第15講 臨界和守恒問題

1、洋涇中學(xué)高三物理第二輪復(fù)習(xí)專題講座1第15講臨界和守恒問題臨界和守恒問題一、臨界問題的種類一、臨界問題的種類臨界問題是指在一種運(yùn)動形式(或者過程、或者狀態(tài))轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動形式(過程、狀態(tài))時，存在著分界限的現(xiàn)象，主要的種類有：1.轉(zhuǎn)變型臨界問題——所謂“轉(zhuǎn)變”，指運(yùn)動狀態(tài)改變，如由平衡狀態(tài)變?yōu)榉瞧胶鉅顟B(tài)等。2.條件型臨界問題——某些臨界問題，必須具備一定的臨界條件才能發(fā)生。如豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動最高點(diǎn)有速度的大小要求等。3.極值型臨界問

2、題——有些臨界問題產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的條件是某些物理量達(dá)到極值。例1如圖所示，兩端開口的細(xì)長玻璃管中上方有一段水銀柱，下端插入水銀槽中。今把管緩慢向上提起，在管下端未出水銀槽前，高度H將()A、先變大后變小至零B、先變小后變大C、先不變后變小至零D、先不變后變大例2質(zhì)量m=2.0kg的小鐵塊靜止于水平軌道的A端，質(zhì)量M=4.0kg的導(dǎo)軌及支架ABCD形狀及尺寸如圖所示，它只能繞通過支架D點(diǎn)的垂直于紙面的水平軸轉(zhuǎn)動，其重心在O點(diǎn)，若用細(xì)線沿導(dǎo)軌拉

3、動鐵塊，且拉力F=12N，鐵塊和導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)μ=0.50。求從鐵塊運(yùn)動時起，導(dǎo)軌及支架能保持靜止的最長時間是多少。(取g=10ms2)例3用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的重物，從深為H的井底提起并作直線運(yùn)動，重物到井口時的速度恰為零，已知細(xì)繩的最大承受力為T，則用此細(xì)繩提升重物到井口的最短作用時間為多少？例4如圖所示，有一細(xì)絕緣棒，它可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，棒長為2r，質(zhì)量不計(jì)。細(xì)棒兩端各裝一個小球A和B，mA=2mB=2m，A球不

4、帶電，B球帶q電量，整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)電場E中，不計(jì)一切阻力，問：(1)把細(xì)棒由水平位置靜止釋放，棒轉(zhuǎn)至豎直位置時，A球速度多大(2)把細(xì)棒由水平位置釋放，棒能不斷地繞O軸轉(zhuǎn)動的條件是什么洋涇中學(xué)高三物理第二輪復(fù)習(xí)專題講座3例8如圖所示，物體的質(zhì)量為2kg，兩根輕細(xì)繩AB和AC的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個方向與水平線成θ=600的拉力F，若要使繩都能伸直，求拉力F的大小范圍。例9滑雪者從A點(diǎn)由靜止沿

5、斜面滑下，經(jīng)一平臺后水平飛離B點(diǎn)，地面上緊靠平臺有一個水平臺階，空間幾何尺度如圖所示。斜面、平臺與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)為μ。假設(shè)滑雪者由斜面底端進(jìn)入平臺后立即沿水平方向運(yùn)動，且速度大小不變。求：(1)滑雪者離開B點(diǎn)時的速度大小；(2)滑雪者從B點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動的水平距離s。例10如圖所示，若在湖水里固定一細(xì)長圓管，管內(nèi)有一活塞，它的下端位于水面上?；钊牡酌娣eS=1cm2，質(zhì)量不計(jì)，水面的大氣壓強(qiáng)p0=1.0105Pa，現(xiàn)把活塞緩慢地