第5章 08 动力学中临界和极值问题（突破疑难）（PPT同步课件）【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（鲁科版）

该高中物理课件聚焦牛顿运动定律中的动力学临界和极值问题，系统梳理临界状态与条件的核心知识，明确接触脱离、相对滑动、绳子断裂三类临界条件，通过知识框架将概念、条件、方法串联，构建清晰的逻辑脉络。 其亮点在于融合极限法、数学法等特殊方法，设计A、B叠放受力分析等典例，通过“临界状态判断-极值推导-易错警示”流程，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力，落实运动和相互作用的物理观念，分层设计助力学生巩固知识，教师可精准把握复习重点。

第5章 牛顿运动定律 第1讲　描述运动的基本概念 08 动力学中临界和极值问题 疑难点 第1讲　描述运动的基本概念 当物体由一种物理状态变为另一种物理状态时,可能存在一个转折点,这时物体所处的状态称为临界状 态,与之相关的物理条件则称为临界条件,涉及临界状态的问题称为临界问题。许多临界问题题干中常 用“恰好”“最大”“至少”“不相撞”“恰脱离”等词语对临界状态给出暗示,审题时要抓住这些 特定词语,挖掘其内涵规律,找出临界条件。 第1讲　描述运动的基本概念 1.三类临界条件 接触与脱离的临界条件   相对滑动的临界条件   绳子断裂的临界条件   第1讲　描述运动的基本概念 2.三种特殊方法 方法概述 情境 图示 极 限 法 把物理问题(或过程)推 向极端,从而使临界现象 (或状态)暴露出来,以达 到正确解决问题的目的 两相同物块用细线相连, 在水平拉力F作用下,两 物块一起向右做匀加速 直线运动。若已知细线 能承受的最大拉力,可求 F的最大值   直接让细线拉力取最大 值,对后面的物块受力分 析有Tmax=ma,对整体受 力分析有Fmax=2ma,联立 可求F最大值 第1讲　描述运动的基本概念 假 设 法 临界问题存在多种可能, 特别是变化过程中可能 出现临界条件,也可能不 出现临界条件时,往往用 假设法解决 A、B两物块静止叠放 在水平地面上,A、B间 的动摩擦因数为μ1,B与 地面间的动摩擦因数为 μ2,最大静摩擦力等于滑 动摩擦力,现对A施加一 水平拉力F   若F较小,A、B都静止; 若F增大,A、B相对静止 且一起加速运动;若F进 一步增大,A、B分别以 不同的加速度加速运动 第1讲　描述运动的基本概念 数 学 法 将物理过程转化为数学 表达式,根据数学表达式 解出临界条件 一个小物块在拉力F作 用下沿斜面向上做匀加 速运动,若拉力F的大小 和方向可调节,可求F的 最小值   沿斜面方向:F cos α-mg sin θ-μFN=ma 垂直斜面方向:FN+F sin α=mg cos θ F=  =  当sin(φ+α)=1时,F有最小值 第1讲　描述运动的基本概念 勘破疑难 解决临界问题的核心逻辑是先确定临界状态,再由临界状态推导极值,或由极值反推临界条件,二者相 互关联。 易错警示 区分瞬时临界与过程临界 (1)瞬时临界:发生在某一时刻(如绳绷直瞬间、木板抽出瞬间),关键是分析力的突变特点(如弹簧弹力 不突变、绳拉力可突变)。 (2)过程临界:发生在运动过程中的某一位置(如滑块沿木板滑到某点时刚好脱离),关键是分析动态受力 变化(如弹力、摩擦力随位置的变化)。 第1讲　描述运动的基本概念 典例　物体A叠放在物体B上,B置于水平面上,A、B质量分别为mA=6 kg、mB=2 kg,B与水平面间的动摩 擦因数μ2为0.1,A、B之间的动摩擦因数μ1为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。 开始时F=10 N,此后逐渐增大,直至增大到45 N的过程中❶,下列说法正确的是 (         )   A.当拉力F<12 N时,两物体均保持静止状态❷ B.两物体间从受力开始就有相对运动❸ C.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12 N时,开始相对滑动 D.两物体开始没有相对运动,当拉力超过24 N时,开始相对滑动 D 第1讲　描述运动的基本概念 解析A、B间的最大静摩擦力f1=μ1mAg=12 N,B与水平面间的最大静摩擦力f2=μ2(mBg+mAg)=8 N,只要拉力 F大于f2,A、B即一起发生滑动。 单独对B分析,当A、B间摩擦力达到最大静摩擦力时,A、B即将发生相对滑动,根据牛顿第二定律得,B 的加速度aB= =2 m/s2;要使A、B发生相对滑动,对A,由牛顿第二定律得F-fA=mAaB,此时 fA=f1,解得F=24 N,在F小于24 N时,A、B两物体保持相对静止,当拉力超过24 N时,A、B开始相对滑动,D 正确。 第1讲　描述运动的基本概念 信息解读 ❶F增大的过程中,B与地面间的是滑动摩擦力(整体运动后),A、B间的是静摩擦力(相对静止时)或滑动 摩擦力(相对滑动时)。 ❷需先计算出整体与地面间的最大静摩擦力(近似为滑动摩擦力),判断整体何时开始运动。 ❸相对滑动的临界条件是A、B间的静摩擦力达到最大值,此时二者加速度仍相同;根据这个临界状态, 判断刚发生相对滑动时拉力的值,分析过程中,灵活应用整体法与隔离法。 点拨    A、B间的最大静摩擦力决定了两物体相对滑动的临界值,而整体与地面间的最大静摩擦力决定 了整体开始运动的临界值。 第1讲　描述运动的基本概念 $