第四章 专题强化10　动力学临界问题--教科版高中物理必修第一册同步课件+讲义+专练（新教材）

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DISIZHANG第四章专题强化10　动力学临界问题1.掌握动力学临界问题的分析方法。2.会分析几种典型临界问题的临界条件。 学习目标探究重点　提升素养 内容索引专题强化练一探究重点　提升素养1.临界问题：某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态。2.关键词语：在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰好”等词语，一般都暗示了临界状态的出现，隐含了相应的临界条件。3.临界问题的常见类型及临界条件(1)接触与脱离的临界条件：两物体间的弹力恰好为零。(2)相对静止或相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大静摩擦力。(3)绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限的，绳子断裂的临界条件是实际张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是张力为零。(4)加速度最大、最小与速度最大、最小的临界条件：当所受合力最大时，具有最大加速度；当所受合力最小时，具有最小加速度。当出现加速度为零时，物体处于临界状态，对应的速度达到最大值或最小值。4.解答临界问题的三种方法(1)极限法：把问题推向极端，分析在极端情况下可能出现的状态，从而找出临界条件。(2)假设法：有些物理过程没有出现明显的临界线索，一般用假设法，即假设出现某种临界状态，分析物体的受力情况与题设是否相同，然后再根据实际情况处理。(3)数学法：将物理方程转化为数学表达式，如二次函数、不等式、三角函数等，然后根据数学中求极值的方法，求出临界条件。 如图所示，细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球(重力加速度为g)。一、接触与脱离的临界问题(1)当滑块以多大的加速度向右运动时，细线对小球的拉力刚好等于零？答案　g　当T＝0时，小球受重力mg和斜面支持力N作用，如图甲所示。由牛顿第二定律得Ncos 45°＝mg，Nsin 45°＝ma1，解得a1＝g。故当向右运动的加速度为g时细线对小球的拉力刚好为0。(2)当滑块以多大的加速度向左运动时，小球对滑块的压力刚好等于零？答案　g　由牛顿第三定律知，小球对滑块压力刚好为零时，滑块对小球支持力也为零。当N＝0时，小球受重力和拉力，F合＝由牛顿第二定律得F合＝ma2，则a2(3)当滑块以2g的加速度向左运动时，细线上的拉力为多大？(不计空气阻力)当滑块加速度大于g时，小球将“飘”离斜面而只受细线的拉力和小球的重力的作用，如图乙所示，此时对小球受力分析，由牛顿第二定律得T′cos α＝ma′，T′sin α＝mg，解得T′ 如图所示，两细绳与水平车顶夹角分别为60°和30°，物体质量为m，当小车以大小为2g的加速度向右做匀加速直线运动时，求绳1和绳2的拉力大小。(g为重力加速度)二、绳子断裂或松弛的临界问题绳1和绳2的拉力与小车的加速度大小有关。当小车的加速度大到一定值时物体会“飘”起来，导致绳2松弛，没有拉力，假设绳2的拉力恰为0，即T2为0，则有T1cos 30°＝ma′，T1sin 30°＝mg，三、相对静止(或滑动)的临界问题 (多选)如图所示，已知物块A、B的质量分别为m1＝4 kg、m2＝1 kg，A、B间的动摩擦因数为μ1＝0.5，A与水平地面之间的动摩擦因数为μ2＝0.5，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，g取10 m/s2，在水平力F的推动下，要使A、B一起运动且B不下滑，则力F的大小可能是A.50 N B.100 NC.125 N D.150 N√√ (2022·南京市高一期末)如图所示，质量为M的木板放在水平桌面上，木板上表面有一质量为m的物块，物块与木板、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，若要以水平外力F将木板抽出，则力的大小应大于A.μmg B.μ(M＋m)gC.2μ(M＋m)g D.μ(2M＋m)g√对物块与木板分别进行受力分析如图所示，对物块有：μmg＝ma1，得a1＝μg对木板有：F－μmg－μ(M＋m)g＝Ma2要将木板从物块下抽出，必须使a2>a1解得：F>2μ(M＋m)g，故A、B、D错误，C正确。分析两物体叠加问题的基本思路二专题强化练1.(多选)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连，小球某时刻正处于如图所示状态，设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，若某时刻T为零，则此时小车可能的运动情况是A.小车向右做加速运动B.小车向右做减速运动C.小车向左做加速运动D.小车向左做减速运动基础强化练√12345678√小球和小车具有相同的加速度，所以小球的加速度只能沿水平方向，根据牛顿第二定律知，小球受到的合力方向水平；小球受到重力和斜面对其向左偏上的支持力作用，二力的合力只能水平向左，所以小车应向左做加速运动或向右做减速运动，选项B、C正确。123456782.(多选)一个质量为0.2 kg的小球用细线吊在倾角θ＝53°的斜面顶端，如图，斜面静止时，球紧靠在斜面上，细线与斜面平行，不计摩擦及空气阻力，当斜面以10 m/s2的加速度向右做加速运动时，则(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，取g＝10 m/s2)A.细线的拉力为1.60 NB.细线的拉力为C.斜面对小球的弹力为1.20 ND.斜面对小球的弹力为0√12345678√当小球对斜面的压力恰为零时，设斜面的加速度为a0，根据牛顿第二定律可知mgtan 37°＝ma0，解得a0＝7.5 m/s2，由于a0＝7.5 m/s2