高考物理专题——物理中的临界问题

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1、高考物理题中的临界问题·必修部分2一、有关力的临界问题21、绳子松弛(比较隐性的临界条件)22、有静摩擦的系统，相对静止与相对滑动23、相互接触的两个物体刚好分离2二、有关速度的临界问题41、竖直平面内圆周运动，物体恰能通过最高点4①绳子或圆形内轨4②有支撑物—杆、拱、管、环42、物体由绳或圆轨道束缚，在竖直平面内圆周运动——不脱离圆形轨迹52、直线运动“速度达到最大或最小”6①一般问题6②汽车以恒定功率启动73、刚好运动到某一点而静止74、刚好滑出(滑不出)小车或运动物体8三、带电粒子在有界磁

2、场中的临界问题91、给定有界磁场9①给定入射速度的大小和方向，判定带电粒子出射点或其它9②给定入射速度的方向，而大小变化，判定粒子的出射范围10③给定入射速度的大小，而方向变化，判定粒子的出射范围102、给定动态有界磁场10①给定入射速度的大小和方向，判定粒子出射点的位置10②给定入射速度和出射速度的大小和方向，判定动态有界磁场的边界位置11·选修部分12一、动量守恒(按动量的题型分类，相当于前面的内容在动量部分的应用)121、涉及弹簧的临界问题122、涉及斜面的临界问题133、涉及摆的临界问题

3、134、涉及追碰的临界问题135、子弹打木块的临界问题14二、光学141、全反射现象142、光路传播中的临界问题153、光电效应15外加1：有答案15外加2：无答案2330什么是临界问题当物体由一种物理状态变为另一种物理状态时，可能存在一个过渡的转折点，这时物体所处的状态通常称为临界状态，与之相关的物理条件则称为临界条件。临界问题的“题眼”解答临界问题的关键是找临界条件。许多临界问题，题干中常用“恰好”、“刚好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脱离”……等词语对临界状态给出了明确的暗示，审

4、题时，一定要抓住这些特定的词语发掘内含规律，找出临界条件。在应用牛顿定律解决动力学问题中，当物体运动加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是在临界状态下，此时要采用极限分析法，看物体在不同加速度时，会有哪些现象发生，找出临界点，求出临界条件。·必修部分一、有关力的临界问题θaaq1、绳子松弛(比较隐性的临界条件)绳子松驰的临界条件是绳中张力为零，即T=0。【例】在水平向右运动的小车上，有一倾角q=37°的光滑斜面，质量为m的小球被平行于斜面的细绳系住而静止于斜面上，如图所示。若小车向左匀加

5、速运动时，试求加速度a3=g时的绳中张力。【解】设绳中的拉力为零时，小车的加速度为a，此时小球的受力如图得a=gtanθ=3g/4，而a3=g，故绳已经松弛，绳上拉力为零。2、有静摩擦的系统，相对静止与相对滑动当静摩擦力达到最大值，即f静=fm时，系统内物体刚好要发生相对滑动。FmM【例】有一质量M=2kg的小车置于光滑水平桌面上，在小车上放一质量m=4kg的木块，动摩擦因数µ=0.3，现木块施加F=30N，如图所示，则小车的加速度为多少？【解】当木块与小车之间的摩擦力达最大静摩擦力时，对小车水

6、平方向受力分析如图，则两者保持相对静止的最大加速度为am=fm/M=6m/s2再取整体为研究对象受力如图，则得与两者保持相对静止对应的最大拉力Fm=(M+m)am=36N而F=30N

7、所示。当小车以(1)a1=g；(2)a2=2g的加速度水平向右运动时，绳对小球的拉力及斜面对小球的弹力各为多大？【解】取小球为研究对象并受力分析，建立正交坐标系，则沿x轴方向Fcosθ－FNsinθ=ma沿y轴方向Fsinθ+FNcosθ=mg将θ=37°、a1=g、a2=2g分别代入得　F1=1.4mgF2=2.2mg　FN1=0.2mgFN2=－0.4mg当a=gcotθ=4g/3时，支持力FN=0小球即将脱离斜面当小车加速度a>4g/3时，小球已飘离斜面，如图。ABF2F1【例2】A、B两

8、个滑块靠在一起放在光滑水平面上，其质量分别为2m和m，从t=0时刻起，水平力F1和F2同时分别作用在滑块A和B上，如图所示。已知F1=(10+4t)N，F2=(40-4t)N，两力作用在同一直线上，求滑块开始滑动后，经过多长时间A、B发生分离？【解】由题意分析可得两物体分离的临界条件是：两物体之间刚好无相互作用的弹力，且此时两物体仍具有相同的加速度。aaAF2F1B分别以A、B为研究对象，水平方向受力分析如图，由牛顿第二定律得F1=maF2=2ma则F2=2F1即(40-4t)=2(10+4t)