人教版临界值问题总结分析
高中物理临界问题解题技巧类解
高中物理临界问题解题技巧类解临界问题是物理现象中的常见现象。
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,是解题的切入口,在物理解题中起举足轻重的作用。
求解临界问题通常有如下方法:极限法、假设法、数学分析法(包括解析法、几何分析法等)、图象法等。
极限法: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。
假设法:有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,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,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: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。
下面列举的是高中物理各知识系统中典型的临界问题。
一、运动学中的临界问题例1、一列客车以速度v 1前进,司机发现前方在同一轨道上有一列货车正在以速度v 2匀速前进,且v1v 2,货车车尾与客车车头相距s 0,客车立即刹车做匀减速运动,而货车仍保持匀速运动。
求客车的加速度a 符合什么条件两车才不会撞上?分析:这一类问题一般用数学方法(解析法)来求解。
若要客车不撞上货车,则要求客车尽可能快地减速,当客车的速度减小到与货车速度相等时两车相对静止,若以后客车继续减速,则两车的距离又会增大;若以后客车速度不变,则两车将一直保持相对静止。
可见,两车恰好相碰时速度相等是临界状态,即两车不相碰的条件是:两车速度相等时两车的位移之差△S ≤S 0。
下面用两种方法求解。
解法一:以客车开始刹车时两车所在位置分别为两车各自位移的起点,则,客车:21112s v t at =-,货车:22s v t =, 两车不相撞的条件:21,v v at =-120s s s -≤。
数学中的临界值法解题技巧
数学中的临界值法解题技巧
在我们研究的许多数学问题中,相关的状态参量间存在着一定的制约变化关系,其中当变化到某一状态时出现极限或某种转折,这就是问题的临界状态,满足与此相对应的条件称为临界条件.在解题时,若能善于捕捉并巧妙运用临界条件,则会使解题思路敏捷,少走弯路,少出差错.这种解题方法称为临界值法.下面举例来说明临界值法在解决数学问题上的应用.
说明:数学思维不是静止不变的,而是变化的,解题时需要我们仔细观察,认真分析,注意观察条件的细节,特别是运动变化的临界状态,从而使我们在解题过程中少走弯路。
【新教材】人教版(2019)高中物理必修一专题:牛顿运动定律综合应用:临界问题 动力学图像问题
牛顿运动定律综合应用临界问题临界问题1. 临界问题:某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态。
2. 关键词语:在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰能”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件。
3. 临界问题的常见类型及临界条件:(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触(或脱离)的临界条件是弹力为零。
(2)相对静止或相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大静摩擦力。
(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限的,绳子断与不断的临界条件是实际张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是绳上的张力为零。
(4)加速度最大与速度最大的临界条件:当所受合力最大时,具有最大加速度;当所受合力最小时,具有最小加速度。
当出现加速度为零时,物体处于临界状态,对应的速度达到最大值或最小值。
如图所示,A,B两个物体间用最大张力为100 N的轻绳相连,m A=4 kg,m B=8 kg,在拉力F的作用下向上加速运动,为使轻绳不被拉断,F的最大值是多少?(g取10 m/s2)【答案】150 N【解析】要使轻绳不被拉断,则绳的最大拉力F T=100 N,先以B为研究对象,受力分析如图甲所示,据牛顿第二定律有:F T-m B g=m B a再以A,B整体为对象,受力分析如图乙所示,同理,列方程F-(m A+m B)g=(m A+m B)a解得,F=(m A+m B)(g+a)=12×12.5 N=150 N。
如图,质量m=1 kg的物块放在倾角为θ的斜面上,斜面质量M=2 kg,斜面与物块间的动摩擦因数μ=0.2,地面光滑,θ=37°,现对斜面施一水平推力F,要使物块相对斜面静止,力F应为多大?(g=10 m/s2,设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)【答案】14.4N≤F≤33.6N【解析】(1)设物体处于相对斜面向下滑的临界状态时推力为F1,此时物体受力如图甲,取加速度a方向为x轴正向,对m:x方向:F N sinθ-μF N cosθ=ma1y方向:F N cosθ+μF N sinθ-mg=0对整体:F1=(M+m)a1把已知数据代入并解得:a1≈4.78 m/s2F1=14.3 N(2)设物体处于相对斜面向上滑的临界状态时推力为F2,此时物体受力如图乙,对m:x方向:F N sinθ+μF N cosθ=ma2y方向:F N cosθ-μF N sinθ-mg=0对整体:F2=(M+m)a2把已知数据代入并解得a2≈11.18 m/s2,F2=33.5 N所以14.3 N≤F≤33.5N。
高中物理课件(人教版2019必修第一册)专题 临界(极值)问题(课件)
F2
F1
AB
解 :由题意分析可得两物体分离的临界条件是:两物体之间刚好无相互作用的
弹力,且此时两物体仍具有相同的加速度。 分别以A、B为研究对象,水平方向受力分析如图
由牛顿第二定律得
a
F1 BBB
F1=ma
F2=2ma
则 F2=2 F1
a
F2 A
即(40-4t) =2(10+4t)
解得 t=5/3 (s)
向右运动时,绳对小球的拉力及斜面对小球的弹力各为多大?
