牛頓運(yùn)動(dòng)定律：專題五：臨界與極值

高一物理《專題五：臨界與極值問(wèn)題》1．臨界問(wèn)題和極值問(wèn)題涉及臨界狀態(tài)的問(wèn)題叫臨界問(wèn)題。臨界狀態(tài)常指某種物理現(xiàn)象由量變到質(zhì)變過(guò)渡到另一種物理現(xiàn)象的連接狀態(tài)，常伴有極值問(wèn)題出現(xiàn)。臨界問(wèn)題常伴有特征字眼出現(xiàn)，如“恰好”、“剛剛”等，找準(zhǔn)臨界條件與極值條件，是解決臨界問(wèn)題與極值問(wèn)題的關(guān)鍵。能處理力學(xué)中常見(jiàn)的三類臨界問(wèn)題的臨界條件：（1）相互接觸的兩個(gè)物體將要脫離的臨界條件是：相互作用的彈力為零（2）繩子松弛的臨界條件是：繩中拉力為零（3）存在靜摩擦的連接系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)外力大于最大靜摩擦力時(shí)，物體間不一定有相對(duì)滑動(dòng)，相對(duì)滑動(dòng)與相對(duì)靜止的臨界條件是：靜摩擦力達(dá)最大值2．中學(xué)階段常見(jiàn)的臨界問(wèn)題歸納：臨界情況臨界條件速度達(dá)到最大物體所受合外力為零剛好不相撞兩物體最終速度相等或者接觸時(shí)速度相等剛好不分離兩物體仍然接觸、彈力為零原來(lái)一起運(yùn)動(dòng)的兩物體分離時(shí)不只彈力為零且速度和加速度相等運(yùn)動(dòng)到某一極端位置物體滑到小車一端時(shí)與小車的速度剛好相等物體剛好滑出（滑不出）小車剛好運(yùn)動(dòng)到某一點(diǎn)（“最高點(diǎn)”）到達(dá)該點(diǎn)時(shí)速度為零兩個(gè)物體距離最近（遠(yuǎn)）速度相等動(dòng)與靜的分界點(diǎn)剛好不上（下）滑；保持物體靜止在斜面上的最小水平推力；拉動(dòng)物體的最小力靜摩擦力為最大靜摩擦力，物體平衡關(guān)于繩的臨界問(wèn)題繩剛好被拉直繩上拉力為零繩剛好被拉斷繩上的張力等于繩能承受的最大拉力3．掌握臨界問(wèn)題的基本思路：仔細(xì)審題，認(rèn)真分析研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過(guò)程，找到臨界狀態(tài)U1■VI 1例1找到重要物理量的變化規(guī)律，找出臨界條件例1根據(jù)臨界條件列方程求解典例分析：例1：有一質(zhì)量M=4kg的小車置于光滑水平桌面上，在小車上放一質(zhì)量m=6kg的物塊，動(dòng)摩擦因素卩=0.2，現(xiàn)對(duì)物塊施加F=25N的水平拉力，如圖所示，求小車的加速度？（設(shè)車與物塊之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力且g取10m/s2）

例2.托盤A托著質(zhì)量為m的重物B,B掛在勁度系數(shù)為k的彈簧下端，彈簧的上端懸掛于O點(diǎn)，開始時(shí)彈簧豎直且為原長(zhǎng)，今讓托盤A豎直向下做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度為a,求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，A與B開始分離(a<g).O例2題例3.如圖，光滑斜面質(zhì)量為M=8kg,小球m=2kg，用細(xì)繩懸掛相對(duì)靜止在斜面上，求:用多大的水平力F推斜面時(shí)，繩中的張力為零？用多大的水平力F推斜面時(shí)，小球?qū)π泵娴膲毫榱?？?：(1)(2)如圖所示，m=4kg的小球掛在小車后壁上，細(xì)線與豎直方向成37°角。求:小車以a=g向右加速；小車以a=g向右減速時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力F1和后壁對(duì)小球的壓力f2各多大？練習(xí)：1.如圖在前進(jìn)的車廂的豎直后壁上放一個(gè)物體，物體與后壁間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為卩，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.要使物體不下滑，車廂至少應(yīng)以多大的加速度前進(jìn)( )的物塊，物塊與木板及木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為卩，若要以水平外力F將木板抽出,第2題圖第2題圖則力F的大小至少為()A.卩mg B.卩(M+m)gC.卩(m+2M)g D.2卩(M+m)g3、如圖所示的三個(gè)物體質(zhì)量分別為m］和m2和m3，帶有滑輪的物體放在光滑水平面上，滑輪和所有接觸面的摩擦以及繩子的質(zhì)量均不計(jì)，為使三個(gè)物體無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。水平推力F等于多少？4、.一質(zhì)量為M,傾角為e的楔形木塊，靜置在水平桌面上，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，一物塊，質(zhì)量為m,置于楔形木塊的斜面上，物塊與斜面的接觸是光滑的。為了保持物塊相對(duì)斜面靜止,可用一水平力F推楔形木塊，如圖所示，此水平力的大小等于多少？5?如圖4—3所示，物體的質(zhì)量為2kg,