專題等時(shí)圓模型和動(dòng)力學(xué)中的臨界問題課件高一上學(xué)期物理人教版復(fù)習(xí)

專題提升十一等時(shí)圓模型和動(dòng)力學(xué)中的臨界問題

結(jié)論1：“等高光滑斜面”傾角為900時(shí)間最短；一、等時(shí)圓模型——斜面時(shí)間模型第一類：等高斜面(斜面問題用不變量表示變化量)

a＝gsinθ

第二類：等底斜面

a＝gsinθ

結(jié)論2：“等底光滑斜面”傾角為450時(shí)，下滑時(shí)間最短；問1：斜面夾角分別為20°和70°時(shí)，靜止釋放時(shí)間誰(shuí)大？

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第三類：豎直圓周內(nèi)“同最高點(diǎn)”的斜面

可推得t1＝t2＝t3結(jié)論3：物體從“豎直圓環(huán)”上最高點(diǎn)沿不同的光滑弦由靜止開始滑到底端，所用時(shí)間相等=物體沿直徑做自由落體運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間。

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3第四類：豎直圓“同最低點(diǎn)”的斜面

可得t1＝t2＝t3結(jié)論4：物體從“豎直圓環(huán)”沿不同的光滑弦上端由靜止下滑到圓環(huán)的最低點(diǎn)，所用時(shí)間相等=物體沿直徑做自由落體運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間。結(jié)論5：物體從光滑斜面上端由靜止滑到低端的時(shí)間都可以轉(zhuǎn)化為沿等時(shí)圓直徑做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。問2：怎么找等時(shí)圓？3.作等時(shí)圓：①過頂點(diǎn)做一條豎直線；②過斜面一端做垂線與豎直線交于一點(diǎn)，交點(diǎn)到最低（高）點(diǎn)的距離即為等時(shí)圓的直徑。

1.初始條件：①多條相交的光滑斜軌道；②由靜止從一端滑到另一端；2.設(shè)置頂點(diǎn)：①下端相交：圓的最低點(diǎn)；②上端相交：圓的最高點(diǎn)；第五類：“雙圓周”內(nèi)斜面兩個(gè)豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點(diǎn)，物體沿不同光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時(shí)間相等。t1＝t2。【例1】(2021·全國(guó)甲卷)如圖，將光滑長(zhǎng)平板的下端置于鐵架臺(tái)水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點(diǎn)Q處?kù)o止釋放，物塊沿平板從Q點(diǎn)滑至P點(diǎn)所用的時(shí)間t與夾角θ的大小有關(guān)。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時(shí)間t將(

)A．逐漸增大

B．逐漸減小C．先增大后減小

D．先減小后增大D【練習(xí)】如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，該平面內(nèi)有AM、BM、CM三條光滑固定軌道，其中A、C兩點(diǎn)處于同一個(gè)圓上，C是圓上任意一點(diǎn)，A、M分別為此圓與y軸、x軸的切點(diǎn)，B點(diǎn)在y軸上且∠BMO＝60°，O′為圓心?，F(xiàn)將a、b、c三個(gè)小球分別從A、B、C點(diǎn)同時(shí)由靜止釋放，它們將沿軌道運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，所用時(shí)間分別為tA、tB、tC，則(

)A.tA＜tB＜tCB.tA＝tC＜tBC.tA＝tC＝tBD.由于C點(diǎn)的位置不確定，

故無法比較時(shí)間大小關(guān)系B【例2】如圖所示，Oa、Ob和ad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，O、a、b、c、d位于同一圓周上，c為圓周的最高點(diǎn)，a為最低點(diǎn)，O′為圓心。每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)，兩個(gè)滑環(huán)從O點(diǎn)無初速釋放，一個(gè)滑環(huán)從d點(diǎn)無初速釋放，用t1、t2、t3分別表示滑環(huán)沿Oa、Ob、ad到達(dá)a、b所用的時(shí)間，則下列關(guān)系正確的是（）A．t1=t2=t3

B．t3>t1>t2C．t1＜t2＜t3D．t2>t1=t3D二、動(dòng)力學(xué)中的臨界問題1、發(fā)生分離的臨界條件——接觸面間的彈力恰好為零（FN＝0）。

【例1】

如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球(重力加速度為g)。(1)當(dāng)滑塊以多大的加速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線對(duì)小球的拉力剛好等于零？(2)當(dāng)滑塊以多大的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力剛好等于零？(3)當(dāng)滑塊以2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線上的拉力為多大(不計(jì)空氣阻力)?1、接觸面發(fā)生分離的臨界條件——接觸面間的彈力恰好為零。

AB

AB

板能否動(dòng)情況：（看板上下表面最大靜摩擦力大?。?/p>

AB

【問題】為使A與B保持相對(duì)靜止一起向右加速運(yùn)動(dòng)，則力F的最大值為多少？

假設(shè)法受“變化外力”作用下的板塊問題，判斷初速度相同時(shí)是否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)方法

AB

【例2】如圖所示，A、B兩個(gè)物體疊放在一起，靜止在粗糙水平地面上，B與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.1，A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.2。已知A的質(zhì)量m＝2kg，B的質(zhì)量M＝3kg，重力加速度g取10m/s2?，F(xiàn)對(duì)物體B施加一個(gè)水平向右的恒力F，為使A與B保持相對(duì)靜止，則恒力F的最大值是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(

)A.20N B.15N

C.10N D.5NB

AB

【問題】為使A與B保持相對(duì)靜止一起向右加速運(yùn)動(dòng)，則力F的