第6讲　牛顿第三定律与共点力的平衡 课后分层作业（含基础知识网络图）-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 以分层训练构建牛顿第三定律与共点力平衡的递进式复习体系，通过基础巩固、能力提升、挑战突破三层设计，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |夯基础·保本科|9题|牛顿第三定律辨析、静态受力分析、单一平衡条件应用|从相互作用概念（牛顿第三定律）到受力分析方法，再到共点力平衡条件的直接应用，形成“概念-分析-应用”基础链条| |提能力·冲211|2题|轻绳连接体平衡、接触体弹力分析|综合平衡条件与力的合成，深化科学推理在多体系统中的应用| |迎挑战·搏985|1题|多体动态平衡与临界问题|结合动摩擦因数、角度变量，考查模型建构与质疑创新能力，体现知识逻辑的高阶拓展|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 课后分层作业 第6讲　牛顿第三定律　共点力的平衡 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 重知识 · 牢地基 ❀ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　牛顿第三定律 1.(多选)(2026·江西上饶阶段测试)如图所示,我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”,实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是(　　) A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜 B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小 C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力 D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜 2.(2026·浙江绍兴模拟)如图所示,绳梯从天花板垂下来且最下端没有触及地面,某建筑工人正在爬绳梯,他的左脚踏于横木、右脚凌空,处于平衡状态,若建筑工人的重力为G1,绳梯的重力为G2,双手施加于横木的作用力大小为F,方向竖直向下,下列说法正确的是(　　) A.建筑工人受到两个力的作用 B.天花板对绳梯的作用力大小为G1+G2 C.左脚施加于横木的作用力大小为G1+G2+F D.左脚对横木的作用力大于横木对左脚的作用力 题型2　受力分析 3.(2025·陕、晋、青、宁卷,4)如图,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 4.(多选)(2025·广西卷,9)独竹漂是我国一项民间技艺。如图,在平静的湖面上,独竹漂选手手持划杆踩着楠竹,沿直线减速滑行,选手和楠竹相对静止,则(　　) A.选手所受合力为零 B.楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下 C.手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡 D.选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面 题型3　共点力的平衡条件及应用 5.(2025·重庆卷,1)现代生产生活中常用无人机运送物品,如图所示,无人机携带质量为m的匀质钢管在无风的空中悬停,轻绳M端和N端系住钢管,轻绳中点O通过缆绳与无人机连接。MO、NO与竖直方向的夹角均为60°,钢管水平。则MO的弹力大小为(重力加速度为g)(　　) A.2mg B.mg C.mg D.mg 6.(2025·海南海口一模)如图所示,两固定斜面OM、ON与水平面的夹角均为60°,OM粗糙、ON光滑。一轻杆两端通过铰链与物体a、b连接,a、b静止于斜面时,杆垂直于OM。现增大b的质量,则(　　) A.a向上滑动 B.b仍静止 C.a与OM间的摩擦力增大 D.b受到的合力增大 7.(2026·湖北多校高三联考)如图所示,细线一端系在物块Q上,另一端跨过定滑轮系在圆环P上,圆环套在粗糙的倾斜杆上。已知物块Q的质量为1 kg,斜杆与圆环间的动摩擦因数为0.5,斜杆与水平面的夹角为θ=37°,sin 37°=0.6,重力加速度g取10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若细线对圆环P的拉力始终水平向左,系统始终保持静止状态,则圆环P的质量可能为(　　) A.0.4 kg B.2 kg C.6 kg D.8 kg 8.(2025·河南郑州模拟)如图所示,一个重力为mg的小球套在竖直的半径为R的光滑大圆环上,一劲度系数为k,自然长度为L0的轻质弹簧的一端固定在小球上,另一端固定在大圆环的最高点A,当小球静止时,弹簧与竖直方向之间的夹角为θ,已知k=,L0=R,则下列选项正确的是(　　) A.θ=45° B.弹簧的长度为2L0 C.小球受到大环的支持力为mg D.弹簧弹力大小是 9.我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m1,3、4质量相同为m2,不计石块间的摩擦,则m1∶m2为(　　) A. B. C.1 D.2 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 10.(2026·山东济南一模)如图所示,光滑定滑轮固定在天花板上,轻绳绕过定滑轮,一端竖直悬挂质量为2m的小球P,另一端连接质量为m的圆环Q,圆环Q套在粗糙水平杆上。一水平向左的力F作用在圆环上,使轻绳和杆之间夹角为30°,整个系统保持静止状态。已知重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.杆对圆环Q摩擦力的方向一定向右 B.杆对圆环Q摩擦力的方向可能向左 C.定滑轮对轻绳作用力的方向竖直向上 D.定滑轮对轻绳作用力的大小为2mg 11.(2026·山东枣庄高三月考)如图所示,质量为M的光滑半圆柱体紧靠墙根放置,质量为m的小球由长度为L的细线悬挂于竖直墙壁上的A点,静止在半圆柱体上,A点距离地面的高度为L,细线与竖直方向夹角为θ。已知半圆柱体的半径可在一定范围内变化(质量不变),小球可视为质点,重力加速度为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是(　　) A.当θ=60°时,细线对小球的拉力大小为mg B.当θ=60°时,半圆柱体对小球的支持力大小为mg C.半圆柱体受到水平地面的弹力大小为Mg+mgsin2θ D.半圆柱体受到竖直墙壁的弹力最大值为mg ❀ 迎挑战 · 搏985 ❀ 12.