動(dòng)力學(xué)中的臨界問(wèn)題

GVANG S備課略課參考動(dòng)方學(xué)中的臨界問(wèn)題玉林實(shí)驗中學(xué)黃學(xué)科【摘要】高中物理動(dòng)力學(xué)中的臨界臨界條件下的物體的狀態(tài),再根據物體假設沒(méi)有再向下拉彈簧,問(wèn)題是學(xué)生學(xué)習過(guò)程的難點(diǎn)問(wèn)題,本文從的實(shí)際情況進(jìn)行處理,從而化難為易,化L8,此時(shí)的△L=0幾個(gè)例子入手,介紹利用臨界條件解決動(dòng)繁為簡(jiǎn)來(lái)進(jìn)行求解由平衡條件知剛松手瞬間桶對木塊的支力學(xué)問(wèn)題的一般方法。例1如圖1所示,輕彈簧上端固定,持力大小仍為mg,將△L=0分別代入【關(guān)鍵詞】動(dòng)力學(xué)臨界條件解題下端掛質(zhì)量為mn的小桶,小桶中放有質(zhì)A,B可判斷知A對B錯,又由牛頓第二定量為m的木塊,靜止時(shí),彈簧的伸長(cháng)量為律得知,剛松手瞬間木塊的加速度方向【中圖分類(lèi)號】G【文獻標識碼】AL,現用手向下拉小桶使輕彈簧再伸長(cháng)向上,C對D錯。所以選擇AC【文章編號】0450-989(2014)04B-ΔL后靜止,然后松手放開(kāi),則正確的說(shuō)【思維總結】考察學(xué)生分析物理狀0065-02法是(態(tài)、過(guò)程,理清物理思路,建立物理圖景的能力。假設法很好地解決了某些高中一個(gè)物理情境中往往包含幾個(gè)物理物理臨界問(wèn)題。過(guò)程,這些過(guò)程并不是孤立的,而是有著(zhù)例2一個(gè)物體沿摩擦因數一定的斜緊密的聯(lián)系,物體在運動(dòng)變化過(guò)程中,從面加速下滑,下列圖象,哪個(gè)可以比較準確種物理狀態(tài)變?yōu)榱硪环N物理狀態(tài)時(shí),地描述了加速度a與斜面傾角θ的關(guān)系?可能存在一個(gè)過(guò)渡的轉折點(diǎn),此時(shí)所處的狀態(tài)通常稱(chēng)為臨界狀態(tài),相應的物理條件則稱(chēng)為臨界條件。有些問(wèn)題如果能圖1抓住滿(mǎn)足臨界值的條件,準確分析物理過(guò)程就能進(jìn)行求解,但這些方面往往是A.剛松手瞬間小桶對木塊的彈力在動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題中,臨界問(wèn)題邐大小為(1+a學(xué)生最難把握的。具有一定的隱蔽性,解題靈活性較大B.剛松手瞬間小桶對木塊的彈力大小學(xué)生普遍感覺(jué)很難。在分析問(wèn)題時(shí)需挖為(1+24(m+m)掘隱含條件,確定臨界條件,然后才能求解。利用臨界條件求解時(shí),常用的解題方C.剛松手瞬間木塊的加速度為法有假設法、極限法、數學(xué)方法等。假設法Lg,方向向上圖2假設法是一種解決物理問(wèn)題的重要D.剛松手瞬間木塊的加速度為思維方法,在求解物體運動(dòng)方向待定的△L(1+方向向上【解析】這個(gè)題目很多學(xué)生找不到問(wèn)題時(shí),它簡(jiǎn)便易行。具體來(lái)說(shuō),在解決高中動(dòng)力學(xué)過(guò)程中,如果遇到?jīng)]有出現明【解析】常規的做法先整體(小桶突破口,不知道如何去求解。若用假設法顯的臨界條件的線(xiàn)索時(shí),可以用假設法和木塊)再隔離(木塊),利用平衡條求解,則能迅速選出正確選項。即人為地加上或減去某些條件,以便找件和牛頓第二定律求解,這樣做費時(shí)易物體加速下滑時(shí) ng s In aθ出某種臨界條件,分析物體受力情況以錯,若用假設法求解,則能迅速選出正,m=ma,則a=gin-Hgos及運動(dòng)狀態(tài)與題設是否相符,從而判斷確選項中國煤化工止或者勻速)。