高物理轮专题复习临界问题.docVIP

2009年罗山高中高三物理第二轮专题复习 临界问题 一、特别提示 当物体由一种物理状态变为另一种物理状态时，可能存在一个过渡的转折点，这时物体所处的状态通常称为临界状态，与之相关的物理条件则称为临界条件。 解答临界问题的关键是找临界条件。 许多临界问题，题干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脱离”……等词语对临界状态给出了明确的暗示，审题时，一定要抓住这些特定的词语发掘其内含规律，找出临界条件。 有时，有些临界问题中并不显含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。 临界问题通常具有一定的隐蔽性，解题灵活性较大，审题时应力图还原习题的物理情景，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向。 二、历年高考题 1．（19分） （05年，全国Ⅰ卷 24）如图，质量为的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上升一质量为的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。 x1，有 kx1=m1g ① 挂C并释放后，C向下运动，A向上运动，设B刚要离地时弹簧伸长量为x2，有kx2=m2g ② B不再上升，表示此时A和C的速度为零，C已降到其最低点。由机械能守恒，与初始状态相比，弹簧性势能的增加量为△E=m3g(x1+x2)－m1g(x1+x2) ③ C换成D后，当B刚离地时弹簧势能的增量与前一次相同，由能量关系得 ④ 由③④式得 ⑤ 由①②⑤式得 ⑥ 2. （06年，全国Ⅰ卷 20）一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。在此过程中， A.地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为mv2 B.地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为零 C.地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2 D.地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零 答案 ：B 3.(15分) （07年，全国Ⅰ卷 23）甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9 mis的速度跑完全程：乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前S0-13.5 m处作了标记，并以V-9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，已知接力区的长度为L=20m. 求：(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a. (2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离. 解：(1)设经过时间t，甲追上乙，则根据题意有vt-vt/2=13.5 将v=9代入得到：t=3s, 再有 v=at 解得：a=3m/s2 (2)在追上乙的时候，乙走的距离为s, 则：s=at2/2 代入数据得到 s=13.5m 所以乙离接力区末端的距离为?s=20-13.5=6.5m 三、典型例题 例1： （06年 湖北黄冈 理科综合训练题四) )如图所示，A、B两个矩形木块用轻弹簧相接静止在水平地 面上，弹簧的劲度系数为k，木块A和木块B的质量均为m． (1)若用力将木块A缓慢地竖直向上提起，木块A向上提起多大高 度时，木块B将离开水平地面． (2)若弹簧的劲度系数k是未知的，将一物块C从A的正上方某位 置处无初速释放与A相碰后，立即粘在一起(不再分离)向下运动， 它们到达最低点后又向上运动．已知C的质量为m时，把它从距A 高H处释放，则最终能使B刚好要离开地面．若C的质量为 ，要 使B始终不离C距A的高度h不能超过多少?(1)开始时，木块Akx1=mg(弹簧压缩) 木块B刚好离开地面时，有kx2=mg(弹簧伸长) 故木块A向上提起的高度为 (4分)(2)物块C的质量为m时，它自由下落H高度时的速度 ①(2分) 设C与A碰撞后的共同速度为v2,根据动量守恒定律，有 则 ② (2分) 以后A、C继续压缩弹簧，后又向上弹起，最终能使木块B刚好离开地面．此过程中，A、C上升的高度为x1+ ，由于最初弹簧的压缩量x1与最后的伸长量x2相等，所以，弹性势