(新课标卷)河北省高考物理二轮专题复习 临界问题教案
高中物理二轮专题教案
高中物理二轮专题教案
目标：通过本次专题复习，帮助学生巩固物理知识，提高解题能力，为高考物理考试做好充分准备。
一、重点内容回顾
1. 力学
2. 动力学
3. 能量守恒
4. 电磁学
5. 光学
6. 声学
二、学习方法
1. 复习重点知识点，整理出自己的复习资料；
2. 做大量习题，巩固知识点；
3. 定期进行模拟考试，检验自己的学习成果；
4. 学会总结，发现并改正自己的不足。
三、教学安排
1. 第一节课：力学和动力学复习。
重点讲解牛顿三定律和库仑定律，做相关示例题；
2. 第二节课：能量守恒和电磁学复习。
重点讲解能量守恒定律和安培定律，做相关练习；
3. 第三节课：光学和声学复习。
重点讲解光的折射和声音的传播规律，做相关练习；
4. 第四节课：模拟考试。
模拟高考物理试卷，检验学生的学习成果。
四、教学反馈
1. 每节课结束时，进行小测验，检验学生对知识点的掌握情况；
2. 收集学生对教学内容的反馈意见，不断改进教学方法；
3. 定期组织班会，总结学习情况，鼓励学生互相交流。
五、复习资料
1. 教师提供的习题集和讲义；
2. 学生整理的复习笔记；
3. 高考物理模拟试卷。
六、总结
通过本次专题复习，相信学生们一定可以更加牢固地掌握物理知识，为高考物理考试取得好成绩打下坚实的基础。
希望同学们能够认真复习，勇敢面对考试，相信自己一定能够取得优异的成绩！。
2025高考物理总复习圆周运动中的临界极值问题
2
对 a 有 kmg-FT=ml2 ,对 b 有 FT+kmg=m·
2l2 ,解得 ω2=
2
。
3
拓展变式 2
把典题1中装置改为如图所示,木块a、b用轻绳连接(刚好拉直)。(1)当ω为
多大时轻绳开始有拉力?(2)当ω为多大时木块a所受的静摩擦力为零?
答案 (1)
2
(2)
解析 (1)在 b 的静摩擦力达到最大时,轻绳刚要产生拉力,对 b 有
的间隙可忽略不计。已知放置在圆盘边缘的小物体与圆盘的动摩擦因数
为μ1=0.6,与餐桌的动摩擦因数为μ2=0.225,餐桌离地高度为h=0.8 m。设小
物体与圆盘以及餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g
取10 m/s2。
(1)为使小物体不滑到餐桌上,圆盘的角速度ω的最大值为多少?
(2)缓慢增大圆盘的角速度,小物体从圆盘上甩出,
滑动的末速度 vt',由题意可得 vt'2-0 2 =-2ax'
由于餐桌半径为 R'= 2r,所以 x'=r=1.5 m
解得 vt'=1.5 m/s
设小物体做平抛运动的时间为 t,则
1 2
h=2gt ,解得
t=
小物体做平抛运动的水平位移为 x1=vt't=0.6 m。
2ℎ
=0.4
s
审题指导
关键词句
在圆周运动最高点和最低点的临界条件分析。
题型一
水平面内圆周运动的临界问题
1.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。
2.解决此类问题的一般思路
(新课标卷)河北省高考物理二轮专题复习 机械能教案
机械能一、功和功率1．功功是力的空间积累效应。
它和位移相对应（也和时间相对应）。
计算功有以下方法：⑴按照定义求功。
即：W =Fs cos θ。
在高中阶段，这种方法只适用于恒力做功。
当20πθ<≤时F 做正功，当2πθ=时F 不做功，当πθπ≤<2时F 做负功。
这种方法也可以表述为：功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。
⑵用动能定理W=ΔE k 或功能关系求功。
当F 为变力时，高中阶段只能用这种方法求功。
这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功（或者说是合外力对物体做的功）。
⑶利用F-s 图象或p-V 图象曲线下的面积求功。
⑷利用W=Pt 计算。
例1．如图所示，质量为m 的小球用长L 的细线悬挂而静止在竖直位置。
在下列三种情况下，分别用水平拉力F 将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。
在此过程中，拉力F 做的功各是多少？⑴用F 缓慢地拉；⑵F 为恒力；⑶若F 为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零。
可供选择的答案有A ．θcos FLB ．θsin FLC ．()θcos 1-FLD ．()θcos 1-mgL 解：⑴若用F 缓慢地拉，则显然F 为变力，只能用动能定理求解。
F 做的功等于该过程克服重力做的功。
选D⑵若F 为恒力，则可以直接按定义求功。
