第05讲 牛顿第三定律和共点力平衡-2026年新高三物理一轮复习计划（基础题型专练）

第五讲：牛顿第三定律 一、课程导图 2、 知识精讲 1、 牛顿第三定律 1.1牛顿第三定律的内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 1.2表达式：F＝－F′ 1.3一对平衡力与作用力和反作用力的比较 名称 项目 一对平衡力 作用力和反作用力 作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体 作用时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失 力的性质 不一定相同 一定相同 作用效果 可相互抵消 不可抵消 2、受力分析的步骤 2、 共点力平衡（本讲主要是静态平衡） (1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动。 (2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0。 (3)常用推论 ①若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反。 ②若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形。 3、 概念辨析 1．判断下列说法的正误并和同学交流（正确的打“√”，错误的打“×”）。 (1)放在桌子上的物体静止不动，物体处于平衡状态。( ) (2)百米竞赛中，运动员在起跑的瞬间速度为0，此时运动员处于平衡状态。( ) (3)直道上高速匀速跑过的赛车处于平衡状态。( ) (4)物体处于平衡状态时，速度一定等于0.( ) (5)正交分解时，选取的坐标轴必须在竖直方向和水平方向。( ) 【答案】(1)正确 (2)错误 (3)正确 (4)错误 (5)错误 【详解】（1）放在桌子上的物体静止不动，物体处于平衡状态。故说法（1）正确； （2）百米竞赛中，运动员在起跑的瞬间速度为0，但此时运动员有加速度，不处于平衡状态。故说法（2）错误； （3）直道上高速匀速跑过的赛车处于平衡状态。故说法（3）正确； （4）物体处于平衡状态时，速度不一定等于0，例如匀速直线运动的物体。故说法（4）错误； （5）正交分解时，选取的坐标轴是任意的，不用必须在竖直方向和水平方向，故说法（5）错误。 2．判断正误。 (1)共点力一定作用于物体上的同一点。( ) (2)共点力一定作用于同一物体上。( ) (3)作用于同一物体上的所有的力都是共点力。( ) (4)物体处于平衡状态时加速度一定为零。( ) (5)作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两个力一定平衡。( ) (6)某时刻物体的速度为零，物体一定处于平衡状态。( ) (7)如果一个物体受到三个力作用而保持静止状态，则其中任意两力的合力与第三力等大、反向。( ) (8)平直道路上高速匀速行驶的赛车处于平衡状态。( ) (9)合力保持恒定的物体处于平衡状态。( ) (10)物体的加速度为零，则物体一定处于平衡状态。( ) 【答案】(1)错误 (2)正确 (3)错误 (4)正确 (5)正确 (6)错误 (7)正确 (8)正确 (9)错误 (10)正确 【详解】（1）作用在同一点，或作用线交于一点，或作用线的延长线交于一点，则称为共点力，所以共点力不一定作用在同一个点上，故错误； （2）作用在同一点，或作用线交于一点，或作用线的延长线交于一点，则称为共点力，共点力一定作用在同一个物体上。故正确。 （3）作用于同一物体上的所有力，若作用线不能交于一点，或作用线的延长线也不能交于一点，则不是共点力，故错误。 （4）当物体处于平衡状态时，其合外力一定为零，加速度一定为零，故正确； （5）作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两个力一定平衡。故正确。 （6）物体的速度为零，如果加速度不为零，则不是平衡状态，故错误。 （7）如果一个物体受到三个力作用而保持静止状态，则这三个力的合力为零，其中任意两力的合力与第三个力等大、反向。故正确。 （8）平直道路上高速匀速行驶的赛车，所受合力为零，处于平衡状态。故正确。 （9）合力为零，保持恒定的物体处于平衡状态。故错误。 （10）物体的加速度为零，合外力为零，物体一定处于平衡状态，故正确。 4、 经典例题 3．如图是电影《哪吒之魔童闹海》中哪吒大战土拨鼠时的场景，下列说法中正确的是（　　）    A．哪吒的手指对土拨鼠的弹力作用是因为哪吒的手指发生了形变 B．哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是一对平衡力 C．