a
解:小球即将脱离斜面支持力FN =0 对小球进行受力分析,得合力: F=mgcotθ =ma a=gcotθ= 4g/3
θG
FT F=ma
因为a1=g< 4g/3,所以斜面对小球有弹力
则沿x轴方向 沿y轴方向
FTcosθ-FNsinθ=ma FTsinθ+FNcosθ=mg
第四章 运动和力的关系
专题 临界(极值)问题
人教版(2019)
目录
contents
01 临界问题
02
实例分析
03 典例分析
01
临界问题
1、动力学中临界问题的特征 在动力学问题中出现某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转
折状态即为临界问题。问题中出现“最大”“最小”“刚好”“恰能”等关键词语,一般都 会涉及临界问题,隐含相应的临界条件。(涉及临界状态的问题叫做临界问题)
假设法 中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解 决问题
数学方法 将物理过程转化为数学表达式:三角函数式、二次函数的判别 式,根据数学表达式解出临界条件
解决临界问题的基本思路
(1)认真审题,仔细分析研究对象所经历的变化的物理过程, 找出临界状态。 (2)寻找变化过程中相应物理量的变化规律,找出临界条件。 (3)以临界条件为突破口,列临界方程,求解问题。
物理临界值的解题思路
物理临界值的解题思路物理学是一门基础学科,它探究自然界的规律和现象,为人类社会的发展提供了重要的科学依据。
在物理学中,临界值是一个非常重要的概念,它是指某个物理量达到某个临界值时,系统的状态会发生重要的变化。
本文将介绍物理临界值的概念、分类以及解题思路。
一、物理临界值的概念物理临界值是指某个物理量达到某个特定值时,系统的状态会发生重要的变化。
这个变化可能是相变、共振、失稳等,具体表现为物理量的突变、震荡或者翻转等。
临界值是物理学中的一个重要概念,它与系统的稳定性、相互作用等密切相关。
二、物理临界值的分类根据物理量的不同性质,临界值可以分为多种类型。
下面列举几种常见的物理临界值:1. 相变临界值相变是物质从一种状态向另一种状态转化的过程,例如水从液态向固态转化为冰。
相变临界值是指物质在达到一定温度、压力等条件下,从一种状态向另一种状态转化的临界值。
例如,水在0℃下达到冰点,会发生相变,这个温度就是水的相变临界值。
2. 共振临界值共振是指两个或多个物体在一定频率下发生相互作用的现象。
共振临界值是指两个物体在达到一定频率下,能够产生共振的临界值。
例如,两个钟摆在特定频率下会发生共振,这个频率就是两个钟摆的共振临界值。
3. 失稳临界值失稳是指系统在达到一定条件下,从稳定状态转化为不稳定状态的过程。
失稳临界值是指系统在达到一定条件下,从稳定状态转化为不稳定状态的临界值。
例如,一个平衡在桌子边缘的物体,在达到一定角度时会失去平衡,这个角度就是失稳临界值。
三、物理临界值的解题思路在解决物理临界值问题时,我们需要掌握一些基本的解题思路。
下面列举几个常用的解题思路:1. 分析物理量的变化趋势在解题时,我们需要分析物理量的变化趋势,找出其变化的规律。
例如,水的温度随着时间的变化呈现出一定的上升趋势,我们需要通过分析这个趋势,找出水的相变临界值。
2. 利用公式计算在解题时,我们可以利用相关的公式计算物理量的临界值。
例如,计算物体的失稳临界值时,我们可以利用牛顿第二定律、重心高度等公式计算。
学案力平衡极值临界值问题及小结
1 / 4专题5、平衡物体的临界与极植问题[高考要求]1、掌握分析平衡物体的临界问题的基本思维方法——假设法。
2、掌握会用数学知识求解物体极值问题。
[学习内容] 一、临界问题1、临界状态:是一种物理现象转变为另一种物理现象,或从一物理过程转入到另一物体过程的转折状态,临界状态也可理解为“恰好出现”和“恰好不出现”某种现象的状态,解决这类问题的关键是要注意“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。
2、处理临界问题的基本思维方法——假设推理法。
【例1】如图所示,物体的质量为2kg ,两根轻细绳AB 和AC 的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施一个方向与水平线成θ=60°的拉力F ,若要使绳都能伸直,求拉力F 的大小范围。
【例2】如图所示,物体A 重10N ,物体与竖直墙的动摩擦因数为0.5,用一个与水平成45°角的力F 作用在物体上,要使物体A 静止于墙上,则F 的取值是多少?二、极植问题1、极值问题是指研究平衡问题中某物理量发生变化时出现的最大值或最小值。
2、研究平衡物体的极值问题的两种方法。
①解析法:根据平衡条件列方程,在解方程对采用数学知识求极值。
通常用到的数学知识有二次函数极值、判别式法、配方法、定和定积法、讨论分析极值、三角函数极值、以及几何法求极值等。
②图解法:即根据物体的平衡条件出力的矢量图,确定最大值和最小值。
