第三章专题突破 专题2 平衡状态中的临界和极值问题 课件 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

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第三章 相互作用——力专题突破专题2 平衡状态中的临界和极值问题1 临界问题（1）当某物理量变化时，会引起其他物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，发生转折的状态叫临界状态。在问题的描述中常用“刚好”“恰好”等语言叙述。（2）常见的临界状态有：①两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0（主要体现为两物体间的弹力为0）。②绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值,绳子绷紧与松弛的临界条件为绳中张力为0。③存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大。（3）解决临界问题的方法有假设推理法、解析法、图解法等。解答临界问题的关键是找到临界条件。2 极值问题平衡状态中的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。一般用解析法、图解法或极限分析法进行分析。3 解决临界和极值问题的思路类型1 解析法求解临界和极值问题 AC  反思感悟 用解析法分析平衡中的临界和极值问题的思路：根据物体的平衡条件列出方程，求解方程时，采用数学知识求极值或根据物理的临界条件求极值。 类型2 图解法求解临界和极值问题 （1）求此时悬挂小球的细线的拉力大小。   （2）这位同学改变磁铁的位置，求在保持细线偏角不变的情况下，磁铁对小球的最小吸引力的大小和方向。 【解析】对球受力分析，球受重力、吸引力和拉力，其中重力的大小和方向均不变，细线的拉力方向不变而大小改变，吸引力 的大小和方向均改变（ 适合使用矢量三角形法进行分析。），根据平衡条件，可知三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示。  类型3 极限分析法求解临界和极值问题 D   反思感悟 本题采用了极限分析法，首先要对研究对象正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界条件；临界条件必须在变化中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而要把某个物理量推向极端，即极大或极小。类型4 自锁现象1 自锁现象的定义一个物体受静摩擦力作用而静止，当用外力试图使这个物体运动时，外力越大，物体被挤压得越紧，越不容易运动，即最大静摩擦力的“保护能力”越强，这种现象叫自锁现象。2 水平面上的自锁现象  拓展延伸摩擦角若物体（不计重力）在粗糙的水平面上，一旦存在相对运动趋势，就会受 3 竖直面内的自锁现象 与水平面不同的只是保证物体静止的最小力条件有所不同。当用斜向上的力维持物体平衡时，不一定满足自锁条件，而若用斜向下的力使物体平衡，一定要满足自锁条件才可能发生。而生产、生活中更多的是发生在竖直面内的自锁现象。 （1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。      强化集训针对训练 BD   DA.摩擦力一定增大 B.摩擦力可能不变C.作用力一定增大 D.作用力可能先减小后增大【解析】  [第3步：分情况讨论摩擦力的变化]      图甲       高考链接4.(浙江高考题)小明在观察如图所示的沙子堆积时，发现沙子会自然堆积成圆锥体，且在不断堆积过程中，材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的。小明测出这堆沙子的底部A    B   . .. .