2017年高考物理第一轮总复习新课标专题热点(2)

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1、专题热点二一、临界条件在摩擦力突变问题中的应用1．方法概述(1)临界状态是指一种物理过程转变为另一种物理过程，或一种物理状态转变为另一种物理状态时，处于两种过程或两种状态的分界处的状态．处于临界状态的物理量的值叫临界值．临界分析法在解决摩擦力的突变问题时，有很重要的作用．(2)当物体受力或运动发生变化时，摩擦力常发生突变．摩擦力的突变，又会导致物体的受力情况和运动性质的突变，其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性．对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点．2．常见类型(1)静摩擦力突变为滑动摩擦力．静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势．静摩擦力为零的状态是方

2、向变化的临界状态；静摩擦力达到最大值是物体恰好保持相对静止的临界状态．(2)滑动摩擦力突变为静摩擦力，滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力要发生突变(摩擦力变为零或变为静摩擦力)．3．解题思路解决摩擦力的突变问题的关键是找出摩擦力发生突变的临界条件，这也就是突变前后摩擦力的分界点，再利用相应规律分别对突变前后进行分析求解．求解方法一般有两种：(1)以定理、定律(平衡条件或牛顿运动定律)为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解，然后分析、讨论其特殊规律和特殊解．(2)直接分析、讨论临界状态和相应的临界值，求解出研究问题的规律和解．【例1】　

3、如图2－1所示，质量M＝1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，在木板的左端放置一个质量m＝1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.4，设木板足够长，若对铁块施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取g＝10m/s2，则下面四个图中能正确反映铁块受到木板的摩擦力大小f随力F大小变化的是(　　)图2－1【解析】　摩擦力f的最大值为μ2mg＝4N，木板与地面间的摩擦力的最大值为μ1(M＋m)g＝2N．当F≤2N时，木板和铁块相对地面静止，f＝F；当F>2N，并且木板和铁块一起相对地面加速运动时

4、，设此时系统的加速度为a，根据牛顿第二定律，对整体有F－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a，对铁块有F－f＝ma，可得f＝＋1N，从此关系式可以看出，当F＝6N时，f达到最大摩擦力，由此可以得出当F>6N时，木板和铁块就不能一起相对地面加速运动，而是分别加速运动，这时不论F多大，f均为4N，由此知C正确．【答案】　C【方法总结】　用临界法解决摩擦力突变问题的三点注意(1)题目中出现“最大”“最小”“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题，有时，有些临界问题中并不含上述常见的“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，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态．(2)静摩擦力

5、是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值．存在静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值，即Ff静＝Ffm.(3)研究传送带问题时，物体和传送带的等速时刻往往是摩擦力的大小、方向、运动性质的分界点．二、处理平衡问题的八种方法共点力作用下的平衡条件是最基本的力学规律之一，广泛应用于力、电、磁等各部分内容的题目中，应注重与其他知识综合应用能力的培养，现将平衡问题的八种常见解法介绍如下．1．力的合成、分解法三个力的平衡问题，一般将任意两个力合成，则该合力与第三个力等大反向，或将其中某个力沿另外两个力的反方向分解，从而得到两对平

6、衡力．【例2】　(多选)如图2－2所示，重物的质量为m，轻细绳AO和BO的A端、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为θ，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是(　　)图2－2A．F1＝mgcosθ　　　　　B．F1＝C．F2＝mgsinθD．F2＝【解析】　解法1：合成法由平行四边形定则，作出F1，F2的合力F12，如图2－3所示．又考虑到F12＝mg，解直角三角形得图2－3F1＝，F2＝.解法2：分解法图2－4用效果分解法求解．F2共产生两个效果，一个是水平方向沿A→O拉绳子AO，另一个是拉着竖直方向的绳子．如图2－4所示，将F2分解在这两个方向上，结合力的平衡知

7、识得：F1＝F2′＝，F2＝＝.显然，也可以按mg(或F1)产生的效果分解mg(或F1)来求解此题．【答案】　BD2．正交分解法将各力分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件Fx＝0，Fy＝0进行分析，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡．值得注意的是，对x，y方向选择时，尽可能使较多的力落在x，y轴上，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力．【例3】　(多选)质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速直线运动，如图2－5甲所示．已