高中物理重点专题练习：(临界问题)(精选.)
高中物理圆周运动的临界问题(含答案)
1圆周运动的临界问题一 ．与摩擦力有关的临界极值问题物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力，如果只是摩擦力提供向心力，则有F m ＝m rv 2，静摩擦力的方向一定指向圆心；如果除摩擦力以外还有其他力，如绳两端连物体，其中一个在水平面上做圆周运动时，存在一个恰不向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件，分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向沿半径背离圆心和沿半径指向圆心。
二 与弹力有关的临界极值问题压力、支持力的临界条件是物体间的弹力恰好为零；绳上拉力的临界条件是绳恰好拉直且其上无弹力或绳上拉力恰好为最大承受力等。
【典例1】 (多选)(2014·新课标全国卷Ⅰ，20) 如图1，两个质量均为m 的小木块a 和b ( 可视为质点 )放在水平圆盘上，a 与转轴OO′的距离为l ，b 与转轴的距离为2l ，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g 。
若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是 ( )A ．b 一定比a 先开始滑动B ．a 、b 所受的摩擦力始终相等C ．ω＝lkg2是b 开始滑动的临界角速度 D ．当ω＝lkg32 时，a 所受摩擦力的大小为kmg 答案 AC解析 木块a 、b 的质量相同，外界对它们做圆周运动提供的最大向心力，即最大静摩擦力F f m ＝km g 相同。
它们所需的向心力由F 向＝mω2r知，F a < F b ，所以b 一定比a 先开始滑动，A 项正确；a 、b 一起2绕转轴缓慢地转动时，F 摩＝mω2r ，r 不同，所受的摩擦力不同，B 项错；b 开始滑动时有kmg ＝mω2·2l ，其临界角速度为ωb ＝l kg 2 ，选项C 正确；当ω ＝lkg32时，a 所受摩擦力大小为F f ＝mω2 r ＝32kmg ，选项D 错误【典例2】 如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上O 、A 两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为m 的小球上，OA ＝OB ＝AB ，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形OAB 始终在竖直平面内，若转动过程OB 、AB 两绳始终处于拉直状态，则下列说法正确的是( )A ．OB 绳的拉力范围为 0～33mg B ．OB 绳的拉力范围为33mg ～332mg C ．AB 绳的拉力范围为33mg ～332mg D ．AB 绳的拉力范围为0～332mg 答案 B解析 当转动的角速度为零时，OB 绳的拉力最小，AB 绳的拉力最大，这时两者的值相同，设为F 1，则2F 1cos 30°＝mg ， F 1＝33mg ，增大转动的角速度，当AB 绳的拉力刚好等于零时，OB 绳的拉力最大，设这时OB 绳的拉力为F 2，则F 2cos 30°＝mg ，F 2 ＝332mg ，因此OB 绳的拉力范围为33mg ～332mg ，AB 绳的拉力范围为 0～33mg ，B 项正确。
高一物理 力学专题提升 专题16 圆周运动中的临界问题
专题16 圆周运动中的临界问题【专题概述】物理中经常会出现一些词语，“物体恰好运动到最高点”；“恰好过最高点”“绳子刚好不拉断”等等这些词语，则表明有临界状况出现。
水平面内圆周运动的临界极值问题通常有两类，一类是与摩擦力有关的临界问题，一类是与弹力有关的临界问题. 1. 与摩擦力有关的临界极值问题物体间恰好不发生相对滑动的临界条件是物体间恰好达到最大静摩擦力，如果只是摩擦力提供向心力，静摩擦力的方向一定指向圆心；如果除摩擦力以外还有其他力，如绳两端连物体，其中一个在水平面上做圆周运动时，存在一个恰不向内滑动的临界条件和一个恰不向外滑动的临界条件，分别为静摩擦力达到最大且静摩擦力的方向沿半径背离圆心和沿半径指向圆心。
2. 与弹力有关的临界极值问题压力、支持力的临界条件是物体间的弹力恰好为零；绳上拉力的临界条件是绳恰好拉直且其上无弹力或绳上拉力恰好为最大承受力等。