【例3】重为G 的木块与水平地面间的动摩擦因数为μ,一人欲用最小的作用力F 使木块作匀速运动,则此最小作用力的大小和方向应如何?[解析法][图解法]【例4】如图所示,用细线AO 、BO 悬挂重物,BO 水平与竖直线成30°角,若AO 、BO 能承受的最大拉力各为10N 和6N ,OC允许的最大重力为多少?想一想:如图所示,质量为M的小球放在倾角为α的光滑斜面上,小球被与水平成β角的细线系住,斜面体位于光滑水平面上,用水平力F缓慢地向左推斜面体,β角将减小,当β=_________时细线拉力最小,此时F=_________。
高中物理临界问题解题方法技巧类解
高中物理临界问题解题方法技巧类解临界问题是高中物理解题中常见问题。
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,是解题的切入口,在物理解题中起举足轻重的作用。
求解临界问题通常有如下方法:假设法、极限法、数学分析法(包括解析法、几何分析法等)、图象法等。
假设法:有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,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,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。
极限法: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。
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: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。
下面列举的是高中物理各知识系统中典型的临界问题。
一、平衡状态的临界问题例1、倾角为30θ=度的斜面上放置一个重200N 的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为3μ=,要使物体恰好能沿斜面向上匀速运动,所加的力至少为多大?方向如何?分析;由于施力的方向没定,先假定一个方向:与斜面成α角向上,物体的受力分析如图2所示。
解:x 方向:cos sin F f mg αθ=+ y 方向: sin cos F N mg αθ+= 其中 F N μ=联立以上三式求解得:/(cos )F mg αα==,其中060ϕ=。
当030α=时F 有极值:min F =。
例2、如图3所示,用光滑的粗铁丝做成一个直角三角形ABC ,BC 边水平,ABC α∠=,AB 及AC 上分别套有用细绳连着的小环P 、Q 。
高中物理力学中的临界问题分析-人教版高三全册物理试题
第八讲高中物理力学中的临界问题分析临界问题与分析方法1. 临界问题:在一种运动形式(或某种物理过程和物理状态)变化的过程中,存在着分界的现象。
这是从量变到质变的规律在物理学中的生动表现,这种界限通常以临界值和临界状态的形式出现在不同的物理情景中。
利用临界值和临界状态作为求解问题的思维起点,是一个重要的解题方法。
2.临界问题的处理方法(1)极限法:在题目中如出现“最大〞“最小〞“刚好〞等词语时,一般隐含着临界问题,处理这类问题时,应把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,达到尽快求解的目的。
(2)假设法:有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,但在变化过程中可能出现临界问题,也可能不出现临界问题,解答这类题,一般用假设法。
(3)数学法:将物理过程转化为数学公式,根据数学表达式求解得出临界条件。
注意:(1) 临界点的两侧,物体的受力情况、变化规律、运动状态一般要发生变化。
(2) 临界问题通常具有一定的隐蔽性,解题的灵活性较大,审题时应尽量复原物理情景,抓住临界状态的特征,找到正确的解题方向。
一. 运动学中的临界问题在在追与与相遇问题中常常会出现临界现象,仔细审题,挖掘题设中的隐含条件,寻找与“刚好〞、“最多〞、“至少〞等关键词对应的临界条件是解题的突破口。
一般来说两物体速度相等是题中隐含的临界条件,解题时正确处理好两物体间的时间关系和位移关系是解题的关键。
当同一时刻两物体在同一位置时,两物体相遇,此时假设后面物体的速度大于前面物体的速度即相撞,因此两物不相撞的临界条件是两物体的速度相等。
假设两物体相向运动,当两物体发生的位移大小之和等于开始时两物体的距离时相遇,此时只要有一个物体的速度不为零如此为相撞。
例题1. 一辆汽车在十字路口等待绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶,恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来,从后边超过汽车.试问:〔1〕汽车从路口开动后,在赶上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时距离是多少?〔2〕当两车相距最远时汽车的速度多大?例题2. 在水平轨道上有两列火车A和B相距s,A车在后面做初速度为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动,而B车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,两车运动方向一样.要使两车不相撞,求A车的初速度v0应满足什么条件?二、平衡现象中的临界问题在平衡问题中当物体平衡状态即将被打破时常常会出现临界现象,分析这类问题要善于通过研究变化的过程与物理量来寻找临界条件。
