牛顿第二定律的应用临界问题与极值问题

值

2．中学阶段常见的临界问题归纳： 3．掌握临界问题的基本思路：

①仔细审题，认真分析研究对象所经历的物理过程，找到临界状态

②找到重要物理量的变化规律，找出临界条件

③根据临界条件列方程求解

【典型题例】

例1：有一质量M=4kg的小车置于光滑水平桌面上，在小车上放一质量m=6kg 的物块，动摩擦因素μ=0.2,现对物块施加F=25N的水平拉力,如图所示，求小车的加速度？（设车与物块之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力且g取10m/s2)

例2．托盘A托着质量为m的重物B，B 挂在劲度系数为k的弹簧下端，弹簧的上端悬挂于O点，开始时弹簧竖直且为原长，今让托盘A竖直向下做初速为零的匀加速运动，其加速度为a，求经过多长时间，A与B开始分离（a g）．

例3．如图，光滑斜面质量为M=8 kg，小球m=2kg，用细绳悬挂相对静止在斜面上，求：

(1)用多大的水平力F推斜面时，绳中的张力为零?

(2)用多大的水平力F推斜面时，小球对斜面的压力为零?

例4：如图所示，m=4kg的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成37°角。求：

（1）小车以a=g向右加速；

（2）小车以a=g向右减速时，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大？

牛顿第二定律专题（二）—临界问题与极值问题针对训练

一、选择题（第1到第4为单选题，第5到第8题为多选题）

1．如图在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体，物体与后壁间的滑动摩擦系数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．要使物体不下滑，车厢至少应以多大的加速度前进()

A．g/μ

B．gμ

C．μ/g

D．g

2．如图5所示，质量为M的木板，上

O

B

A

例2题

例1

表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一质量为m 的物块，物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，若要以水平外力F 将木板抽出，则力F 的大小至少为（）

A.μmg

B.()μM m g +

C.()μm M g +2

D.()2μM m g + 3．一个物体沿摩擦因数一定的斜面加速下滑，下列图象，哪个比较准确地描述了加速度a 与斜面倾角θ的关系？（）

4．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块，其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg 。现用水平拉力F 拉其中一个质量为2 m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m 的最大拉力为（）

A ．

5mg 3μB ．4mg

3μ C ．2

mg 3μD ．mg 3μ

5．如图所示，质量为10kg 的物体A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N 时，物体A 处于静止状态。若小车以1m/s 2的加速度向右运动后，

则（g=10m/s 2）（）

A ．物体A 相对小车仍然静止

B ．物体A 受到的摩擦力减小

C ．物体A 受到的摩擦力大小不变

D ．物体A 受到的弹簧拉力增大 6．如图，在光滑水平面上放着紧靠在一起的ＡＢ两物体，Ｂ的质量是Ａ的2倍，Ｂ受到向右的恒力ＦB =2N ，Ａ受到的水平力ＦA =(9-2t)N ，(t 的单位是s)。从t ＝0开始计时，则：()

A ．Ａ物体在3s 末时刻的加速度是初始时刻的5／11倍；

B ．t ＞４s 后,Ｂ物体做匀加速直线运动；

C ．t ＝4.5s 时,Ａ物体的速度为零；

D ．t ＞4.5s 后,ＡＢ的加速度方向相反 7.如图所示,一物体随传送带一起向下运动,已知物体相对于传送带保持静止,下列说法正确的是

A.物体可能受摩擦力的作用,摩擦力的

方向与运动方向相同

B.物体可能受摩擦力的作用,摩擦力的方向与运动方向相反

C.物体可能不受摩擦力的作用

第3题

m m

2m 2m

F 第4

D.物体肯定受摩擦力的作用

8．一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是（）

A．若小车向左运动，N可能为零

B．若小车向左运动，T可能为零C．若小车向右运动，N不可能为零D．若小车向右运动，T不可能为零二、解答题

9．如图所示，一质量为0.2kg的小球系着静止在光滑的倾角为53°的斜面上，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，当斜面以10m/s2加速度水平向右作匀加速直线运动时，求线对小球的拉力和斜面对小球的弹力。（g=10m/s2）

10．如图所示，质量为kg

M2

=的木块与水平地面的动摩擦因数4.0

=

μ，木块用轻绳绕过光滑的定滑轮，轻绳另一端施一大小为20N的恒力F，使木块沿地面向右做直线运动，定滑轮离地面的高度

cm

h10

=，木块M可视为质点，问木块从较远处向右运动到离定滑轮多远时加速度最大？最大加速度为多少？11．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B．它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d。重力加速度为g。

12．传送带与水平面夹角37°，皮带以10m/s的速率运动，皮带轮沿顺时针方向运动，如图所示.今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m=0.5kg的小物体，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，若传送带A到B的长度为16m，g取10m/s2，则物体从A运动到B的时间为多少？（g取为10m/s2）

13．如图所示，光滑的圆球恰好放存木块的圆弧槽内，它们的左边接触点为A，槽半径为R，且OA与水平面成α角.

第10题

第9题

第8