ruize
[解析] 由图知F<20 N时,A、B一起加速运动,对整体,由牛顿第二定律得:F=(mA
F20
+mB)a,由图可得:= kg=10 kg,所以:mA+mB=10 kg.当F>20 N时,A、B间发生
a2相对滑动,对A,由牛顿第二定律得:F-μmAg=mAa,可得:F=μmAg+mAa.由图得图象20-12
的斜率:k= kg=4 kg,所以得:mA=4 kg,可得:mB=6 kg,故A正确,B错误;
2图象的纵截距为:μmAg=12 N,小滑块A与木板B间的最大静摩擦力为:f=μmAg=12 N,μmAg12
当F=40 N时,木板B的加速度为:aB== m/s2=2 m/s2,故C错误,故D正确.
mB6
[答案] AD
考点四 动力学中的临界、极值问题
对应学生用书p
1.动力学中的临界、极值问题
在应用牛顿运动定律解决动力学问题中,当物体的加速度不同时,物体有可能处于不同的状态,当题目中出现“最大”“最小”“刚好”等词语时,往往会有临界值出现.
2.产生临界问题的条件
接触与脱离的临界条件 相对滑动的临界条件 两物体相接触或脱离,临界条件是:弹力FN=0 两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临界条件是:静摩擦力达到最大值 绳子所能承受的张力是有限的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是FT=0 当物体在受到变化的外力作用下运动时,其加速度和速度都会不断变化,当所受合外力最大时,具有最大加速度;合外力最小时,具有最小加速度.当出现速度有最大值或最小值的临界条件时,物体处于临界状态,所对应的速度便会出现最大值或最小值 绳子断裂与松弛的临界条件 加速度最大与速度最大的临界条件 【理解巩固4】 (多选)如图所示,质量均为M的物块A、B叠放在光滑水平桌面上,质量为m的物块C用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳与B连接,且轻绳与桌面平行,A、B之间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.物块A运动的最大加速度为μg
ruize
μM
B.要使物块A、B发生相对滑动,应满足关系m> 1-μC.若物块A、B未发生相对滑动,物块A受到的摩擦力为D.轻绳对定滑轮的作用力为2mg
μMg
[解析] A受到的最大合外力为μMg,则A的最大加速度:a==μg,故A正确;当
MA的加速度恰好为μg时,A、B发生相对滑动,以A、B、C系统为研究对象,由牛顿第二2μM
定律得:mg=(M+M+m)μg,解得:m=,要使物块A、B之间发生相对滑动,物块C
1-μ2μM
的质量至少为,故B错误;若物块A、B未发生相对滑动,A、B、C三者加速度的大
1-μ小相等,由牛顿第二定律得:mg=(2M+m)a,对A:f=Ma,解得:f=
Mmg
,故C正确;
2M+mMmg
2M+m
C要向下做加速运动,C处于失重状态,绳子的拉力:T [答案] AC ruize 对应学生用书p 例7 如图所示直角形木板上用轻绳连接着一个质量为m=2 kg的物块,细 绳与竖直方向夹角为53°,木板和物块间的动摩擦因数为μ=0.5.开始时木板和物块都静止,绳的拉力恰好为零.当木板匀加速向右运动时,下列说法正确的是(取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)( ) A.若木板的加速度为8 N B.若木板的加速度为6 m/s2,则物块所受摩擦力为10 N C.若木板的加速度为6 m/s2,则物块所受绳的拉力为4 N D.若木板的加速度为20 m/s2,则物块所受绳的拉力为202 N [解析] 物块所受摩擦力达到最大后绳上才会有张力,当摩擦力达到最大时有μmg=ma1,解得a1=5 m/s2,当加速度很大时物体会离开木板,临界状态时木板给物块的支持力为0,40 此时mgtan 53°=ma2,解得a2= m/s2.木板的加速度为a=4 m/s2时,a 3擦力为f=ma=8 N,故选项A正确;木板的加速度为a=6 m/s2时,则有a1 [答案] AC 4 m/s2,则物块所受摩擦力为 , 三种常用的分析方法 极限法 假设法 把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的 临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题 ruize 数学法 ) 将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件
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