第3章 5.3 共点力平衡连接体临界极值问题（正文）（Word版）-【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学案（人教版）

该高中物理导学案聚焦共点力平衡中的简单连接体和临界极值问题，通过“知识导航”梳理外力、内力、平衡条件等前置知识，搭建从受力分析到连接体问题、临界极值问题的学习支架，结合典例与对标训练逐步深化理解。 以整体法和隔离法为核心方法，通过教材改编题引导学生模型建构与科学推理，易错提醒强化科学论证能力，帮助学生掌握平衡问题解题思路，有效提升物理观念与科学思维素养，适合课堂教学与学生自主探究使用。

草学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 课时3共点力平衡中简单连接体和临界极值问 题 知识导航 简单连接体解题思路 遵循整体求 隔离求 的原则 灵活选择研究对象，使用整体法或隔离法对研究对象进行受力分杆 根据共点力平衡的条件列方程： 涉及弹力的临界：临界状态是“ 发生”的瞬间，例如物体恰好脱 离接触面时，弹力瞬间为，之前弹力大于0，之后弹力 临界问题的解题思路 涉及静摩擦力的临界：到达临界状态时，静摩擦力达到最大静摩擦力 F=Fmax,通常近似Fmax= ,物体即将 滑动 物体在共点力作用下处于平衡状态时，某个力（或相关物理量）的最大 极值问题的解题思路 值或最小值问题.其核心是结合 条件，利用 方法分析力的 (最大值、最小值) 变化规律，找到极值对应的 状态 知识导航外力内力Fx0,Fy=0分离0无FN相对平衡数学 临界 探究1简单的连接体问题 典例1（教材改编题如图所示，A、B两物块竖直叠放在水平地面上，现用水平力 F拉物块B,两物块均静止. A F 典例1 (1)分析物块A和B是否受静摩擦力作用， (2)分析地面对物块B的摩擦力 必备知识整体法和隔离法，受力分析，共点力平衡， 独家授权侵权必究 草学科网书城圆 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 关键能力 理解能力 叠放、水平拉力 推理论证能力 静止 物块A静止的受力 是否有静摩擦力 物块A、B静止的受力 关键能力 判断摩擦力的条件 多角度关联分析 受力分析要全面 模型建构能力 实验探究能力 【答案】 (1)物块A不受静摩擦力 物块B受静摩擦力(2)地面对物块B 的静摩擦力大小为F,方向水平向左 【解题思路】 隔离法，分析物 假设A受到水平 物块A不 块A的受力，只 静摩擦力作用， 受静摩擦 受重力和支持力 A不会静止 力作用 核心方 法：整 物块B受到地面 体法和 整体法，把A、 整体静止， 隔离法 B当成整体进 水平方向 的静摩擦力F,=F 行受力分析 受力平衡 方向：水平向左 探究总结 涉及两个或两个以上相关的物体组成的整体，求内力时用隔离法，求 外力时用整体法 对标训练1如图所示，贴着竖直侧面的物体A的质量4=0.2kg,放在水平面上 的物体B的质量m=1.0kg,绳和滑轮间的摩擦均不计，且绳的OB部分水平，0A 部分竖直.g取10N/kg. 独家授权侵权必究 草学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 5zXXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 B 对标训川练1 (1)若物体B恰好向右匀速运动，则物体B与桌面间的动摩擦因数是多少？ (2)在(1)的情况下，如果用水平力F向左拉B,使物体A和B做匀速运动，需多大 的拉力？ 【答案】 (1)0.2(2)4N 【解题思路】 F拉 对A受力分析： (隔离法) ,F拉=mg 对B受力分析：F,一→F ↑F (隔离法) mag 平衡：F数=F,R=mn8,F,= (1) m8=mm8,解得-0.2 (2) 对A:F数-mg 对B: F=F拉+F=mg+ mAg=4N 易错提醒本题可以对A和B整体分析来求水平拉力，但整体法分析物体受力时， 需要注意系统内的相互作用力属于内力，不应作为外力分析，否则会导致受力分析 错误， 探究2临界和极值问题 独家授权侵权必究 草学科网书城圆 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 典例2如图所示，一光滑球体放在支架与竖直墙壁之间，支架的倾角0=60°，光滑球 体的质量为，支架的质量为2m,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个装置保 持静止，求支架和地面间的动摩擦因数的取值范围： 典例2 必备知识 连接体中的隔离分析法，共点力平衡中临界问题的分析方法. 关键能力 理解能力 实验探究能力 光滑球 保持静止 受力分析 取值范围 临界状态分析 关键能力 连接体模型 极限分析 动态平衡模型 数学运算 模型建构能力 推理论证能力 【塔案】u:号 【解题思路】 } 独家授权侵权必究 草学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 隔离法：对光滑球体受力分析 777777777777 mg 可知动摩擦因数至 根据平衡条件可得Fcos8=mg 少为，故动摩 擦因数的取值范围 对支架受力分析 为u≥9 F mm%市殷 2mg 根据牛顿第三定律可知Fo=Fa,对支 架由平衡条件可得Fw=2mg+Fecos 0, F=Fsim0,又F=54 探究总结 隔离分析光滑球和支架的受力及获取临界条件是解决本题的关键， 对标训练2（教材改编题）如图所示，物体重30N,用OC轻绳悬挂在0点，已知0C 绳能承受的最大拉力为60N,再用一轻绳系住OC绳的A点，BA绳能承受的最大 拉力也为60N,现用水平力拉BA,可以把OA绳拉到与竖直方向成多大角度？ --B 对标训练2 【答案】 60° 独家授权侵权必究 草学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 52XXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 【解题思路】 设OA绳与竖直 方向的夹角为a F=G tan a 对A点进行受力 A→Fa Faa 假设成立， 分析 NF-G 因此可以把 OA绳拉到 假设OA绳先断，则有 与竖直方向 此时F=Gtan60 FaM=60N,解得cosa= 成60° 即a=60° =30√3N<60N 易错提醒错误认为AC达到最大拉力，以及三角函数关系搞错 ·独家授权侵权必究·