动力学专题：临界问题.doc

动力学专题：临界问题
一、有关弹力的临界问题——明确弹力变化的特点
1. 如图所示，在斜面体上用平行于斜面的轻绳挂一小球，小球质量为，斜面体倾角为，置于光滑水平面上 (取10m/s2)，求：
（1）当斜面体向右匀速直线运动时，轻绳拉力为多大；
（2）当斜面体向左加速运动时，使小球对斜面体的压力为零时，斜面体加速度为多大？
（3）要使小球对细绳无拉力,求斜面体运动的加速度范围,并说明其方向.
（4）若已知α=60°,m=2kg,当斜面体以a=10m/s2向左做匀加速运动时,绳对小球拉力多大?(g取10m/s2)
（5）为使小球不相对斜面滑动，斜面体水平向右运动的加速度应不大于______．

2. 如图示，α=370，β=530，小球质量为m，g=10m/s2:
(1) 要使三角形ABC不变形，且要使AC中无张力，则系统的加速度是？此时BC中的张力多大？
(2) 要使三角形ABC不变形，且要使BC中无张力，则系统的加速度是？此时AC中的张力多大？
(3) 如果小车的加速度水平向左，大小为g，则系统稳定后，小车的运动情况可能是怎样的？两绳中的张力情况分别如何？
(4) 如果小车的加速度水平向右，大小为g，则系统稳定后，小车的运动情况可能是怎样的？两绳中的张力情况分别如何？
(5) 如果小车的加速度竖直向上，大小为g，则系统稳定后，小车的运动情况可能是怎样的？两绳中的张力情况分别如何？
(6) 如果小车的加速度竖直向下，大小为2g，则系统稳定后，小车的运动情况可能是怎样的？两绳中的张力情况分别如何？

3.如图所示，车厢内光滑的墙壁上，用线拴住一个重球．车静止时，线的拉力为T，墙对球的支持力为N．车向右作加速运动时，线的拉力为T′，墙对球的支持力为N′，则这四个力的关系应为：T′ T；N′ N．（填>、<或＝）若墙对球的支持力为0，则物体的运动状态可能是 或

4.一斜面体固定在水平放置的平板车上，斜面倾角为，质量为的小球处于竖直挡板和斜面之间，当小车以加速度向右加速度运动时，小球对斜面的压力和对竖直挡板的压力各是多少？（如下图所示）

5.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.球的质量为m，木块的质量为M，M所处的平面是水平的，各种摩擦及绳、滑轮的质量都不计.则释放悬挂物P后，要使球和木块保持相对静止，P物的质量的最大值是多少?

二、有关斜面上摩擦力的临界问题——物体在斜面上滑动的条件
6.如图所示，物体A放存固定的斜面B上，在A上施加一个竖直向下的恒力F，下列说法中正确的有( )
(A)若A原来是静止的，则施加力F后，A仍保持静止
(B)若A原来是静止的，则施加力F后，A将加速下滑
(C)若A原来是加速下滑的，则施加力F后，A的加速度不变
(D)若A原来是加速下滑的，则施加力F后，A的加速度将增大
7.（09·北京·18）如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则（ ）
A．将滑块由静止释放，如果μ＞tanθ，滑块将下滑
B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑块将减速下滑
C．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是2mgsinθ
D．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是mgsinθ

8.（08·全国Ⅱ·16）如右图,一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑,A与B的接触面光滑.已知A 与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面倾角为α.B与斜面之间的动摩擦因数是( )
A. B.
C. D.
9.一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？ ( )

10.如图所示，质量为m=1kg的物块放在倾角为的斜面体上，斜面质量为，斜面与物块间的动摩擦因数为，地面光滑，现对斜面体施一水平推力F，要使物体m相对斜面静止，试确定推力F的取值范围。（）

三、有关水平面上摩擦力的临界问题——注意产生加速度的原因
11.长车上载有木箱，木箱与长车接触面间的静摩擦因数为0.25.如长车以v=36km／h的速度行驶，长车至少在多大一段距离内刹车，才能使木箱与长车间无滑动(g取10m／s2)?

12.(07江苏6)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2m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.  B. 
C.  D. 3μmg

13.如图所示把质量m1=4kg的木块叠放在质量m2=5kg的木块上，m2放在光滑的水平面上，恰好使m1相对m2开始滑动时作用于木块m1上的水平拉力F1=12N,那么，至少应用多大的水平拉力F2拉木块m2,才能恰好使m1相对m2开始滑动？

14.如图所示，质量为M的木板上放着一质量为m的木块，木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2，加在小板上的力F为多大，才能将木板从木块下抽出?

