专题：牛顿运动定律的应用2 临界问题破解（讲义）.docx

1、高中物理临界问题破解一、考点突破：考点课程目标备注临界问题1. 掌握临界问题的分析思路；2. 会用极限分析法使临界条件很快暴露出来。临界问题是高中阶段一类重要习题，这类题目涵盖了动力学、电磁学，尤其在高考中更是频繁出现。二、重难点提示：重点：掌握由牛顿第二定理解决临界问题的思路。难点：用极限法分析临界条件。一、临界状态物体由某种物理状态变化为另一种物理状态时，中间发生质的飞跃的转折状态，通常称之为临界状态。 临界问题：涉及临界状态的问题叫做临界问题。【核心归纳】若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语的，一般都有临界现象出现，都要求出临界条件。分析时，为了把这个临界现象尽快暴露，一般用极

2、限分析法，特别是某些题目的文字比较隐蔽，物理现象过程又比较复杂时，用极限分析法往往使临界现象很快暴露出来。二、临界问题分析方法极限分析法通常情况下，由于物理现象涉及的因素较多，过程变化复杂，人们往往难以洞察其变化规律并对其作出迅速判断。但如果用极限分析法，将问题推到极端状态或极端条件下进行分析，问题有时会顿时变得明朗而简单了。物理解题中的极端假设分析法分为三种类型：定性分析、定量分析和综合分析。（1）定性分析利用极端假设法进行定性分析，可使问题迅速得到解答。（2）定量计算在物理解题，特别是解答选择题时，采用极端假设分析法，选择适当的极限值最大值、最小值、零值、无限大值以及临界值等代入备选答案，

3、会使解题收到意想不到的简化效果。（3）综合分析对于综合性较强的题目，由于其隐含条件较深，或者隐含条件是应该熟悉的临界条件或者是重要的规律和结论时，再用极端假设法分析，就必须将定性分析与定量分析有机结合起来，灵活地运用物理知识和数学知识，才能“准而快”。例题1 如图所示，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体，B的质量是A的2倍，B受到水平向右的恒力FB2N，A受到的水平力FA（92t）N（t的单位是s），从t0开始计时，则（ ）A. A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的倍B. t4s后，B物体做匀加速直线运动C. t4.5s时，A物体的速度为零D. t4.5s后，A、B的加速度方向相反思

4、路分析：设A的质量为m，则B的质量为2m，在两物体没有分离时，对整体：根据牛顿第二定律得：对B：设A对B的作用力大小为N，则NFB2ma解得：N由得，当t4s时，N0，此后A、B分离，B物体做匀加速直线运动。当t0时，；t3s时，则A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的倍，故A、B正确；t4.5s时，A的加速度为，说明A加速度为0，速度最大，而且速度方向与B相同。故C错误；t4.5s后，A的加速度aA0，而B的加速度不变，则知t4.5s后，AB的加速度方向相反，故D正确。答案：ABD例题2 如图所示，质量为mlkg的物块放在倾角为的斜面上，斜面体质量M2kg，斜面与物块的动摩擦因数0.2，地面

5、光滑，37，现对斜面体施一水平推力F，要使物体m相对斜面静止，力F应为多大？（设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10ms2） 思路分析：用极限法把推向两个极端来分析：当较小（趋近于）时，由于tg，因此物块将沿斜面加速下滑；若较大（足够大）时，物块将相对斜面向上滑，因此不能太小，也不能太大，的取值是一个范围。（1）设物块处于相对斜面向下滑的临界状态时推力为1，此时物块受力如下图所示，取加速度a方向为x轴正向，对m：x方向：NsinNcosma1y方向：NcosNsinmg0对整体：1（m）a1把已知代入并解得：a14.78ms，114.34N（2）设物块于相对斜面向上滑的临界状态时推

6、力为2，此时物块受力如下图所示，对m：x方向：Nsincosma2，y方向：NcosNsinmg0对整体：2（Mm）a2把已知代入并解得a211.2 ms，233.6N，14.34NF33.6N 答案：14.34NF33.6N【方法提炼】解决临界问题的基本思路（1）认真审题，仔细分析研究对象所经历的变化的物理过程，找出临界状态。（2）寻找变化过程中相应物理量的变化规律，找出临界条件。（3）以临界条件为突破口，列临界方程，求解问题。 【满分训练】一个弹簧秤放在水平地面上，Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，P为一重物，已知P的质最Ml0.5kg，Q的质量m1.5kg，弹簧的质量不计，劲度系数k800Nm，系统处于静止，如下图所示，现给P施加一个方向竖直向上的力F，使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在前0.2s内，F为变力，0.2s以后，F为恒力。求力F的最大值与最小值。（取g10ms2）思路分析：设开始时弹簧的压缩量为x1，t0.2 s时弹簧的压缩量为x2，重物P的加速度为a则有kx1（Mm）g，由牛顿第二定律有：kx2mgma 由运动学公式有：由式得a6 m/s2则F小（Mm）a72 N，F大M（ga）168 N答案：F的最大值为168N，最小值为72 N。