土拨鼠静止不动是因为哪吒对它的作用力小于它所受地面的摩擦力 D．哪吒所受地面的作用力方向竖直向上 【答案】A 【详解】A．哪吒的手指对土拨鼠的弹力作用是因为施力物体发生形变，即哪吒的手指发生了形变，故A正确； B．哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是一对作用力与反作用力，故B错误； C．土拨鼠静止不动是因为哪吒对它的作用力小于它所受地面的最大静摩擦力，故C错误； D．哪吒所受地面的支持力和摩擦力，合力方向斜向上，故D错误。 故选A。 4．如图甲所示是风箏在空中悬停的情景，图乙是其简化图。若风箏的重力为G，在牵线的拉力T和垂直于风筝面的恒定风力F的共同作用下处于平衡状态，则下列说法正确的是（　　） A．风筝在空中所受合力竖直向上 B．风力F和牵线的拉力T的合力竖直向上 C．风对风筝的作用力小于风箏对风的作用力 D．F沿竖直方向的分力与T沿竖直方向的分力大小相等 【答案】B 【详解】A．风筝在空中所受合力为零，不是竖直向上，A错误； B．风筝受到重力G、牵线的拉力T、风力F三个力的作用处于平衡状态，那么风力F和牵线的拉力T的合力与重力是一对平衡力，二者大小相等，方向相反，由于重力的方向竖直向下，故风力F和牵线的拉力T的合力竖直向上，B正确； C．根据牛顿第三定律可知，风对风筝的作用力与风筝对风的作用力大小相等，C错误； D．由力的平衡条件可知，F沿竖直方向的分力大小等于T沿竖直方向上的分力大小与重力G的大小之和，D错误。 故选B。 5．张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后，把衣服挂在如图所示的晾衣架上晾晒，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上。∠AOB＝60°，∠DOC＝30°，衣服质量为m，重力加速度为g。则（　　） A．CO杆所受的压力大小为mg B．CO杆所受的压力大小为mg C．AO绳所受的拉力大小为mg D．BO绳所受的拉力大小为mg 【答案】D 【详解】AB．以O点为研究对象，O点受到衣服的拉力FT、CO杆的支持力F1和绳AO、BO的拉力，设绳AO和绳BO拉力的合力为F，作出O点的受力示意图如图甲所示 根据平衡条件得F1＝＝2mg 由牛顿第三定律知CO杆所受的压力大小为2mg，故AB错误； CD．由图甲分析可知F＝mgtan60°＝mg 将F沿OA、OB方向分解，如图乙所示 设绳AO和绳BO所受拉力的大小为FAO和FBO，则FAO＝FBO，F＝2FAOcos30° 解得FAO＝mg 故C错误，D正确。 故选D。 6．如图所示，沙袋用绳竖直悬挂，运动员对沙袋施加300N的作用力，通过调整施力方向使沙袋缓慢移动，尝试了各种施力方向后发现绳偏离竖直方向的最大夹角为30°，则沙袋的重力为（　　） A．150N B． C．N D．600N 【答案】D 【详解】当力F与细绳垂直时θ角最大，则由平衡可知 解得mg=600N 故选D。 7．如图所示，物体A、B、C叠放在水平地面上，水平向右的力作用于C物体上，使A、B、C以相同的速度向右匀速运动，则下列说法正确的是（　　） A．受到的摩擦力向右 B．受到重力、支持力、摩擦力和下滑力的作用 C．受到3个摩擦力 D．地面对的摩擦力大小为 【答案】D 【详解】A．做匀速运动，根据受力平衡可知，水平方向不受摩擦力作用，故A错误； B．以B为对象，根据受力平衡可知， B受到重力、支持力、摩擦力的作用，故B错误； C．受到B的摩擦力和地面的摩擦力，共2个摩擦力作用，故C错误； D．以A、B、C为整体，根据受力平衡可知，地面对一定有水平向左的摩擦力作用，与力平衡，故地面对对的摩擦力大小为，故D正确。 故选D。 8．台球运动是一项为大众所喜爱的运动。现有一台球桌的球袋落球区设计如图所示，四颗半径为R、质量为m的台球静止在两根与水平面夹角为的平行倾斜直导轨上。导轨底端挡板对台球的弹力方向与导轨平行，导轨间的间距为，重力加速度为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A．挡板对最底端的台球的作用力为 B．两根导轨对最顶端台球作用力的合力为 C．最底端的台球对中间两颗球的作用力为 D．单根导轨对最底端台球的作用力为 【答案】D 【详解】A．对4个台球整体分析，挡板对最底端的台球的作用力为 故A错误； B．两根导轨对最顶端台球作用力的合力为 故B错误； C．最底端的台球对中间两颗球的作用力为 故C错误； D．如图 两根导轨对最底端台球的作用力分别为、，与导轨平面的夹角为，则 两根导轨对最底端台球的作用力大小为 解得单根导轨对最底端台球的作用力为 故D正确。 故选D。 5、 巩固练习 9．