高中物理临界问题总结
高中物理临界问题总结物理常见临界条件有哪些呢?正在备考的同学们赶紧来看看高中物理知识点物理常见临界条件汇总。
下面是小编为您整理的作文,希望对您有所帮助。
高中物理临界问题总结 1.演绎法:以原理、定理和定律为依据,先找出所研究问题的一般规律和一般解,然后分析讨论其特殊规律和特殊解,即采用从一般到特殊的推理方法。
2.临界法:以原理、定理或定律为依据,直接从临界状态和相应的临界量入手,求出所研究问题的特殊规律和特殊解,以此对一般情况进行分析讨论和推理,即采用林特殊到一般的推理方法。
由于临界状态比一般状态简单,故解决临界问题时用临界法比演绎法简捷。
在找临界状态和临界量时,常常用到极限分析法:即通过恰当地选取某个物理量(临界物理量)推向极端(“极大”和“极小”,“极左”和“极右”等),从而把隐蔵的临界现象(或“各种可能性”)暴露出来,找到解决问题的“突破口”。
因此,先分析临界条件物理学中临界问题题1 如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动。
现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是A.处为拉力,为拉力B.处为拉力,为推力C.处为推力,为拉力D.处为推力,为推力解析因为圆周运动的物体,向心力指向圆心,小球在最低点时所需向心力沿杆由a指向O,向心力是杆对小球的拉力与小球重力的合力,而重力方向向下,故杆必定给球向上的拉力,小球在最高点时若杆恰好对球没有作用力,即小球的重力恰好对球没有作用力,即小球的重力恰好提供向心力,设此时小球速度为vb,则:mg = m vb =当小球在最高点的速度vvb时,所需的向心力Fmg,杆对小球有向下的拉力;若小球的速度vvb时,杆对小球有向上推力,故选A、B正确评析本题关键是明确越过临界状态vb = 时,杆对球的作用力方向将发生变化。
人教版初三数学上册与函数有关的临界点问题
学生活动设计意图函数
通过上题,我们来总结一下解题步骤:
第一步:“画一画”确定的图形
第二步:“找一找”运动图形中确定临界点
第三步:“算一算”计算临界时参数的值,并确定参数的取值范围。
点,结合函数的图象,则
2014中考23.在平面直角坐标系中,抛物线
(1)求抛物线的表达式及对称轴;
(2)设点B关于原点的对称点为
间的部分为图像G(包含
点D纵坐标t的取值范围
必做:(丰台二模)
与x轴交于A,B
(1)求点B的坐标及
(2)当23
x
-<<时,结合函数图象直接写出
、选作:思考变式④
这节课是在二模考试结束后,分析试卷时发现
高的基础上做的专题复习课。
函数临界点问题是近年来的中考热点,一些学生能做出一部分,但是却得不到完整的分数,总是在过程中有些想不到的失误,而且运动变化问题向来是学生思维上的弱点,没有很强的空间想象能力,而在考场上也不可能做到利用数学软件的作图功能去直观得到结果,所以我设计这节课的目的有两个:一是明确这一类。
高中物理几种临界问题的分析与探讨
高中物理几种临界问题的分析与探讨高中物理中的临界问题是一类重要且复杂的问题,它们涉及物体在特定条件下从一种状态转变为另一种状态的瞬间。
这类问题通常要求学生具备深厚的物理基础、敏锐的问题分析能力和准确的计算技巧。
以下是对高中物理中几种常见临界问题的分析与探讨:一、平衡物体的临界问题定义:平衡物体的临界问题主要关注物体在即将失去平衡(或达到新的平衡)的瞬间所满足的条件。
特点:物体处于静止或匀速直线运动状态(加速度a=0)。
临界状态通常表现为某些力的突然变化(如弹力、摩擦力等)。
分析方法:受力分析:对物体进行详细的受力分析,找出所有作用在物体上的力。
状态分析:确定物体当前的状态(静止、匀速直线运动)以及即将转变的状态。
寻找临界条件:根据牛顿第二定律(F=ma),当a=0时,合力F 也为零。
因此,需要找出使合力为零的临界条件。
二、动态物体的临界问题定义:动态物体的临界问题涉及物体在加速度即将发生突变的瞬间所满足的条件。
特点:物体具有非零加速度(a≠0)。
临界状态通常表现为加速度的突然变化。
分析方法:运动过程分析:对物体的运动过程进行详细分析,找出加速度即将发生突变的瞬间。
受力分析:在临界状态下对物体进行受力分析,特别是关注那些即将发生变化的力(如弹力、摩擦力等)。
应用牛顿第二定律:根据牛顿第二定律建立方程,并求解出临界条件下的加速度或相关物理量。
三、连接体中的临界问题定义:连接体中的临界问题涉及两个或多个相互连接的物体在特定条件下所表现出的临界现象。
特点:物体间存在相互作用力(如弹力、摩擦力等)。
临界状态通常表现为相互作用力的突然变化或物体间相对运动的开始。