CNMHG匚西教育20144營(yíng)參考·備課略△ NC SIHGYAUYU7當θ=0時(shí),物體在水平面上,靜止例5在傾角θ為30的斜面上有一質(zhì)量為m=0.4kg的物體,物體與斜面間的當θ= arctan時(shí),a=0,物體開(kāi)始勻速下滑動(dòng)摩擦因數為若要使物體沿當θ> arctanμ時(shí),物體加速下滑斜面以a=3m/s的加速度勻加速向上滑0動(dòng),拉力與斜面的夾角多大時(shí)F最小?F當θ=90°時(shí),斜面變成豎直面最小值是多少g,加速度最大圖3-1F根據以上的假設及a=gsinμgcos,可以判斷出D答案是合理的【思維總結】本題的臨界條件就是【思維總結】建構物理模型,物理小球仍與斜面接觸但與斜面間無(wú)彈力,量間的關(guān)系式,分析臨界狀態(tài),用假設這是解決本題的切入點(diǎn),弄清了這一點(diǎn)法檢驗判斷,能迅速選出正確選項。切就迎刃而解了二、極限法例4如圖4-1所示,A,B兩物體質(zhì)運用“極限思維”來(lái)分析和推理量都是M,所有接觸面光滑,A,B接觸面高中動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,通常是將物理狀態(tài)參與水平面夾角為60°,求水平力F為多少量的一般變化,推理到極限值,即“最時(shí),A與B一起運動(dòng)大”“最小”,從而使解題過(guò)程簡(jiǎn)潔,解【解析】很多同學(xué)用整體隔離法列題思路清晰。恰當運用極限法,往往可以方程求解,這顯然沒(méi)有抓住突破口,無(wú)法化難為易,提高解題效率找出正確的答案。其實(shí)當推力F很小時(shí),例3斜面傾角為=53,質(zhì)量為0.2A,B一起勻加速運動(dòng);當F很大時(shí),A相圖5-2kg的小球用輕繩系在斜面頂端。小球靜對B滑動(dòng)。所以,本題的臨界條件就是地【解析】設拉力與斜面的夾角為β止時(shí),輕繩與斜面平行,如圖3所示,摩面對A支持力為零。時(shí),F最小擦不計,當斜面以10m/s2的加速度水對物體受力分析,列方程得平向右勻加速運動(dòng)時(shí),求輕繩對小球的AFsinB+N對A受力分析如圖4-2。f=u N聯(lián)立得當cosB最大時(shí),F最小。由圖4cosB+ u sinB=1求導得A=tanB,所以【解析】其實(shí),仔細審題就會(huì )發(fā)現題=30。設問(wèn)的著(zhù)眼點(diǎn)是加速度。如果加速度對整體:F=2Ma,解得F最小值Fa很小,小球壓緊斜面;如果加速度a很對A:F=Nsin60°=MaNcos60-Mg=0【思維總結】運用數學(xué)的思想和方大,小球將飄離斜面。當斜面對小球的支持力為零時(shí),斜法能很好地解決一些物理實(shí)際問(wèn)題,這聯(lián)立解得:F=2√3Mg是高中階段考查的一項重要內容,也是面的加速度為ao,對小球受力分析(如所以F的范圍是:0a,因此小球已飄地面間無(wú)彈力,這是解決本題的切入點(diǎn)根據題目所隱含的臨界狀態(tài)條件離斜面。三、數學(xué)方法利用臨界點(diǎn)的特殊關(guān)系,可以簡(jiǎn)捷地解對小球:T2-m2g2=m2a2,解得數學(xué)方法就是運用數學(xué)工具分析和決動(dòng)力學(xué)上的許多問(wèn)題。這也是訓練學(xué)T=22解決物理問(wèn)題的方法,常用到的數學(xué)方生靈活運用物理知識求解實(shí)際問(wèn)題的法有二次函數、三角函數、幾何圖形、比種方法,是培養學(xué)生學(xué)會(huì )觀(guān)察和解決問(wèn)例、求導等。中國煤化工CNMHG編戶(hù)建龍)廠(chǎng)西教育20144