在我们的高中课本中临界问题有很多，很多都是在现实生活中不能发生但又事实的存在的，比如这样的临界问题，两物体最终速度相等或者接触时速度相等、两物体仍然接触、弹力为零，且速度和加速度相等等这都是我们物理中常见的条件。下面小编介绍一篇高中物理临界的探讨。
【摘 要】临界问题是高中物理中常见的一个问题，它是指当物体从一种运动状态(或物理现象)转变为另一种运动状态(或物理现象)的转折状态，它既有前一种运动状态(或物理现象)的特点，又具有后一种运动状态(或物理现象)的特点，起着承前启后的转折作用。临界时的值则称为临界点。力学临界问题来源于被动力的变化、作用力的功率制约、速度的变化等。力学临界问题的教学策略是临界问题的教学贯穿在日常教学之中，使学生明确临界状态的含义，抓住临界条件的共性，系统分析总结临界问题的特点。力学临界点的分析方法是动态分析法与图像法。
【关键词】高中力学 临界问题 教学
临界问题是高中物理中常见的一个问题，所谓临界状态是指当物体从一种运动状态(或物理现象)转变为另一种运动状态(或物理现象)的转折状态，它既有前一种运动状态(或物理现象)的特点，又具有后一种运动状态(或物理现象)的特点，起着承前启后的转折作用。临界时的值则称为临界点。力学知识在高中物理中占据着重要的地位，在力学教学中我们也经常遇到力学的临界问题。而部分学生特别是高一的学生对临界问题很是感觉到茫然，无所适从，望而生畏。因此，力学教学中如何有效让学生理解临界问题，找到相关的临界点的教学值得探索。在本文中就有关高中物理中的力学部分的临界问题的力学临界点的来源、力学临界点的教学设计和力学临界点的教学突破等的教学作一个探讨性的阐述，以此作为抛砖引玉，让同行们批评指正。
一、力学临界点的来源
基尔霍夫说：“力学是关于运动的科学，它的任务是以完备而又简单的方式描述自然界中发生的运动”。物理学家眼中的力学是完备而又简单的方式在描述物体的运动，力学中的物理量会产生相互影响而又相互制约的情况是很常见的，当一个物理量变化到一定值时，往往会使另一个物理量产生转折性的变化，一旦某个物理量处在转折处的时刻，我们说该物理量就处于临界状态，该状态下力学量对应的值即为临界点。因此，力学中有关临界问题的出现是很常见的。而力学中的临界点又来源于何处呢?下面谈谈关于力学中的临界点来源的几种情况。
1.由于被动力的变化而产生的临界状态
力学中的被动力就是指弹力和静摩擦力，这两种性质力的大小和方向都有可能随物体运动状态的变化而发生变化，在变化的过程中就有可能产生临界点。如图1所示，物体和斜面一起向左加速运动，当加速度发生变化时，物体受到的静摩擦力的大小和方向产生变化，当加速度a=gtanθ时，出现了静摩擦力为了0的临界状态。
2.由于圆周运动的惯性离心力而产生的临界状态
由于圆周运动的质点总存在惯性离心力，所以必须要有力提供其做圆周运动的向心力，质点的圆周运动才能维持下去，圆周运动所需要的向心力大小与质点的质量大小、线速度大小和轨道半径大小等因素有关，一旦提供的向心力大小出现了极值情况，那么线速度大小就必然的也出现了临界值。如细线牵引小球在竖直面内做圆周运动，当小球过最高点位置的瞬间，提供小球做圆周运动的最小向心力为小球的重力，因此小球在最高点位置的最小速度即为临界的线速度。或者，最高点时的速度越大，所须的向心力越大，当超过细绳的拉力时，存在一个最大速度的临界线速度。
3.物体运动的速度受到作用力的功率制约而产生的临界状态
物体的速度大小变化是由于力对物体做功引起的，而某些驱动力的功率往往不可能无限增大，从而造成了该物体的运动速度也不可能无限增大，一旦动力的功率出现极大值，则物体的运动速度就出现了临界值。如，某机车在平直公路上的起动问题，当机车以恒定的加速度起动时，求汽车匀加速的最长时间。解此问题的关健在于如何求解匀加速运动中的最大速度，由v=P/F可知，当汽车的牵引力功率达到最大值时，汽车运动的速度就达到了匀加速运动的最大速度，即为临界速度。
4.由速度大小关系而引起的两物体的位移关系变化