【典例精讲】一、水平方向上的临界问题：水平面内的很多圆周运动都存在临界状态，解答此类问题的关键是发现临界状态，找到临界条件。
例如“刚好不发生相对滑动”的临界条件是静摩擦力等于最大静摩擦力、“刚好不离开”的临界条件是接触面间正压力等于零。
下面是火车拐弯问题分析。
在火车转弯处，让外轨高于内轨，如图所示，转弯时所需向心力由重力和弹力的合力提供。
设车轨间距为l ，两轨高度差为h ，车转弯半径为r ，质量为M 的火车运行时应当有多大的速度?据三角形边角关系知sin θ= ，对火车的受力情况分析得tan θ=。
因为θ角很小，所以sin θ≈tanθ，故 =，所以向心力F 合= Mg 。
又因为F 合=M ，所以车速v =。
由于铁轨建成后h、L、R各量是确定的，故火车转弯时的车速应是一个定值，否则将对铁轨有不利影响，如:（1）火车在弯道处的速度大于时，重力和支持力的合力不足以充当火车做圆周运动需要的向心力，火车要挤压外侧车轨，外侧车轨受挤压发生形变产生弹力，补充不足的向心力。
专题 临界极值问题— 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
高中物理必修一第三章第五节临界极值问题一、单选题1.如图所示，用一根长为l的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向成30°角且绷紧，小球A处于静止状态，对小球A施加的最小的力是()A. √3mgB. √32mgC. 12mgD. √33mg2.如图所示，质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为α的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高。
当线拉力最小时，推力F等于(已知重力加速度为g)()A. mgcosαB. 12mgsinα C. mgcos2α D. 12mgsin2α3.如图所示，质量为m=2.4kg的物体用细线悬挂处于静止状态。
细线AO与天花板之间的夹角为53°，细线BO水平，若三根细线能承受最大拉力均为100N，重力加速度g取10m/s2，不计所有细线的重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
下列说法正确的是()A. 细线BO上的拉力大小30NB. 细线AO上的拉力大小18NC. 要使三根细线均不断裂，则细线下端所能悬挂重物的最大质量为8kgD. 若保持O点位置不动，沿顺时针方向缓慢转动B端，则OB绳上拉力的最小值为19.2N4.如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为θ=45∘，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量最小值是()A. √2mgkB. √2mg2kC. 4√2mg3kD. 2mgk5.如图所示，一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ、质量为M的斜劈上．物块与斜劈和斜劈与地面间的动摩擦因数均为μ.现对物块施加一个水平向右的恒力F，如果物块和斜劈都仍处于静止状态(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则()A. 物块受到的合外力增大B. 地面对斜劈的摩擦力可能减小C. 水平恒力F不可能大于mgsinθ+μmgcosθcosθ−μsinθD. 水平恒力F可能大于μ(m+M)g6.歼−20战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能．已知在歼20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比(垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比)为√15.飞机的重力为G，使飞机实现节油巡航模式的最小推力是()A. GB. G√15C. G16D. G47.如图所示，一质量为的物块甲放在水平台上，与水平台面之间的动摩擦因数为0.6。
高考物理题中的临界问题
高考物理题中的临界问题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，与之相关的物理条件那么称为临界条件。
