5. 牛顿运动定律的应用优质课一等奖｜教案在线预览

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微专题动力学中的临界问题新华中学戴艳一、概念辨析：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。在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，常常会遇到两物体恰好脱离、绳子恰好松弛、两物体恰好发生相对滑动、物体恰好不从滑板上掉下等，这些称为动力学中的临界问

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所属课文：5. 牛顿运动定律的应用

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5. 牛顿运动定律的应用优质课一等奖

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关键词：5. 牛顿运动定律的应用优质课一等奖

正文

微专题

动力学中的临界问题

新华中学

戴艳

一、概念辨析：

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。

在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，常常会遇到两物体恰好脱离、绳子恰好松弛、两物体恰好发生相对滑动、物体恰好不从滑板上掉下等，这些称为动力学中的临界问题。

二、解决临界问题的基本思路

（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）寻找变化过程中相应物理量的变化规律，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

三、学以致用

题型一：相互接触的物体分离问题

相互接触的两个物体将要分离的临界条件是：相互作用的弹力为零

【典型例题1】在水平向右运动的小车上，有一倾角θ=370的光滑斜面，质量为m的小球被平行于斜面的细绳系住而静止于斜面上。当小车以（1）a1=g, (2) a2=2g 的加速度水平向右运动时，绳对小球的拉力及斜面对小球的弹力各为多大？

分析：当_______________时，支持力FN =0

小球即将脱离斜面

当小车加速度a<4g/3时，小球仍压在斜面上，a=g 解（1）取小球为研究对象并受力分析，建立正交坐标系

则沿x轴方向

Fcosθ-FNsinθ=ma

沿y轴方向

Fsinθ+FNcosθ=mg 将

θ=370

、a1=g 分别代入

得

F1=1.4mg

FN1=0.2mg

当小车加速度a> 4g/3时，小球已飘离斜面，a=2g

FN=0,

绳与斜面的夹角有变化

解（2）取小球为研究对象并受力分析，建立正交坐标系

则沿x轴方向

Fcosθ=ma

沿y轴方向

Fsinθ=mg 将

a2=2g 代入得

F2=mg 小结：相互接触的两个物体将要分离的临界条件是

相互作用的弹力为零

【拓展延伸】上题中若小车以a3=g的加速度水平向左运动，则绳对小球的拉力是多少？

绳子恰好松弛的临界条件是：F=0

题型二：相互摩擦的物体发生相对滑动

两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，在这类题目中两物体“刚好不发生相对滑动”与“刚好发生相对滑动”一般对应临界状态，需要分析此时的受力情况。

【典型例题2】有一质量M=2kg的小车置于光滑水平桌面上，在小车上放一质量m=6kg的木块，动摩擦因素µ=0.2,现对木块施加拉力F=32N，则小车的加速度为多少？

解：当木块与小车之间达到最大静摩擦力12N时，对小车水平方向受力分析

则两者保持相对静止的最大加速度为

am=fm/M=6m/s2

再取整体为研究对象受力，则得与两者保持相对静止对应的最大拉力

Fm=(M+m) am=48N 而

F=32N

木块与小车保持相对静止

故系统的加速度

a=F/(M+m)=4m/s2

[小结] 存在静摩擦的连接系统，当系统外力大于最大静摩擦力时，物体间不一定有相对滑动；相对滑动与相对静止的临界条件是：静摩擦力达最大值.

关于本教案的常见问题

Q：5. 牛顿运动定律的应用优质课一等奖是什么类型的资料？

A：这是一份教学教案文档，可用于备课、课堂讲解与课后复习，支持在线预览正文内容。

Q：这份教案对应哪篇课文？

A：对应课文《5. 牛顿运动定律的应用》，可从面包屑进入课文目录查看同课其他资料。

Q：如何找到配套课件？

A：页面提供「配套课件/同课文课件」入口；也可进入课文详情页同时查看教案与课件列表。

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