一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力、和的作用，其大小分别为、、，且的方向指向正北，下列说法中正确的是（　　） A．这三个力的合力可能为零 B．、两个力的合力大小可能为20N C．若物体处于匀速直线运动状态，则、的合力大小为48N，方向指向正南 D．若物体处于静止状态，则、的合力大小一定为42N，方向指向正南 【答案】ABD 【详解】B．、的合力范围是，即 故B正确； A．的大小处于、的合力范围之内，所以这三个力的合力可能为零，故A正确； CD．若物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动），则某两个力的合力必定与第三个力等大反向，故C错误，D正确。 故选ABD。 10．如图所示，在水平地面上，一位同学单手倒立斜靠在一大木箱上（木箱侧面光滑），已知同学的质量小于木箱质量，同学和木箱均保持静止状态，则下列说法正确的是（　　） A．同学受到地面的摩擦力小于木箱受到地面的摩擦力 B．同学受到地面的摩擦力与木箱受到地面的摩擦力是一对平衡力 C．同学受到木箱向右的弹力与地面对人向左的摩擦力是作用力与反作用力 D．同学受到的重力的平衡力是地面对他向上的弹性力 【答案】D 【详解】A．对同学和木箱的整体分析，水平方向受合外力为零，则同学受到地面的摩擦力与木箱受到地面的摩擦力大小相等，方向相反，选项A错误； B．同学受到地面的摩擦力与木箱受到地面的摩擦力因作用在两个物体上，不是一对平衡力，选项B错误； C．弹力和摩擦力是不同性质的力，则同学受到木箱向右的弹力与地面对人向左的摩擦力不是作用力与反作用力，选项C错误； D．同学受到的重力的平衡力是地面对他向上的弹性力，选项D正确。 故选D。 11．“电动平衡车”是青少年非常喜欢的一种代步工具。如图所示，人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法中正确的是（    ）。 A．“电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力等于人的重力 B．“电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小 C．“电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力方向竖直向上 D．“电动平衡车”匀速行驶时，平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力 【答案】B 【详解】AC．“电动平衡车”加速行驶时，车对人在竖直方向的作用力等于人的重力，，车对人在水平方向的作用力提供人的加速度，故车对人的作用力大于人的重力，车对人的作用力方向斜向上，故AC错误； BD．“电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力只有竖直方向的支持力，故车对人的作用力大小等于人对车的压力大小；根据受力平衡可得，平衡车和人的总重力等于地面对平衡车的支持力，故B正确，D错误。 故选B。 12．有一种感应飞行器，它的底部设置了感应装置，只需要将手置于离飞行器底部一定距离处，就可以通过手控感应飞行。如图所示，当飞行器在空中悬停时（　　） A．飞行器受到4个力的作用 B．空气对飞行器的作用力与手对飞行器的作用力是一对相互作用力 C．空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力 D．当飞行器向上加速运动时，空气对飞行器的作用力大于飞行器对空气的作用力 【答案】C 【详解】AC．飞行器受到重力和空气对飞行器的作用力，即飞行器受到2个力的作用，根据平衡条件可知，空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力，故A错误，C正确； BD．空气对飞行器的作用力和飞行器对空气的作用力是一对作用力和反作用力，大小总是相等，故BD错误。 故选C。 13．图1为果园里一苹果树枝上的一个苹果，随着苹果慢慢长大，果枝与苹果一起缓慢向下倾斜；图2为某同学利用细绳（一端系在手指上，一端系在苹果上）及水平轻质铅笔组成一个三角支架悬挂了一个苹果，铅笔可绕点自由转动，苹果处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．图1中苹果受到的弹力是因苹果发生形变引起的 B．图1中树枝对苹果的作用力竖直向上 C．图2中铅笔对A点的作用力斜向右上方 D．图2中铅笔对手掌的作用力由C指向A 【答案】B 【详解】A．图1中苹果受到的弹力是因果枝发生形变引起的，A错误； B．图1中树枝对苹果的作用力与重力相平衡，方向竖直向上，B正确； CD．