解答临界问题的关键是找临界条件。
许多临界问题，题干中常用“恰好〞、“最大〞、“至少〞、“不相撞〞、“不脱离〞……等词语对临界状态给出了明确的暗示，审题时，一定要抓住这些特定的词语开掘含规律，找出临界条件。
一、做直线运动的物体“到达最大〔小〕速度〞的临界条件:物体加速度等于零 1．如图3—25所示，一个质量为m 的物体固定在劲度系数为k 的轻弹簧右端，轻弹簧的左端固定在竖直墙上，水平向左的外力推物体把弹簧压缩，使弹簧长度被压缩了b ，弹性势能为E 。
弹簧被拉长〔或者压缩〕x 时的弹性势能的大小221kx E p =，求在下述两种情况下，撤去外力后物体能够到达的最大速度？ 〔1〕地面光滑。
〔2〕物体与地面的动摩擦因数为μ。
3．如图〔a 〕所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面，间距为L 、导轨左端接有阻值为R 的电阻，质量为m 的导体棒垂直跨接在导轨上。
导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。
在导轨平面上有一矩形区域存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。
开场时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v 1匀速向右移动时，导体棒随之开场运动，同时受到水平向左、大小为f 的恒定阻力，并很快到达恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域，求导体棒所到达的恒定速度v 2；4如下图，一根长 L = 1.5m 的光滑绝缘细直杆MN ，竖直固定在场强为 E ==1.0×105N / C 、与水平方向成θ＝300角的倾斜向上的匀强电场中。
杆的下端M 固定一个带电小球 A ，电荷量Q ＝+4.5×10－6C ；另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动， 电荷量q ＝+1.0×10一6 C ，质量m ＝1.0×10一2kg 。
高一物理 力学专题提升5 平衡中的临界问题高一全册物理试题
象对市爱好阳光实验学校专题05 平衡中的临界问题【专题概述】1.临界状态：物体由某种物理状态变化为另一种物理状态时，中间发生质的飞跃的转折状态，通常称之为临界状态。
2.临界问题：涉及临界状态的问题叫做临界问题。
3. 解决临界问题的根本思路〔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4.三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摩擦力时，物体间不一有相对滑动，相对滑动与相对静止的临界条件是：静摩擦力达最大值临界现象是量变质变规律在物理学上的生动表达。
即在一的条件下，当物质的运动从一种形式或性质转变为另一种形式或性质时，往往存在着一种状态向另一种状态过渡的转折点，这个转折点常称为临界点，这种现象也就称为临界现象.如:静力的临界平衡；机车运动中的临界速度;振动中的临界脱离；碰撞中的能量临界、速度临界及位移临界；电磁感中动态问题的临界速度或加速度；光的临界角；光电效中的极限频率；带电粒子在磁场中运动的边界临界；电路中电学量的临界转折.解决临界问题，一般有两种方法，第一是以理、律为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解的形式，然后再分析、讨论临界特殊规律和特殊解；第二是直接分析、讨论临界状态，找出临界条件，从而通过临界条件求出临界值。
【典例精讲】典例1：倾角为θ=37°的斜面与水平面保持静止，斜面上有一重为G的物体A，物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。
现给A施加一水平力F，如下图。
设最大静摩擦力与滑动摩擦力相〔sin37°=0.6，cos37°=0.8〕，如果物体A能在斜面上静止，水平推力F与G的比值不可能是A.3B.2C.1思路：假设物体刚好不下滑，此时静摩擦力沿斜面向上，到达最大值，根据平衡条件和摩擦力公式求出F与G的比值最小值；同理，物体刚好不上滑时求出F与G的比值最大值，得到F与G的比值范围。
临界问题专题
（难题84）如图所示，在惯性系S中有两