分析方法:整体法与隔离法结合:首先采用整体法分析连接体的整体运动情况;然后采用隔离法分析单个物体的受力情况和运动情况。
寻找临界条件:根据连接体的运动特点和受力情况找出临界条件(如相互作用力达到最大值、物体间相对运动的开始等)。
建立方程求解:根据牛顿第二定律或动量定理等物理规律建立方程并求解出临界条件下的相关物理量。
力学中的临界值问题
力学中的临界值问题 一、临界状态 何谓临界状态?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,这时物体所处的状态通常称为临界状态,也可理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态。
与之相关的物理条件则称为临界条件。
二、临界问题特点 许多临界问题,题干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脱离”等词语对临界值问题给出了明确的暗示,所以临界值问题往往也是极值问题。
三、解决临界问题的基本思路 1.分析临界状态 一般采用极端分析法,即把问题中的物理量推向极值,就会暴露出物理过程,常见的有A.发生相对滑动;B.绳子绷直;C.与接触面脱离。
所谓临界状态一般是即将要发生质变时的状态,也是未发生质变时的状态。
此时物体所处的运动状态常见的有:A.平衡状态;B.匀变速运动;C.圆周运动等。
2.找出临界条件 上述临界状态其对应临界条件是: (1)相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达最大值; (2)绳子松弛的临界条件是绳中拉力为零; (3)相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是相互作用的弹力为零。
3.列出状态方程 将临界条件代到状态方程中,得出临界条件下的状态方程。
4.联立方程求解 有些临界问题单独临界条件下的状态方程不能解决问题,则需结合其他规律联立方程求解。
例1.半径为R的光滑球面固定在水平面上,一小球由顶端开始无初速释放,则小球在球面上能滑行多远? 解析:(1)把问题中的物理量滑动路程S推向极大,则小球会脱离球面,临界状态仍为没有脱离时的圆周运动,其对应临界条件为,小球受力如图2所示,设脱离时与竖直方向的夹角为,则其临界条件下的状态方程为 例2.有一小甲虫,在半径为R的半球碗中向上爬行,设虫足与碗壁的动摩擦因数,试问它能爬到的最高点离碗底多高? 解析:(1)把问题中的物理量距碗底高度h推向极大,则小甲虫会与碗壁发生相对滑动,此时其状态仍为没有发生相对滑动时的平衡状态,对应的临界条件为达到最大静摩擦,小甲虫受力如图3所示,设脱离时与竖直方向的夹角为,则其临界条件下状态方程为 例3.如图3所示,质量为m=1kg的物块放在倾角为的斜面体上,斜面质量为,斜面与物块间的动摩擦因数为,地面光滑,现对斜面体施一水平推力F,要使物体m相对斜面静止,试确定推力F的取值范围。
物理临界值的解题思路
物理临界值的解题思路
物理临界值的解题思路一般有以下几个步骤:
1.理解物理概念:物理临界值通常是指在一定条件下发生某种物理现象的最小条件值或最大条件值,例如临界温度、临界压力、临界电场等。
2.确定物理量及其单位:在解题过程中,需要确定涉及的物理量及其单位,例如温度(K)、压力(Pa)、电场强度(V/m)等。
3.应用物理公式:通常采用相关物理公式来计算物理临界值,例如临界温度的公式为Tc=2/3Tm,其中Tm为熔点。
在应用公式时需要注意单位转换,确保计算结果的准确性。
4.分析问题:需要根据题目要求,对所求答案进行分析,有时需要进行额外的计算或推导,以验证计算结果的正确性。
5.总结:在解题过程中需要进行总结,回顾问题的求解步骤,以及所涉及物理概念、物理量及其单位、公式等,帮助巩固物理知识和提高解题能力。
物理人教版高中必修2园周运动的临界问题
竖直平面内的圆周运动的临界问题竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动。
一般情况下,只讨论最高点和最低点的情况,常涉及过最高点时的临界问题。
临界问题的分析方法:首先明确物理过程,正确对研究对象进行受力分析,然后确定向心力,根据向心力公式列出方程,由方程中的某个力的变化与速度变化的对应关系,从而分析找出临界值。
1.“绳模型”如图6-11-1所示,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。
(注意:绳对小球只能产生拉力)(1)小球能过最高点的临界条件:绳子和轨道对小球刚好没有力的作用mg =2v m Rv 临界(2)小球能过最高点条件:v(当v(3)不能过最高点条件:v<(实际上球还没有到最高点时,就脱离了轨道)2.“杆模型”如图6-11-2所示,小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况 (注意:轻杆和细线不同,轻杆对小球既能产生拉力,又能产生推力。
