高中物理復(fù)習(xí)講義微講座(03)

1、第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律微講座微講座(三三)動(dòng)力學(xué)中的臨界條件及應(yīng)用動(dòng)力學(xué)中的臨界條件及應(yīng)用欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、臨界狀態(tài)一、臨界狀態(tài)物體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的過(guò)程中，相關(guān)的一些物理量也隨之發(fā)物體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的過(guò)程中，相關(guān)的一些物理量也隨之發(fā)生變化當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)變化到某個(gè)特定狀態(tài)時(shí)，相關(guān)的物理生變化當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)變化到某個(gè)特定狀態(tài)時(shí)，相關(guān)的物理量將發(fā)生突變，該物理量的值叫臨界值，這個(gè)特定狀態(tài)稱之量將發(fā)生突變，該物理量的值叫臨界值，這個(gè)特定狀態(tài)稱之為臨界狀態(tài)為臨界狀態(tài)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律二、

2、臨界狀態(tài)的判斷二、臨界狀態(tài)的判斷1若題目中有若題目中有“剛好剛好”、“恰好恰好”、“正好正好”等字眼，明顯等字眼，明顯表明題述的過(guò)程存在著臨界點(diǎn)表明題述的過(guò)程存在著臨界點(diǎn)2若題目中有若題目中有“取值范圍取值范圍”、“多長(zhǎng)時(shí)間多長(zhǎng)時(shí)間”、“多大距離多大距離”等詞語(yǔ)，表明題述的過(guò)程存在著等詞語(yǔ)，表明題述的過(guò)程存在著“起止點(diǎn)起止點(diǎn)”，而這些起止點(diǎn)，而這些起止點(diǎn)往往就對(duì)應(yīng)臨界狀態(tài)往往就對(duì)應(yīng)臨界狀態(tài)3臨界狀態(tài)的問(wèn)題經(jīng)常和最大值、最小臨界狀態(tài)的問(wèn)題經(jīng)常和最大值、最小 值聯(lián)值聯(lián) 系在一系在一 起，因起，因此，若題目中有此，若題目中有“最大最大”、“最小最小”、“至多至多”、“至少至少”等字眼，表明題述的過(guò)程

3、存在著極值，這個(gè)極值點(diǎn)往往是臨等字眼，表明題述的過(guò)程存在著極值，這個(gè)極值點(diǎn)往往是臨界點(diǎn)界點(diǎn)4若題目中有若題目中有“最終最終”、“穩(wěn)定穩(wěn)定”等文字，即是求收尾速度等文字，即是求收尾速度或加速度或加速度欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律三、處理臨界問(wèn)題的思路三、處理臨界問(wèn)題的思路1會(huì)分析出臨界狀態(tài)的存在會(huì)分析出臨界狀態(tài)的存在2要抓住物體處于臨界狀態(tài)時(shí)的受力和運(yùn)動(dòng)特征，找出臨界要抓住物體處于臨界狀態(tài)時(shí)的受力和運(yùn)動(dòng)特征，找出臨界條件，這是解決問(wèn)題的關(guān)鍵條件，這是解決問(wèn)題的關(guān)鍵3能判斷物體在不滿足臨界條件時(shí)的受力和運(yùn)動(dòng)情況能判斷物體在不滿足臨界條件時(shí)的受力和運(yùn)動(dòng)情況4利用牛頓第二定律結(jié)

4、合其他規(guī)律列方程求解利用牛頓第二定律結(jié)合其他規(guī)律列方程求解四、力學(xué)中常見(jiàn)的幾種臨界條件四、力學(xué)中常見(jiàn)的幾種臨界條件1接觸物體脫離的臨界條件：接觸物體脫離的臨界條件：接觸面間的彈力為零，即接觸面間的彈力為零，即FN0.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 如圖所示，當(dāng)斜面以多大加速度如圖所示，當(dāng)斜面以多大加速度a向向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球離開(kāi)斜面？右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球離開(kāi)斜面？思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥斜面靜止時(shí)，小球受到重力、拉力、支持力斜面靜止時(shí)，小球受到重力、拉力、支持力而靜止；當(dāng)小球隨斜面加速運(yùn)動(dòng)，支持而靜止；當(dāng)小球隨斜面加速運(yùn)動(dòng)，支持 力減小，以力減

