1、临界问题和极值问题班级: 姓名:1动力学中的临界极值问题在应用牛顿运动定律解决动力学问题中,当物体运动的加速度不同时,物体有可能处于不同的状态,特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时,往往会有临界值出现2发生临界问题的条件(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离的临界条件是: (2)相对滑动的临界条件:两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临界条件是:静摩擦力 (3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是: .(4)加速度最大与速度最大的临界条件:当物体在受到
2、变化的外力作用下运动时,其加速度和速度都会不断变化,当所受 时,具有最大加速度;反之亦然。当出现速度有最大值速度最大的临界条件往往出现在加速度 时.例 1:如图所示,在倾角为 30的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、 B,它们的质量均为 m,弹簧的劲度系数为 k, C 为一固定挡板,系统处于静止状态现开始用一沿斜面方向的力 F 拉物块 A 使之向上做匀加速运动,当物块 B 刚要离开 C 时 F 的大小恰为 2mg.求从 F 开始作用到物块 B 刚要离开 C的时间例 2:一个质量为 0.2kg 的小球用细绳吊在倾角为 =53 的斜面顶端如图所示,斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,
3、不计摩擦,当斜面以 10m/s2的加速度向右运动时,求绳子的拉力及斜面对小球的弹力 变式训练. 如图所示,斜面倾角为 =30,斜面上边放一个光滑小球,用与斜面平行的绳把小球系住,使系统以共同的加速度向左作匀加速运动,当绳的拉力恰好为零时,加速度大小为_.若以共同加速度向右作匀加速运动,斜面支持力恰好为零时,加速度的大小为_.(已知重力加速度为 g)例 3.如图所示,质量为 m1 kg 的物块放在倾角为 37的斜面体上,斜面质量为 M2 kg,斜面与物块间的动摩擦因数为 0.2,地面光滑现对斜面体施一水平推力 F,要使物块 m 相对斜面静止, 试确定推力 F 的取值范围( g10 m/s 2)例
4、 5.如 图 所 示 , 一 倾 角 为 30的 光 滑 斜 面 底 端 有 一 与 斜 面 垂 直 的 固 定 挡 板M, 物 块 A、 B 之 间 用 一 与 斜 面 平 行 的 轻 质 弹 簧 连 结 , 现 用 力 缓 慢 沿 向 下 推 动物 块 B, 当 弹 簧 具 有 5J 弹 性 势 能 时 撤 去 推 力 释 放 物 块 B; 已 知 A、 B 质 量 分别 为 mA=5kg、 mB=2kg, 弹 簧 的 弹 性 势 能 表 达 式 为 Ep kx2/2, 其 中 弹 簧 劲 度系 数 k=1000N/m, x 为 形 变 量 , g=10m/s2, 求 :( 1) 当 弹 簧 恢 复 原 长 时 , 物 块 B 的 速 度 大 小 . ( 2) 物 块 A 刚 离 开 挡 板 时 , 物 块 B 的 动 能 例 4