质点AB，质量分别为m1和m2，彼此间以 万有引力相互吸引，开始A静止，AB相
距l0，B以速度v0沿连线方向远离A而运动
（
），B受一指向其运动方向的变
力F的作用，使B保持速度v0不变。试求:1. 两质点间的最大距离;2.从开始到最大距
离过程中，变力F所作的功（相对S系）
7
10.在有界磁场中做匀速圆周运动带电粒子能 否射出磁场的临界条件是粒子运动到磁场边 界时速度与磁场边界相切．
11.光的反射与折射现象中，当光从光密介 质射向光疏介质时，发生全反射的临界条件 是入射角等于临界角．
8
例题分析
一、平衡中的临界问题
9
（难题170）如图，均匀杆AB长l，重w0，A端与 粗糙的竖直墙接触，B端用不可伸长的细绳悬挂 于竖直墙的C点，杆呈水平状态，绳与杆的夹角 为。试问：（1）为了使杆达到静力平衡，杆A
注意摩擦力的方向及大小与物体所受外力有关，故在 处理问题时．要在物体临界绳相关的临界条件
“刚好被拉直”的临界条件是绳直但绳上拉力为零
“刚好被拉断”的临界条件是绳上拉力等于绳能承受的 最大拉力
9.圆周运动的临界条件
绳端物体刚好过最高点的临界条件是最高点处绳拉力为 0，重力为向心力 杆端物体刚好过最高点的临界条件是最高点处物体速度 为0
端与竖直墙之间的摩擦系数应满足什么条件？
（2）若在杆上悬挂另一质量为w=w0/2的物体， 为了使杆仍维持平衡，所需摩擦系数的最小值与 悬点的位置有何关系？
C
A
B
10
（难题172）如图，均匀杆长l，质量m，竖直放
置，杆下端与地面间摩擦系数为 ，杆上端用绳
拉住，绳与杆间的夹角为。在离地面高度为h处 以水平力F作用于直杆。试问为使直杆不滑倒， 作用力F的最大值应是多少？
高一物理 专题七 临界问题(一)
高一物理 专题七 临界问题（一） 【知识准备】 在一定条件下，当物体的运动从一种形式（或性质）转变为另一种形式（或性质）时，往往存在着一个过渡的转折点（时刻或位置），这个转折点称为临界点．物质的 状态和受 情况在达到临界状态时将发生改变，因而常使一些物理量的值（如绳的拉力、接触面的弹力等）达到极大或极小值．在本专题中，经常遇到讨论相互接触的物体是否会发生相对滑动，相互接触的物体是否会发生分离，绳子是否会断等．这类问题往往具体地体现为：两物体刚要发生相对滑动时，接触面上必然出现 摩擦力；当物体与物体刚要发生分离时，相互间的弹力（支持力和压力）必为 ；当绳子要断时往往绳上的力达到最 值．【例1】如图所示，绳子AB 能承受的最大拉力为1000N, 轻杆AC 能承受的最大压力为2000N, 问：A点最多能悬挂多重的物体？解：以结点A 为研究对象，作出其受力图如图所示。
A 点受三个力作用而平衡，且F N 和T 的合力大小为G 。
若T 取临界值时，G 的最大值为G T ；若F N 取临界值时，G 的最大值为G N ，那么A 点能悬挂的重物的最大值是G T 和G N 中的较小值。
在如图所示的力三角形中，由三力平衡条件得：75sin 60sin G F N =， 75sin 45sin G F = 当F Nmax = 2000N 时， G N = F Nmax sin75°/sin60°= 2230N当F max =1000N 时，G T = F max sin75°/sin45° =1366N.当F 最大时，重物的最大重力只能是1366N, 若挂上重2230N 的重物时，AB 绳早被拉断。
点评：①本题是一道利用临界条件作为突破口来求解其他物理量的问题。
本题存在两个临界条件，选择哪一个进行计算才能得到正确答案，没有统一要求。
只要计算出一个结果后就可判断只能让绳或杆满足临界条件。
高中物理力学中的临界问题
高中物理力学中的临界问题分析一. 运动学中的临界问题在在追及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。
例题一：一辆汽车在十字路口等待绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s 2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？解析：（1）设两车运动时间为t 时,自行车的位移X 1=v 0t ，汽车的位移为2221at x = 两车相距的距离22013x v t at 6t t .22∆=-=- 当s t 2)23(26=-⨯-=时，Δx 有最大值Δx=6m.（2）当t=2s 时，汽车的速度v=at=6m/s=v 0，此时两车相距最远。
