2.4 牛顿第三定律　共点力的平衡 课件 -2027届高三物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦牛顿第三定律、受力分析、共点力平衡三大核心考点，依据高考评价体系明确相互作用力与平衡力辨析、多体平衡问题等高频考查方向，通过“强基础-研考点-高考链接”三级梳理，归纳出整体法、正交分解法等常考题型的解题路径，体现备考的系统性与针对性。 课件亮点在于“真题情境+科学思维训练”，如结合2024黑龙江墨条研磨、2025福建风动石等真题改编案例，深入解析假设法判断摩擦力（典题2）、合成法求极值（典题4）等技巧，培养学生模型建构与科学推理素养。特设易错点对比表（相互作用力与平衡力）和方法应用指南，助力学生高效掌握得分关键，教师可据此实现精准复习指导。

第4讲　牛顿第三定律　共点力的平衡 考点一　牛顿第三定律 考点二　受力分析 目 录 索 引 考点三　共点力的平衡 考点一　牛顿第三定律 强基础•教考衔接 1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是　　　　的,当一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力。  2.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小　　　　,方向　　　　,作用在　　　　　　　　上。  相互 相等 相反 同一条直线 特别提醒　相互作用力的特点可概括为“三同”“三异”“三无关” √ × × × √ 研考点•精准突破 1.应用牛顿第三定律的两点注意 (1)作用力与反作用力虽然等大反向,但因所作用的物体不同,所产生的效果往往不同。 (2)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力,不能涉及第三个物体。 2.相互作用力与平衡力的比较 比较项 作用力和反作用力 一对平衡力 不同点 受力物体 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上 依赖关系 同时产生,同时消失 不一定同时产生,同时消失 叠加性 两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力 两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零 力的性质 一定是同性质的力 性质不一定相同 相同点 大小、方向 大小相等,方向相反,作用在同一条直线上 典题1 (多选)(2025山东威海质检)物体静止在固定的斜面上,如图所示,则下列说法正确的是(　　) A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B.物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 C.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力 BC 解析 物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力, A错误;斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的合力,与重力平衡,所以物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力,B正确;物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力,C正确;物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力,重力与压力的性质不同,所以垂直于斜面向下的力不是对斜面的压力,D错误。 考点二　受力分析 研考点•精准突破 1.受力分析的一般步骤 2.受力分析的常用方法 (1)整体法:将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法。 (2)隔离法:将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方法。 (3)假设法:若不能确定某力是否存在,可先对其做出存在或不存在的情况假设,然后就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在。 (4)转换法:在受力分析时,若不能确定某力是否存在,则可以转换为分析该力的反作用力,根据其反作用力是否存在,判断该力是否存在;也可以转换为分析与该力相关的其他研究对象,通过对其他研究对象进行受力分析,判断该力是否存在。 典题2 (2025陕晋青宁卷)如图所示,质量为m的均匀钢管,一端支在粗糙水平地面上,另一端被竖直绳悬挂,处于静止状态。钢管与水平地面之间的动摩擦因数为μ、夹角为θ,重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为(　　) A.μmgcos θ B.μmg C.μmg D.0 D 解析 对钢管受力分析,如图所示。竖直绳对钢管的拉力竖直向上,地面对钢管的支持力FN竖直向上,钢管所受重力G竖直向下,若钢管受到地面的摩擦力,则钢管水平方向受力不平衡,钢管不可能处于静止状态,故地面对钢管左端的摩擦力大小为0,故选D。 典题3 (2026北京通州期中)如图所示,M、N两物体叠放在一起,在竖直向上的恒力F作用下,一起沿竖直墙向上做匀速直线运动。关于两物体受力情况的说法正确的是(　　) A.物体M受到4个力 B.物体M受到5个力 C.物体M受到6个力 D.