第三章 习题课4 整体法与隔离法 平衡中的临界、极值问题-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册粤教版2019（课件）

第三章 相互作用 习题课4　整体法与隔离法　平衡中的临界、极值问题 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 YJ 必修第一册 1 核心 目标 1. 理解整体法、隔离法的选用原则，会根据情境，恰当选择研究对象，选择适当方法求解平衡问题． 2. 理解临界、极值问题的特征，会运用物理和数学的方法求解简单的临界、极值问题． 关键能力 • 拓展应用 3 1 用整体法与隔离法处理平衡问题 1. 整体法和隔离法选用的原则   整体法 隔离法 选用原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力 研究系统内物体之间的相互作用力 注意问题 进行受力分析时不需再考虑系统内物体间的相互作用 一般隔离受力______的物体 说明 解决问题时常交替使用整体法与隔离法 较少　 典题固法 关键能力•拓展应用 2. 分析多物体的平衡问题，关键是研究对象的选取，若一个系统中涉及两个或两个以上的物体，在选取研究对象时，要灵活运用整体法和隔离法．对于多物体问题，如果不求物体间的相互作用力，我们优先采用________，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便． 整体法　 典题固法 关键能力•拓展应用 1 C　 典题固法 关键能力•拓展应用 典题固法 关键能力•拓展应用 (2022·辽宁大连一零三中学)如图所示，有一直角斜劈C置于水平地面上，斜劈倾角θ＝30°，在水平天花板上安装一个轻滑轮，物块A通过轻绳绕过定滑轮与物块B相连(绳与斜面平行)，系统始终处于静止状态，不计滑轮摩擦，已知A、B两物块质量均为m，斜劈C的质量为M，重力加速度大小为g， 求： (1) 物块A受到斜面的摩擦力f1的大小及方向． 2 典题固法 关键能力•拓展应用 (2) 斜劈C受到地面的摩擦力f2的大小及方向． 典题固法 关键能力•拓展应用 平衡中的临界、极值问题 1. 临界问题 (1) 临界状态：物体的平衡状态将要发生变化的状态． (2) 临界问题：涉及临界状态的问题．临界问题的描述中经常出现“刚好”“恰好”等词语． (3) 分析方法：处理这类问题常用假设推理法，也就是先假设，再根据平衡条件及有关知识列平衡方程，最后求解． 2 典题固法 关键能力•拓展应用 (4) 常见的临界状态 状态 临界条件 两接触物体脱离与不脱离 相互作用力为___ 绳子断与不断 绳中张力达到______ 绳子绷紧与松弛 绳中张力为___ 存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止 静摩擦力达到______ 0　 最大　 0　 最大　 典题固法 关键能力•拓展应用 2. 极值问题：一般指力在变化过程中出现的最大值和最小值问题． (1) 分析方法： 解析法 根据物体的平衡条件列方程，在解方程时，有时采用数学知识求极值，有时根据物理临界条件求极值 图解法 根据物体的平衡条件作出物体的受力分析图，画出平行四边形或矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值 极限法 极限法是指通过恰当选取某个变化的量将问题推向极端，把比较隐蔽的临界现象暴露出来，使问题明朗化 典题固法 关键能力•拓展应用 3. 解决临界、极值问题时应注意的问题 (1) 求解平衡中的临界、极值问题时，首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点． (2) 临界条件应在变化中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而是要把某个量推向极端，即极大或极小，并依此做出推理分析，给出判断或导出结论． 典题固法 关键能力•拓展应用 　如图所示，一质量为m的半球体A放置在水平地面上，半径与A相同的质量为2m的光滑球体B放置在墙壁和A之间，A和B均保持静止，已知A、B球心的连线O′O与竖直方向的夹角为θ，A与地面的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g. (1) 画出B的受力示意图． 3 解析：(1) 以球B为研究对象，受到重力、墙面对B的支持力 与半球A对球B的支持力，如图所示 典题固法 关键能力•拓展应用 解析：(2) 根据平衡条件可得墙壁对B的弹力大小为 N1＝2mg tan θ (2) 求出墙壁对B的弹力大小． 典题固法 关键能力•拓展应用 (3) A将要滑动但是没有动，求μ的最小值． 典题固法 关键能力•拓展应用 随堂内化 关键能力•拓展应用 随堂内化 关键能力•拓展应用 解析：(2) C恰好降落到地面时，B对C支持力最大为Fm，如图所示 (2) 满足题中条件μ的最小值μmin. 随堂内化 关键能力•拓展应用 随堂内化 关键能力•拓展应用 随堂内化 关键能力•拓展应用 随堂内化 关键能力•拓展应用 (2) 若要使斜面上的物块不滑动，动滑轮下悬挂重物的质量应该满足什么条件？ 随堂内化 关键能力•拓展应用 谢谢观赏 温馨提示： 请老师布置同学们及时完成《配套新练案》中的练习。 　南方凤凰台　5