高一物理两道题(解)。如果两个问题是高二的临界问题,附上答案。谢谢,谢谢,谢谢,谢谢。
弹性力发生在两个物体的接触面之间,是一种被动力。它的存在、大小和方向取决于物体的运动状态。当运动状态达到临界状态时,弹力会突然发生变化。
1.相互接触的物体之间的弹力突然改变。
示例1。如图所示,木块A和B的质量分别为m1和m2,它们并排放置在光滑的水平面上。A和B的接触面在图中垂直于纸面,与水平面成一定角度,A和B的接触面是光滑的。现在,一个水平力F作用在A上,这样A和B一起向右移动,A和B不会相对移动。查找:
解析:木块A和B匀速向右移动。F越大,加速度A越大,水平弹力NA-1越小。A和B相对运动的临界条件是NA=0。此时木块A受到三个力的作用:重力m1g,B对A的弹力N和水平力f,根据牛顿第二定律,有
。
从上面三个公式可以得出。
2.轻绳的弹性突然变化。
例2。如图,两根弦与水平屋顶面的夹角分别为600°和300°,物体质量为m,当汽车以2g的加速度向右加速时,绳子1和绳子2的拉力分别是多少?
解析:这个问题的关键在于,绳索1的张力并不是一直存在的,它的存在和大小与汽车的加速度有关。当小车的加速度达到一定值时,物体会“漂浮”起来,导致绳子1松弛,没有张力。假设绳子1的张力刚好为零,有。
因此...
由于轿厢加速度为2g >:,所以物体已经“浮起”,绳索1和绳索2的张力如下:
。
二、摩擦力突变时的临界问题。
摩擦力的突变往往导致物体受力和运动性质的突变,其突变点往往隐藏很深。解决这个问题的关键是分析突变,找出摩擦力突变点。
1.静摩擦力突然变化。
静摩擦力也是一种被动力,它的存在、大小和方向取决于物体之间相对运动的趋势,存在一个最大静摩擦力。零静摩擦状态是转向的临界状态。静摩擦力达到最大,这是物体刚好保持相对静止的临界状态。
例3。如图,两块木板A和B叠放在水平地面上,质量分别为m和m。木板A与B之间的动摩擦系数为0,木板B与地面之间的动摩擦系数为0,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现在用水平力F来抽木板b,水平力F是多少?
解析:木块A和B通过摩擦连接。只有当它们相对滑动时,才能拔出木块B。此时对应的临界状态是A和B之间的摩擦力一定是最大静摩擦力,B运动的加速度一定是两者一起运动时的加速度。以a为研究对象,根据牛顿第二定律,有。
就是系统在这个临界状态下的加速度。此时,作用在B板上的水平张力最小。以A和B作为整体作为研究对象,根据牛顿第二定律,有
因此...
所以水平力F要满足板B拔出时的条件。
2.滑动摩擦力突然改变。
相对运动的物体之间存在滑动摩擦,所以当两个物体的速度达到相同时,滑动摩擦会突然发生变化(摩擦力为零或静止)。
例4。如图所示,输送带水平部分ab=2m,倾斜部分bc=4m,bc与水平面的夹角为,输送带始终以V = 2m/s的速度向图中所示方向运动..如果物体A在没有初速度的情况下放在A点,它会被输送到C点,物体A一直没有离开传送带。物体A和传送带之间的动摩擦系数为0。求物体A从A点运输到c点所需的时间。
解析:本题的关键是分析物体a的运动状态.
当物体A在ab部分运动时,A先做匀加速运动,加速度为0,速度达到V所需时间为0,这个过程中运动的位移为0,然后A做匀加速运动。
当物体A在传送带bc部分运动时,因为,A做匀加速运动,加速度为0,求解。
所以物体A从A点到c点的时间。
第三,追击和遭遇的关键问题
在追逐问题中,速度相等是两个物体之间最大或最小距离的临界条件;在分离问题中,相同的加速度是相互接触的物体分离的临界条件。
1.追逐中的最大或最小距离:相同速度。
例5。在光滑的水平轨道上,有两个小球A和B,半径为R,质量分别为M和2m。当两个球的中心之间的距离大于L(L远大于2r)时,两个球之间没有相互作用。当两个球的中心之间的距离等于或小于L时,两个球之间存在恒定的排斥力。f让球A以v0的速度从远离球B的地方移动到原来静止的球B,如图。如果两个球不接触,v0必须满足什么条件?
解析:球A靠近球B直到A和B之间的距离小于L后,球A的速度逐渐减小,球B从静止开始加速,两个球之间的距离逐渐减小。当球A和B的速度相等时,两个球之间的距离最小。如果距离大于2r,两个球不会接触,那么不接触的条件如下。
。
其中v1和v2是当两个球之间的距离为最小值时两个球A和B的速度,s1和s2是当两个球之间的距离从L变为最小值时两个球A和B经过的距离。根据牛顿第二定律,得出
。
设v0为球A的初速度,那么从匀加速方程,我们可以得到
。
结合上述解决方案以获得v0
2.相互接触的物体的分离:相同的加速度
例6。如图所示,两个物体A和B紧靠在一起放在光滑的水平面上,mA=3 kg,mB=6 kg,推力FA作用在A上,拉力F..作用于B,FA和FB的大小随时间变化,规律分别为FA = (9-2t) n和FB=(2+2t)N。A和B从t=0到A和B相互分离的* * *位移是多少?
解析:假设A和B之间没有弹性,A和B上的合力为FA = (9-2t) N,FB = (2+2t) N .当t = 0,FA=9 N,FB=2 N .此时A和B的加速度为:
,那么。
因为,说明A和B之间存在挤压,A和B之间实际上存在弹性.
随着t的增大,aA减小,aB增大,但只要两者之间始终存在挤压。当FA单独对A的加速度等于FB单独对B的加速度时,这种挤压消失,A和B开始分离,所以:
即。
当A和B***一起运动时,加速度为。因此,A和B的* * *具有相同的位移。
。