选B ⑶若F 为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零，那么按定义直接求功和按动能定理求功都是正确的。
选B 、D 。
在第三种情况下，由θsin FL =()θcos 1-mgL ，可以得到2tan sin cos 1θθθ=-=mg F ，可见在摆角为θ/2时小球的速度最大。
实际上，因为F 与mg 的合力也是恒力，而绳的拉力始终不做功，所以其效果相当于一个摆，可以把这样的装置叫做“歪摆”。
2．一对作用力和反作用力做功的特点一对作用力和反作用力总是大小相等方向相反的。
但在同一个过程中，它们所作用的物体的位移可能是相等的，也可能是不等的。
(新课标卷)河北省高考物理二轮专题复习 电场教案
河北2013年高考二轮专题复习教案电场一、库仑定律真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
即：221rq kq F = 其中k 为静电力常量， k =9.0×10 9 N m 2/c 2 1．成立条件①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。
即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。
（这一点与万有引力很相似，不同的是：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r ）。
2．应用举例例1．在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+9Q 和-4Q 的点电荷。
将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？解：先判定第三个点电荷所在的区间：只能在B 点的右侧；再由2rkQq F =，F 、k 、q 相同时Q r ∝∴r A ∶r B =3∶2，即C 在AB 延长线上，且BC=2AB 此类题必须“先定段、再定点”：两个已知电荷把直线分成三段，先根据固定电荷的电性和电荷量确定第三个电荷应该在这三段中的哪一段，在根据库仑定律确定在该段上的哪一点。
例2．已知如图，带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA=OB ，都用长L 的丝线悬挂在O 点。
静止时A 、B 相距为d 。
为使平衡时AB 间距离减为d /2，可采用以下哪些方法A ．将小球A 、B 的质量都增加到原来的2倍B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量也减小到原来的一半 解：由B 的共点力平衡图知L d g m F B =，而2d Q kQ F B A =，可知3gm L Q kQ d B B A ∝，选B 。
例3．两个相同的带电金属球（视为点电荷），相距一定距离放置，两球间的库仑力大小为F ；用绝缘工具将两球相碰后再放回原处，两球间的库仑力大小为F ´。
高考物理大二轮复习微专题9图解法分析动力学临界问题课件
-2-
图解法的精髓是根据力的平行四边形定则将物体受力按顺序首 尾相接形成力的多边形,然后根据物体间保持相对静止时力允许的 变化范围,确定加速度或者其他条件的允许范围。具体如下:
一
-3-
一、弹力类临界问题
类型一 轻绳类临界问题 轻绳有两类临界问题——绷紧和绷断,绷紧要求FT>0,不绷断要 求FT≤FTm。合起来即0≤FT≤FTm。
2019/6/30
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答案: 2������(������sin ������-������)
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一
-7-
解析:小球受力如图所示,将这四个力按顺序首尾相接,与四者的
合力形成如图所示三角形,其中mg、FN1、ma不变,F=kx和FN的方 向不变,两者之和不变。随着挡板向下运动,F=kx逐渐增大,则FN逐 渐减小,当FN=0时,小球与挡板分离,有F=kx=mgsinθ-ma
A.F先减小后增大 B.F一直增大 C.F一直减小 D.F先增大后减小
答案:A
一
-10-
解析:木箱受力如图,将支持力FN和滑动摩擦力Ff合成为一个力F 合,由Ff=μFN可知,tanα=μ。
由平衡条件可知,将三个力按顺序首尾相接,可形成如图所示闭 合三角形,其中重力mg保持不变,F合的方向始终与竖直方向成α角。 则由图可知,当θ从0逐渐增大到90°的过程中,F先减小后增大。
一
-4-
