物理的学习通常是需要的逻辑思维的支撑,在知识的理解上和运用上要求比较的灵活,而且在各项知识的衔接上要求也是的高的。在物理的学习中,通常一些比较简单的方法可能会使得物理的学习变得比较的简单,而且在学习上也能很好的冲刺。本文伊顿教育小编将会给大家进行选考物理中临界分析法的讲解,在重点的知识上能够更好的进行掌握,对于做题是的有帮助的。
当物体从一种运动形式(或性质、特征),发生质变转化成另一种运动形式(或性质、特征)时,所处的特定的物理状态。在这种状态下具有的条件,叫临界条件,常常把临界状态和临界条件统称为临界问题。
临界问题是普遍存在的:力学中的临界速度,临界加速度问题;热学中的熔点、沸点、分子距离ro(10^-10m),状态方程中的临界体积、临界压强;电学中的临界电压、速度选择器;几何光学中凸透镜成像,物距为2倍焦距,1倍焦距左右变化带来的像的变化,全反射中的临界角物理光学的光电效应中的极限频率;原子核反应的临界体积等等,都是临界问题。
下面概括一下用临界条件解题的基本方法及注意问题。
(一)要善于识别临界条件
并非问题都存在临界问题,但有临界问题的习题都带有的隐蔽性(这和隐含条件有联系),因此首先要善于判断有无临界条件,要认清物理过程和物理模型,物理状态是否有本质变化,在发生质变的前后状态中找到衔接点,即临界状态;二是认清临界条件的本质特征:
即承前启后的特征,它既不是前一状态的条件,又不是后一状态的条件,而是具有双重因素制约的特殊条件。
(二)从单调变化的极端状态中确定临界条件
认清物理状态的变化过程,找出其变化的终端,越过这个状态就转为另一变化过程。
(三)利用临界条件,确定界前界后的问题
用求得的临界条件去确定与之相关的前一状态或后一状态的问题。
[例] 如图所示,质量为m的物块放在倾角为θ的斜面上,斜面体的质量为M,斜面与物块无摩擦,地面光滑。现对斜面施一个水平推力F,要使物体相对斜面静止,力F应为多大?
解析:两物体无相对滑动,说明两物体加速度相同,方向水平。对于物块m,受两个力作用,其合力水平向左。先选取物块m为研究对象,求出它的加速度,它的加速度就是整体加速度,再根据F=(m+M)a,求出推力F。
选择物块为研究对象,受两个力,重力mg、支持力FN,且二力合力方向水平。如图所示,由图可得:
ma=mgtanθ,
a=g·tanθ,
再选整体为研究对象,根据牛顿第二定律
F=(m+M)a=(m+M)gtanθ
点评:要使物块与斜面保持相对静止,即相对斜面不上滑也不下滑,加速度就应水平。这是一种临界状态,考虑一下,当F大于(m+M)gtanθ或小于(m+M)gtanθ时,物块相对斜面将怎样运动?