智康高考三輪-第23講.過程分析(2)臨界專題.學(xué)生版

錯(cuò)題不再錯(cuò)就無敵了！錯(cuò)題不再錯(cuò)就無敵了！2013年高考解決方案過程分析（2）-過程分析（2）-臨界專題 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：上課時(shí)間上課時(shí)間：同學(xué)高考解決方案 第一階段·模塊課程·過程分析（2）臨界專題Pageof9錯(cuò)題再練習(xí)錯(cuò)題再練習(xí)第23講過程分析（2）臨界專題2013年高考怎么考2013年高考怎么考內(nèi)容要求考試能力理解能力能描述其物理狀態(tài)、物理過程推理能力能定性分析物理過程的變化趨勢(shì)知識(shí)講解知識(shí)講解專題目錄【專題1】與受力狀態(tài)變化有關(guān)的臨界問題【專題2】與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化有關(guān)的臨界問題知識(shí)講解知識(shí)講解專題一、彈力、摩擦力的變化相關(guān)的臨界問題專題目標(biāo)會(huì)分析彈力、摩擦力等存在臨界狀態(tài)的問題．專題講練一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的小球用細(xì)線吊在傾角θ=53°的斜面頂端，如圖，斜面靜止時(shí)，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計(jì)摩擦，當(dāng)斜面以10m/s2的加速度向右做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求繩的拉力及斜面對(duì)小球的彈力.如圖所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B間靜摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力F拉B，當(dāng)拉力大小分別是F=10N和F=20N時(shí)，A、B的加速度各多大？（最大靜摩擦力的大小等于滑動(dòng)摩擦力大小）如圖所示，在傾角為θ的粗糙斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為m的物體被水平力F推著靜止于斜面上，已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μ＜tanθ，若物體恰好不下滑，則推力F為多少？若物體恰好不上滑，則推力F為多少(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)如圖所示，質(zhì)量均為M的兩個(gè)木塊A、B在水平力F的作用下，一起沿光滑的水平面運(yùn)動(dòng)，A與B的接觸面光滑，且與水平面的夾角為60°，求使A與B一起運(yùn)動(dòng)時(shí)的水平力F的范圍。BBF60°A有一水平放置的圓盤，上面放一個(gè)勁度系數(shù)為k的輕彈簧，其一端固定于軸O上，另一端系著質(zhì)量為m的物體A，物體A與盤面間最大靜摩擦力為Ffm，彈簧原長為L，現(xiàn)將彈簧伸長后置于旋轉(zhuǎn)的桌面上，如圖5所示，問：要使物體相對(duì)于桌面靜止，圓盤轉(zhuǎn)速n的最大值和最小值各是多少？如圖所示，能承受最大拉力為10N的細(xì)線OA與豎直方向成45°角，能承受最大拉力為5N的細(xì)線OB水平，細(xì)線OC能承受足夠大的拉力，為使OA、OB均不被拉斷，OC下端所懸掛物體的最大重力是多少？如圖所示，物體的質(zhì)量為2kg，兩根輕繩AB和AC（LAB=2LAC）的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個(gè)方向與水平線成θ=600的拉力F，若要使兩繩都能伸直，求拉力F一光滑的圓錐體固定在水平桌面上，母線與軸線的夾角為，如圖22所示，長為l的輕繩一端固定在圓錐的頂點(diǎn)，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球（可看作質(zhì)點(diǎn)），小球以速率v繞圓錐的軸線做水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（1）當(dāng)時(shí)，求繩子對(duì)小球的拉力.（2）當(dāng)時(shí)，求繩子對(duì)小球的拉力.如圖，在光滑水平面上放著緊靠在一起的Ａ、Ｂ兩物體，Ｂ的質(zhì)量是Ａ的2倍，Ｂ受到向右的恒力ＦB=2N，Ａ受到的水平力ＦA=(9-2t)N，(t的單位是s)。從t＝0開始計(jì)時(shí)，則：AABFAFBA．A物體在3s末時(shí)刻的加速度是初始時(shí)刻的5／11倍 B．t＞４s后，Ｂ物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．t＝4.5s時(shí)，Ａ物體的速度為零 D．t＞4.5s后，ＡＢ的加速度方向相反如圖所示，細(xì)線的一端固定于傾角為450的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊至少以加速度a=_________向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零，當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力T=__________。一光滑的圓柱體處在一光滑的圓槽中，圖示直徑和豎直方向成θ角，求：為使圓柱體不從圓槽中滾出，系統(tǒng)水平方向的加速度不能超過多少？