【例1】如图所示,绳AC、BC一端拴在竖直杆上,另一端拴着一 个质量为m的小球,其中AC绳长度为l。当竖直杆绕竖直方向以某 一角速度ω转动时,绳AC、BC均处于绷直状态,此时AC绳与竖直方 向夹角为30°,BC绳与竖直方向夹角为45°。试求ω的取值范围。已 知重力加速度为g。
(新课标卷)河北省高考物理二轮专题复习 牛顿运动定律的应用教案
牛顿运动定律的应用一、牛顿第一定律一切物体总保持匀速运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
1．牛顿第一定律导出了力的概念力是改变物体运动状态的原因。
（运动状态指物体的速度）又根据加速度定义：tv a ∆∆=，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因。
（不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加速度的原因”。
）2．牛顿第一定律导出了惯性的概念一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。
惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）。
质量是物体惯性大小的量度。
3．牛顿第一定律描述的是理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。
而不受外力的物体是不存在的。
物体不受外力和物体所受合外力为零的效果都是保持原有运动状态，但它们在本质上是有区别的，不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F =0时的特例。
二、牛顿第三定律两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
1．区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。
2．一对作用力和反作用力的冲量和功一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量一定为零，但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。
这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的。
三、牛顿第二定律物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。
即F =ma 。
特别要注意表述的第三句话。
因为力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外，还有方向之间的关系。
2025版新教材高考物理总复习第二章相互作用第5讲动态平衡问题和平衡中的临界极值问题教案
第5讲动态平衡问题和平衡中的临界、极值问题一、动态平衡问题“动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力,是动态力,力的大小或方向要发生变更,但变更过程中的每一时刻的状态均可视为平衡状态,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题。
解动态平衡问题两种常用的方法是①解析法和②图解法。
二、平衡中的临界、极值问题1.临界状态:是从一种物理现象转变为另一种物理现象,或从一个物理过程转入另一个物理过程的转折状态。
临界状态也可理解为“恰好出现”和“恰好不出现”某种现象的状态。
2.解答临界、极值问题的关键是找到临界条件。
1.如图所示,将所受重力为G的光滑小球用轻质细绳拴在竖直墙壁上,当把绳的长度增长,则下列推断正确的是()A.绳对球的拉力T和墙对球的弹力N均减小B.绳对球的拉力T增大,墙对球的弹力N减小C.绳对球的拉力T减小,墙对球的弹力N增大D.绳对球的拉力T和墙对球的弹力N均增大答案 A2.如图所示,轻绳OA、OB一端分别固定于天花板上的A、B两点,轻绳OC一端悬挂一重物。
已知OA、OB、OC能承受的最大拉力分别为150 N、100 N、200 N。
问悬挂的重物的重力不得超过多少?答案100√3 N考点一动态平衡问题所谓动态平衡问题,是指通过限制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变更,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态。
解决此类问题的常用方法有解析法和图解法。
例1如图所示,用轻细绳AO和BO将质量为m的重物悬吊起来,静止时AO是水平的,BO 与竖直方向的夹角为θ。
已知重力加速度为g。
