弹簧处于自然伸长状态(学物理核心心法二:临界条件)
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弹簧处于自然伸长状态(学物理核心心法二:临界条件)
昨天讲完学习物理核心心法一:运动与受力的关系
回顾文章请戳链接学物理核心心法一:运动与受力的关系
“运动与受力”是解决高中物理的基本思路,是底层逻辑,高中里面大部分题目都脱离不开运动与受力的关系
“临界条件”是高中解决问题的“题眼”,把握好临界条件,往往就是解题的关键
一、先来说说,高中物理题目中哪些字眼是临界条件
“刚刚”“恰好”“垂直”“相切”等等,这些词语出现的时候,一定要把眼睛死死的盯住这样的词语,切不可放过,放过了这些条件,你可能就错失了几个亿了、、

眼神放光亮些
下面我们来看看高考题目中出现的临界条件

选自2013年全国卷II卷21题

选自2013年全国卷II卷选做第2题

选自2014年全国卷I卷第25题

选自2014年全国卷II卷第15题

选自2015年I卷第14题
还有很多,我不在这里一一举例子了
二、既然临界条件这么重要,那在物理中哪些地方出现了临界呢?------任何地方都有可能会出现临界,眼睛放机灵点,碰到了我刚刚讲的几个词语,就要注意出现了临界条件
但是问题是!有时候我们发现题目中确实有临界条件出现,但是却不知道这个临界条件怎么去用。。。

我们就来简单梳理一下,在哪些情况下碰到了临界你应该怎么去做
临界无非出现在两个地方
一个是受力出现了临界
一个是运动状态出现了临界
(请各位拿个小本本把这句话切记并且抄下来,如果可以,也可以把这句话刻在胳膊或者大腿上,天天提醒自己)
1、受力出现临界
题目:如图所示,弹簧的劲度系数为500N/m,A、B两物体分别重100N、200N,之前系统放在地上处于静止状态,现用力F作用于A上缓慢向上拉动
问题:从力F开始作用直到B刚要离开地面时,这段时间A的位移

分析:
心法一:受力与运动有关
心法二:临界条件
物体刚开始静止
对A受力分析:

A的受力分析
则弹簧压缩量为
x1=T/K=100/500=0.2m
后来力F作用在A上,A缓慢上升,直至B刚离开地面
“刚”,临界条件出现了!请注意,放慢你的脚步,仔细思考,这个代表什么意思
思考分析:B刚离开地面,意味着地面和B物体脱离了,那么地面和B物体间根本没得弹力!!
NICE!
我们得到了临界条件:B的受力出现了临界,即地面给B的支持力为零!
B刚要离开地面时,对B受力分析:

B的受力分析
这个时候弹簧伸长量为:
X2=T支/K=200/500=0.4m
故最终A的位移为弹簧的压缩量+弹簧的伸长量=0.2m+0.4m=0.6m
本题中出现的临界条件:力的临界条件
一个例子还没有过瘾?
那么再来一个例子分析一下
题目:斜面质量为M,斜面切角为θ,一物块用细绳悬挂在斜面上,物块质量为m,用一水平向右的力F作用在M上
问题:若力F作用在M上时,m恰好脱离斜面时,求此时力F的值

分析:
“恰好”
恰好脱离斜面,意味着斜面与物块间并没有弹力
故,我们只需要整体法和隔离法进行受力分析即可
受力分析注意,斜面不给物块提供弹力
整体法:F=(M+m)a
隔离m:Tcosθ=ma ;Tsinθ=mg
解出结果为:F=(M+m)g/tanθ
本题中出现的临界条件:力的临界条件
号外:有些可爱的朋友可能看到这里有些懵逼。。。
啥子叫整体法和隔离法呢?
这个问题,我们会在后面的文章中再细说
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说完了力的临界条件
下面该说说,运动状态的临界条件了
2、运动状态出现临界
题目:一小球水平抛出,经过3s,恰好打到一个倾角为30的斜面上
问题:小球抛出的水平初速度

分析:
“恰好”
恰好打到斜面上,什么意思呢?
这里告诉我们,小球打到斜面时,小球的速度方向刚好是沿着斜面的!把握好这个条件

vy=gt=30m/s
tan30=vy/v0
故,v0=51m/s
本题中出现的临界条件:运动状态的临界条件
多的例子不再列举了
下次各位亲爱的朋友,遇到了相类似的问题,可以根据我的这个来分析
三、总结升华
出现“刚刚”“恰好”、、、等一些字眼出现了临界情况
出现了临界,接着思考两个问题:
到底是受力的临界条件:受力应该满足怎么样的要求
还是运动状态的临界:物体的运动情况应该满足怎么样的要求
但是!
有些时候题目中并没有出现这些临界条件的关键字眼,这个时候亲爱的朋友们一定要仔细甄别
比如看下题

2015年全国卷I卷第18题
题目中并没有给任何关键字眼
但是,我们也要知道,这个里面就是要考虑临界条件
v的取值范围就是在两个临界条件范围内产生的
这个题目我就不给解答过程了~~
各位朋友有兴趣的可以自己分析演算一下
可以把结果分享到评论区~
至此
我们讲完了学高中物理非常重要的两条核心心法
心法一:运动与受力有关
心法二:临界条件
掌握了这两条心法,你的审题能力肯定比以前会上升几个档次
每次遇到题目,多思考这两条心法,并且加以运动
你的解题能力也会随之上升几个档次
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