高三物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案

1、東平明湖中學(xué)高三物理學(xué)案班級 姓名 課題牛頓定律的應(yīng)用臨界問題編號14課型復(fù)習(xí)課主備人孫剛偉審核人楊方泉審批人司廣勝使用時間2012.10批閱時間教師寄語：時間抓起來說是金子，抓不住就是流水。一、目標(biāo)定位1、掌握臨界問題的處理思路2、掌握木塊木板型問題解題思路與步驟二、知識梳理（一） 臨界問題1臨界狀態(tài)：在物體的運動狀態(tài)變化的過程中，相關(guān)的一些物理量也隨之發(fā)生變化。當(dāng)物體的運動變化到某個特定狀態(tài)時，有關(guān)的物理量將發(fā)生突變，該物理量的值叫臨界值，這個特定狀態(tài)稱之為臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)是發(fā)生量變和質(zhì)變的轉(zhuǎn)折點。2關(guān)鍵詞語：在動力學(xué)問題中出現(xiàn)的“最大”、“最小”、“剛好”、“恰能”等詞語，一般都暗示了

2、臨界狀態(tài)的出現(xiàn)，隱含了相應(yīng)的臨界條件。3解題關(guān)鍵：解決此類問題的關(guān)鍵是對物體運動情況的正確描述，對臨界狀態(tài)的判斷與分析。4常見類型：動力學(xué)中的常見臨界問題主要有兩類：一是彈力發(fā)生突變時接觸物體間的脫離與不脫離、繩子的繃緊與松弛問題；一是摩擦力發(fā)生突變的滑動與不滑動問題。（二）、解決臨界值問題的兩種基本方法1以物理定理、規(guī)律為依據(jù)，首先找出所研究問題的一般規(guī)律和一般解，然后分析和討論其特殊規(guī)律和特殊解。2直接分析、討論臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界值，找出相應(yīng)的物理規(guī)律和物理值【例1】質(zhì)量為0.2kg的小球用細線吊在傾角為=60的斜面體的頂端，斜面體靜止時，小球緊靠在斜面上，線與斜面平行，如圖所示，不計摩

3、擦，求在下列三種情況下，細線對小球的拉力（取g=10 m/s2）(1) 斜面體以2m/s2的加速度向右加速運動；(2) 斜面體以4m/s2，的加速度向右加速運動；【解析】解法1：小球與斜面體一起向右加速運動，當(dāng)a較小時，小球與斜面體間有擠壓；當(dāng)a較大時，小球?qū)w離斜面，只受重力與繩子拉力作用。因此要先確定臨界加速度a0（即小球即將飛離斜面，與斜面只接觸無擠壓時的加速度），此時小球受力情況如圖所示，由于小球的加速度始終與斜面體相同，因此小球所受合外力水平向右，將小球所受力沿水平方向和豎直方向分解解，根據(jù)牛頓第二定律有 tcos=ma0 ，tsin=mg聯(lián)立上兩式得a0=5.77m/s2（1）a1

4、=2 m/s25.77 m/s2,所以小球受斜面的支持力fn1的作用，受力分析如圖所示，將t1, fn1沿水平方向和豎直方向分解，同理有， 聯(lián)立上兩式得t12.08n, fn10.4n（2) a2=4m/s25.77 m/s2,所以此時小球飛離斜面，設(shè)此時細線與水平方向夾角為0，如圖4-73所示，同理有 ，聯(lián)立上兩式得t22.43n, 0arctan 1.44解法2：設(shè)小球受斜面的支持力為fn ，線的拉力為t，受力分析如圖所示，將t、fn 沿水平方向和豎直方向分解，根據(jù)牛頓第二定律有，聯(lián)立上兩式得：tm (g sin a cos) cosfnm (g cos一a sin）當(dāng)fn0時，即ag c

5、ot5.77m/s2時，小球恰好與斜面接觸。所以，當(dāng)a5.77 m/s2時，小球?qū)w離斜面；當(dāng)a 5.77 m/s2，小球?qū)π泵嬗袎毫ΑＴu注：解法1直接分析、討論臨界狀態(tài)，計算其臨界值，思路清晰。解法2首先找出所研究問題的一般規(guī)律和一般解，然后分析和討論其特殊規(guī)律和特殊解。本題考察了運動狀態(tài)的改變與受力情況的變化，關(guān)健要明確何時有臨界加速度。另外需要注意的是，當(dāng)小球飛離斜面時【鞏固練習(xí)】1一個質(zhì)量為01kg的小球，用細線吊在傾角a為37的斜面頂端，如圖所示。系統(tǒng)靜止時繩與斜面平行，不計一切摩擦。求下列情況下，繩子受到的拉力為多少?(取g=10m/s2)(1)系統(tǒng)以6m/s2的加速度向左加速運

6、動；(2)系統(tǒng)以l0m/s2的加速度向右加速運動； (3)系統(tǒng)以15m/s2的加速度向右加速運動?！纠?】如圖所示，木塊a、b靜止疊放在光滑水平面上，a的質(zhì)量為m，b的質(zhì)量為2m?，F(xiàn)施加水平力f拉b，a、b剛好不發(fā)生相對滑動，一起沿水平面運動。若改為水平力f拉a，使a、b也保持相對靜止，一起沿水平面運動，則f不得超過（ ）a2f bf/2 c3f df/3【解析】水平力f拉b時，a、b剛好不發(fā)生相對滑動，這實際上是將要滑動，但尚未滑動的一種臨界狀態(tài)，從而可知此時a、b間的摩擦力即為最大靜摩擦力。先用整體法考慮，對a、b整體：f = (m2m) a再將a隔離可得a、b間最大靜摩擦力為：ma, 解

