物理习题中临界问题的探讨-选稿

《物理习题中临界问题的探讨-选稿》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、物理习题中临界问题的探讨物理习题中有些物理关系不好确定。诸如讨论：在什么情况下物体的速度达到最大；在什么情况下两个运动物体的距离达到最大或最小；在什么情况下两个物体恰好发生碰撞；两个物体恰好（不）分离；两个物体恰好开始滑动；粒子恰好飞出（飞不出）磁场区域；等等……。这些就是所谓临界问题，由于解决涉及临界问题的习题需要较多的知识和较高的能力，故临界问题是每次高考命题的热点之一。处于临界状态时存在着的特殊的物理关系叫做临界条件。遇到涉及临界情况的物理问题，重点和难点就是确定临界条件。本讲座将讨论常见的若干种临办公楼问题和

2、它们对应的临界条件，明确解决物理习题中临界问题的思路，增强解决这种问题的能力。下面从十三种临界问题情况进行剖析和探究：临界情况临界条件1、物体的速度达到最大值物体所受合外力为零（曲线运动情况下是切向合力为零）2、质点刚好运动到某一点质点运动到该处时速度恰好为零3、物体在竖直面内做圆周运动绳端物体刚好通过最高点物体运动到最高点时，绳的拉力为零重力是向心力，速度大小为杆端物体刚好通过最高点物体运动到最高点时速度为零圆轨外侧物体刚好通过最高点物体运动到最高点时速度为零速度范围在4、物体刚好滑出（滑不出）不车物体滑到小车一端

3、时与车的速度刚好相等5、两个物体刚好（不）分离运动物体与静止支持物的分离两物体仍然接触，但之间弹力为零原来一起运动的两个物体的分离两个物体仍接触，但之间弹力为零而且速度和加速度相等6、在同一直线上运动的两个物体同一直线上运动的两个物体的距离最大（最小）两物体速度相等双弹簧振子的弹性势能最大弹簧最长或最短，两端物体速度相同两个物体挤得最紧V0两物体速度相等物体在曲面上滑行到最高点两物体速度相等系在小车上小球摆到最高点V0车与球速度相等7、关于绳子绳刚好被拉直绳直但绳上张力为零绳刚好被拉断绳的张力等于绳能够承受的最大拉力

4、8、两个物体刚好不相撞两个物体最终速度相等或者两物体接触时速度相等9、两个物体刚好发生（不发生）滑动静摩擦力达到最大静摩擦力10、卫星刚好与恒星发生离心（近心）运动万有引力等于卫星所需要的向心力11、两个同向变速运动物体速度差达最大值两个物体加速度相等12、关于粒子运动粒子刚好飞出（飞不出）两个极板间的匀强磁场或者电场粒子运动轨迹与极板边缘相切粒子刚好飞出（飞不出）磁场区域粒子运动轨迹与磁场边界相切13、关于全反射刚好发生（不发生）全反射光的入射角等于临界角刚好有（没有）某种光射出光的入射角等于某种光的临界角一、做直

5、线（或曲线）运动的物体“达到最大（或最小）速度”的临界条件：1、做直线运动的物体“达到最大（或最小）速度”的临界条件：有三种情况：①先加速后减速，在加速和减速的转折点物体达到最大速度，在转折点时加速度为零，所以此时合外力为零。练习1、如图所示，一个质量为m的物体固定在劲度系数为k的轻弹簧右端，轻弹簧的左端固定在竖直墙上，水平向左的外力推物体把弹簧压缩，使弹簧长度被压缩了b。已知：弹簧被拉长（或压缩）x时的弹性势能的大小，求在下述两种情况下，撤去外力后，物体能够达到的最大速度。（1）地面光滑；（2）物体与地面之间的动摩

6、擦因数为μ。解:(1)地面光滑,弹簧达原长时,物体所受的合外力为零,速度达最大,设为弹簧具有的弹性势能为,由题意知,由机械能守恒定律有:(2)若存在摩擦,当弹力与摩擦力大小相等时合外力为零,速度达最大,设为由平衡条件有:(合外力为零时弹簧形变量为)由功能关系有:(为弹力做功)联立得②先做加速运动，加速度与运动方向相同且逐渐减小，加速度减为零时，达到最大速度改做匀速运动。故此时合外力为零。Babαcd练习2、如图所示，一个U形导体框架，宽度l=1.0m，其所在平面与水平面夹角α=30°，其电阻可以忽略不计。设匀强磁场与

7、U形框架的平面垂直，磁感应强度B=0.20T，今有一直导体棒ab跨放在U形框架上，并且能无摩擦地滑动，其质量m=0.20kg，其有效电阻R=0.10Ω，求：（1）导体棒ab下滑的最大速度；（2）达到最大速度vm时，在ab上释放的电功率。解:(1)导体沿光滑框架下滑,切割磁感线产生感应电动势,与导轨组成的回路里出现感应电流.于是导体受到与切割运动方向相反的安培力作用,导体下滑做加速度越来越小,速度越来越大的变加速运动,当合外力等于零时,速度达最大.设为.以后做夕匀速运动.由平衡条件有:(2)设这时导体释放电功率为P由公

8、式知③先做减速运动，加速度与运动方向相反且逐渐减小，加速度为零时，达到最小速度，改做匀速运动，故此时合外力为零。练习3、飞行跳伞和航天回收中，为保证安全，对于跳伞（回收）过程的速度变化情况都有具体的要求。某跳伞运动研究所让一名跳伞运动员从悬停在高空的直升飞机上沿竖直方向下落，且跳离飞机一段时间后打开降落伞做竖直下落运动。研究人员利用运动员随身携