5.牛頓運動定律的應用 (2)(精品)

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,6/13/2018,#,微專題,動力學中的臨界問題,（,1,）,新華中學 戴艷,臨界狀態(tài)：,物體由某種物理狀態(tài)變化為另一種物理狀態(tài)時，中間發(fā)生質(zhì)的飛躍的轉(zhuǎn)折狀態(tài)，通常稱之為臨界狀態(tài)。,在應用牛頓運動定律解決動力學問題中，常常會遇到兩物體,恰好脫離,、繩子,恰好松弛,、兩物體,恰好發(fā)生相對滑動,、物體,恰好不從滑板上掉下,等，這些稱為動力學中的,臨界問題,。,解決臨界問題的基本思路,（,1,）,認真審題，仔細分析研究對象所經(jīng)歷的變化的物理過程,找出臨界狀態(tài),。,（,2,）尋找變化過程中相應物理量的變化規(guī)律，,找出臨界條件。,（,3,）以臨界條件為突破口，列臨界方程，求解問題。,相互接觸的物體分離問題,相互接觸的兩個物體將要分離的臨界條件是：,相互作用的彈力為零,【,典型例題,1】,如圖在水平向右運動的小車上，有一傾角,=37,0,的光滑斜面，質(zhì)量為,m,的小球被平行于斜面的細繩系住而靜止于斜面上。當小車以（,1,）,a,1,=g,(2)a,2,=2g,的加速度水平向右運動時，繩對小球的拉力及斜面對小球的彈力各為多大？,a,分析：當,_,時，支持力,F,N,=0,小球即將脫離斜面,a=gcot=4g/3,Fsin37,o,=mg,Fcos37,0,=ma,當小車加速度,a 4g/3,時，小球已飄離斜面，如圖所示,a,a=2g,F,N,=0,繩與斜面的夾角有變化,解（,2,）：,G,F,則沿,x,軸方向,Fcos=ma,沿,y,軸方向,Fsin=mg,取小球為研究對象并受力分析,建立正交坐標系,x,y,ma,小結(jié)：相互接觸的兩個物體將要分離的臨界條件是,相互作用的彈力為零,【,拓展延伸,】,上題中若小車以,a,3,=g,的加速度水平向左運動，則繩對小球的拉力是多少？,10,a,繩子恰好松弛的臨界條件是：,F=0,相互摩擦的物體發(fā)生相對滑動,兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，在這類題目中兩物體,“,剛好不發(fā)生相對滑動,”,與,“,剛好發(fā)生相對滑動,”,一般對應臨界狀態(tài)，需要分析此時的受力情況。,【,典型例題,2】,有一質(zhì)量,M=2kg,的小車置于光滑水平桌面上，在小車上放一質(zhì)量,m=6kg,的木塊，動摩擦因素,=0.2,現(xiàn)對木塊施加拉力,F=32N,，則小車的加速度為多少？,則兩者保持相對靜止的最大加速度為,a,m,=f,m,/M=6m/s,2,F,m,M,解：當木塊與小車之間達到最大靜摩擦力,12N,時，對小車水平方向受力分析如圖,M,f,m,再取整體為研究對象受力如圖，,m,M,而,F=32N F,m,木塊與小車保持相對靜止,則得與兩者保持相對靜止對應的最大拉力,F,m,=(M+m)a,m,=48N,故系統(tǒng)的加速度,a=F/(M+m)=4m/s,2,F,m,小結(jié),存在靜摩擦的連接系統(tǒng)，當系統(tǒng)外力大于最大靜摩擦力時，物體間不一定有相對滑動；相對滑動與相對靜止的臨界條件是：靜摩擦力達最大值,.,下期主題：,