图2中苹果所受的重力分解为沿绳方向的力F1和垂直于掌心方向的力F2，如图所示： 其作用效果一方面拉紧绳，另一方向使铅笔压紧手掌。可知铅笔对A点的作用力由C指向A，铅笔对手掌的作用力由A指向C，CD错误； 故选B。 14．一架质量为m的无人机正在空中水平匀速飞行。已知重力加速度为g，受到的空气阻力为mg，则（　　） A．无人机所受合力方向沿水平方向 B．无人机旋翼提供的飞行动力方向沿水平方向 C．无人机旋翼提供的飞行动力大小为 D．无人机旋翼提供的飞行动力与空气阻力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．无人机正在空中水平匀速飞行，则无人机所受合力为零，故A错误； BC．无人机旋翼提供的飞行动力方向斜向上，大小为 故B错误，C正确； D．无人机旋翼提供的飞行动力与空气阻力不是一对平衡力，故D错误。 故选C。 15．如图所示，力拉着质量为的物体沿倾角为的斜面向上匀速运动。物体与斜面之间的动摩擦因数，重力加速度为。下列说法中正确的是（　　） A．若水平向右，则 B．若沿斜面向上，则 C．的最小值为 D．力与斜面成角斜向上时，最小 【答案】D 【详解】A．若水平向右，对物体，由平衡条件有 代入题中数据，解得 故A错误； B．若沿斜面向上，对物体，由平衡条件有 故B错误； CD．力与斜面成角斜向上时，F有最小值，由平衡条件有 整理得 可知时，F有最小值，且最小值 故C错误，D正确。 故选D。 16．如图所示，一质量为m的集装箱被吊在空中处于静止状态，集装箱AB宽8米，BC长20米，钢索AO、BO、CO、DO的长度均为14米。已知钢索的质量远小于集装箱的质量，重力加速度为g，则每根钢索的拉力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】每根钢索与竖直方向夹角为θ，则 根据平衡条件得 解得 故选B。 17．耙在我国已有千年以上的历史，在北魏贾思勰所著《齐民要术》中称为“铁齿楱”。如图甲所示，牛通过两根耙索拉着耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为O1，夹角∠AO1B=60°，拉力大小均为F，平面AO1B与水平面的夹角为37°，O2为AB的中点，如图乙所示。忽略耙索质量，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则地对耙的水平阻力大小为（　　）    A． B． C． D．1.5F 【答案】C 【详解】设地对耙的水平阻力大小为f，对耙，由平衡条件可知，水平方向有 故选C。 18．如图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图，筷子均在同一竖直平面内：图甲中的筷子处于竖直方向，图乙中的筷子处于水平方向，图丙中的筷子处于与水平面成一定夹角的倾斜方向。三个图中的鹅卵石均处于静止状态，下列关于鹅卵石的受力表述正确的是（　　） A．图甲中的鹅卵石可能受到2个或者4个力作用 B．图乙中鹅卵石一定受到3个力作用 C．图丙中鹅卵石可能受3个力或者5个力作用 D．在以上三幅图中筷子对手的力方向竖直向上 【答案】C 【详解】A．图甲中的鹅卵石受到重力、左右两边筷子的压力和摩擦力，共五个力的作用，选项A错误； B．图乙中，筷子处于水平方向，鹅卵石可能只受重力和下面筷子的支持力2个力，或者受重力以及上下筷子的压力和支持力3个力作用，选项B错误； C．图丙中的筷子处于与水平面成一定夹角的倾斜方向，可能受重力、下面筷子的支持力和摩擦力3个力作用，或者受重力、下面筷子的支持力和摩擦力、上面筷子的压力和摩擦力5个力作用，选项C正确。 D．在以上三幅图中，筷子与鹅卵石作为整体，受到重力作用，竖直向下，手对筷子、鹅卵石整体力的方向竖直向上，所以筷子对手的作用力竖直向下，选项D错误。 故选C。 19．图甲为我国传统古建筑中常见的图案，该图案均由图乙中单片青瓦拼凑而成。现瓦匠师傅用质量均为m的相同青瓦片叠放在水平地面上，如图丙所示，瓦片1的支撑点为瓦片2、3的顶端。假设青瓦片为质量分布均匀的圆弧形状，厚度不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．瓦片2对1左端的摩擦力水平向左 B．瓦片3对1右端的摩擦力水平向左 C．地面对瓦片2左端的支持力大小为 D．地面对瓦片3左端的支持力大小为mg 【答案】C 【详解】AB．因下方瓦片的受力点均在其顶端，瓦片1与瓦片2、3间的弹力均沿竖直方向，对瓦片1受力分析可知，瓦片2、3对瓦片1没有摩擦力，故AB错误； CD．对瓦片1，2、3整体受力分析，可得 解得，故C正确，D错误。 故选C。 20．如图所示，用三根轻绳a、b、c将质量均为m的两个灯笼1、2悬挂起来。