)(1)小球能最高点的临界条件:v = 0,F = mg (F 为支持力)(2)当0< vF 随v 增大而减小,且mg > F > 0(F 为支持力) (3)当v=F =0(4)当vF 随v 增大而增大,且F >0(F 为拉力)【案例剖析】例1.长为L 的细绳,一端系一质量为m 的小球,另一端固定于某点,当绳竖直时小球静止,再给小球一水平初速度0v ,使小球在竖直平面内做圆周运动,并且刚好能过最高点,则下列说法中正确的是 ( )图6-11-1a b图6-11-2 bA .球过最高点时,速度为零B .球过最高点时,绳的拉力为mgC .开始运动时,绳的拉力为2v m LD解析:开始运动时,由小球受的重力mg 和绳的拉力F 的合力提供向心力,即20v F mg m L-=,20v F m mg L=+,可见C 不正确;小球刚好过最高点时,绳拉力为0,2v mg m L =,v =以,A 、B 、C 均不正确。
故选:D例2:如图6-11-3所示,一轻杆一端固定质量为m 的小球,以另一端 O 为圆心,使小球做半径为R 的圆周运动,以下说法正确的是 ( )A .球过最高点时,杆所受的弹力可以等于零B.球过最高点时,最小速度为C .球过最高点时,杆对球的弹力一定与球的重力方向相反D .球过最高点时,杆对球的弹力可以与球的重力反向,此时重力一定大于杆对球的弹力 解析:小球用轻杆支持过最高点时,0v =临,故B 不正确;当v = F = 0故A 正确。
临界和极值问题的分析方法
美思文化培训学校姓名__________---------临界和极值问题的分析方法Ⅰ、临界问题:1、临界状态:物体的运动状态即将发生突变而还没有变化的状态。
可理解为“恰好现象”或“恰恰不出现”的状态。
平衡物体(a=0)的平衡状态即将被打破而还没有被打破的瞬间;动态物体(a≠0)的状态即将发生突变而还没有变化的瞬间。
临界状态也可归纳为加速度即将发生突变的状态。
2、临界条件:加速度发生突变的本质原因是物体的外力发生了突变,物体处于临界状态,必然隐含着某些力(如弹力、摩擦力等)的突变。
抓住这些力突变的条件,是我们解题的关键。
3、处理办法(1)做好受力分析、状态分析和运动过程的分析建立运动的情景,抓住运动过程中的“转折点”。
(2)寻找临界状态所隐含的条件。
Ⅱ、处理极值问题的方法:(1)运用矢量法则讨论某变力的最小值。
(2)利用三角函数知识讨论最大值或最小值。
Ⅲ、题型类型2.追及和相遇问题的临界问题3.相互接触物体分离的临界问题(1)相互接触的物体要分离的临界条件为:弹力N=0(2)一起运动且相互接触的物体分离的临界条件为:v同、a同Ⅰ、弹力发生突变时1、相互作用的物体间的弹力发生突变错误!未找到引用源。
如图所示,质量均为m的两个梯形木块A和B紧挨着并排放在水平面上,在水平推力F作用下向右做匀加速运动.为使运动过程中A和B之间不发生相对滑动,求推力F的大小.(不考虑一切摩擦)错误!未找到引用源。
如图5所示,两个木块A和B,质量分别为m A和m B,紧挨着并排放在水平桌面上,A、B间的接触面垂直于图中纸面且与水平成θ角。
A、B间的接触面是光滑的,但它们与水平桌面间有摩擦,静摩擦系数和滑动摩擦系数均为μ。
开始时A、B都静止,现施一水平推力F于A,要使A、B向右加速运动且A、B间之间不发生相对滑动,则:(1)μ的数值应满足什么条件?(2)推力F的最大值不能超过多少?(只考虑平动,不考虑转动问题)2、轻绳的弹力发生突变绳子松弛的临界条件是绳中张力为零,即F T=0。
2018高中物理 牛顿定律应用专题 6 深度剖析临界问题学案 新人教版必修1
深度剖析临界问题二、重难点提示临界条件的发现和利用。
当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点,这个转折点所对应的状态叫做临界状态;在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件。
【要点诠释】临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼,明显表明题述的过程存在着临界点;(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语,表明题述的过程存在着“起止点”,而这些起止点往往就是临界状态;(3)若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点;(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等,即是要求首末加速度或首末速度。
【方法指导】临界问题的常用解法1. 极限法:把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的。
2. 假设法:临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题。
3. 数学方法:将物理过程转化为数学公式,根据数学表达式解出临界条件。
如转化为二次函数求极值或最值问题,但要注意物理量的实际意义。