物体N受到4个力 A 解析 对物体N进行受力分析如图所示,可知N一定受重力mg、M对N的弹力FN及M对N的摩擦力Ff的作用,才能处于平衡状态,D错误;将物体M、N作为一个整体,可知墙壁与M间一定不存在弹力,否则不可能平衡,由于弹力是摩擦力的前提,因此墙壁与M之间一定没有摩擦力,因此M一定受到4个力的作用,A正确,B、C错误。 考点三　共点力的平衡 强基础•教考衔接 1.共点力的平衡　　　速度、加速度均为零 (1)平衡状态:物体静止或　 。 (2)平衡条件:F合=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　　　　、方向　　　　。  ②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段平移后首尾相接组成一个封闭三角形。 做匀速直线运动 相等 相反 2.处理共点力平衡问题的基本思路 确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或讨论。 √ × √ √ √ 研考点•精准突破 1.求解单物体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。 2.整体法与隔离法的选用原则 (1)整体法:研究系统外的物体对系统整体的作用力。 (2)隔离法:研究系统内物体之间的相互作用力。 考向一　单体平衡问题 典题4 (2025河北卷)如图所示,内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上,左右边沿等高。该截面内,一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球,一端固定于凹槽左边沿,另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F。小球半径远小于凹槽半径,所受重力大小为G。若小球始终位于内壁最低点,则F的最大值为(　　) A.G B.G C.G D.G B 解析 如图为小球的受力分析图,小球静止,合力为0,则有2Fcos θ+FN=G,其中θ=45°,当FN=0时,F有最大值,最大值Fmax=G,B项正确。 典题5 如图所示,质量为m的木箱在大小为F的水平外力作用下,沿倾角为θ的斜面匀速向上运动,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是 (　　) A.木箱所受合力大小为mgsin θ+Fcos θ B.斜面对木箱的支持力大小为mgcos θ C.斜面对木箱的摩擦力大小为Fcos θ-mgsin θ D.斜面对木箱作用力的合力大小为F+mg C 解析 对木箱进行受力分析,受到重力mg、斜面的支持力FN、摩擦力Ff、水平外力F,如图所示。由于木箱沿着斜面匀速向上运动,根据木箱受力平衡得木箱所受合力大小为0,A错误;垂直于斜面方向上受力平衡,斜面对木箱的支持力大小FN=Fsin θ+mgcos θ,B错误;沿着斜面方向上受力平衡,有Fcos θ=Ff+mgsin θ,得斜面对木箱的摩擦力大小为Ff=Fcos θ-mgsin θ,C正确;斜面对木箱作用力的合力大小与重力和外力F的合力大小相等,即F合=,D错误。 考向二　多体平衡问题 典题6 (2025辽宁沈阳模拟预测)如图所示,某人用绳子牵着小狗站在倾角为37°的斜面上,某时刻小狗向前拉紧绳子。已知人和狗的质量分别为60 kg和10 kg,绳与斜面间的夹角也为37°,人和狗始终保持静止,重力加速度g取10 m/s2。则(　　) A.斜面对人和狗作用力的合力为560 N B.若狗拉绳子的力增大,斜面对狗的支持力增大 C.斜面分别对人和狗的摩擦力总是大小相等、 方向相反 D.人受到的摩擦力不可能为零 D 解析 由于人和狗始终保持静止,斜面对人和狗的作用力为支持力和摩擦力的合力,必须与总重力平衡,因此斜面对人和狗的作用力大小为F=G= (m人+m狗)g=700 N,方向竖直向上,A错误;设绳子拉力为FT,对狗由平衡条件有FTsin 37°+FN狗=m狗gcos 37°,整理得斜面对狗的支持力FN狗=m狗gcos 37°-FTsin 37°,可知若狗拉绳子的力增大,斜面对狗的支持力减小,B错误;对狗由平衡条件有Ff狗=m狗gsin 37°+FTcos 37°=60 N+0.8FT,对人由平衡条件有Ff人=m人gsin 37°-FTcos 37°=360 N-0.8FT,可知斜面分别对人和狗的摩擦力方向相同、大小不同,C错误;人受到的摩擦力为Ff人=m人gsin 37° -FTcos 37°,若Ff人为0,可得FT=450 N,此时对狗分析有FTsin 37°+FN狗=m狗gcos 37°,解得FN狗=-190 N,而斜面对狗的支持力不可能为负值,假设不成立,D正确。 典题7 (2026山东临沂期中)为营造喜庆气氛,挂红灯笼迎接春节成为一道靓丽的风景线。如图所示,用五根轻绳A、B、C、D、E将四个完全相同的灯笼连接悬挂,灯笼处于静止状态,绳A和绳E与竖直方向的夹角为30°,绳C水平。设轻绳A、B、C的拉力大小分别为FTA、FTB、FTC,则下列关系正确的是(　　) A.FTB∶FTC=∶2 B.FTB∶FTC=∶2 C.FTA∶FTC=1∶2 D.FTA∶FTC=3∶ B 解析 设一盏灯笼的质量为m,以左侧两盏灯笼为研究对象,受力分析如图所示,根据平衡条件以及几何关系知=2∶1,且FTA=mg,FTC=FTAsin 30° =mg×mg,C、D错误;设绳B与竖直方向的夹角为θ,则FTBsin θ=FTAsin 30°,FTBcos θ=mg,联立解得,又sin2θ+cos2θ=1,解得sin θ=,则有FTB=FTC,得FTB∶FTC=∶2,A错误,B正确。 $