高中物理的临界问题.ppt

由mgcotθ=ma0 所以a0=gcotθ=7.5 m/s2 因为a=10 m/s2＞a0 所以小球离开斜面N=0，小球受力情况如图，则 Tcosα=ma， Tsinα=mg 所以T==2.83 N，N=0. 变式训练、一光滑的圆锥体固定在水平桌面上，母线与轴线的夹角为 ，如图22所示，长为的轻绳一端固定在圆锥的顶点点，另一端拴一个质量为的小球（可看作质点），小球以速率绕圆锥的轴线做水平匀速圆周运动。 （1）当 时，求绳子对小球的拉力。 （2）当 时，求绳子对小球的拉力。 O 例9.如图所示,火车车厢中有一个倾角为30°的斜面,当火车以10 m/s2的加速度沿水平方向向左运动时,斜面上质量为m的物体A保持与车厢相对静止,求物体所受到的静摩擦力.(取g=10 m/s2) 思路点拨：静摩擦力大小不好判断，可以采用假设法。假设静摩擦力沿斜面向下，对物体受力分析。 假设法是解物理问题的一种重要方法.用假设法解题,一般依题意从某一假设入手,然后用物理规律得出结果,再进行适当的讨论,从而得出正确答案. 变式训练.如图所示，mA=1k mB=2kg，A、B间静摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力F拉B，当拉力大小分别是F=10N和F=20N时，A、B的加速度各多大？ A F B 分析：A.B物体间不发生相对滑动F的最大值，A向前运动靠静摩擦力提供最大加速度 点击高考2：（2011天津卷2 ）如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（ ） A．方向向左，大小不变 B．方向向左，逐渐减小 C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小 例10.如图所示，质量均为M的两个木块A、B在水平力F的作用下，一起沿光滑的水平面运动，A与B的接触面光滑，且与水平面的夹角为60°，求使A与B一起运动时的水平力F的范围。 A B ﹚60° F 解析：当水平推力F很小时，A与B一起作匀加速运动，当F较大时，B对A的弹力竖直向上的分力等于A的重力时，地面对A的支持力为零，此后，物体A将会相对B滑动。临界条件就是水平力F为某一值时，恰好使A沿AB面向上滑动，即物体A对地面的压力恰好为零，受力分析如图 ﹚60° F G N 图2—2 例11、如图所示，细绳长为L，一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，欲使小球在恰好竖直平面内做圆周运动，小球至最低点时速度应该是多大？ m L ·O 竖直平面内的圆周运动 分析：小球在最高点时临界最小速度为mg=mv2/r 同类模型：圆形轨道临界条件一样的 拓展：把绳子换成轻杆临界条件为零 m L ·O 点击高考3：（2011安徽卷4）．一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向已速度υ0抛出，如图（b）所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是 A． B． C． D ρ A v0 α ρ P 图（a） 图（b） 分析：物体在其轨迹最高点P处只有水平速度，其水平速度大小为v0cosα，根据牛顿第二定律得 ，所以在其轨迹最高点P处的曲率半径是 ，C正确。 ρ A v0 α ρ P 图（a） 图（b） 例12.如图所示，细绳长为L，一端固定在O点，另一端系一质量为m、电荷量为+q的小球，置于电场强度为E的匀强电场中，欲使小球在竖直平面内做圆周运动，小球至最低点时速度应该是多大？ E m、q L ·O 复合场的圆周运动 变式训练：如图所示.半径为R的绝缘光滑圆环竖直固定在水平向右的匀强电场E中，环上套有一质量为m的带正电的小球.已知球所受静电力为其重力的3倍.今将小球由环的最低点A处由静止释放.求： (1)小球能获得的最大动能EK为多少? (2)小球能沿环上升的最大高度为多少? 分析 (1)小球所受的重力、电场力都为恒力，从A点释放后，小球将沿圆环作圆周运动，当小球沿圆周切线方向受合力为零时，速度达到最大，获得的动能达到最大，切线方向受合力为零的点即为本问题的临界点. (2)小球沿环上升的最大高度的条件是到达最高点时的临界条件是速度为零 小结：带点粒子在电、磁场甚至是复合场中的临界问题主要是涉及平衡问题，运动问题以及边界问题，处理的方法主要还是要准确分析运动的状