两灯笼静止时，轻绳a与竖直方向的夹角为30°，轻绳c水平，三根轻绳能承受的最大拉力均相等，重力加速度为g，则（　　） A．轻绳a中的拉力大小为 B．轻绳c中的拉力大小为 C．轻绳b中的拉力大小为 D．若增大m，轻绳a最先被拉断 【答案】AD 【详解】A．将两个灯笼看作一个整体，对整体受力分析，如图所示 根据平衡条件可得， 解得轻绳a中的拉力大小，A正确； B．轻绳c中的拉力大小为 B错误； C．对灯笼2受力分析，由平衡条件得，轻绳b中的拉力大小为 C错误； D．由于轻绳a的拉力最大，若增大m，轻绳a最先被拉断，D正确。 故选AD。 21.如图所示，质量M＝2 kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量m＝ kg的小球B相连。用与水平方向成α＝30°角的恒力F＝10 N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中A、B相对位置保持不变，g取10 m/s2。求： (1)运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ； (2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ。 答案　(1)30°　(2) 解析　(1)对B进行受力分析，设轻绳对B的拉力为FT，由平衡条件可得 Fcos 30°＝FTcos θ， Fsin 30°＋FTsin θ＝mg 解得FT＝10 N，tan θ＝ 即θ＝30° (2)对A进行受力分析，由平衡条件有 FTsin θ＋Mg＝FN，FTcos θ＝μFN 解得μ＝。 22．如图所示，一楔形物体M静置水平地面上，斜面上有物体A、B、C，用平行于斜面的力F拉A，使A、B、C一起沿斜面匀速上滑，楔形物体M始终保持静止，下列说法中正确的是（　　） A．物体A可能受到3个力作用 B．物体B可能受到4个力作用 C．物体C一定受到6个力作用 D．物体C可能受到7个力作用 【答案】D 【详解】AB．若C光滑，则B不可能匀速，故A受重力、支持力以及摩擦力和拉力，受4个力作用，B受重力、支持力以及摩擦力，故AB错误； CD．如果M光滑，则C受重力，AB的摩擦力以及压力，M的支持力，物体C受到6个力作用；如果M不光滑，则C可能受重力，AB的摩擦力以及压力，M的支持力以及摩擦力，即物体C可能受到7个力作用，故C错误，D正确。 故选D。 23.如图所示，在水平地面上，一不可伸长的细绳绕过定滑轮，将质量分别为、的上、下两个箱子连接。已知重力加速度为，细绳与滑轮之间无摩擦力，且其质量均可忽略，下箱的上、下接触面的动摩擦因数皆为。若下箱受到水平拉力时，两箱水平匀速移动，则下列叙述正确的是（　　） A．下箱受6个力的作用 B．上箱受到细绳向右拉力的大小为 C．施于下箱的水平拉力 D．右边支架对滑轮的水平力，一定小于 【答案】D 【详解】A．下箱受自身重力、上箱对它的压力、摩擦力，地面对它的支持力、摩擦力，细绳对它的拉力、水平拉力，共计7个力的作用，故A错误； B．对上箱受力分析，在水平方向上根据平衡条件有： 故B错误； C．下箱匀速运动，在水平方向上根据平衡条件有 又 联立解得 故C错误； D．滑轮处于静止状态，可得 则有 即右边支架施予滑轮的水平力，一定小于F，故D正确。 故选D。 24．复印机的进纸过程可简化成如图所示的模型，正常工作时，进纸侧每次只进一张纸，滚轮沿逆时针方向转动，带动第一张纸向右运动。已知纸张与纸张之间的动摩擦因数为，每张纸的质量为，重力加速度大小为g，复印机工作时滚轮给第一张纸的压力大小为（是较大的常数）。在第一张纸向右匀速运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．滚轮与第一张纸之间的动摩擦因数也为 B．进第一张纸时，纸张对滚轮的摩擦力方向向左 C．进第一张纸时，纸张对摩擦片的摩擦力大小为 D．进第一张纸时，第二张纸与第三张纸之间的摩擦力大小为 【答案】BC 【详解】AB．根据题意可知，进第一张纸时，第一张纸相对第二张纸向右运动，则第一张纸受第二张纸向左的摩擦力，大小为 由于第一张纸向右匀速运动，则第一张纸受滚轮向右的摩擦力，大小为 由牛顿第三定律可知，纸张对滚轮的摩擦力方向向左，设滚轮与第一张纸之间的动摩擦因数为，则有 解得 故A错误，B正确； C．进第一张纸时，其余纸张均静止，把剩余纸张看成整体，由平衡条件可知，摩擦片对纸张摩擦力与第一张纸对第二张纸的滑动摩擦力等大反向，结合牛顿第三定律可知，进第一张纸时，纸张对摩擦片的摩擦力大小为，故C正确； D．由于进第一张纸时，第二张纸静止，则第二张纸与第三张纸之间的摩擦力大小与第一张纸对第二张纸的滑动摩擦力大小相等，为，故D错误。 故选BC。 