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1、洋涇中學高三物理第二輪復(fù)習專題講座1第15講臨界和守恒問題臨界和守恒問題一、臨界問題的種類一、臨界問題的種類臨界問題是指在一種運動形式(或者過程、或者狀態(tài))轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N運動形式(過程、狀態(tài))時,存在著分界限的現(xiàn)象,主要的種類有:1.轉(zhuǎn)變型臨界問題——所謂“轉(zhuǎn)變”,指運動狀態(tài)改變,如由平衡狀態(tài)變?yōu)榉瞧胶鉅顟B(tài)等。2.條件型臨界問題——某些臨界問題,必須具備一定的臨界條件才能發(fā)生。如豎直平面內(nèi)圓周運動最高點有速度的大小要求等。3.極值型臨界問
2、題——有些臨界問題產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的條件是某些物理量達到極值。例1如圖所示,兩端開口的細長玻璃管中上方有一段水銀柱,下端插入水銀槽中。今把管緩慢向上提起,在管下端未出水銀槽前,高度H將()A、先變大后變小至零B、先變小后變大C、先不變后變小至零D、先不變后變大例2質(zhì)量m=2.0kg的小鐵塊靜止于水平軌道的A端,質(zhì)量M=4.0kg的導軌及支架ABCD形狀及尺寸如圖所示,它只能繞通過支架D點的垂直于紙面的水平軸轉(zhuǎn)動,其重心在O點,若用細線沿導軌拉
3、動鐵塊,且拉力F=12N,鐵塊和導軌之間的摩擦系數(shù)μ=0.50。求從鐵塊運動時起,導軌及支架能保持靜止的最長時間是多少。(取g=10ms2)例3用細繩拴著質(zhì)量為m的重物,從深為H的井底提起并作直線運動,重物到井口時的速度恰為零,已知細繩的最大承受力為T,則用此細繩提升重物到井口的最短作用時間為多少?例4如圖所示,有一細絕緣棒,它可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,棒長為2r,質(zhì)量不計。細棒兩端各裝一個小球A和B,mA=2mB=2m,A球不
4、帶電,B球帶q電量,整個裝置處于豎直向上的勻強電場E中,不計一切阻力,問:(1)把細棒由水平位置靜止釋放,棒轉(zhuǎn)至豎直位置時,A球速度多大(2)把細棒由水平位置釋放,棒能不斷地繞O軸轉(zhuǎn)動的條件是什么洋涇中學高三物理第二輪復(fù)習專題講座3例8如圖所示,物體的質(zhì)量為2kg,兩根輕細繩AB和AC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方向與水平線成θ=600的拉力F,若要使繩都能伸直,求拉力F的大小范圍。例9滑雪者從A點由靜止沿
5、斜面滑下,經(jīng)一平臺后水平飛離B點,地面上緊靠平臺有一個水平臺階,空間幾何尺度如圖所示。斜面、平臺與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)為μ。假設(shè)滑雪者由斜面底端進入平臺后立即沿水平方向運動,且速度大小不變。求:(1)滑雪者離開B點時的速度大??;(2)滑雪者從B點開始做平拋運動的水平距離s。例10如圖所示,若在湖水里固定一細長圓管,管內(nèi)有一活塞,它的下端位于水面上?;钊牡酌娣eS=1cm2,質(zhì)量不計,水面的大氣壓強p0=1.0105Pa,現(xiàn)把活塞緩慢地
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