两个物体在同一条直线上运动，当两物体之间的距离出现最大值或距离出现最小值的临界状态就是两个物体具有相同的瞬时速度。如：两小球用弹簧连接，放在光滑的水平面上，左侧小球的初速度为v，而右侧小球的初速度为0，两球的质量相等均为m，此后在两小球运动过程中，问弹簧的最大弹性势能为多少?解决这个问题的关键在于找出出现弹性势能最大值时刻两小球的速度，从而可以确定该时刻两小球的动能，利用该系统的机械能守恒就可以解出弹簧的最大弹性势能。由追赶运动模式可知，当两小球的速度大小相等时，弹簧正好处于最长或最短的状态，此时弹簧的弹性势能最大。由此可知，两物体在同一条直线上运动，当两物体的距离最大或距离最小的临界条件是两物体的速度相等。
二、力学临界点的教学思路
新课程已经进行了几年的尝试，广大教师积累了较为丰富的教学经验，广大学生也在这场课改中受益，体会相关物理知识的学习过程和方法，提高了自主学习水平和自主探究的学习能力。同样，我们可以通过在力学的临界点教学中培养学生的能力，教师注重方式方法的引导，积极培养学生的逻辑推理、逻辑思维能力，充分发挥学生的发散思维能力，促进收敛思维的形成。因此，有关临界点的教学思路如下：
1.明确临界状态的含义
就力学的临界状态也是复杂多样的，通过一定的教学方法和教学手段让学生首先明确临界点的含义，它表示某一物理过程向另一个物理过程变化的一个转折点，或能否完成该物理过程的转折点，在这个转折点的时刻有的物理量就出现了临界值。学生明确了临界点的物理意义，就能够在学习中产生指导作用，遇到临界问题会主动对照，积极探究临界点的出现，教师在教学过程中只需注重正确引导，让学生想方设法体验临界点的出现时刻，以利于加深印象，知识学得牢，抓得实。
2.贯穿在日常教学中
力学临界点的教学问题，不可能一劳永逸，更不可能一进入高一年就马上学习，它是穿插在各个教学点中，也不可能每个教学点都出现，这就要求教师在教学过程中要适时把握，遇到临界点问题时不含糊放过，注意引导学生采用正确的方法分析临界点的出现瞬间，把握临界点时刻哪个物理量处于临界值，该物理量与其它物理量的制约关系是什么?该临界值在解决该问题中所起的作用是什么?如何利用该临界值解决物理问题?经过日常的积累学习，学生的学习临界问题的能力就能够不断获得提高，养成独立分析问题的习惯，从而逐步提高临界问题的学习能力。
3.抓住临界条件的共性
所谓的临界条件共性就是指某个物理量出现了临界值，在不同的物理过程中条件是相同的。临界条件的共性是很常见的，教师加以引导，即可以减轻学生学习的负担，又能够促进学生学会总结归类，开发学生的收敛思维能力。如追赶运动模型中，两质点的距离的极值都是此刻两质点的速度相等，该速度相等的临界条件与弹簧连接小球在光滑水平面上运动时出现的弹簧长度极值问题是一致的;速度出现极值的问题在不同形式的运动中临界条件都是加速度为0;又如无支持物的质点能够在竖直面内做整周圆周运动是通过最高点的临界速度和质点能否成为地球卫星的临界速度是一样的。
4.临界点的系统分析总结
高中力学课程完成后，有必要对力学中涉及到的临界问题做一个系统的分析与总结，做一个专题研究的报告，理清临界点的形成原因，掌握临界点的分析方法，升华临界条件的分析思路。专题课可以针对临界问题的侧重点是临界点的分析方法总结，并结合必要的实例加以引导巩固，能使学生思路清晰，分析方法得当，能够突破新知识新问题，举一反三，从而达到提高学习能力之目的。
三、力学临界点的分析方法
伟大的物理学家伽利略说：“你无法教别人任何东西，你只能帮助别人发现一些东西。”在教学过程中要突破临界点的教学，不是简单地告诉学生掌握力学中的临界点，更要引导学生自主学习、思考、自主探究来领会力学中的临界点，从而更好的形成解决力学中的临界点问题的方法，培养学生终身学习的能力。
小编推荐优秀教育期刊 《现代应用物理》
《现代应用物理》(Modern Applied Physics)期刊是由西北核技术所创办、西北核技术研究所和国防工业出版社联合主办的物理类学术期刊，2010年创刊，原名《应用物理》，2013年4月，国家新闻出版广电总局批准为正式公开出版刊物。
转载请注明来自：http://www.lunwencheng.com/lunwen/jyu/8349.html