15.如图所示，一条轻绳两端各系着质量为m1和m2的两个物体，通过定滑轮悬挂在车厢顶上，m1>m2，绳与滑轮的摩擦忽略不计.若车以加速度a向右运动,m1仍然与车厢地板相对静止，试问:(1)此时绳上的张力T.(2)m1与地板之间的摩擦因数μ至少要多大?

m2
F
m1
16.质量分别为m1和m2的木块重叠后放存光滑的水平面上，如图所示.m1和m2间的动摩擦因数为μ.现给m2施加随时间t增大的力F=kt，式中k是常数，试求m1、m2的加速度a1、a2与时间的关系，并绘出此关系的曲线图.

17.如图8－5所示，长方形盒子长为L，放在水平地面上，盒内小物体A与盒底之间的动摩擦因数为，初始二者均静止，且A靠在盒子的右壁上．当盒子突然以水平加速度起动时，
（1）此时加速度多大，物体A才能相对于盒子滑动？
（2）若物体A已相对于盒子滑动，且盒子的加速度为定值，则需要多长时间物体A与盒子左壁相撞？

四、更多经典试题赏析

18．如图，质量为M的长木板B静止位于水平面上，另有一质量为的木块A由木板左端以V0初速度开始向右滑动．已知A与B间的动摩擦因素为μ1，B与水平面间的动摩擦因数为μ2，木块A的大小可不计．试求：

（1）若木板B足够长，木块A与木板到相对静止时两者的共同速度多大？
（2）木块A开始滑动经多长时间可与木板B有共同速度？
（3）为使A与B达到共同速度，木板B的长度至少为多大？
（4）为使B能在水平面滑行，则和之间应满足什么条件？
（5）为使物体A与B达到共同速度后，能以相同的加速度减速，则和之间应满足什么条件？

19.如图所示，小车上放着由轻弹簧连接的质量为mA＝1kg，mB＝0.5kg的A、B两物体，两物体与小车间的最大静摩擦力分别为4N和1N，弹簧的劲度系数k＝0.2N/cm 。

①为保证两物体随车一起向右加速运动，弹簧的最大伸长是多少厘米？
②为使两物体随车一起向右以最大的加速度向右加速运动，弹簧的伸长是多少厘米？

20. 如图所示，把长方体切成质量分别为m和M的两部分，切面与底面的夹角为θ，长方体置于光滑的水平面上。设切面是光滑的，要使m和M一起在水平面上滑动，作用在m上的水平力F满足什么条件？

21.一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图所示。现让木板由静止开始以加速度a(a＜g ）匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离.

F

22.如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体P处于静止，P的质量m=12kg，弹簧的劲度系数k=300N/m。现在给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s内F是变力，在0.2s以后F是恒力，g=10m/s2,则F的最小值是 ，F的最大值是 。

F

23.一弹簧秤的秤盘质量m1=1．5kg，盘内放一质量为m2=10．5kg的物体P，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图所示。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初0．2s内F是变化的，在0．2s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）

24.一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB边重合，如图所示.已知盘与桌布间的动摩擦因数为 μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为 μ2.现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB边.若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？(以g表示重力加速度)
A
B
a

25.在密闭的盒子内装有一质量为m的金属球,球刚好能在盒内自由活动，若将盒子竖直向上抛出，抛出后在上升和下降过程中，下列说法中正确的是（）
A不计空气阻力的情况下，上升 下降时均对盒顶有作用力
B不计空气阻力的情况下，上升 下降对盒均无压力
C计空气阻力的情况下, 上升 下降时均对盒顶有作用力
D计空气阻力的情况下, 上升 下降时均对盒均无压力
26.如图所示，两个木块的质量关系是ma=2mb，用细线连接后放在倾角为θ的光滑固定斜面上。在它们沿斜面自由下滑的过程中，下列说法中正确的是：（ ）
a
b
θ
A．它们的加速度大小关系是aa<ab B．它们的加速度大小相等，且a<gsinθ
C．连接它们的细线上的张力一定为零D．连接它们的细线上的张力一定不为零

27.如图所示的三个物体质量分别为m1和m2和m3，带有滑轮的物体放在光滑水平面上，滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计，为使三个物体无相对运动。水平推力F等于多少?

28.质量为2kg物体放在水平地面上，且离墙20m，现用30N的水平力推此物体，经过2秒可能推至墙壁，若仍用30N水平力推此物体，要使它能到达墙壁，则力最短作用时间多少？