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高考物理解题方法:临界状态的假设压轴题综合题

高考物理解题方法:临界状态的假设压轴题综合题

一、高中物理解题方法:临界状态的假设

1.水平传送带上A 、B 两端点间距L =4m ,半径R =1m 的光滑半圆形轨道固于竖直平面内,下端与传送带B 相切。传送带以v 0=4m/s 的速度沿图示方向匀速运动,m =lkg 的小滑块由静止放到传送带的A 端,经一段时间运动到B 端,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,g =10m/s 2。

高考物理解题方法:临界状态的假设压轴题综合题

(1)求滑块到达B 端的速度;

(2)求滑块由A 运动到B 的过程中,滑块与传送带间摩擦产生的热量;

(3)仅改变传送带的速度,其他条件不变,计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C 。

【答案】(1)v B =4m/s ; (2)Q =8J ; (3)不能通过最高点

【解析】

【分析】

本题考查了动能定理和圆周运动。

【详解】

⑴滑块在传送带上先向右做加速运动,设当速度v = v 0时已运动的距离为x 根据动能定理

201-02

mgx mv μ=

x=1.6m <L

所以滑块到达B 端时的速度为4m/s 。

⑵设滑块与传送带发生相对运动的时间为t ,则 0v gt μ=

滑块与传送带之间产生的热量

0()Q mg v t x μ=-

解得

Q = 8J

⑶设滑块通过最高点C 的最小速度为C v

经过C 点,根据向心力公式

2C mv mg R

= 从B 到C 过程,根据动能定理

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