六、课堂总结 1、一对平衡力与作用力和反作用力的比较 名称 项目 一对平衡力 作用力和反作用力 作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体 作用时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失 力的性质 不一定相同 一定相同 作用效果 可相互抵消 不可抵消 2、求解共点力平衡问题的常用方法 (1)合成法：一个力与其余所有力的合力等大反向，常用于非共线三力平衡。 (2)正交分解法：Fx合＝0，Fy合＝0，常用于多力平衡。 (3)矢量三角形法：把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五讲：牛顿第三定律 一、课程导图 2、 知识精讲 1、 牛顿第三定律 1.1牛顿第三定律的内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 1.2表达式：F＝－F′ 1.3一对平衡力与作用力和反作用力的比较 名称 项目 一对平衡力 作用力和反作用力 作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体 作用时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失 力的性质 不一定相同 一定相同 作用效果 可相互抵消 不可抵消 2、受力分析的步骤 2、 共点力平衡（本讲主要是静态平衡） (1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动。 (2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0。 (3)常用推论 ①若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反。 ②若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形。 3、 概念辨析 1．判断下列说法的正误并和同学交流（正确的打“√”，错误的打“×”）。 (1)放在桌子上的物体静止不动，物体处于平衡状态。( ) (2)百米竞赛中，运动员在起跑的瞬间速度为0，此时运动员处于平衡状态。( ) (3)直道上高速匀速跑过的赛车处于平衡状态。( ) (4)物体处于平衡状态时，速度一定等于0.( ) (5)正交分解时，选取的坐标轴必须在竖直方向和水平方向。( ) 2．判断正误。 (1)共点力一定作用于物体上的同一点。( ) (2)共点力一定作用于同一物体上。( ) (3)作用于同一物体上的所有的力都是共点力。( ) (4)物体处于平衡状态时加速度一定为零。( ) (5)作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两个力一定平衡。( ) (6)某时刻物体的速度为零，物体一定处于平衡状态。( ) (7)如果一个物体受到三个力作用而保持静止状态，则其中任意两力的合力与第三力等大、反向。( ) (8)平直道路上高速匀速行驶的赛车处于平衡状态。( ) (9)合力保持恒定的物体处于平衡状态。( ) (10)物体的加速度为零，则物体一定处于平衡状态。( ) 4、 经典例题 3．如图是电影《哪吒之魔童闹海》中哪吒大战土拨鼠时的场景，下列说法中正确的是（　　）    A．哪吒的手指对土拨鼠的弹力作用是因为哪吒的手指发生了形变 B．哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是一对平衡力 C．土拨鼠静止不动是因为哪吒对它的作用力小于它所受地面的摩擦力 D．哪吒所受地面的作用力方向竖直向上 4．如图甲所示是风箏在空中悬停的情景，图乙是其简化图。若风箏的重力为G，在牵线的拉力T和垂直于风筝面的恒定风力F的共同作用下处于平衡状态，则下列说法正确的是（　　） A．风筝在空中所受合力竖直向上 B．风力F和牵线的拉力T的合力竖直向上 C．风对风筝的作用力小于风箏对风的作用力 D．F沿竖直方向的分力与T沿竖直方向的分力大小相等 5．张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后，把衣服挂在如图所示的晾衣架上晾晒，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上。∠AOB＝60°，∠DOC＝30°，衣服质量为m，重力加速度为g。则（　　） A．CO杆所受的压力大小为mg B．CO杆所受的压力大小为mg C．AO绳所受的拉力大小为mg D．BO绳所受的拉力大小为mg 6．如图所示，沙袋用绳竖直悬挂，运动员对沙袋施加300N的作用力，通过调整施力方向使沙袋缓慢移动，尝试了各种施力方向后发现绳偏离竖直方向的最大夹角为30°，则沙袋的重力为（　　） A．