《高中物理培优辅导讲义：专题26-临界问题（含答案解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理培优辅导讲义：专题26-临界问题（含答案解析）（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理备课大师 免费 】【引言】临界问题是研究物理现象中临界状态相关的问题。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。所谓临界状态就是物理现象从一种状态变化成另一种状态的中间过程，临界状态通常具有以下特点：瞬时性、突变性、关联性、极值性等。临界状态往往隐藏着关键性的隐含条件（即临界条件） ，找出临界条件，往往是解题的切入口，在物理解题中起举足轻重的作用。命题特点： 许多临界问题，题目中常常出现“刚好” 、 “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。在有些临
2、界问题中并不明显含上述常见的“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，审题时应力求准确把握题目的物理情景，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向。解答临界问题的关键是找临界条件。求解临界问题常用方法有：假设法、数学分析法（包括解析法、几何分析法等） 、图象法等。在题目中如出现“最大” 、 “最小 ”、 “刚好”、 “要使”等词语时，一般隐含着临界问题。处理问题时，一般把物理问题（或过程）设想为临界状态，从而使隐藏着的条件暴露出来，达到求解的目的。有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索
3、，但在变化过程中可能出现临界问题，解决办法是采用假设法。可以假设其临界状态，求出临界物理量；或把物理过程按变化的方向作进一步的外推，从而判断可能出现的情况。数学分析法是一种很理性的分析方式，把物理现象转化成数学语言，用数学工具加以推导，从而求出临界问题，用这种分析方法一定要注意理论分析与物理实际紧密联系起来，切忌纯数学理论分析。图象法是将物理过程的变化 规律反映到物理图象中，通过图象分析求出临界问题。运动中的临界问题方法解读直线运动中的临界问题是指物体做直线运动时为满足某种条件所对应的临界速度、临界加速度和临界时间等。对直线运动中的临界问题要注意运用临界摩擦力、临界几何关系等。来源:理备课大师
4、 免费 】：（2004 全国理综第 25 题）一小圆盘静止 在桌布 上，位于一方桌的水平桌面的中央，桌布的一边与桌的 重合，如例 114 图所示已知盘与桌布间的动摩擦因数为 1，圆盘与桌面间的动摩 擦因数为 2现突然以恒定加速度 a 将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于 若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度 a 满足的条件是什么？(以 g 表示重力加速度 )【点评】解答时要注意小圆盘的运动分为两个阶段，一是在桌布上以加速度 1g 做匀加速运动，二是脱离桌布后在桌面上以加速度 2g 做匀减速运动；要注意两个阶段运动位移的几何关系。2. 运动 和力中的临界问题方法解读运动和力中的临界问题是指物
5、体从静止到运动、或从变速运动到匀速运动、从平衡状态到非平衡状态的转变。分析临界问题，要抓住临界状态，确定临界条件，利用物理规律建立临界问题的相关方程解答。例 2 （2012新课标理综）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图 2。设拖把头的质量为 m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数 ，重力加速度为 g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为 。（1） 若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的 大小。.（2） 设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的 比值为 。已知存在一临界角 0，若 0，则不 管沿拖杆
6、方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临例 114 图物理备课大师 免费 】。【点评】根据题述，拖地时，沿拖杆方向推拖把，所以推力沿拖把方向，而拖把沿水平方向运动，所以把沿拖杆方向的推力 F 沿水平方向和竖直方向分解。此题以擦地工具拖把切入，意在考查平衡条件、临界条件及其相关知识。直面内的平抛运动等的临界问题。物体在水平面内做圆周运动涉及临界速度（例如汽车转弯、火车转弯等） ，在竖直面内的圆周运动的绳模型需要考虑在最高点的最小速度不能小于 v= ，做平抛运动的物体需要考虑落点的临界条件等。对于曲线运动中的用相关知识，列出临界方程解答。来源:学科网例 3 （2013高考重庆理综第
7、8 题）如例 116 图所示，半径为 R 的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心 O 的对称轴 合。转台以一定角速度 匀速转动，一质量为物理备课大师 免费 】，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和 O 点的连线与间的夹角 为 60。重力加速度大小为 g。（1）若 =0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求 0；（2）= （1k） 0，且 0k 1，求小物块受到的摩擦力大小和方向。【点评】此题以绕竖直轴旋转的半径为 R 的半球形陶罐切入，意在考查力的分解、水平面内的圆周运动及其相关知识。注解：解答时要注意题述给出的临界条件小物块受到的摩擦力恰好为零。
8、来源:学,科,网物理备课大师 免费 】来源:学_科_网 平抛运动的物体需要考虑落点的临 界条件、或遮挡物等。对于抛体运动中的临界问题需要根据具体情况，运用相关知识，列出临界方程解答。例3如例117图所示，在水平面知L。现在从射出一小球，在不被倾角为 （ 45）的：（1）若小球射出时的角度 45，为使得小球能射到最远，小球射出时的初速度 为多大？（2）若小球射出时的初速度 知，且大于第（1）小题中所得的结果，为使小球能射到最远，小球射出时的角度 应为多大？即 ) 0，免费 】 ，所以 1 。场中运动的临界问题方法解读带电粒子在电场、磁场中运动的临界问题是指带电粒子在有界电场或磁场中运动时刚好不出
9、边界所满足的条件。解答带电粒子在电场、磁场中运动的临界问题，一般是画出带电粒子运动的轨迹，利用相关知识找出所满足的临界条件，列出相关方程解答。例 5 （2011 广东理综）如例 118 图（a）所示，在以 O 为圆心，内外半径分别为 圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差 U 为常量，R 1=R 2=3电 荷量为+q，质量为 m 的粒子从内圆上的 A 点进入该区域，不计重力。（1） 已知粒子从外圆上以速度 出，求粒子在 A 点的初速度 ） 若撤去电场，如例 118 图（b）,已知粒子从 长线与外圆的交点 C 以速度 出，方向与 5角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间.（3） 在例 118 图（b）中，若粒子从 A 点进入磁场，速度大小为 向不确定，要使粒子一定能够从外圆 射出，磁感应强度应小于多少？【分析与解】：（1）粒子从 A 点射出后到外界边界射出过程，由动能定理得2210物理备课大师 免费 】【全免费 】来源:理备课大师 免费 】