7、以上兩方程組得：f/3若將f作用在a上,隔離b可得：b能與a一起運動,而a、b不發(fā)生相對滑動的最大加速度a=/ (2m)再用整體法考慮，對a、b整體：f(m2m) a , 由以上方程解得：ff/2 【答案】b評注：“剛好不發(fā)生相對滑動”是摩擦力發(fā)生突變（由靜摩擦力突變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γ┑呐R界狀態(tài)，由此求得的最大靜摩擦力正是求解此題的突破口，同時注意研究對象的選擇?！眷柟叹毩?xí)】2.a、b兩物體的質(zhì)量分別為ma=2kg，mb=3kg，它們之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為fm=12n，將它們疊放在光滑水平面上，如圖所示，在物體a上施加一水平拉力f15n，則a、b的加速度各為多大？3、如圖所示，質(zhì)量為2

8、kg 的m1和質(zhì)量為1kg 的m2兩個物體疊放在一起，放在水平面，m1 與m2、m1與水平面間的動摩擦因數(shù)都是0.3，現(xiàn)用水平拉力f拉m1，使m1 和m2一起沿水平面運動，要使m1 和m2之間沒有相對滑動，水平拉力f最大為多大？ 例題3、如圖（a）所示，質(zhì)量為m=10kg的滑塊放在水平地面上，滑塊上固定一個輕細桿abc，anc=45。在a端固定一個質(zhì)量為m=2kg的小球，滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)為=0.5?，F(xiàn)對滑塊施加一個水平向右的推力f1=84n，使滑塊做勻速運動。求此時輕桿對小球的作用力f2的大小和方向。（取g=10m/s2） 有位同學(xué)是這樣解的小球受到重力及桿的作用力f2，因為是輕桿，所

9、以f2方向沿桿向上，受力情況如圖（b）所示。根據(jù)所畫的平行四邊形，可以求得f2 = mg=20n 你認為上述解法是否正確？如果不正確，請說明理由，并給出正確的解答。解析：結(jié)果不正確，桿ab對球的作用力方向不一定沿著桿的方向由牛頓第二定律，對整體有 f1 ( m + m)g = (m+m)a a=m/s2 解得：f2= n=20.4n tan = =5 輕桿對小球的作用力f2與水平方向夾角斜向右上。o f2 f1 o f3 f4 a o f2 f1 o f3 f4 b o f2 f1 o f3 f4 c o o f2 f1 f3 f4 d 【鞏固練習(xí)】3、如圖所示，小車上固定著三角硬桿，桿的端點

10、固定著一個質(zhì)量為m的小球當(dāng)小車有水平向右的加速度且逐漸增大時，桿對小球的作用力的變化（用f1至f4變化表示）可能是下圖中的（oo沿桿方向）c五、課下作業(yè)：完成訓(xùn)練學(xué)案16六、學(xué)生自我反思1、失誤原因2、學(xué)習(xí)所得東平明湖中學(xué)高三物理訓(xùn)練學(xué)案班級 姓名 課題牛頓定律的應(yīng)用臨界問題編號15課型習(xí)題課主備人孫剛偉審核人楊方泉審批人司廣勝使用時間2012.10批閱時間教師寄語：時間抓起來說是金子，抓不住就是流水。計算過程中有必要的文字描述，規(guī)范做題步驟。1（15分）如圖所示，質(zhì)量為m物體放在水平地面上，物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為，對物體施加一個與水平方向成角的力f，試求：（1）物體在水平面上運動時力

11、f的值?（2）力f取什么值時，物體在水平面上運動的加速度最大？（3）物體在水平面上運動所獲得的最大加速度的數(shù)值。2（10分）如圖所示，已知兩物體a和b的質(zhì)量分別為ma4kg，mb5kg，連接兩物體的細線能承受的最大拉力為80n，滑輪的摩擦和繩子的重力均不計，要將物體b提離地面，作用在繩上的拉力f的取值范圍如何？（g取l0m/s2）3（15分）如圖所示，輕繩ab與豎直方向的夾角=37，繩bc水平，小球質(zhì)量m=0.4 kg，問當(dāng)小車分別以2.5 m/s2、8 m/s2的加速度向右做勻加速運動時，繩ab的張力各是多少？（取g=10m/s2）4（15分）如圖4-83所示，箱子的質(zhì)量m=3.0 kg，與

12、水平地面間的動摩擦因數(shù)為=0.22。在箱子底板上放一質(zhì)量為ml =2 kg的長方體鐵塊；在箱子頂板處系一細線，懸掛一個質(zhì)量m2=2.0 kg的小球，箱子受到水平恒力f的作用，穩(wěn)定時懸線偏離豎直方向=30角，且此時鐵塊剛好相對箱子靜止。求：（取g=10m/s2）（1） 水平恒力f的大小。（2） 鐵塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)。（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）5（15分）如圖所示，質(zhì)量為m=5 kg的光滑圓槽放置在光滑的水平面上，圓槽的圓弧所對圓心角為=120。圓槽內(nèi)放一質(zhì)量為m=l kg的小球，今用一水平恒力f作用在圓槽上，并使小球相對圓槽靜止隨圓槽一起運動。取g=l0m/s2則：（1） 當(dāng)f60n，小球與圓槽相對靜止時，求槽對小球的支持力（2） 要使小球不離開槽而能和槽相對靜止一起運動，f不能超過多少？ 6（15分）一質(zhì)量m=0.2kg、足夠長的木板靜止在水平面上，木板與水平面間的動摩擦因數(shù)1 =0.l。一質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊以v0=1.2ms的速度從木板的左端滑上木板，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)2 =0.4，如圖所示。則 （1）經(jīng)過多長時間小滑塊與木板速度相同？ （2）從小滑塊滑上木