智康高考三輪-第23講.過程分析(2)臨界專題.學(xué)生版

錯題不再錯就無敵了！錯題不再錯就無敵了！2013年高考解決方案過程分析（2）-過程分析（2）-臨界專題 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：上課時間上課時間：同學(xué)高考解決方案 第一階段·模塊課程·過程分析（2）臨界專題Pageof9錯題再練習(xí)錯題再練習(xí)第23講過程分析（2）臨界專題2013年高考怎么考2013年高考怎么考內(nèi)容要求考試能力理解能力能描述其物理狀態(tài)、物理過程推理能力能定性分析物理過程的變化趨勢知識講解知識講解專題目錄【專題1】與受力狀態(tài)變化有關(guān)的臨界問題【專題2】與運動狀態(tài)變化有關(guān)的臨界問題知識講解知識講解專題一、彈力、摩擦力的變化相關(guān)的臨界問題專題目標(biāo)會分析彈力、摩擦力等存在臨界狀態(tài)的問題．專題講練一個質(zhì)量為0.2kg的小球用細線吊在傾角θ=53°的斜面頂端，如圖，斜面靜止時，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計摩擦，當(dāng)斜面以10m/s2的加速度向右做加速運動時，求繩的拉力及斜面對小球的彈力.如圖所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B間靜摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力F拉B，當(dāng)拉力大小分別是F=10N和F=20N時，A、B的加速度各多大？（最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大小）如圖所示，在傾角為θ的粗糙斜面上，有一個質(zhì)量為m的物體被水平力F推著靜止于斜面上，已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ＜tanθ，若物體恰好不下滑，則推力F為多少？若物體恰好不上滑，則推力F為多少(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)如圖所示，質(zhì)量均為M的兩個木塊A、B在水平力F的作用下，一起沿光滑的水平面運動，A與B的接觸面光滑，且與水平面的夾角為60°，求使A與B一起運動時的水平力F的范圍。BBF60°A有一水平放置的圓盤，上面放一個勁度系數(shù)為k的輕彈簧，其一端固定于軸O上，另一端系著質(zhì)量為m的物體A，物體A與盤面間最大靜摩擦力為Ffm，彈簧原長為L，現(xiàn)將彈簧伸長后置于旋轉(zhuǎn)的桌面上，如圖5所示，問：要使物體相對于桌面靜止，圓盤轉(zhuǎn)速n的最大值和最小值各是多少？如圖所示，能承受最大拉力為10N的細線OA與豎直方向成45°角，能承受最大拉力為5N的細線OB水平，細線OC能承受足夠大的拉力，為使OA、OB均不被拉斷，OC下端所懸掛物體的最大重力是多少？如圖所示，物體的質(zhì)量為2kg，兩根輕繩AB和AC（LAB=2LAC）的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個方向與水平線成θ=600的拉力F，若要使兩繩都能伸直，求拉力F一光滑的圓錐體固定在水平桌面上，母線與軸線的夾角為，如圖22所示，長為l的輕繩一端固定在圓錐的頂點，另一端拴一個質(zhì)量為m的小球（可看作質(zhì)點），小球以速率v繞圓錐的軸線做水平勻速圓周運動。（1）當(dāng)時，求繩子對小球的拉力.（2）當(dāng)時，求繩子對小球的拉力.如圖，在光滑水平面上放著緊靠在一起的Ａ、Ｂ兩物體，Ｂ的質(zhì)量是Ａ的2倍，Ｂ受到向右的恒力ＦB=2N，Ａ受到的水平力ＦA=(9-2t)N，(t的單位是s)。從t＝0開始計時，則：AABFAFBA．A物體在3s末時刻的加速度是初始時刻的5／11倍 B．t＞４s后，Ｂ物體做勻加速直線運動C．t＝4.5s時，Ａ物體的速度為零 D．t＞4.5s后，ＡＢ的加速度方向相反如圖所示，細線的一端固定于傾角為450的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊至少以加速度a=_________向右運動時，小球?qū)瑝K的壓力等于零，當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向右運動時，線中拉力T=__________。