GVANG S備課略課參考動(dòng)方學(xué)中的臨界問題玉林實(shí)驗(yàn)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(jù)物體假設(shè)沒有再向下拉彈簧,問題是學(xué)生學(xué)習(xí)過程的難點(diǎn)問題,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)繁為簡來進(jìn)行求解由平衡條件知?jiǎng)偹墒炙查g桶對木塊的支力學(xué)問題的一般方法。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(cuò),又由牛頓第二定量為m的木塊,靜止時(shí),彈簧的伸長量為律得知,剛松手瞬間木塊的加速度方向【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】AL,現(xiàn)用手向下拉小桶使輕彈簧再伸長向上,C對D錯(cuò)。所以選擇AC【文章編號(hào)】0450-989(2014)04B-ΔL后靜止,然后松手放開,則正確的說【思維總結(jié)】考察學(xué)生分析物理狀0065-02法是(態(tài)、過程,理清物理思路,建立物理圖景的能力。假設(shè)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)物理物理臨界問題。過程,這些過程并不是孤立的,而是有著例2一個(gè)物體沿摩擦因數(shù)一定的斜緊密的聯(lián)系,物體在運(yùn)動(dòng)變化過程中,從面加速下滑,下列圖象,哪個(gè)可以比較準(zhǔn)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)過渡的轉(zhuǎn)折點(diǎn),此時(shí)所處的狀態(tài)通常稱為臨界狀態(tài),相應(yīng)的物理?xiàng)l件則稱為臨界條件。有些問題如果能圖1抓住滿足臨界值的條件,準(zhǔn)確分析物理過程就能進(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)的問題中,臨界問題邐大小為(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)生普遍感覺很難。在分析問題時(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(shè)法、極限法、數(shù)學(xué)方法等。假設(shè)法Lg,方向向上圖2假設(shè)法是一種解決物理問題的重要D.剛松手瞬間木塊的加速度為思維方法,在求解物體運(yùn)動(dòng)方向待定的△L(1+方向向上【解析】這個(gè)題目很多學(xué)生找不到問題時(shí),它簡便易行。具體來說,在解決高中動(dòng)力學(xué)過程中,如果遇到?jīng)]有出現(xiàn)明【解析】常規(guī)的做法先整體(小桶突破口,不知道如何去求解。若用假設(shè)法顯的臨界條件的線索時(shí),可以用假設(shè)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(xiàng)。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(fèi)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(cuò),若用假設(shè)法求解,則能迅速選出正,m=ma,則a=gin-Hgos及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與題設(shè)是否相符,從而判斷確選項(xiàng)中國煤化工止或者勻速)。CNMHG匚西教育20144營參考·備課略△ NC SIHGYAUYU7當(dāng)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(dāng)θ= arctan時(shí),a=0,物體開始勻速下滑動(dòng)摩擦因數(shù)為若要使物體沿當(dāng)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(dāng)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(jù)以上的假設(shè)及a=gsinμgcos,可以判斷出D答案是合理的【思維總結(jié)】本題的臨界條件就是【思維總結(jié)】建構(gòu)物理模型,物理小球仍與斜面接觸但與斜面間無彈力,量間的關(guān)系式,分析臨界狀態(tài),用假設(shè)這是解決本題的切入點(diǎn),弄清了這一點(diǎn)法檢驗(yàn)判斷,能迅速選出正確選項(xiàng)。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(yùn)用“極限思維”來分析和推理量都是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(yùn)動(dòng)大”“最小”,從而使解題過程簡潔,解【解析】很多同學(xué)用整體隔離法列題思路清晰。恰當(dāng)運(yùn)用極限法,往往可以方程求解,這顯然沒有抓住突破口,無法化難為易,提高解題效率找出正確的答案。其實(shí)當(dāng)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(yùn)動(dòng);當(dāng)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(shè)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(jì),當(dāng)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(yùn)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(dāng)cosB最大時(shí),F最小。由圖4cosB+ u sinB=1求導(dǎo)得A=tanB,所以【解析】其實(shí),仔細(xì)審題就會(huì)發(fā)現(xiàn)題=30。設(shè)問的著眼點(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(jié)】運(yùn)用數(shù)學(xué)的思想和方大,小球?qū)h離斜面。當(dāng)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)際問題,這聯(lián)立解得:F=2√3Mg是高中階段考查的一項(xiàng)重要內(nèi)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彈力,這是解決本題的切入點(diǎn)根據(jù)題目所隱含的臨界狀態(tài)條件離斜面。三、數(shù)學(xué)方法利用臨界點(diǎn)的特殊關(guān)系,可以簡捷地解對小球:T2-m2g2=m2a2,解得數(shù)學(xué)方法就是運(yùn)用數(shù)學(xué)工具分析和決動(dòng)力學(xué)上的許多問題。這也是訓(xùn)練學(xué)T=22解決物理問題的方法,常用到的數(shù)學(xué)方生靈活運(yùn)用物理知識(shí)求解實(shí)際問題的法有二次函數(shù)、三角函數(shù)、幾何圖形、比種方法,是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察和解決問例、求導(dǎo)等。中國煤化工CNMHG編戶建龍)廠西教育20144