文档介绍：动力学临界问题得类型与处理方法〇、问题得缘起高中物理中得动力学临界问题就是一类较难得题目,本文尝试从牛顿第二定律得等号得含义得挖掘出发,提出这类问题得产生原因、基本类型与基本解决方法。一、动力学临界问题得本质——供需匹配问题牛顿第二定律,等式得左边就是其她物体提供给物体得力(供),右边就是物体以加速度a运动时所需要得力(需),因此实际上就是供需匹配得方程。当某些外界条件变化时,a可能变化,因此物体所需要得力可能发生变化,这就存在供需匹配问题。动力学临界问题,本质上讲,就就是供需匹配问题:①供需相匹配(等号成立),则可维持两物体间得某种关联(如相对静止、距离不变等);②若供需不匹配(等号不成立),则两物体间得该种关联被破坏(如两物体相对滑动、距离增大或者减小等)。二、动力学临界问题得类型依据其她物体提供给物体得力得特点,可将动力学临界问题分为两大类型:供可变型与供不可变型。1、供可变型其她物体提供得力可以在一定范围内变化;若所需要得力在该范围内,则能够维持物体间得某种关联,若所需要得力超出该范围,则物体间得该种关联被破坏。具有这种特点得力,主要就是两大类:静摩擦力与弹力。具体分析如下:(1)静摩擦力:-Ffm≤Ff≤Ffm, 若:所需Ff≤Ffm,则两物体相对静止, 若:所需Ff>Ffm,则两物体相对滑动.(2)弹力:FN≥0,0≤FT≤FTm ①支持力/压力FN:所需FN≥0,则两物体相互接触, 所需FN<0,则两物体相互分离。②绳中张力FT:所需FT满足0≤FT≤FTm,则绳子绷直,两物体维持某间距, 所需FT〈0,则绳子松弛,两物体间距减小,靠近, 所需FT>FTm,则绳子绷断,两物体间距增大,分开。2、供不可变型特定位置处,其她物体提供得力就是一个确定得值;若需要得力等于该值,则能够维持物体间得相对位置,若需要得力不等于该值,则两物体接近或者远离。具有这种特点得力有万有引力、库仑力、弹簧弹力等。其中万有引力作用下人造卫星得变轨问题就属于这类问题得典型,下文重点就是供可变型,所以将此问题得处理方法单独在此处说明,,人造卫星在离地心r处得A点以某速度vA发射,若发射速度合适(为v),卫星在该处所受万有引力恰好等于其在该圆周轨道上做圆周运动所需要得向心力,则卫星就能在该轨道上做圆周运动,有解得。即有:若:,所需要得向心力,供求平衡,卫星将做圆周运动,若:,所需要得向心力,供不应求,卫星将做离心运动,若:,所需要得向心力,供过于求,卫星将做近心运动。三、动力学临界问题处理得基本方法动力学临界问题得处理方法有两种:1、物理分析法第一步:极端分析法——找到临界点第二步:分析临界条件——受力转变条件如:Ff=Ffm,FN=0, FT=0,FT=FTm2、数学解析法第一步:假设法-—假设物体间得该关联正常第二步:动力学方程(或平衡方程)+受力范围条件如:—Ffm≤Ff≤Ffm,FN≥0, 0≤FT≤FTm不过,在此处要做一个说明:物理分析法对学生得生活经验或者物理实验得经验有较强得依赖性,而数学解析法则对学生得数学能力——解不等式组——有较高得要求,因此,两种方法各有优劣,不同学生、不同问题,方法得选择就会不同。【例1】(静摩擦力类)如图所示,质量M=8kg小车放在光滑得水平面上,在小车上面静止放置一质量m=2kg得小物块,物块与小车间