如圖所示，輕繩兩端分別與、兩物體相連接，，，，物體、、及與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，輕繩與滑輪間的摩擦可忽略不計(jì)．若要用力將物拉動(dòng)，則作用在物上水平向左的拉力最小為（?。ǎ〢． B． C． D．如圖所示，質(zhì)量分別為m和M的A、B兩重物用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧豎直地連接起來，使彈簧為原長時(shí)，兩物從靜止開始自由下落，下落過程中彈簧始終保持豎直狀態(tài)。當(dāng)重物A下降距離h時(shí)，重物B剛好與地面相碰，假定碰后的瞬間重物B不離開地面（B與地面做完全非彈性碰撞）但不粘連。為使重物A反彈時(shí)能將重物B提離地面，試問下落高度h至少應(yīng)為多少？（提示：彈簧形變量為x時(shí)的彈性勢(shì)能為）

專題小結(jié)彈力為零、靜摩擦力達(dá)到最值、合外力為零往往是臨界條件．專題二、與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的臨界問題專題目標(biāo)會(huì)分析速度、位移等存在臨界狀態(tài)的問題．專題講練兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛．當(dāng)車在車前處時(shí)，車速度為，且正以的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)；經(jīng)過一段時(shí)間后，車加速度變?yōu)榱悖囈恢币缘乃俣茸鰟蛩龠\(yùn)動(dòng)．經(jīng)過后兩車相遇．問車加速行駛的時(shí)間是多少？在光滑水平軌道上有兩個(gè)半徑都是的小球和，質(zhì)量分別為和，當(dāng)兩球球心間的距離（）時(shí)，兩球之間無相互作用力；當(dāng)兩球球心間的距離，兩球間存在恒定的斥力．設(shè)球從遠(yuǎn)離球處以速度沿兩球連心線向原來靜止的球運(yùn)動(dòng)，要使兩球不接觸，則須滿足什么條件？C．當(dāng)滑到左側(cè)最高點(diǎn)時(shí)，的速度為，向左D．最后將在桌面左邊滑出如圖所示，一根輕彈簧兩端各固定質(zhì)量和的兩個(gè)物體，將它們放在光滑的水平面上，然后用力推使頂緊墻壁，此時(shí)，彈簧具有彈性勢(shì)能．現(xiàn)突然放手，求：（l）在彈簧松開的過程中，能達(dá)到的最大速度；（2）在脫離墻壁以后的過程中，彈簧能具有的最大勢(shì)能；（3）在脫離墻壁滑動(dòng)的過程中，能具有的最大速度．如圖所示，半徑為R的絕緣光滑圓環(huán)豎直固定在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，環(huán)上套有一質(zhì)量為m的帶正電的小球.已知球所受靜電力為其重力的倍.今將小球由環(huán)的最低點(diǎn)A處由靜止釋放.求：小球能獲得的最大動(dòng)能EK為多少?A、B球質(zhì)量均為m，AB間用輕彈簧連接，將A球用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，如圖示，剪斷細(xì)繩的瞬間，試分析A、B球產(chǎn)生的加速度大小與方向．一小球質(zhì)量為m，用長為L的懸繩（不可伸長，質(zhì)量不計(jì)）固定于O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方L/2處釘有一顆釘子，如圖所示，將懸線沿水平方向拉直無初速釋放后，當(dāng)懸線碰到釘子后的瞬間（）A．小球線速度沒有變化 B．小球的角速度突然增大到原來的2倍C．小球的向心加速度突然增大到原來的2倍 D．懸線對(duì)小球的拉力突然增大到原來的2倍在光滑的水平面上相距40cm的兩個(gè)釘子A和B，如圖所示，長1m的細(xì)繩一端系著質(zhì)量為0.4kg的小球，另一端固定在釘子A上，開始時(shí)，小球和釘子A、B在同一直線上，小球始終以2m/s的速率在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若細(xì)繩能承受的最大拉力是4N，那么，從開始到細(xì)繩斷開所經(jīng)歷的時(shí)間是()A．s B．s C．s D．s如圖所示，細(xì)繩長為L，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，欲使小球在恰好豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球至最低點(diǎn)時(shí)速度應(yīng)該是多大？過山車是游樂場(chǎng)中常見的設(shè)施。下圖是一種過山車的簡(jiǎn)易模型，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個(gè)圓形軌道組成，B、C、D分別是三個(gè)圓形軌道的最低點(diǎn)，B、C間距與C、D間距相等，半徑R1=2.0m、R2=1.4m。一個(gè)質(zhì)量為m=1.0kg的小球(視為質(zhì)點(diǎn))，從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以v0=12.0m/s的初速度沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，A、B間距L1=6.0m。小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，圓形軌道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。