸減小的加速運動，當(dāng)t4.5 s時，a物體的加速度為零而速度不為零t4.5 s后，a所受的合外力反向，即a、b的加速度方向相反當(dāng)t4 s，a、b的加速度均為a.故選項a、b、d正確，c錯誤4解析：重物剛好要離開地面時，猴子有最大加速度a.此時，對于重物有ftmg，對于猴子有ftm1gm1a，又ftft，所以a5 m/s2.5解析：對環(huán)進(jìn)行受力分析：環(huán)受重力及桿給環(huán)的摩擦力，由牛頓第二定律mgffma環(huán)剛好到桿頂，由運動學(xué)公式v22ax可得a16 m/s2，ff0.3 n對底座進(jìn)行受力分析，底座受重力mg，水平面的支持力fn和環(huán)對桿向上的摩擦力ff，ffff，由平衡條件mgfnff，故fnmgff即fn1.7 n.答案：1.7 n6解析：小車靜止時只對底板cd有壓力(與ad接觸但無彈力)當(dāng)小車受到水平拉力f作用而向右加速運動時，小球受到的合外力向右，則側(cè)壁ad必對球有支持力fad，且加速度越大，fad越大，這時底板cd對球的支持力fcd必將隨fad的豎直分量的增大而減小當(dāng)加速度為某一臨界值a0時，小球只對側(cè)壁ad有擠壓，當(dāng)aa0時，fad增大，使球?qū)b開始有擠壓當(dāng)小球只對側(cè)壁ad有壓力時，有mgtan45ma0，解得a010 m/s2這時f0(mm)a0250 n題中所給拉力f500 n，可知小球?qū)?cè)壁ad及頂板ab均有彈力，而此時對底板cd的彈力為零由f(mm)a得a20 m/s2，此時，由fadsin