平衡中的临界机制问题

《平衡中的临界机制问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、临界问题：当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一物理状态)时的转折状态叫做临界状态．可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”．临界问题的分析方法：极限分析法：通过恰当地选取某个物理量推向极端(“极大”、“极小”)从而把比较隐蔽的临界现象(“各种可能性”)暴露出来，便于解答．平衡中临界、极值1如图所示，水平面上两物体m1、m2经一细绳相连，在水平力F的作用下处于静止状态，则连结两物体绳中的张力可能为()A.零B.F/2C.FD.大于F［答案］ABC［解析］当m2与平面间的摩擦力与F平衡时，绳中的张力为零，所以A对；当m2与平面间

2、的最大静摩擦力等于F/2时，则绳中张力为F/2，所以B对，当m2与平面间没有摩擦力时，则绳中张力为F，所以C对，绳中张力不会大于F，因而D错.2如图所示质量为3㎏的球A用两根不可伸长的轻质细线BA、BC连接在竖直墙上，AC垂直于墙，现在给A施加一个力F，图中的θ角均为60○，要使两条细线都能绷直且A保持静止，求F的大小应满足的条件。取g=10m/s2例题分析与解答研究球A画出A的受力示意图。选择图示的坐标，X方向Fcosθ=Tbcosθ+TcY方向Fsinθ+Tbsinθ=mg再根据细线绷直的临界条件，若Tb=0,Fmax=20Tc=0,

3、Fmin=10N.所以F的取值范围为1刚好相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值，即f静=fm。注：此时加速度仍相等。动力学中临界、极值1.(2009·西安模拟)如图所示,在光滑水平面上叠放着A、B两物体,已知mA=6kg、mB=2kg,A、B间动摩擦因数μ=0.2,在物体A上系一细线,细线所能承受的最大拉力是20N,现水平向右拉细线,g取10m/s2,则()A.当拉力F<12N时,A静止不动B.当拉力F>12N时,A相对B滑动C.当拉力F=16N时,B受A的摩擦力等于4ND.无论拉力F多大,A相对B始终静止CD解析设A、B共同运动时的最

4、大加速度为amax,最大拉力为Fmax对B:μmAg=mBamaxamax==6m/s2对A、B:Fmax=(mA+mB)amax=48N当F

5、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()2.相互接触的两物体脱离的临界条件----相互作用的弹力为零。即N=0，此时速度v、加速度a相同。3、绳子松弛的临界条件是绳中张力为零，即T=0。3．如图所示，在光滑的水平面上放着紧靠在一起的A、B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，A、B

6、的加速度方向相反A、B、D4．一个质量为m的小球B，用两根等长的细绳1、2分别固定在车厢的A、C两点，已知两绳拉直时，如图所示，两绳与车厢前壁的夹角均为45°.试求：(1)当车以加速度a1＝g向左做匀加速直线运动时1、2两绳的拉力．(2)当车以加速度a2＝2g向左做匀加速直线运动时，1、2两绳的拉力．【解析】当细绳2刚好拉直而无张力时，车的加速度为向左的a0，由牛顿第二定律得，F1cos45°＝mgF1sin45°＝ma0可得：a0＝g(2)因a2＝2g＞a0，故细绳1、2均张紧，设拉力分别为F12，F22，由牛顿第二定律得：F12cos

7、45°＝F22cos45°＋mgF12sin45°＋F22sin45°＝ma2可解得：F12＝mgF22＝mg.5.如图所示,倾角为α的光滑斜面体上有一个小球m被平行于斜面的细绳系于斜面上,斜面体放在水平面上.(1)要使小球对斜面无压力,求斜面体运动的加速度范围,并说明其方向.(2)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.(3)若已知α=60°,m=2kg,当斜面体以a=10m/s2向右做匀加速运动时,绳对小球拉力多大?(g取10m/s2)解析为确定小球对斜面无压力或对细绳无拉力时斜面体的加速度,应先考虑小球对斜面或

8、细绳的弹力刚好为零时的受力情况,再求出相应加速度.取小球、细绳和斜面体这个整体为研究对象,分析整体的受力情况,再确定斜面体的加速度范围.(1)球对斜面刚好无压力时,细绳与斜面平行,小球只受重力