一光滑的圓柱體處在一光滑的圓槽中，圖示直徑和豎直方向成θ角，求：為使圓柱體不從圓槽中滾出，系統(tǒng)水平方向的加速度不能超過多少？如圖所示，輕繩兩端分別與、兩物體相連接，，，，物體、、及與地面間的動摩擦因數(shù)均為，輕繩與滑輪間的摩擦可忽略不計．若要用力將物拉動，則作用在物上水平向左的拉力最小為（?。ǎ〢． B． C． D．如圖所示，質(zhì)量分別為m和M的A、B兩重物用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧豎直地連接起來，使彈簧為原長時，兩物從靜止開始自由下落，下落過程中彈簧始終保持豎直狀態(tài)。當(dāng)重物A下降距離h時，重物B剛好與地面相碰，假定碰后的瞬間重物B不離開地面（B與地面做完全非彈性碰撞）但不粘連。為使重物A反彈時能將重物B提離地面，試問下落高度h至少應(yīng)為多少？（提示：彈簧形變量為x時的彈性勢能為）

專題小結(jié)彈力為零、靜摩擦力達到最值、合外力為零往往是臨界條件．專題二、與運動有關(guān)的臨界問題專題目標(biāo)會分析速度、位移等存在臨界狀態(tài)的問題．專題講練兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛．當(dāng)車在車前處時，車速度為，且正以的加速度做勻加速運動；經(jīng)過一段時間后，車加速度變?yōu)榱悖囈恢币缘乃俣茸鰟蛩龠\動．經(jīng)過后兩車相遇．問車加速行駛的時間是多少？在光滑水平軌道上有兩個半徑都是的小球和，質(zhì)量分別為和，當(dāng)兩球球心間的距離（）時，兩球之間無相互作用力；當(dāng)兩球球心間的距離，兩球間存在恒定的斥力．設(shè)球從遠離球處以速度沿兩球連心線向原來靜止的球運動，要使兩球不接觸，則須滿足什么條件？C．當(dāng)滑到左側(cè)最高點時，的速度為，向左D．最后將在桌面左邊滑出如圖所示，一根輕彈簧兩端各固定質(zhì)量和的兩個物體，將它們放在光滑的水平面上，然后用力推使頂緊墻壁，此時，彈簧具有彈性勢能．現(xiàn)突然放手，求：（l）在彈簧松開的過程中，能達到的最大速度；（2）在脫離墻壁以后的過程中，彈簧能具有的最大勢能；（3）在脫離墻壁滑動的過程中，能具有的最大速度．如圖所示，半徑為R的絕緣光滑圓環(huán)豎直固定在水平向右的勻強電場E中，環(huán)上套有一質(zhì)量為m的帶正電的小球.已知球所受靜電力為其重力的倍.今將小球由環(huán)的最低點A處由靜止釋放.求：小球能獲得的最大動能EK為多少?A、B球質(zhì)量均為m，AB間用輕彈簧連接，將A球用細繩懸掛于O點，如圖示，剪斷細繩的瞬間，試分析A、B球產(chǎn)生的加速度大小與方向．一小球質(zhì)量為m，用長為L的懸繩（不可伸長，質(zhì)量不計）固定于O點，在O點正下方L/2處釘有一顆釘子，如圖所示，將懸線沿水平方向拉直無初速釋放后，當(dāng)懸線碰到釘子后的瞬間（）A．小球線速度沒有變化 B．小球的角速度突然增大到原來的2倍C．小球的向心加速度突然增大到原來的2倍 D．懸線對小球的拉力突然增大到原來的2倍在光滑的水平面上相距40cm的兩個釘子A和B，如圖所示，長1m的細繩一端系著質(zhì)量為0.4kg的小球，另一端固定在釘子A上，開始時，小球和釘子A、B在同一直線上，小球始終以2m/s的速率在水平面上做勻速圓周運動．若細繩能承受的最大拉力是4N，那么，從開始到細繩斷開所經(jīng)歷的時間是()A．s B．s C．s D．s如圖所示，細繩長為L，一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m的小球，欲使小球在恰好豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球至最低點時速度應(yīng)該是多大？過山車是游樂場中常見的設(shè)施。下圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個圓形軌道組成，B、C、D分別是三個圓形軌道的最低點，B、C間距與C、D間距相等，半徑R1=2.0m、R2=1.4m。