《高中物理思维方法集解》参考系列高考物理题中的临界问题VIP专享VIP免费

《高中物理思维方法集解》参考系列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内含规律，找出临界条件。一、做直线运动的物体“达到最大（小）速度”的临界条件:物体加速度等于零1．如图3—25所示，一个质量为的物体固定在劲度系数为的轻弹簧右端，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，弹性势能为E。已知弹簧被拉长（或者压缩）x时的弹性势能的大小，求在下述两种情况下，撤去外力后物体能够达到的最大速度？（1）地面光滑。（2）物体与地面的动摩擦因数为。3．如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，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内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内，求导体棒所达到的恒定速度v2；4如图所示，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＝+1.0×10一6C，质量m＝1.0×10一2kg。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。（静电力常量k＝9.0×10F图3—25Rmv1BL（a）9N·m2／C2，取g=l0m/s2)。求小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大？6．一竖直绝缘杆MN上套有一带正电，质量为的小铜环，环与杆之间的动摩擦因数为，杆处于水平匀强电场和水平匀强磁场共存的空间，如图3—4—45所示，电场强度为，磁感应强度为，电场和磁场方向垂直。当自由释放小铜环后，它就从静止开始运动，设场区足够大，杆足够长，求环在运动中的最大加速度和最大速度。7．如图所示，一质量为m的带电小球，用长为l的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ角（<45o）。如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下，电场方向改变后，带电小球的最大速度值是多少？8．如图，水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场相互垂直。在电磁场区域中，有竖直放置的，半径为R的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端A点由静止释放。当小球运动的圆弧长为圆周长的几分之几时，小球所受的磁场力最大？A．1/8B．3/8C．1/4D．1/29．真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球速度与竖直方向夹角为37o（取sin37°＝0.6，cos37°=0.8）。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。求运动过程中（1）小球受到的电场力的大小及方向。（2）小球的最小动量的大小及方向。二、刚好运动到静止某一点的临界条件：物体末速度等于零10．如图3—28所示，两个金属板水平放置，两板间距离d=2.0cm，并分别与一直流电源的两极相连接，上面的金属板中心有一小孔。带电油滴的质量m=4.0×10－10kg，带电量大小q=8.0×10－13C，油滴从A点自由下落高度h=0.40m后进入平行金属板之间，刚好达到下极板。ｇ取10ｍ／BEmq图3—4—45MNAROBEEBEmθｓ２。问液滴带正电还是负电？两极板间的电势差多大？11．如图3—53所示，平行板电容器两极板M、N水平放置，距离为d=1.0cm，其电容为，上极板M与地连接，且中央有一小孔A，开始时两极板不带电。一个装满油的容器置于小孔A正上方，带电油滴一滴一滴地，从容器下的小孔无初速滴下，正好掉入小孔。油滴下落高度处，带...