高考物理培優(yōu)(含解析)之臨界狀態(tài)的假設(shè)解決物理試題及詳細(xì)答案(更新版)
【正文】 為：【解析】【分析】【詳解】經(jīng)分析，物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度不變，但隨速度增大，物塊所受支持力逐漸減小，最后離開(kāi)斜面．所以，當(dāng)物塊對(duì)斜面的壓力剛好為零時(shí)，物塊沿斜面的速度達(dá)到最大，同時(shí)位移達(dá)到最大，即qvmB＝mgcos θ物塊沿斜面下滑過(guò)程中，由動(dòng)能定理得 聯(lián)立解得：2．小明同學(xué)站在水平地面上，手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m=，甩動(dòng)手腕，繩恰好達(dá)到所能承受的最大拉力F而斷掉，球飛行水平距離s后恰好無(wú)碰撞地落在臨近的一傾角為α＝53176。 ＝)【答案】最大速度為：。故選B。s D．109．如圖所示,在光滑的圓錐頂用長(zhǎng)為 的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m的物體,圓錐體固定在水平面上不動(dòng),其軸線沿豎直方向,細(xì)線與軸線之間的夾角為 ,物體以速度v繞圓錐體軸線做水平勻速圓周運(yùn)動(dòng).（1）當(dāng) 時(shí),求繩對(duì)物體的拉力. （2）當(dāng) ,求繩對(duì)物體的拉力.【答案】(1) （2） 【解析】【分析】求出物體剛要離開(kāi)錐面時(shí)的速度，此時(shí)支持力為零，根據(jù)牛頓第二定律求出該臨界速度，當(dāng)速度大于臨界速度，則物體離開(kāi)錐面，當(dāng)速度小于臨界速度，物體還受到支持力，根據(jù)牛頓第二定律，物體在豎直方向上的合力為零，水平方向上的合力提供向心力，求出繩子的拉力；【詳解】當(dāng)物體恰好離開(kāi)錐面時(shí)，此時(shí)物體與錐面接觸但是沒(méi)有彈力作用，如圖所示：則：豎直方向：，水平方向：， 解得；（1）當(dāng)時(shí)，物體沒(méi)有離開(kāi)錐面時(shí)，此時(shí)物體與錐面之間有彈力作用，如圖所示：則在水平方向：，豎直方向：，解得：；（2）時(shí)，物體離開(kāi)錐面，設(shè)線與豎直方向上的夾角為，如圖所示：則豎直方向：，水平方向：，而且： 解得：．【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵找出物體的臨界情況，以及能夠熟練運(yùn)用牛頓第二定律求解．10．現(xiàn)有A、B兩列火車在同一軌道上同向行駛，A車在前，其速度vA＝10 m/s，B車速度vB＝30 m/，B車在距A車600 m時(shí)才發(fā)現(xiàn)前方有A車，此時(shí)B車立即剎車，但B車要減速1 800 m才能夠停止．(1)B車剎車后減速運(yùn)動(dòng)的加速度多大？(2)若B車剎車8 s后，A車以加速度a1＝ m/s2加速前進(jìn)，問(wèn)能否避免事故？若能夠避免則兩車最近時(shí)相距多遠(yuǎn)？【答案】(1) m/s2 (2)可以避免事故 232 m【解析】【分析】【詳解】(1)設(shè)B車減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，有0－vB2＝－2ax1，解得：a＝ m/s2.(2)設(shè)B車減速t秒時(shí)兩車的速度相同，有vB－at＝vA＋a1(t－Δt)代入數(shù)值解得t＝32 s，在此過(guò)程中B車前進(jìn)的位移為xB＝vBt－＝832 mA車前進(jìn)的位移為xA＝vAΔt＋vA(t－Δt)＋a1(t－Δt)2＝464 m，因xA＋xxB，故不會(huì)發(fā)生撞車事故，此時(shí)Δx＝xA＋x－xB＝232 m.11．如圖所示，用一根長(zhǎng)為l＝1m的細(xì)線，一端系一質(zhì)量為m＝1kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角θ＝37176。
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