一個質(zhì)量為m=1.0kg的小球(視為質(zhì)點)，從軌道的左側(cè)A點以v0=12.0m/s的初速度沿軌道向右運動，A、B間距L1=6.0m。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，圓形軌道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。重力加速度取g=10m/s2，計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位數(shù)字。試求(2)如果小球恰能通過第二圓形軌道，B、C間距L應(yīng)是多少；(3)在滿足(2)的條件下，如果要使小球不能脫離軌道，在第三個圓形軌道的設(shè)計中，半徑R3應(yīng)滿足的條件；小球最終停留點與起點A的距離。RR1R2R3ABCDv0第一圈軌道第二圈軌道第三圈軌道LLL1、表示真空中相距為的平行金屬板，極板長為，加上電壓后，其間的電場可視為勻強電場，在時，將圖13所示的方形波加在、上，且A0，B，此時恰有一帶電微粒沿兩板中央飛入電場。微粒質(zhì)量為（不計重力），帶電量為，速度大小為，離開電場時恰能平行于金屬板飛出，求（1）所加交變電壓0的取值范圍，（2）所加電壓的頻率應(yīng)滿足什么條件？ttU-U0U0BAmvq圖13專題小結(jié)剛好不相撞:兩物體最終速度相等或者接觸時速度相等．物體剛好滑出（滑不出）小車:物體滑到小車一端時與車的速度剛好相等．兩個物體的距離最近（遠）:速度相等．繩端物體剛好通過最高點:物體運動到最高點時重力等于向心力，速度大小為．桿端物體剛好通過最高點:物體運動到最高點時速度為零．速度達到最大值:物體所受合力為零．粒子剛好飛出（飛不出）兩個極板的勻強電場:粒子運動軌跡與極板相切．粒子剛好飛出（飛不出）磁場:粒子運動軌跡與磁場邊界相切．圓形磁場區(qū)的半徑最小:磁場區(qū)是以公共弦為直徑的圓．鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)如圖所示，半徑分別為a、b的兩同心虛線圓所圍區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強磁場，在小圓內(nèi)沿徑向存在電場，電場方向指向圓心O，小圓周與金屬球間的電勢差為U．在O處固定一個半徑很?。珊雎圆挥嫞┑慕饘偾?，設(shè)有一個帶負電的粒子從金屬球表面沿x軸正方向以很小的初速度逸出，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q．不計粒子的重力，忽略粒子逸出的初速度。求：（1）粒子到達小圓周上時的速度為多大？（2）粒子以（1）中的速度進入兩圓間的磁場中，當(dāng)磁感應(yīng)強度超過某一臨界值時，粒子將不能到達大圓周，求此臨界值．（3）若磁感應(yīng)強度取（2）中的臨界值，且，要使粒子恰好第一次沿逸出方向的反方向回到原出發(fā)點，粒子需經(jīng)過多少次回旋？并求粒子在磁場中運動的時間．（設(shè)粒子與金屬球正碰后電量不變，且能以原速率原路返回）利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場，A處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場，運動到GA邊，被相應(yīng)的收集器收集。整個裝置內(nèi)部為真空。已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2(m1>m2)，電荷量均為q。加速電場的電勢差為U，離子進入電場時的初速度可以忽略。不計重力，也不考慮離子間的相互作用。(1)求質(zhì)量為m1的離子進入磁場時的速率v1；(2)當(dāng)磁感應(yīng)強度的大小為B時，求兩種離子在GA邊落點的間距s；(3)在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點區(qū)域交疊，導(dǎo)致兩種離子無法完全分離。設(shè)磁感應(yīng)強度大小可調(diào)，GA邊長為定值L，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在A處。離子可以從狹縫各處射入磁場，入