高中物理常见临界条件

高中物理常见临界条件归纳临界情况临界条件速度达到最大物体所受合外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不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运动到某一极端位置粒子刚好飞出（飞不出）两个极板间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小车的速度刚好相等刚好运动到某一点（“等效最高点”）到达该点时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（“等效重力”）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某一量达到极大（小）值双弹簧振子弹簧的弹性势能最大弹簧最长（短），两端物体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在倾斜导轨上静止的最小磁感应强度安培力平行于斜面两个物体距离最近（远）速度相等动与静的分界点转盘上“物体刚好发生滑动”向心力为最大静摩擦力刚好不上（下）滑保持物体静止在斜面上的最小水平推力拉动物体的最小力静摩擦力为最大静摩擦力，物体平衡关于绳的临界问题绳刚好被拉直绳上拉力为零绳刚好被拉断绳上的张力等于绳能承受的最大拉力运动的突变天车下悬挂重物水平运动，天车突停重物从直线运动转为圆周运动，绳拉力增加绳系小球摆动，绳碰到（离开）钉子圆周运动半径变化，拉力突变高考物理知识归纳（一）------------------基本的力和运动Ⅰ。力的种类:（13个性质力）这些性质力是受力分析不可少的“受力分析的基础”重力：G=mg(g随高度、纬度、不同星球上不同)弹簧的弹力：F=Kx滑动摩擦力：F滑=N静摩擦力：Of静fm万有引力：F引=G221rmm电场力：F电=qE=qdu库仑力：F=K221rqq(真空中、点电荷)磁场力：(1)、安培力：磁场对电流的作用力。公式：F=BIL（BI）方向:左手定则(2)、洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。公式：f=BqV(BV)方向:左手定则分子力：分子间的引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,但斥力变化得快．。核力：只有相邻的核子之间才有核力，是一种短程强力。Ⅱ。运动分类：（各种运动产生的力学和运动学条件及运动规律．．．．．．．．．．．．．）是高中物理的重点、难点①匀速直线运动F合=0V0≠0②匀变速直线运动：初速为零，初速不为零，③匀变速直、曲线运动(决于F合与V0的方向关系)但F合=恒力④只受重力作用下的几种运动：自由落体，竖直下抛，竖直上抛，平抛，斜抛等⑤圆周运动：竖直平面内的圆周运动(最低点和最高点)；匀速圆周运动(关键搞清楚是向心力的来源)⑥简谐运动：单摆运动，弹簧振子；⑦波动及共振；分子热运动；⑧类平抛运动;⑨带电粒在电场力作用下的运动情况；带电粒子在f洛作用下的匀速圆周运动Ⅲ。物理解题的依据：（1）力的公式（2）各物理量的定义（3）各种运动规律的公式（4）物理中的定理、定律及数学几何关系Ⅳ几类物理基础知识要点：凡是性质力要知：施力物体和受力物体；对于位移、速度、加速度、动量、动能要知参照物；状态量要搞清那一个时刻（或那个位置）的物理量；过程量要搞清那段时间或那个位侈或那个过程发生的；（如冲量、功等）如何判断物体作直、曲线运动；如何判断加减速运动；如何判断超重、失重现象。Ⅴ。知识分类举要AB1．力的合成与分解：求F1、F2两个共点力的合力的公式：Ｆ＝COSFFFF2122212合力的方向与F1成角：tan=FFF212sincos注意：(1)力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。(2)两个力的合力范围：F1－F2FF1+F2(3)合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。2.共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。F=0或Fx=0Fy=0推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。按比例可平移为一个封闭的矢量三角形[2]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力(一个力)的合力一定等值反向三力平衡：F3=F1+F2摩擦力的公式：(1)滑动摩擦力：f=N说明：a、N为接触面间的弹力，可以大于G；也可以等于G;也可以小于Gb、为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关.(2)静摩擦力：由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关.大小范围：Of静fm(fm为最大静摩擦力，与正压力有关)说明：a、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一定夹角。b、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。3.力的独立作用和运动的独立性当物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就象其它力不存在一样，这个性质叫做力的独立作用原理。一个物体同时参与两个或两个以上的运动时，其中任何一个运动不因其它运动的存在而受影响，物体所做的合运动等于这些相互独立的分运动的叠加。根据力的独立作用原理和运动的独立性原理，可以分解加速度，建立牛顿第二定律的分量式，常常能解决一些较复杂的问题。VI.几种典型的运动模型：1．