设AO绳的拉力为F1,BO绳的拉力为F2。
(1)假如保持节点O的位置不变,将B点向左缓慢移动(同时增加绳长),则()A.F2变小,F1变大B.F2变大,F1变小C.F1和F2的合力不变D.F1和F2的合力变小(2)假如保持节点O的位置不变,将A点向上缓慢移动(同时增加绳长),F1和F2分别怎样变更?答案见解析解析(1)方法1:在B点缓慢左移的过程中,θ缓慢增大,而O点始终保持受力平衡状态,F1和F2均发生变更,但它们的合力肯定不变,F'=mg,方向竖直向上;因F1=mg tanθ,F2=mm,所以θ增大,tan θ增大、cos θ减小。
2024届高考物理复习讲义：专题强化二 动态平衡 平衡中的临界与极值问题
专题强化二动态平衡平衡中的临界与极值问题学习目标 1.学会运用解析法、图解法等处理动态平衡问题。
2.会分析平衡中的临界与极值，并会进行相关的计算。
考点一动态平衡问题1.动态平衡是指物体的受力状态缓慢发生变化，但在变化过程中，每一个状态均可视为平衡状态。
2.做题流程方法解析法1.对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。
2.根据物体的平衡条件列式，得到因变量与自变量的关系表达式(通常要用到三角函数)。
3.根据自变量的变化确定因变量的变化。
例1(2021·湖南卷，5)质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图1所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。
凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。
用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是()图1A.推力F先增大后减小B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大C.墙面对凹槽的压力先增大后减小D.水平地面对凹槽的支持力先减小后增大答案C解析对小滑块受力分析，如图甲所示，由题意可知，推力F与凹槽对滑块的支持力F N始终垂直，即α＋β始终为90°，在小滑块由A点向B点缓慢移动的过程中，α减小，β增大，由平衡条件得F＝mg cosα、F N＝mg sinα，可知推力F一直增大，凹槽对滑块的支持力F N一直减小，A、B错误；对小滑块和凹槽整体受力分析，如图乙所示，根据平衡条件可得，墙面对凹槽的压力大小F N1＝F sinα＝12mg sin2α，水平地面对凹槽的支持力F N2＝Mg＋mg－F cosα，在小滑块由A点向B点缓慢移动的过程中，α由π2逐渐减小到零，根据数学知识可知墙面对凹槽的压力先增大后减小，水平地面对凹槽的支持力一直减小，C正确，D错误。
甲乙跟踪训练1.如图2所示，半径相同、质量分布均匀的圆柱体E和半圆柱体M靠在一起，E 表面光滑，重力为G；M下表面粗糙，E、M均静止在水平地面上。
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河北2013年高考二轮专题复习教案
临界问题
一、特别提示
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则称为临界条件。
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发掘其内含规律，找出临界条件。
有时，有些临界问题中并不显含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。
临界问题通常具有一定的隐蔽性，解题灵活性较大，审题时应力图还原习题的物理情景，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向。
二、典型例题
题1 如图12-1所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O 点
的水平轴自由转动。
现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a 、b
分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是
（ ）
A 、a 处为拉力，b 为拉力
B 、a 处为拉力，b 为推力
C 、a 处为推力，b 为拉力
D 、a 处为推力，b 为推力
解析 因为圆周运动的物体，向心力指向圆心，小球在最低点时所需向心力沿杆由a 指向O ，向心力是杆对小球的拉力与小球重力的合力，而重力方向向下，故杆必定给球向上的拉力，小球在最高点时若杆恰好对球没有作用力，即小球的重力恰好对球没有作用力，即小