150N B． C．N D．600N 7．如图所示，物体A、B、C叠放在水平地面上，水平向右的力作用于C物体上，使A、B、C以相同的速度向右匀速运动，则下列说法正确的是（　　） A．受到的摩擦力向右 B．受到重力、支持力、摩擦力和下滑力的作用 C．受到3个摩擦力 D．地面对的摩擦力大小为 8．台球运动是一项为大众所喜爱的运动。现有一台球桌的球袋落球区设计如图所示，四颗半径为R、质量为m的台球静止在两根与水平面夹角为的平行倾斜直导轨上。导轨底端挡板对台球的弹力方向与导轨平行，导轨间的间距为，重力加速度为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A．挡板对最底端的台球的作用力为 B．两根导轨对最顶端台球作用力的合力为 C．最底端的台球对中间两颗球的作用力为 D．单根导轨对最底端台球的作用力为 5、 巩固练习 9．一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力、和的作用，其大小分别为、、，且的方向指向正北，下列说法中正确的是（　　） A．这三个力的合力可能为零 B．、两个力的合力大小可能为20N C．若物体处于匀速直线运动状态，则、的合力大小为48N，方向指向正南 D．若物体处于静止状态，则、的合力大小一定为42N，方向指向正南 10．如图所示，在水平地面上，一位同学单手倒立斜靠在一大木箱上（木箱侧面光滑），已知同学的质量小于木箱质量，同学和木箱均保持静止状态，则下列说法正确的是（　　） A．同学受到地面的摩擦力小于木箱受到地面的摩擦力 B．同学受到地面的摩擦力与木箱受到地面的摩擦力是一对平衡力 C．同学受到木箱向右的弹力与地面对人向左的摩擦力是作用力与反作用力 D．同学受到的重力的平衡力是地面对他向上的弹性力 11．“电动平衡车”是青少年非常喜欢的一种代步工具。如图所示，人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法中正确的是（    ）。 A．“电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力等于人的重力 B．“电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小 C．“电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力方向竖直向上 D．“电动平衡车”匀速行驶时，平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力 12．有一种感应飞行器，它的底部设置了感应装置，只需要将手置于离飞行器底部一定距离处，就可以通过手控感应飞行。如图所示，当飞行器在空中悬停时（　　） A．飞行器受到4个力的作用 B．空气对飞行器的作用力与手对飞行器的作用力是一对相互作用力 C．空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力 D．当飞行器向上加速运动时，空气对飞行器的作用力大于飞行器对空气的作用力 13．图1为果园里一苹果树枝上的一个苹果，随着苹果慢慢长大，果枝与苹果一起缓慢向下倾斜；图2为某同学利用细绳（一端系在手指上，一端系在苹果上）及水平轻质铅笔组成一个三角支架悬挂了一个苹果，铅笔可绕点自由转动，苹果处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．图1中苹果受到的弹力是因苹果发生形变引起的 B．图1中树枝对苹果的作用力竖直向上 C．图2中铅笔对A点的作用力斜向右上方 D．图2中铅笔对手掌的作用力由C指向A 14．一架质量为m的无人机正在空中水平匀速飞行。已知重力加速度为g，受到的空气阻力为mg，则（　　） A．无人机所受合力方向沿水平方向 B．无人机旋翼提供的飞行动力方向沿水平方向 C．无人机旋翼提供的飞行动力大小为 D．无人机旋翼提供的飞行动力与空气阻力是一对平衡力 15．如图所示，力拉着质量为的物体沿倾角为的斜面向上匀速运动。物体与斜面之间的动摩擦因数，重力加速度为。下列说法中正确的是（　　） A．若水平向右，则 B．若沿斜面向上，则 C．的最小值为 D．力与斜面成角斜向上时，最小 16．如图所示，一质量为m的集装箱被吊在空中处于静止状态，集装箱AB宽8米，BC长20米，钢索AO、BO、CO、DO的长度均为14米。已知钢索的质量远小于集装箱的质量，重力加速度为g，则每根钢索的拉力大小为（　　） A． B． C． D． 17．耙在我国已有千年以上的历史，在北魏贾思勰所著《齐民要术》中称为“铁齿楱”。