5、小，以 獲獲 得得水平合外力水平合外力 , 當(dāng)加速度足夠大時(shí)，小球甚至當(dāng)加速度足夠大時(shí)，小球甚至“飛飛”起當(dāng)起當(dāng)小球與斜面接觸且作用力為小球與斜面接觸且作用力為0時(shí)，即為小球離開(kāi)斜面的臨時(shí)，即為小球離開(kāi)斜面的臨界條件界條件欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律2繩子松弛的臨界條件：繩子松弛的臨界條件：繩中張力為繩中張力為0，即，即FT0. 如圖所示，當(dāng)斜面以多大加速度如圖所示，當(dāng)斜面以多大加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球沿斜面上移？向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球沿斜面上移？思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥斜面靜止時(shí)，小球受重力、彈力和拉力斜面靜止時(shí)，小球受重力、彈力

6、和拉力 而而靜止當(dāng)小球隨斜面向左加速運(yùn)動(dòng)靜止當(dāng)小球隨斜面向左加速運(yùn)動(dòng),則繩的拉力將減小，則繩的拉力將減小，支持力增大，以獲得水平向左的加速度，加速度足夠大支持力增大，以獲得水平向左的加速度，加速度足夠大時(shí)，小球可能沿斜面上移，因此繩的拉力為零是球上移時(shí)，小球可能沿斜面上移，因此繩的拉力為零是球上移的臨界條件的臨界條件欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律3相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：靜摩擦力達(dá)到最大值，即靜摩擦力達(dá)到最大值，即f靜靜fm. 如圖所示，水平面光滑，如圖所示，水平面光滑，A、B質(zhì)量相等，質(zhì)量相等，A、B間

7、最大靜摩擦力為間最大靜摩擦力為f，則則F為多少時(shí)，為多少時(shí)，A、B發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)思路分析思路分析力力F很小時(shí)，加速度小，很小時(shí)，加速度小，A對(duì)對(duì)B的摩擦的摩擦 力小，力小，A、B一起運(yùn)動(dòng)隨著力一起運(yùn)動(dòng)隨著力F增大，加速度增大，加速度a增大，增大，A對(duì)對(duì)B的摩的摩擦力增大，最大靜摩擦力是極限則擦力增大，最大靜摩擦力是極限則A、B發(fā)生相對(duì)發(fā)生相對(duì) 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的臨界條件是兩者之間的摩擦力為的臨界條件是兩者之間的摩擦力為f.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律答案答案F2f欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律4滑塊在滑板上不滑下的臨界條件：滑塊在滑板上不滑下的臨界條件：滑塊滑到滑板一端時(shí)，兩者速度相同滑塊滑到滑板一端時(shí)，兩者速度相同 質(zhì)量為質(zhì)量為M2 kg、長(zhǎng)為、長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板靜止在光滑的的木板靜止在光滑的 水平水平 面面上，在木板左端放有質(zhì)量為上，在木板左端放有質(zhì)量為m1 kg的鐵塊的鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn))現(xiàn)現(xiàn)給鐵塊施加一水平拉力給鐵塊施加一水平拉力F4 N，使鐵塊相對(duì)木板滑動(dòng)，作用，使鐵塊相對(duì)木板滑動(dòng)，作用t1 s后撤去拉力，鐵塊恰好不掉下木板，求木板的長(zhǎng)度后撤去拉力，鐵塊恰好不掉下木板，求木板的長(zhǎng)度 L的的值值(已知鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為已知鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，g取取10 m/s2)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章牛頓運(yùn)動(dòng)