2021高考物理一轮复习 第三章 微专题22 连接体中的”临界与极值“问题练习（含解析）教科版.docx

1、微专题22 连接体中的”临界与极值“问题题型分类1.直接接触的连接体存在“要分离还没分”的临界状态，其动力学特征：“貌合神离”即a相同、N0.2靠静摩擦力连接(带动)的连接体，静摩擦力达到最大静摩擦力时是“要滑还没滑”的临界状态常用方法1用极限分析法把题中条件推向极大或极小，找到临界状态，分析临界状态的受力特点，列出方程2将物理过程用数学表达式表示，由数学方法(如二次函数、不等式、三角函数等)求极值1(2019河北衡水中学调研)在光滑水平面上有一辆小车A，其质量为mA2.0kg，在小车上放一个物体B，其质量为mB1.0kg，如图1甲所示，给B一个水平推力F，当F增大到稍大于3.0N时，A、B开

2、始相对滑动，如果撤去F，对A施加一水平推力F，如图乙所示，要使A、B不相对滑动，则F的最大值Fmax为()图1A2.0NB3.0NC6.0ND9.0N2(多选)(2019江苏扬州中学月考)如图2甲所示，水平面上有一倾角为的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球，斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和N，若Ta图像如图乙所示，AB是直线，BC为曲线，重力加速度为g10m/s2.则()图2Aam/s2时，N0B小球质量m0.1kgC斜面倾角的正切值为D小球离开斜面之前，N0.80.06a(N)3.(2020山东青岛二

3、中模拟)如图3所示，水平挡板A和竖直挡板B固定在斜面C上，一质量为m的光滑小球恰能与两挡板和斜面同时接触挡板A、B和斜面C对小球的弹力大小分别为FA、FB和FC.现使斜面和小球一起在水平面上水平向左做加速度为a的匀加速直线运动若FA和FB不会同时存在，斜面倾角为，重力加速度为g，则下列图像中，可能正确的是()图34.(多选)如图4所示，竖直平面内有一光滑直杆AB，杆与水平方向的夹角为(090)，一质量为m的小圆环套在直杆上，给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力F，并从A端由静止释放，改变直杆与水平方向的夹角，当直杆与水平方向的夹角为30时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速度为g，则()图

4、4A恒力F一定沿与水平方向成30角斜向右下的方向B恒力F和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向成30角斜向右下的方向C若恒力F的方向水平向右，则恒力F的大小为mgD恒力F的最小值为mg5(2019辽宁葫芦岛六校联考)如图5甲所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当30时，可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑若让该小物块从木板的底端以大小恒定的速度v0沿木板向上运动(如图乙)，随着的改变，小物块沿木板向上滑行的最大距离s将发生变化，重力加速度为g.图5(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；(2)当角满足什么条件时，小物块沿木板上滑的最大距离s最小，并求出此最小值答案精析1C题图甲中，设A、

5、B间的静摩擦力达到最大值fmax时，系统的加速度为a，根据牛顿第二定律，对A、B整体，有F(mAmB)a，对A，有fmaxmAa，代入数据解得fmax2.0N，题图乙中，设A、B刚开始滑动时系统的加速度为a，根据牛顿第二定律，以B为研究对象，有fmaxmBa，以A、B整体为研究对象，有Fmax(mAmB)a，代入数据解得Fmax6.0N，故C正确2ABC由题图可知，a0时，T00.6N；此时小球静止在斜面上，其受力如图甲，所以：mgsinT0同样，agm/s2时，小球恰好离开斜面，其受力如图乙，N刚好为0，故A正确；由图乙得：ma联立解得：tan，m0.1kg，故B、C正确；小球离开斜面之前，

6、TcosNsinma；TsinNcosmg联立解得：Nmgcosmasin，即N0.80.06a(N)，故D错误3B对小球进行受力分析，当agtan时如图甲，根据牛顿第二定律：水平方向：FCsinma竖直方向：FCcosFAmg联立得：FAmg，FC，FA与a成线性关系，当a0时，FAmg，当agtan时，FA0，FC与a成线性关系，当agsin时，FCmg，A项错误，B项正确；当agtan时，受力如图乙，根据牛顿第二定律，水平方向：FCsinFBma竖直方向：FCcosmg联立得：FBmamgtan，FC，FB与a也成线性关系，FC不变，C、D项错误4BCD小圆环受到竖直向下的重力、光滑直杆

7、AB对小圆环的支持力和恒力F，把光滑直杆AB对小圆环的支持力正交分解，沿直杆方向无分力，由Lat2可知，要使小圆环在直杆上运动的时间最短，小圆环运动的加速度必须最大，由牛顿第二定律可知，当恒力和重力的合力沿光滑直杆方向时，加速度最大，所以选项A错误，B正确；若恒力F的方向水平向右，由tan30，解得Fmg，选项C正确；当F的方向垂直光滑直杆时，恒力F最小，由sin60，解得F的最小值为Fminmgsin60mg，选项D正确5(1)(2)60解析(1)由题意知，当30时，物块处于平衡状态对物块受力分析得mgsinNNmgcos解得tantan30(2)小物块向上运动，则有mgsinmgcosmav022as则s令tan，当90时，s最小，此时有60有smin