专题39牛顿运动定律中的临界问题1、临界问题物体由某种物理状态转变为另种物理状态时,所要经历的种特殊的转折状态,称为临界状态.这种从种状态变成另种状态的分界点就是临界点,此时的条件就是临界条件。2、临界问题的标志(1)题目中出现“恰好”“刚好”等关键词句,明显表明此过程即为临界点。(2)题目中出现“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词句,表明题述过程存在着“起止点”,而这些“起止点”一般对应着临界状态。(3)题目中出现“最大”最小”“至多”“至少”等词句,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点。3、常见的临界条件临界状态临界条件两物体刚好分离或接触刚好相对滑动静摩擦力达到最大值绳子断裂、刚好被拉直或松弛断裂:绳子上张力达到绳子能够承受的最大拉力;刚好被拉直、松弛:绳子张力为0。速度达到最大值物体所受合外力为04、处理临界问题的方法(1)极限法如果在题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等关键词时,一般隐含着临界问题。处理这类问题时,常常把物理问题或过程推向极端,从而得到临界状态及临界条件,以达到快速求解问题的目的。(2)假设法有些物理过程没有出现明显的临界问题的线索,但在变化过程中可能出现临界状态,也可能不会出现临界状态。解答此类问题,一般用假设法,即假设出现某种临界状态,分析物体的受力情况及运动状态与题设是否相符,即可得出结论。(3)数学方法将物理过程转化为数学表达式,然后根据数学中求极值的方法,求出临界条件。涉及三角函数、二次函数、不等式等数学知识。5、临界问题解决步骤:(1)依据题中提示语言判定临界问题及分类;(2)确定临界状态下临界条件;(3)按照牛二定律做题步骤解决问题:①明确研究对象②受力分析③正交分解④分析各坐标系运动状态列方程:若为平衡状态列平衡方程;若为非平衡状态列牛顿第二定律。一、利用极值法求解临界问题[例1]如图所示,质量为m=1kg的物块放在倾角为θ=37°的斜面体上,斜面质量为M=2kg,斜面与物块间的动摩擦因数为μ=0.2,地面光滑,现对斜面体施一水平推力F,要使物体m相对斜面静止,试确定推力F的取值范围。【答案】推力F的取值范围为14.25N≤F≤33.53N.【解析】(1)设物块处于相对斜面向下滑动的临界状态时的推力为F1,此时物块受力如下图所示,取加速度的方向为x轴正方向:对物块分析,在水平方向有FNsinθμF﹣Ncosθ=ma1,竖直方向有FNcosθ+μFNsinθmg=0﹣,对整体有F1=(M+m)a1,...