匀变速直线运动：两个基本公式(规律)：Vt=V0+atS=vot+12at2及几个重要推论：(1)推论：Vt2－V02=2as（匀加速直线运动：a为正值匀减速直线运动：a为正值）(2)AB段中间时刻的即时速度:Vt/2=VVt02=st（若为匀变速运动）等于这段的平均速度(3)AB段位移中点的即时速度:Vs/2=vvot222αF2FF1θVt/2=V=VVt02=st=TSSNN21=VNVs/2=vvot222匀速：Vt/2=Vs/2;匀加速或匀减速直线运动：Vt/2Vs/2(4)S第t秒=St-St-1=(vot+12at2)－[vo(t－1)+12a(t－1)2]=V0+a(t－12)(5)初速为零的匀加速直线运动规律①在1s末、2s末、3s末……ns末的速度比为1：2：3……n；②在1s、2s、3s……ns内的位移之比为12：22：32……n2；③在第1s内、第2s内、第3s内……第ns内的位移之比为1：3：5……(2n-1);④从静止开始通过连续相等位移所用时间之比为1：()21：32)……(nn1)⑤通过连续相等位移末速度比为1：2：3……n(6)匀减速直线运动至停可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动.(先考虑减速至停的时间).实验规律：(7)通过打点计时器在纸带上打点(或照像法记录在底片上)来研究物体的运动规律：此方法称留迹法。初速无论是否为零,只要是匀变速直线运动的质点,就具有下面两个很重要的特点：在连续相邻相等时间间隔内的位移之差为一常数；s=aT2（判断物体是否作匀变速运动的依据）。中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度（运用V可快速求位移）注意：⑴是判断物体是否作匀变速直线运动的方法。s=aT2⑵求的方法VN=V=st=TSSNN212Tssts2vvvvn1nt0t/2平⑶求a方法：①s=aT2②3NS一NS=3aT2③Sm一Sn=(m-n)aT2④画出图线根据各计数点的速度,图线的斜率等于a；识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点探究匀变速直线运动实验:右图为打点计时器打下的纸带。选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、D…。（或相邻两计数点间有四个点未画出）测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3…（利用打下的纸带可以：⑴求任一计数点对应的即时速度v：如Tssvc232(其中记数周期：T=5×0.02s=0.1s）t/s0T2T3T4T5T6Tv/(ms-1)BCDs1s2s3A⑵利用上图中任意相邻的两段位移求a：如223Tssa⑶利用“逐差法”求a：23216549Tssssssa⑷利用v-t图象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如图的v-t图线，图线的斜率就是加速度a。注意：点a.打点计时器打的点还是人为选取的计数点距离b.纸带的记录方式，相邻记数间的距离还是各点距第一个记数点的距离。纸带上选定的各点分别对应的米尺上的刻度值，周期c.时间间隔与选计数点的方式有关(50Hz,打点周期0.02s,常以打点的5个间隔作为一个记时单位)即区分打点周期和记数周期。d.注意单位。一般为cm例：试通过计算出的刹车距离s的表达式说明公路旁书写“严禁超载、超速及酒后驾车”以及“雨天路滑车辆减速行驶”的原理。解：（1）、设在反应时间内，汽车匀速行驶的位移大小为1s；刹车后汽车做匀减速直线运动的位移大小为2s，加速度大小为a。由牛顿第二定律及运动学公式有：4...............3...............22..........1..................21220001sssasvmmgFatvs由以上四式可得出：5..........)(22000gmFvtvs①超载（即m增大），车的惯性大，由5式，在其他物理量不变的情况下刹车距离就会增长，遇紧急情况不能及时刹车、停车，危险性就会增加；②同理超速(0v增大)、酒后驾车(0t变长)也会使刹车距离就越长，容易发生事故；③雨天道路较滑，动摩擦因数将减小，由五式，在其他物理量不变的情况下刹车距离就越长，汽车较难停下来。因此为了提醒司机朋友在公路上行车安全，在公路旁设置“严禁超载、超速及酒后驾车”以及“雨天路滑车辆减速行驶”的警示牌是非常有必要的。思维方法篇1．平均速度的求解及其方法应用①用定义式：ts一v普遍适用于各种运动；②v=VVt02只适用于加速度恒定的匀变速直线运动2．巧选参考系求解运动学问题3．追及和相遇或避免碰撞的问题的求解方法：关键：在于掌握两个物体的位置坐标及相对速度的特殊关系。基本思路：分别对两个物体研究，画出运动过程示意图，列出方程，找出时间、速度、位移的关系。解出结果，必要时进行讨论。追及条件：追者和被追者v相等是能否追上、两者间的距离有极值、能否避免碰撞的临界条件。讨论：1.匀减速运动物体追匀速直线运动物体。①两者v相等时，S追S被追永远追不上，但此时两者的距离有最小值②若S追S被追、V追=V被追恰好追上，也是恰好避免碰撞的临界条件。追被追③若位移相等时，V追V被追则还有一次被追上的机会，其间速度相等时，两者距离有一个极大值2.初速为零匀加速直线运动物体追同向匀速直线运动物体①两者速度相等时有最大的间距②位移相等时即被追上4．利用运动的对称性解题5．逆向思维法解题6．应用运动学图象解题7．用比例法解题8．巧用匀变速直线运动的推论解题①某段时间内的平均速度=这段时间中时刻的即时速度②连续相等时间间隔内的位移差为一个恒量③位移=平均速度时间解题常规方法：公式法(包括数学推导)、图象法、比例法、极值法、逆向转变法2．竖直上抛运动：(速度和时间的对称)分过程：上升过程匀减速直线运动,下落过程初速为0的匀加速直线运动.全过程：是初速度为V0加速度为g的匀减速直线运动。(1)上升最大高度:H=Vgo22(2)上升的时间:t=Vgo(3)上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向(4)上升、下落经过同一段位移的时间相等。(5)从抛出到落回原位置的时间:t=2gVo(6)适用全过程S=Vot－12gt2;Vt=Vo－gt;Vt2－Vo2=－2gS(S、Vt的正、负号的理解)3.匀速圆周运动线速度:V=ts=2RT=R=2fR角速度：=tTf22追及问题：AtA=BtB+n2π向心加速度：a=vRRTR22