球的重力恰好提供向心力，设此时小球速度为b v ，则：R
v m mg b 2= gR v b = 当小球在最高点的速度b v v >时，所需的向心力mg F >，杆对小球有向下的拉力；若小球的速度b v v <时，杆对小球有向上推力，故选A 、B 正确
评析 本题关键是明确越过临界状态gR v b =时，杆对球的作用力方向将发生变化。
题2 在光滑的水平轨道上有两个半径都是
r 的小球A 和B ，质量分别为m 和2m ，当两球
心间距离大于L （L 比2r 大得多）时，两球之间
无相互作用力；当两球心间距离等于或小于L 时，
两球间存在相互作用的恒定斥力F 。
设A 球从远离
B 球处以速度0v 沿两球连心线向原来静止的B 球
运动，如图12-2所示，欲使两球不发生接触，0v 必须满足什么条件
解析 据题意，当A 、B 两球球心间距离小于L 时，两球间存在相互作用的恒定斥力F 。
故A 减速而B 加速。
当B A v v >时，A 、B 间距离减小；当B A v v <时，A 、B 间距离增大。
可见，当B A v v =时，A 、B 相距最近。
若此时A 、B 间距离r x 2>，则A 、B 不发生接触（图12-3）。
上述状态即为所寻找的临界状态，B A v v =时
r x 2>则为临界条件。
两球不接触的条件是：B A v v =
（1）
L+s B -s A >2r （2）
其中A v 、B v 为两球间距离最小时，A 、B 球的速度；s A 、s B 为两球间距离从L 变至最小的过程中，A 、B 球通过的路程。
设0v 为A 球的初速度，由动量守恒定律得：B A mv mv mv 20+= （3） 由动能定律得2202
121A s mv mv F A -=
（4） 2)2(21B s v m F B = （5） 联立解得：m
r L F v )2(30-< 评析 本题的关键是正确找出两球“不接触”的临界状态，为B A v v =且此时r x 2> 题3 如图12-4所示，一带电质点，质量为m ，电量为q ，以平行于Ox 轴的速度v 从y 轴上的a 点射入图中第一象限所示的区域。
为了使该质点能从
x 轴上的b 点以垂直于Ox 轴的速度v 射出，可在适当的地方加一
个垂直于xy 平面、磁感应强度为B 的匀强磁场。
若此磁场仅分布
在一个圆形区域内，试求这圆形磁场区域的最小半径。
重力忽略
不计。
解析 质点在磁场中作半径为R 的圆周运动，
R
v m qBv 2=，得qB mv R = （1） 根据题意，质点在磁场区域中的轨道是半径等于R 的圆上的1/4圆弧，这段圆弧应与入射方向的速度、出射方向的速度相切。
过a 点作平行于x 轴的直线，过b 点作平行于y 轴的直线，则与这两直线均相距R 的O ＇为圆心、R 为半径的圆（圆中
虚线圆）上的圆弧MN ，M 点和N 点应在所求圆形磁场区域的边界上。
在通过M 、N 两点的不同的圆周中，最小的一个是以MN 连线为
直径的圆周。
所以本题所求的圆形磁场区域的最小半径为
qB
mv R R R MN r •==+==2222212122 （2） 所求磁场区域如图12-5中实线圆所示。
评析 临界值可能以极值形式出现，也可能是边界值（即最大值和最小值）此题中最小值是利用几何知识判断而得到的。
A 、B 两点及AB 圆弧分别是磁场的边界点和磁场内的一段弧，是寻找最小圆形磁场区域的依据。
题4 圆筒形的薄壁玻璃容器中，盛满某种液体，容器底部外面有光源S ，试问液体折射率至少为多少时，才不能通过容器壁在筒外看到光源S （壁厚不计）。
解析 要在容器外空间看不到光源S ，即要求光源S 进入液体后，射向容器壁光线的入射角C ≥α（临界角），如图所示，由折射定律可知
C n sin 90sin ︒= n
C 1sin = （1） 由图可知︒=+90γα，C ≥α，C -︒≤90γ （2）
在A 点入射处，由折射定律有
C
C i n m m cos 1)90sin(90sin sin sin =-︒︒==γ 所以n
C 1cos =
（3） 由（1）（3）两式可知︒=45C ，2cos 1==C n 由（2）式可知：γ越小越好，临界角C 也是越小越好：由n C 1sin =
可知，n 越大，C 越小；而由γ
sin sin i n =可知，当i 一定时，n 越大，γ小。
所以液体的折射率2≥
n 评析 本题临界条件有两个，当折射角为90°时的入射角为临界角C 和当入射角为90°时γ最大。
一般几何光学中习题涉及前一个临界条件的较多，涉及后一个临界条件的较少。
而求出折射率的临界值为2，还要进一步利用（3）式进行讨论n 的范围。
该题的分析方法是从结果利用临界值C ，采取倒推的方法来求解。
一般来讲，凡是求范围的物理问题都会涉及临界条件。