如图甲所示，牛通过两根耙索拉着耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为O1，夹角∠AO1B=60°，拉力大小均为F，平面AO1B与水平面的夹角为37°，O2为AB的中点，如图乙所示。忽略耙索质量，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则地对耙的水平阻力大小为（　　）    A． B． C． D．1.5F 18．如图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图，筷子均在同一竖直平面内：图甲中的筷子处于竖直方向，图乙中的筷子处于水平方向，图丙中的筷子处于与水平面成一定夹角的倾斜方向。三个图中的鹅卵石均处于静止状态，下列关于鹅卵石的受力表述正确的是（　　） A．图甲中的鹅卵石可能受到2个或者4个力作用 B．图乙中鹅卵石一定受到3个力作用 C．图丙中鹅卵石可能受3个力或者5个力作用 D．在以上三幅图中筷子对手的力方向竖直向上 19．图甲为我国传统古建筑中常见的图案，该图案均由图乙中单片青瓦拼凑而成。现瓦匠师傅用质量均为m的相同青瓦片叠放在水平地面上，如图丙所示，瓦片1的支撑点为瓦片2、3的顶端。假设青瓦片为质量分布均匀的圆弧形状，厚度不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．瓦片2对1左端的摩擦力水平向左 B．瓦片3对1右端的摩擦力水平向左 C．地面对瓦片2左端的支持力大小为 D．地面对瓦片3左端的支持力大小为mg 20．如图所示，用三根轻绳a、b、c将质量均为m的两个灯笼1、2悬挂起来。两灯笼静止时，轻绳a与竖直方向的夹角为30°，轻绳c水平，三根轻绳能承受的最大拉力均相等，重力加速度为g，则（　　） A．轻绳a中的拉力大小为 B．轻绳c中的拉力大小为 C．轻绳b中的拉力大小为 D．若增大m，轻绳a最先被拉断 21.如图所示，质量M＝2 kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量m＝ kg的小球B相连。用与水平方向成α＝30°角的恒力F＝10 N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中A、B相对位置保持不变，g取10 m/s2。求： (1)运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ； (2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ。 22．如图所示，一楔形物体M静置水平地面上，斜面上有物体A、B、C，用平行于斜面的力F拉A，使A、B、C一起沿斜面匀速上滑，楔形物体M始终保持静止，下列说法中正确的是（　　） A．物体A可能受到3个力作用 B．物体B可能受到4个力作用 C．物体C一定受到6个力作用 D．物体C可能受到7个力作用 23.如图所示，在水平地面上，一不可伸长的细绳绕过定滑轮，将质量分别为、的上、下两个箱子连接。已知重力加速度为，细绳与滑轮之间无摩擦力，且其质量均可忽略，下箱的上、下接触面的动摩擦因数皆为。若下箱受到水平拉力时，两箱水平匀速移动，则下列叙述正确的是（　　） A．下箱受6个力的作用 B．上箱受到细绳向右拉力的大小为 C．施于下箱的水平拉力 D．右边支架对滑轮的水平力，一定小于 24．复印机的进纸过程可简化成如图所示的模型，正常工作时，进纸侧每次只进一张纸，滚轮沿逆时针方向转动，带动第一张纸向右运动。已知纸张与纸张之间的动摩擦因数为，每张纸的质量为，重力加速度大小为g，复印机工作时滚轮给第一张纸的压力大小为（是较大的常数）。在第一张纸向右匀速运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．滚轮与第一张纸之间的动摩擦因数也为 B．进第一张纸时，纸张对滚轮的摩擦力方向向左 C．进第一张纸时，纸张对摩擦片的摩擦力大小为 D．进第一张纸时，第二张纸与第三张纸之间的摩擦力大小为 六、课堂总结 1、一对平衡力与作用力和反作用力的比较 名称 项目 一对平衡力 作用力和反作用力 作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体 作用时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失 力的性质 不一定相同 一定相同 作用效果 可相互抵消 不可抵消 2、求解共点力平衡问题的常用方法 (1)合成法：一个力与其余所有力的合力等大反向，常用于非共线三力平衡。 (2)正交分解法：Fx合＝0，Fy合＝0，常用于多力平衡。 (3)矢量三角形法：把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形。 学科网（北京）股份有限公司 $$