例题1 如图所示,质量为m=1 kg的物块放在倾角为θ=37°的斜面体上,斜面体质量为M=2 kg,斜面体与物块间的动摩擦因数为μ=0.2,地面光滑,现对斜面体施一水平推力F,要使物块m相对斜面静止,试确定推力F的取值范围。
(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)思路分析:当推力F较小时,物块有相对斜面向下运动的可能性,此时物块受到的摩擦力沿斜面向上;当推力F较大时,物块有相对斜面向上运动的可能性,此时物块受到的摩擦力沿斜面向下,找准临界状态是解答此题的关键。
我们可以用极限法进行判定。
(1)设物块处于相对斜面向下滑动的临界状态时的推力为F1,此时物块受力分析如图所示取加速度的方向为x轴正方向。
高中物理临界值问题
高中物理临界值问题一、物理中不同的临界情况对应着不同的临界条件,现列表如下:临界情况临界条件速度达到最大值物体所受合力为零刚好不相撞两物体最终速度相等或者接触时速度相等刚好分离两物体仍然接触、弹力为零,原来一起运动的两物体分离时,不只弹力为零且速度和加速度相等粒子刚好飞出(飞不出)两个极板的匀强电场粒子运动轨迹与极板相切粒子刚好飞出(飞不出)磁场粒子运动轨迹与磁场边界相切物体刚好滑出(滑不出)小车物体滑到小车一端时与车的速度刚好相等刚好运动到某一点到达该点时的速度为零绳端物体刚好通过最高点物体运动到最高点时重力等于向心力,速度大小为杆端物体刚好通过最高点物体运动到最高点时速度为零圆形磁场区的半径最小磁场区是以公共弦为直径的圆使通电导线倾斜导轨上静止的最小磁感强度安培力平行于斜面两个物体的距离最近(远)速度相等绳系小球摆动,绳碰到(离开)钉子圆运动半径变化,拉力骤变刚好发生(不发生)全反射入射角等于临界角总之,解决物理临界问题要仔细题目,搞清已知条件,判断出临界状态的条件,才能解决问题。
二、例题分析1.中国女排享誉世界排坛,曾经取得辉煌的成就。
在某次比赛中,我国女排名将冯坤将排球从底线A点的正上方以某一速度水平发出,排球正好擦着球网落在对方底线的B点上,且AB平行于边界CD。
已知网高为h,球场的长度为s,不计空气阻力且排球可看成质点,则排球被发出时,击球点的高度H和水平初速度v分别为( )A.H=43h B.H=32h C.v=s3h3gh D.v=s4h6gh解析:选AD 由平抛知识可知12gt2=H,H-h=12g(t2)2得H=43h,A正确,B错误。
由vt=s,得v=s4h6gh,D正确,C错误。
2.如图所示,小车内有一质量为m的物块,一根弹簧与小车和物块相连,处于压缩状态且在弹性限度内。
弹簧的劲度系数为k,形变量为x,物块和小车之间的动摩擦因数为μ。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,运动过程中,物块和小车始终保持相对静止。
求临界点和取值范围问题的解析
求临界点和取值范围问题的解析临界点和取值范围问题是中考数学常考内容之一,一般与几何、函数一起考查,而取值范围问题,可能涉及不等式和代数式有意义的问题。
我们今天简单看一下临界点问题和取值范围常考哪些内容。
(1)求取值范围:①根据判别式求取值范围:例:已知x²-2mx+m+6=0有两个不相等的实数根,求m的取值范围思路:显然有两个不相等的实数根需满足△=b²-4ac>0,本式中a=1,b=-2m,c=m+6。
所以有(-2m)²-4(m+6)=4(m-3)(m+2)>0易知 m的取值范围为m<-2或m>3②有无数解问题:例:❶若ax²+ax+1>0恒成立,求a的取值范围。
【一般不等式均有无数解,这里我们说是恒成立】思路:实际上是考查对二次函数图像的认识,因为不等方程是>0,所以二次函数需满足开口向上即a>0,且与x轴无交点,即判别式△<0,易知0<a<4例:❷关于x的不等式2x+5-a>1-bx恒成立,试确定a,b的取值范围。
思路:对于任意的方程ax+b=0,只有在a和b同时为0的时候,方程有无数解(为什么?因为a=0,则ax恒为0,与x的取值无关)。
而对于不等式ax+b>0,则必须是在a=0,b>0,时才可能恒成立。
所以此题先移项化为(2+b)x+4-a>0,则有b=-2,a<4。
②无解问题(二次函数问题不再举例):例:❶思路:不等式组无解的思路是让两个不等式解到的解无公共部分例如(不存在x>1且x<0的值)。
本题中x-3(x-2)≤4,解得x≥1,第二个分式不等式解得x<a,所以只需保证a不大于1即可,即a≤1。
(注意对于a是否能取1,不熟练时单独拿出来分析一下)❷我们将上一题略微改动:思路:注意改动的位置,第一个不等式不等式改变,则解变为了x≤1,而整个不等式组的解也是x≤1,所以第二个不等式解到的解必须是x<b,且b需要时大于1的数。
人教版(教材)高一物理必修第一册第四章运动与力动力学中的临界问题
般用假设法,即假设出现某种临界状态,分析物体的受力情况及
运动状态与题设是否相符,然后根据实际情况进行处理。
典型例题Biblioteka 例1:A、B两物体叠放在光滑水平面上,A、B间动摩擦
/ s2 )
(3)a 3 g呢
典型例题
(4)当斜面和小球以a = 3g/4的加速度向左匀加速运动时, 【教学方法】探究拓展法。
