欢迎进入莲山课件网—有价值的教学资料
您现在的位置:  主站  >> 考试试题 >> 中学物理 >> 高一下册 >> 期末复习 

物理易错难点训练—牛顿运动定律相关的临界和极值问题(有解析)

【www.5ykj.com - 莲山课件】

 
一.选择题
1.如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点。竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心。已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点;c球由C点自由下落到M点。则(  )
 
A.a球最先到达M点
B.b球最先到达M点
C.c球最先到达M点
D.b球和c球都可能最先到达M点
【参考答案】C
 
2.如图2甲是某景点的山坡滑道图片,为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间,技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图。AC是滑道的竖直高度,D点是AC竖直线上的一点,且有AD=DE=10 m,滑道AE可视为光滑,滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下做直线滑动,g取10 m/s2,则滑行者在滑道AE上滑行的时间为(  )
 
A.2 s     B.2 s     C.3 s     D.22 s
【参考答案】 B
 3. 如图1所示,在倾角为θ的斜面上方的A点处旋转一光滑的木板AB,B端刚好在斜面上,木板与竖直方向AC所成角度为α,一小物块由A端沿木板由静止滑下,要使物块滑到斜面的时间最短,则α与θ角的大小关系(  )
 
A.α=θ     B.α=θ2     
C.α=2θ     D.α=θ3
【参考答案】 B
【名师解析】
 如图所示,在竖直线AC上选取一点O,以适当的长度为半径画圆,使该圆过A点,且与斜面相切于D点。由等时圆模型的特点知,由A点沿斜面滑到D点所用时间比由A点到达斜面上其他各点所用时间都短。将木板下端B点与D点重合即可,而∠COD=θ,则α=θ2。选项B正确。
 
4.如图所示,几条足够长的光滑直轨道与水平面成不同角度,从P点以大小不同的初速度沿各轨道发射小球,若各小球恰好在相同的时间内到达各自的最高点,则各小球最高点的位置(  )
 
A.在同一水平线上  B.在同一竖直线上
C.在同一抛物线上   D.在同一圆周上
【参考答案】 D
【名师解析】
 
二.计算题
1.(2016年东北三省四市教研联合体高考模拟试卷(三)理 科 综 合)(20分)如图甲所示,质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到 的关系如图乙所示,其中AB与横轴平行,且AB段的纵坐标为1m-1。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2。
(1)若恒力F=0,则物块会从木板的右端滑下,求物块在木板上滑行的时间是多少?
(2)图乙中BC为直线段,求该段恒力F的取值范围及 函数关系式。
 
【参考答案】(1) ;(2)
【名师解析】  
 (2)①当F较小时,物块将从木板右端滑下,当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端,且两者具有共同速度v,历时t1,则:
                        
                    
                   
联立解得:                     
由图乙知,相对路程: 
代入解得:                      
              
2.如图所示,一条轻绳上端系在车的左上角的A点,另一条轻绳一端系在车左端B点,B点在A点的正下方,A、B距离为b,两条轻绳另一端在C点相结并系一个质量为m的小球,轻绳AC长度为2b,轻绳BC长度为b。两条轻绳能够承受的最大拉力均为2mg。
 
 (1)轻绳BC刚好被拉直时,车的加速度是多大?(要求画出受力图)
(2)在不拉断轻绳的前提下,求车向左运动的最大加速度是多大。(要求画出受力图)
【名师解析】 (1)轻绳BC刚好被拉直时,小球受力如图甲所示。
 
因为AB=BC=b,AC=2b,故轻绳BC与轻绳AB垂直,cos θ=22,θ=45°。
由牛顿第二定律,得mgtan θ=ma。
可得a=g。
(2)小车向左的加速度增大,AB、BC绳方向不变,所以AC轻绳拉力不变,BC轻绳拉力变大,BC轻绳拉力最大时,小车向左的加速度最大,小球受力如图乙所示。
 

由牛顿第二定律,得
Tm+mgtan θ=mam。
因这时Tm=2mg,所以最大加速度为am=3g。
3.如图所示,一质量m=0.4 kg的小物块,以v0=2 m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2 s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10 m.已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=33。重力加速度g取10 m/s2。
 
 (1)求物块加速度的大小及到达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?
  (2)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,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得
 
Fcos  α-mgsin θ-Ff=ma⑤
Fsin α+FN-mgcos θ=0⑥
又Ff=μFN⑦
联立⑤⑥⑦式得
F=mg(sin θ+μcos θ)+macos α+μsin α⑧
由数学知识得cos α+33sin α=233sin(60°+α)⑨
由⑧⑨式可知对应最小F的夹角α=30°⑩
联立③⑧⑩式,代入数据得F的最小值为
Fmin=1335 N
答案 (1)3 m/s2 8 m/s (2)30° 1335 N
4.如图所示,一直立的轻杆长为L,在其上、下端各紧套一个质量分别为m和2m的圆环状弹性物块A、B。A、B与轻杆间的最大静摩擦力分别是Ff1=mg、Ff2=2mg,且滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。杆下方存在这样一个区域:当物块A进入该区域时受到一个竖直向上的恒力F作用,而B在该区域运动时不受其作用,PQ、MN是该区域上下水平边界,高度差为h(L>2h)。现让杆的下端从距离上边界PQ高h处由静止释放,重力加速度为g。
 
 (1)为使A、B间无相对运动,求F应满足的条件。
(2)若F=3mg,求物块A到达下边界MN时A、B间的距离。
【名师解析】 (1)设A、B与杆不发生相对滑动时的共同加速度为a,A与杆的静摩擦力为FfA,则对A、B和杆整体,有:
3mg-F=3ma
对A,有:mg+FfA-F=ma,并且FfA≤Ff1
联立解得F≤32mg。
(2)A到达上边界PQ时的速度
 
vA=2gh
 答案 (1)F≤32mg (2)L-32h
相关标签: 物理易错难点训练
版权声明:以上文章中所选用的图片及文字来源于网络以及用户投稿,由于未联系到知识产权人或未发现有关知识产权的登记,如有知识产权人并不愿意我们使用,如果有侵权请立即联系:[email protected],我们立即下架或删除。
相关内容
热门内容