例题二、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v 0、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，两车运动方向相同.要使两车不相撞，求A 车的初速度v 0应满足什么条件？解析：要使两车不相撞，A 车追上B 车时其速度最多只能与B 车速度相等.设A 、B 两车从相距s 到A 车追上B 车时，A 车的位移为s A ，末速度为v A ，所用时间为t ；B 车的位移为s B ，末速度为v B ，两车运动的速度时间图象如图所示，由匀变速直线运动规律有: 对A 车有 对B 车有两车有s=sA-sB 追上时，两车刚好不相撞的临界条件是v A =v B以上各式联立解得故要使两车不相撞，A 的初速度v0应满足的条件是：点评：在追及问题中，当同一时刻两物体在同一位置时，两物体相遇，此时若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。
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课堂练习：（临界问题）
1、一劲度系数为m N k /200=的轻弹簧直立在水平地板上，弹簧下端与地板相连，上端与一质量kg m 5.0=的物体B 相连，B 上放一质量也为kg 5.0的物体A ，如图。
现用一竖直向下的力F 压A ，使B A 、均静止。
当力F 取下列何值时，撤去F 后可使B A 、不分开 ( )
A.N 5
B.N 8
C.N 15
D.N 20
2、如图，三个物块质量分别为1m 、 2m 、M ，M 与1m 用弹簧联结，2m 放在1m 上，用足够大的外力F 竖直向下压缩弹簧，且弹力作用在弹性限度以内，弹簧的自然长度为L 。
则撤去外力F ，当2m 离开1m 时弹簧的长度为___________，当M 与地面间的相互作用力刚为零时，1m 的加速度为 。
3、如图，车厢内光滑的墙壁上，用线拴住一个重球，车静止时，线的拉力为T ，墙对球的支持力为N 。
车向右作加速运动时，线的拉力为T '，墙对球的支持力为N '，则这四个力的关系应为：T ' T ；N ' N 。
（填>、<或＝）若墙对球的支持力为0，则物体的运动状态可能是 或 。
4、在光滑的水平面上，B A 、两物体紧靠在一起，如图。
A 物体的质量为m ，B 物体的质量m 5，A F 是N 4的水平向右的恒力，N t F B )316(-=（t 以s 为单位），是随时间变化的水平力。
从
静止开始，当=t s 时，B A 、两物体开始分离，此时B 物体的速度方向
朝 （填“左”或“右”）。
5、如图，在斜面体上用平行于斜面的轻绳挂一小球，小球质量为m ，斜面体倾角为θ，置于光滑水平面上 (g 取2/10s m )，求：
（1）当斜面体向右匀速直线运动时，轻绳拉力为多大；
（2）当斜面体向左加速运动时，使小球对斜面体的压力为零时，斜面体加速度为多大；
（3）为使小球不相对斜面滑动，斜面体水平向右运动的加速度的最大值为多少。
6、一个质量为kg 1.0的小球，用细线吊在倾角︒=37α的斜面顶端，如图。
系统静止时绳与斜面平行，不计一切摩擦。
求下列情况下，绳子受到的拉力为多少(取2/10s m g =)：
（1）系统以2/6s m 的加速度向左加速运动；
（2）系统以2/10s m 的加速度向右加速运动；
（3）系统以2/15s m 的加速度向右加速运动。
7、如图，轻绳AB 与竖直方向的夹角︒=37θ，绳BC 水平，小球质量kg m 4.0=，问当小车分别以2/5.2s m 、2/8s m 的加速度向右做匀加速运动时，绳AB 的张力各是多少？（取2/10s m g =）
8、如图，托盘A 托着质量为m 的重物B ，B 挂在劲度系数为k 的弹簧下端，弹簧上端吊于O 点。
开始时弹簧竖直且为原长。
今让托盘A 竖直向下做初速为零的匀加速直线运动，其加速度为a 。
求经多少时间t ，A 与B 开始分离。
9、如图，一轻绳上端系在车的左上角的A 点，另一轻绳一端系在车左端B 点，B 点在A 点正下方，B A 、距离为b ，两绳另一端在C 点相结并系一质量为m 的小球，绳AC 长度为
b 2，绳BC 长度为b 。
两绳能够承
受的最大拉力均为mg 2。
求：
（1）绳BC 刚好被拉直时，车的加速度是多大；
（2）为不拉断轻绳，车向左运动的最大加速度是多大。
最新文件仅供参考已改成word文本。
方便更改。