重力加速度取g=10m/s2，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字。試求(2)如果小球恰能通過第二圓形軌道，B、C間距L應(yīng)是多少；(3)在滿足(2)的條件下，如果要使小球不能脫離軌道，在第三個(gè)圓形軌道的設(shè)計(jì)中，半徑R3應(yīng)滿足的條件；小球最終停留點(diǎn)與起點(diǎn)A的距離。RR1R2R3ABCDv0第一圈軌道第二圈軌道第三圈軌道LLL1、表示真空中相距為的平行金屬板，極板長為，加上電壓后，其間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，在時(shí)，將圖13所示的方形波加在、上，且A0，B，此時(shí)恰有一帶電微粒沿兩板中央飛入電場(chǎng)。微粒質(zhì)量為（不計(jì)重力），帶電量為，速度大小為，離開電場(chǎng)時(shí)恰能平行于金屬板飛出，求（1）所加交變電壓0的取值范圍，（2）所加電壓的頻率應(yīng)滿足什么條件？ttU-U0U0BAmvq圖13專題小結(jié)剛好不相撞:兩物體最終速度相等或者接觸時(shí)速度相等．物體剛好滑出（滑不出）小車:物體滑到小車一端時(shí)與車的速度剛好相等．兩個(gè)物體的距離最近（遠(yuǎn)）:速度相等．繩端物體剛好通過最高點(diǎn):物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)重力等于向心力，速度大小為．桿端物體剛好通過最高點(diǎn):物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為零．速度達(dá)到最大值:物體所受合力為零．粒子剛好飛出（飛不出）兩個(gè)極板的勻強(qiáng)電場(chǎng):粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與極板相切．粒子剛好飛出（飛不出）磁場(chǎng):粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)邊界相切．圓形磁場(chǎng)區(qū)的半徑最小:磁場(chǎng)區(qū)是以公共弦為直徑的圓．鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)如圖所示，半徑分別為a、b的兩同心虛線圓所圍區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在小圓內(nèi)沿徑向存在電場(chǎng)，電場(chǎng)方向指向圓心O，小圓周與金屬球間的電勢(shì)差為U．在O處固定一個(gè)半徑很?。珊雎圆挥?jì)）的金屬球，設(shè)有一個(gè)帶負(fù)電的粒子從金屬球表面沿x軸正方向以很小的初速度逸出，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q．不計(jì)粒子的重力，忽略粒子逸出的初速度。求：（1）粒子到達(dá)小圓周上時(shí)的速度為多大？（2）粒子以（1）中的速度進(jìn)入兩圓間的磁場(chǎng)中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過某一臨界值時(shí)，粒子將不能到達(dá)大圓周，求此臨界值．（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度?。?）中的臨界值，且，要使粒子恰好第一次沿逸出方向的反方向回到原出發(fā)點(diǎn)，粒子需經(jīng)過多少次回旋？并求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．（設(shè)粒子與金屬球正碰后電量不變，且能以原速率原路返回）利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場(chǎng)加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到GA邊，被相應(yīng)的收集器收集。整個(gè)裝置內(nèi)部為真空。已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2(m1>m2)，電荷量均為q。加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為U，離子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以忽略。不計(jì)重力，也不考慮離子間的相互作用。(1)求質(zhì)量為m1的離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率v1；(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí)，求兩種離子在GA邊落點(diǎn)的間距s；(3)在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實(shí)際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點(diǎn)區(qū)域交疊，導(dǎo)致兩種離子無法完全分離。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)，GA邊長為定值L，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在A處。離子可以從狹縫各處射入磁場(chǎng)，入