《荆轲刺秦王》是节选自《战国策·燕刺》中的一篇深受人们喜爱的名篇。本文反映的事件是重大的,文字十分精炼生动,情节发展波
小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多大? 澜有致,人物形象栩栩如生。
秦晋历史上关系一直很好;更重要的是,秦也有向外扩张的欲望,于是秦晋联合也就必然了。
(大部分同学会说郑伯是一个礼贤下士、从谏如流的君主。)
规律总结
三类临界问题的临界条件:
(1)相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是:相 互作用的弹力为零;
(2)绳子松弛的临界条件是:绳中拉力为零; (3)存在静摩擦的连接系统,当系统外力大于最大静
2. 《庄子·逍遥游》中以“朝菌”和“蟪蛄”为例来说明“小年”一词的两句是:朝菌不知晦朔,蟪蛄不知春秋。
目的。 11.写作者在江面上自由飘荡,似乎是在浩荡的宇宙间乘风飞行,飘飘忽忽升入仙境里去的句子:浩浩乎如冯虚御风,而不知其所止;
飘飘乎如遗世独立,羽化而登仙。 战国末期燕秦两国的斗争形势
(2)假设法 《史记》里有简单的几句:“郑使人言穆公”、“乃使人私于秦”、“乃间令使谓秦穆公”。“人”“使”二字使烛之武成了无名英
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人教版临界值问题总结分析
一、临界状态
何谓临界状态?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,这时物体所处的状态通常称为临界状态,也可理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态。
与之相关的物理条件则称为临界条件。
二、临界问题特点
许多临界问题,题干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脱离”等词语对临界值问题给出了明确的暗示,所以临界值问题往往也是极值问题。
三、解决临界问题的基本思路
1.分析临界状态
一般采用极端分析法,即把问题中的物理量推向极值,就会暴露出物理过程,常见的有A.发生相对滑动;B.绳子绷直;C.与接触面脱离。
所谓临界状态一般是即将要发生质变时的状态,也是未发生质变时的状态。
此时物体所处的运动状态常见的有:A.平衡状态;B.匀变速运动;C.圆周运动等。
2.找出临界条件
上述临界状态其对应临界条件是:
(1)相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达最大值;
(2)绳子松弛的临界条件是绳中拉力为零;
(3)相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是相互作用的弹力为零。
3.列出状态方程
将临界条件代到状态方程中,得出临界条件下的状态方程。
4.联立方程求解
有些临界问题单独临界条件下的状态方程不能解决问题,则需结合其他规律联立方程求解。
例1.半径为R的光滑球面固定在水平面上,一小球由顶端开始无初速释放,则小球在球面上能滑行多远?
解析:(1)把问题中的物理量滑动路程S推向极大,则小球会脱离球面,
临界状态仍为没有脱离时的圆周运动,其对应临界条件为,小球受力如图
2所示,设脱离时与竖直方向的夹角为,则其临界条件下的状态方程为
例2.有一小甲虫,在半径为R的半球碗中向上爬行,设虫足与碗壁的动摩擦因数,试问它能爬到的最高点离碗底多高?
解析:(1)把问题中的物理量距碗底高度h推向极大,则小甲虫会与碗
壁发生相对滑动,此时其状态仍为没有发生相对滑动时的平衡状态,对应的临界条件为达到最大静摩擦,小甲虫受力如图3所示,设脱离时与竖直方向的夹角为,则其临界条件下状态方程为
例3.如图3所示,质量为m=1kg的物块放在倾角为的斜面体
上,斜面质量为,斜面与物块间的动摩擦因数为,地面光滑,现对斜面体施一水平推力F,要使物体m相对斜面静止,试确定推力F的取值范围。
()
图4
解析:(1)把问题中的物理量推力F推向极小,则m相对于M向下滑动,此时临界状态为没有相对滑动的向左加速状态,其对应的临界条件为达到最
大静摩擦,设此时的推力为F1,物块受力如图5所示,取加速度的方向为x 轴正方向。
图5
对物块分析,得出其临界条件下的状态方程
在水平方向有
竖直方向有
对整体有
代入数值得
(2)把问题中的物理量推力F推向极大,则m相对于M向上滑动,此时临界状态为还没有相对滑动的向左加速状态,其对应的临界条件:达到最
大静摩擦,设此时的推力为F2,物块受力如图6所示,取加速度的方向为x 轴正方向。
得出其临界条件下的状态方程
在水平方向有,
竖直方向有,
对整体有,
代入数值得。
综上所述可知推力F的取值范围为:
点评:求解临界问题时,采用极端分析法把所求的物理量(物理过程)推向极值(极端),从而暴露出物理过程,分析临界状态,找出其对应的临界条件,列出临界条件下的状态方程,使临界问题得以顺利解决。
以上是我对临界值问题的一点粗浅的看法,希望对初学者有一点帮助,不足之处,希望大家批评指正。