第4章 关键能力提升3 瞬时与临界问题（PPT课件）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第一册关键能力提升同步课件（人教版）

该高中物理课件聚焦必修第一册第四章“运动和力的关系”中的瞬时与临界问题，涵盖瞬时加速度分析、接触脱离及相对滑动临界条件等核心知识点。课堂导入通过知识导航填空梳理加速度与速度变化、临界条件（如弹力为0、静摩擦力最大），衔接牛顿第二定律，为后续探究搭建学习支架。 其亮点在于以科学思维中的模型建构（如刚性绳与弹簧模型对比）和科学推理（整体法与隔离法结合）为主线，通过典例分析（如弹簧悬挂小球剪断瞬间加速度计算）和对标训练，引导学生掌握临界条件判断方法。这既提升学生受力分析与推理能力，也为教师提供结构化教学资源，助力高效课堂实施。

关键能力提升3: 瞬时与临界问题 本课时主要内容 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 2 知识导航 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【答案】加速度　速度　为0　静摩擦力达到最大值　 最大张力　绳中张力为0 3 【典例1】 (教材改编题)如图所示,a、b为两个质量相等的小球,由细线相连,再用轻质弹簧悬挂起来,已知重力加速度为,在a、b间细线剪断的瞬间,a、b的加速度分别是(　　) A. a、b的加速度大小均为,方向都竖直向下 B. a的加速度大小为,方向竖直向上;b的加速度大小为,方向竖直向下 C. a的加速度为0,b的加速度大小为,方向竖直向下 D. a的加速度大小大于,方向竖直向上;b的加速度大小为,方向竖直向下 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【必备知识】　受力分析,牛顿第二定律的理解与应用. 4 【关键能力】 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 5 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 【答案】 B 【解题思路】 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 6 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【探究总结】 1. 刚性绳(或接触面)模型:这种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,形变恢复几乎不需要时间,故认为弹力可以立即改变或消失. 2. 弹簧(或橡皮绳)模型:此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,在弹簧(或橡皮绳)的自由端连接有物体时其弹力的大小不能突变,往往可以看成是瞬间不变的. 7 【对标训练1】 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 8 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【答案】C 【解题思路】 【易错提醒】轻杆中的力会突变,注意整体法与隔离法的应用. 9 【典例2】如图所示,质量为的物体a静止在竖直的轻弹簧上面,质量为2 的物体b用细线悬挂,a、b间相互接触但无压力,整个系统处于静止状态,重力加速度取10 .某时刻将细线剪断,则剪断细线的瞬间 (　　) A. b的加速度大小为 B. a的加速度大小为 C. b对a的压力大小为0 D. b对a的压力大小为20 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【必备知识】运动学规律,受力分析,牛顿第二定律的理解与应用. 10 【关键能力】 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 11 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 【答案】 A 【解题思路】 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 12 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【探究总结】 1. 连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的外力,应用牛顿第二定律求出加速度. 2. 连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内两物体间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解. 3. 若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求物体间的作用力时,可以先用整体法求出加速度,再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力,即“先整体求加速度,后隔离求内力”. 13 【对标训练2】如图所示,质量为的木箱用细绳竖直悬挂,在木箱底部放有质量为的物块a,在木箱顶部用轻弹簧悬挂的质量也为的物块b.剪断细绳的瞬间,物块a、b和木箱的瞬时加速度大小分别为 (　　) A. 、0、 B. C. 、0、 D. 0、0、 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 14 探究1　牛顿第二定律的瞬时性问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【答案】 【解题思路】 【易错提醒】注意力会不会突变,注意整体法与隔离法的应用. 15 【典例3】(教材改编题)如图所示,A、B两个物体相互接触,但并不粘连,放置在水平面上,水平面与物体间的摩擦力可忽略,两物体的质量分别为,.从开始,推力和拉力分别作用于A、B上,随时间的变化规律为,. (1) 经过多长时间两物体分离? (2) 求物体B在1 时和5 时运动的加速度大小. 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【必备知识】运动学规律,受力分析,牛顿第二定律的理解与应用. 16 【关键能力】 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 17 探究2　接触与脱离的临界问题 【答案】 (1) 2 　(2) 1 　2 【解题思路】 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【探究总结】 1. 可以先用整体法求出加速度,再用隔离法选取合适的研究对象. 2. 