2025届高考物理一轮复习课件：专题 动力学中连接体、极值问题

专题强化五　动力学中连接体、极值问题 题型1:连接体 多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统 2.常见连接体的类型 类型1:速度,加速度相同 整体法(求a或外力) 隔离法(求内力) 类型2:速度,加速度大小相同、方向不同 两物体分别采用隔离法 列牛二方程求解 1.(多选)如图所示，材料相同的物体m1、m2由轻绳连接，在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动.轻绳拉力的大小 A.与斜面的倾角θ有关 B.与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关 C.与两物体的质量m1和m2有关 D.若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小与θ，μ无关 CD 2.(多选)如图5所示，倾角为θ的斜面体放在粗糙的水平地面上，现有一带固定支架的滑块m正沿斜面加速下滑.支架上用细线悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止)后，悬线的方向与竖直方向的夹角也为θ，斜面体始终保持静止，则下列说法正确的是(　　) A.斜面光滑 B.斜面粗糙 C.达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向左 D.达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向右 AC 1.关键词 2.临界条件 3.临界或极值问题的分析方法 必须正确进行受力分析、变化过程分析,在变化中找到临界点、极值点 (1)“刚好”“恰好”“正好”“取值范围”等，表明题述的过程存在临界点。 (2)“最大”“最小”“至多”“至少”等，表明题述的过程存在极值。 (1)两物体脱离的临界条件：相互作用弹力为零，速度、加速度相等。 (2)绳子松弛(断裂)的临界条件：绳中张力为零(最大)。 (3)两物体发生相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值。 (4)速度最大的条件：分析运动过程，很多情况下当加速度为零时速度最大。 题型2:动力学临界、极值问题 (5)加速度最大的条件：合外力最大。 1.如图所示，质量m＝2 kg的小球用细绳拴在倾角θ＝37°的光滑斜面上，此时，细绳平行于斜面.取g＝10 m/s2(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8).下列说法正确的是 A.当斜面以5 m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力大小为20 N B.当斜面以5 m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力大小为30 N C.当斜面以20 m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力大小为40 N D.当斜面以20 m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力大小为60 N A 2.如图所示，光滑水平面上的小车，在水平拉力F的作用下，向右加速运动时，物块与竖直车厢壁相对静止，不计空气阻力。若作用在小车上的水平拉力F增大，则(　　) A.物块受到的摩擦力不变 B.物块受到的合力不变 C.物块可能相对于车厢壁滑动 D.物块与车厢壁之间的最大静摩擦力不变 A 3.(多选)在上题中，若已知物块与车厢壁间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，小车质量为M，物块质量为m，则小车运动一段时间后，下列说法正确的是(　　) BD 4.如图，一弹簧一端固定在倾角为θ＝37°的足够长的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1＝6 kg的物体P，Q为一质量为m2＝10 kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k＝600 N/m，系统处于静止状态.现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后F为恒力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求： (1)系统处于静止状态时，弹簧的压缩量x0； (2)物体Q从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小a； 5.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端与A物体相连接，将B物体放置在A物体的上面，A、B的质量都为m，初始时两物体都处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体B上，使物体B开始向上做匀加速运动，拉力F与物体B的位移x的关系如图乙所示，重力加速度g＝10 m/s2，则下列说法中正确的是(　　) A.物体B位移为4 cm时，弹簧处于原长状态 B.物体B的加速度大小为5 m/s2 C.物体A的质量为4 kg D.弹簧的劲度系数为5 N/cm C。 6. 一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为2m的小物块A相连，质量为m的小物块B紧靠A静止在斜面上，如图所示，此时弹簧的压缩量为x0，从t＝0时开始，对B施加沿斜面向上的外力，使B始终做加速度为a的匀加速直线运动。经过一段时间后，物块A、B分离。弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。若θ、m、x0、a均已知，下面说法正确的是(　　) B 7.在水平地面上有一长木板B，质量为m.其上叠放木块A,质量为2m，假定木板与地面之间动摩擦因数为u/2，木块与木板之间动摩擦因数为u，现用一变力F使其运动起来。最大静摩擦等于滑动摩擦，重力加速度g，则 (1)A与B,B与地面间的最大静摩擦力各是多大？ (2)运动过程中,主被动?A,B的加速度范围？ (3)当F=4umg，AB是否相对滑动？ (4)要使AB是否相对滑动，F至少多大？ m 2m 8.(多选)如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上.A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F，则 A.当F<2μmg时，A、B都相对地面静止 B.当F＝ μmg时，A的加速度为 μg C.当F>3μmg时，A相对B滑动 D.无论F为何值，B的加速度不会超过 μg BCD 9.如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为2m和m，各接触面间的动摩擦因数均为μ ，重力加速度为g。要使纸板相对砝码运动，所需拉力的大小至少应为(　　) A.3μmg B.4μmg C.5μmg D.6μmg D 10.如图所示,水平桌面光滑,A、B物体间的动摩擦因数为 (可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),A物体质量为2m,B和C物体的质量均为m,滑轮光滑,砝码盘中可以任意加减砝码.在保持A、B、C三个物体相对静止且共同向左运动的情况下,B、C间绳子所能达到的最大拉力是( ) B 11.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2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则使四个物体保持相对静止的最大外力为( ) C 12.如图甲所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ＝30°时，可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑.如图乙，若让该小物块从木板的底端每次均以大小相同的初速度v0＝10 m/s沿木板向上运动，随着θ的改变，小物块沿木板向上滑行的距离x将发生变化，重力加速度g取10 m/s2. (1)求小物块与木板间的动摩擦因数； (2)当θ角满足什么条件时，小物块沿木板向上滑行的距离最小，并求出此最小值. $$