导学案--牛顿第二定律应用之四——临界问题

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1、莆田五中2011-2012学年第一学期导学案课题：牛顿第二定律应用——临界问题执笔：黄建清审核：所谓临界问题是指当某种物理现象（或物理状态）变为另一种物理现象（或另一物理状态）的转折状态叫临界状态．可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”．某种物理现象转化为另一种物理现象的转折状态称为临界状态。至于是“出现”还是“不出现”，需视具体问题而定。极值问题则是在满足一定的条件下，某物理量出现极大值或极小值的情况。临界问题往往是和极值问题联系在一起的。解决此类问题重在形成清晰的物理图景，分析清楚物理过程，从而找出临

2、界条件或达到极值的条件，要特别注意可能出现的多种情况。动力学中的临界和极值是物理中的常见题型，同学们在刚刚学过的必修1中匀变速运动规律、共点力平衡、牛顿运动定律中都涉及到临界和极值问题。在解决临界极值问题注意以下几点：1、临界点是一个特殊的转换状态，是物理过程发生变化的转折点，在这个转折点上，系统的一些物理量达到极值。2、临界点的两侧，物体的受力情况、变化规律、运动状态一般要发生改变，能否用变化的观点正确分析其运动规律是求解这类题目的关键，而临界点的确定是基础。3、许多临界问题常在题目的叙述中出现“恰好

3、”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脱离”……等词句对临界问题给出了明确的暗示，审题是只要抓住这些特定词语其内含规律就能找到临界条件。4、有时，某些临界问题中并不包含常见的临界术语，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，如运动中汽车做匀减速运动类问题，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。5、临界问题通常具有一定的隐蔽性，解题灵活性较大，审题时应力图还原习题的物理情景，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向。6、确定临界点一般用极端分析法，即把问题（物理过程）推到极端，分析在极端情况下

4、可能出现的状态和满足的条件。解题常用的思路用矢量法、三角函数法、一元二次方程判别式法或根据物理过程的特点求极值法等。一、【课堂讲解】【例题1】一个物体沿动摩擦因数一定的斜面加速下滑，下列图像，哪一个比较准确的描述了加速度a与斜面倾角θ的关系()课堂笔记：F【例题2】物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上。A、B质量分别为mA=6kg，mB=2kg，A，B之间的动摩擦因数μ=0.2，开始时F=10N，此后逐渐增加，在增大到45N的过程中，(g=10m/s2)则  （）A．当拉力F＜12N时，两物体均保持

5、静止状态B．两物体开始没有相对运动，当拉力超过12N时，开始相对滑动C．两物体间从受力开始就有相对运动D．两物体间始终没有相对运动课堂笔记：5【例题3】如图所示，平行于斜面的细线把小球系在倾角θ=530的光滑斜面上，小球的质量为m,现使斜面以加速度大小为g沿水平方向做匀加速直线运动，求：（1）斜面对小球的弹力N；（2）细线对小球的拉力T。﹚θ【例题4】如图所示，光滑的水平面上放置紧靠在一起的A、B两个物体，mA=1kg，mB=2kg，推力FA作用于A上，拉力FB作用于B上，FA、FB大小均随时间而变化，

6、其规律分别为FA=（9-2t）N，FB=（3+2t）N，t=0s开始计时。求，(1)经多长时间两物块开始分离?(2)分离前两物块一起运动的位移？(3)通过计算,在同一坐标系中作出两物块分离后2s内加速度a1和a2随时间变化的图象.(4)由加速度a1和a2随时间变化的图象可求得A、B两物块分离后2s其相对速度为多大?【例题5】如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移

7、x的关系如图b所示（g=10m/s2），则正确的结论是（）A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B．弹簧的劲度系数为7．5N/cmC．物体的质量为3kgD．物体的加速度大小为5m/s2课堂笔记：5【例题6】一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图所示。现让木板由静止开始以加速度a(a＜g)匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。二、【课后练习】1、一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某

8、时刻正处于如图所示状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的()A.若小车向左运动,N可能为零B.若小车向左运动,T可能为零C.若小车向右运动,N不可能为D.若小车向右运动,T不可能为零A﹚θFB2、如图所示，把长方体切成A、B，质量分别为m和M的两部分，切面与底面的夹角为θ，长方体置于光滑的水平面上。设切面是光滑的，要使m和M一起在水平面上滑动，作用在m上的水平力F满足什么条件？5