分离后,物体的加速度不同,需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解. 18 【对标训练3】如图所示,左、右带有固定挡板的长木板放在水平桌面上,物体放于长木板上静止,此时弹簧对物体水平向左的弹力大小为3 ,物体的质量为0.5 ,物体与木板之间无摩擦,现使木板与物体一起以6 的加速度向左沿水平方向做匀加速运动,则 (　　) A. 物体对左侧挡板的压力等于0 B. 物体对左侧挡板的压力大小等于3 C. 物体受到4个力的作用 D. 弹簧对物体的弹力大小等于6 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 19 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【答案】 【解题思路】 【易错提醒】注意力会不会突变,注意整体法与隔离法的应用. 20 【典例4】 如图所示,细线的一端固定在倾角为的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为的小球.(重力加速度为) (1) 当滑块A以多大的加速度向左运动时,小球对滑块的压力刚好等于0? (2) 当滑块以的加速度向左运动时,细线上的拉力为多大?(不计空气阻力) 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【必备知识】运动学规律,受力分析,牛顿第二定律的理解与应用. 21 【关键能力】 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 22 探究2　接触与脱离的临界问题 【答案】 (1) 　(2) 　 【解题思路】 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【探究总结】 确定临界状态,分析临界条件,找出临界关系,两物体脱离的临界条件:.脱离瞬间,两物体的速度与加速度仍相同. 23 【对标训练4】如图所示,细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为的小球,静止时细线与斜面平行,已知重力加速度为.则 (　　) A. 当滑块向左做匀速运动时,细线的拉力为 B. 当滑块以加速度向左加速运动时,小球对滑块压力为零 C. 当滑块以加速度向左加速运动时,线中拉力 D. 当滑块以加速度向左加速运动时,线中拉力为 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 24 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【答案】 【解题思路】 25 【典例5】如图所示,轻弹簧下端固定在水平地面上,上端叠放着两个物体a、b,系统处于静止状态.现用大小为22 的恒力竖直向上拉物体a.已知物体a的质量,物体b的质量,弹簧的劲度系数为80 ,重力加速度取10 .下列说法正确的是 (　　) A. 恒力作用瞬间,a、b即分离 B. 物块a上升12.5 时,a、b开始分离 C. 恒力作用瞬间,a的加速度大小为1.0 2 D. 物块a、b分离前,物块b的最大加速度大小为2.0 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【必备知识】运动学规律,受力分析,牛顿第二定律的理解与应用. 26 【关键能力】 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 27 探究2　接触与脱离的临界问题 【答案】 B 【解题思路】 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【探究总结】 当物体分离时,物体间的弹力为0,加速度相同,可以运用隔离法,对受力简单的物体进行受力分析,运用牛顿第二定律求出加速度,再求另一个物体的受力. 28 【对标训练5】如图所示,两个质量均为的物块叠放压在一个竖直轻弹簧上面,处于静止状态,弹簧的劲度系数为时刻,物体受到一个竖直向上的作用力F,使得物体以(为重力加速度)的加速度匀加速上升,则a、b分离时b的速度为 (　　) A. B. C. D. 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 29 探究2　接触与脱离的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【答案】 【解题思路】 【易错提醒】注意物体分离时接触面的弹力为0;注意分离时,垂直于接触面的速度和加速度相等. 30 【典例6】如图所示,物块A放在物块B上,A、B质量分别为,A、B间的动摩擦因数为,水平地面光滑,现用水平向右的力拉B. (1) 若A、B没有发生相对滑动,求A、B的加速度大小. (2) A、B未发生相对滑动,随着F的增大,A所受的摩擦力如何变化? (3) A、B发生相对滑动的临界条件是什么? 探究3　相对静止(或相对滑动)的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【必备知识】运动学规律,受力分析,牛顿第二定律的理解与应用. 31 【关键能力】 探究3　相对静止(或相对滑动)的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 32 探究3　相对静止(或相对滑动)的临界问题 【答案】 (1) 　(2) 见解析　(3) 见解析　 【解析】 (1) 对A、B整体:,解得.　 (2) 对物块A:,,随着增大,增大.　 (3) A所受摩擦力达到最大静摩擦力.两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对静止或相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值.　 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 33 探究3　相对静止(或相对滑动)的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【探究总结】 34 【对标训练6】如图所示,质量为的长木板位于光滑水平面上,质量为的物块静止在长木板上,两者之间的动摩擦因数为.现对物块施加水平向右的恒力,若恒力F超过某一临界数值,长木板与物块将发生相对滑动,重力加速度大小为,物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力,则恒力的临界值为(　　) 探究3　相对静止(或相对滑动)的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 35 探究3　相对静止(或相对滑动)的临界问题 未来密码 高中物理关键能力提升 必修第一册 第四章 运动和力的关系 【答案】 【解题思路】 【易错提醒】物体恰好发生相对滑动的条件. 36 $