(2026·福建厦门一模)如图所示,粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆,杆上套有质量为m=0.4 kg的圆环,地面上放一质量为M=2.5 kg的物块,物块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连,连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°、β=53°。物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且g=10 N/kg,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8,整个系统处于静止状态,求此时: (1)绳子拉力大小; (2)物块对地面的压力和摩擦力的大小; (3)若m、M大小可调,为保持系统的平衡,求满足的范围。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 课后分层作业 答案与解析 第6讲　牛顿第三定律　共点力的平衡 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 重知识 · 牢地基 ❀ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　牛顿第三定律 1.(多选)(2026·江西上饶阶段测试)如图所示,我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”,实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是(　　) A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜 B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小 C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力 D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜 答案　BD 解析　根据牛顿第三定律可知,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,甲获胜的原因是甲受到地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力,乙后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到地面的摩擦力,即地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,故B、D正确,A、C错误。 2.(2026·浙江绍兴模拟)如图所示,绳梯从天花板垂下来且最下端没有触及地面,某建筑工人正在爬绳梯,他的左脚踏于横木、右脚凌空,处于平衡状态,若建筑工人的重力为G1,绳梯的重力为G2,双手施加于横木的作用力大小为F,方向竖直向下,下列说法正确的是(　　) A.建筑工人受到两个力的作用 B.天花板对绳梯的作用力大小为G1+G2 C.左脚施加于横木的作用力大小为G1+G2+F D.左脚对横木的作用力大于横木对左脚的作用力 答案　B 解析　对工人受力分析,工人受到重力以及来自横木对脚和双手的支持力,至少三个力作用,故A错误;整体处于平衡状态,对整条绳梯(含工人)分析可知,天花板对绳梯的拉力F'=G1+G2,故B正确;对工人受力分析可知,横木对左脚的作用力大小为FN=G1-F,根据牛顿第三定律可知左脚对横木的作用力大小也为G1-F,故C错误;左脚对横木的作用力和横木对左脚的作用力是一对作用力和反作用力,二者大小相等,故D错误。 题型2　受力分析 3.(2025·陕、晋、青、宁卷,4)如图,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 答案　D 解析　对钢管受力分析,其受到重力、地面的作用力和绳子拉力,又重力、绳子拉力和地面对钢管的支持力均沿竖直方向,钢管在这三个力的作用下处于静止平衡状态,合力为零,所以地面对钢管左端的摩擦力大小为0,D正确。 4.(多选)(2025·广西卷,9)独竹漂是我国一项民间技艺。如图,在平静的湖面上,独竹漂选手手持划杆踩着楠竹,沿直线减速滑行,选手和楠竹相对静止,则(　　) A.选手所受合力为零 B.楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下 C.手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡 D.选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面 答案　CD 解析　选手沿直线减速滑行,其所受合力与运动方向相反,不为零,A错误;由于楠竹和选手相对静止,对选手(含划杆)受力分析可知,其受到楠竹的静摩擦力和支持力,则由平行四边形定则与牛顿第三定律可知,楠竹受到选手作用力的方向一定不是竖直向下,B错误;手持划杆使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡,C正确;对选手受力分析,其水平方向受到楠竹的静摩擦力,竖直方向受到重力和楠竹的支持力,竖直方向受力平衡,则选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面,D正确。 题型3　共点力的平衡条件及应用 5.(2025·重庆卷,1)现代生产生活中常用无人机运送物品,如图所示,无人机携带质量为m的匀质钢管在无风的空中悬停,轻绳M端和N端系住钢管,轻绳中点O通过缆绳与无人机连接。MO、NO与竖直方向的夹角均为60°,钢管水平。则MO的弹力大小为(重力加速度为g)(　　) A.2mg B.mg C.mg D.mg 答案　B 解析　以钢管为研究对象,设轻绳的拉力为T,根据对称性可知两边绳子拉力相等,根据平衡条件2Tcos 60°=mg,可得T=mg,故B正确。 6.(2025·海南海口一模)如图所示,两固定斜面OM、ON与水平面的夹角均为60°,OM粗糙、ON光滑。一轻杆两端通过铰链与物体a、b连接,a、b静止于斜面时,杆垂直于OM。现增大b的质量,则(　　) A.a向上滑动 B.b仍静止 C.a与OM间的摩擦力增大 D.b受到的合力增大 答案　B 解析　设b的质量为m,杆对b的弹力为F,ON对b的支持力为FNb,其受力的矢量图如图所示,由几何知识得F=FNb=mbg,现增大b的质量,假设仍处于静止状态,在杆垂直OM状态下,三个力均增大且相等,其合力仍为零,b仍静止,故B正确,D错误;杆对a的力始终垂直斜面OM,a始终静止,物体a所受静摩擦力Ff=magsin 60°不变,故A、C错误。 7.(2026·湖北多校高三联考)如图所示,细线一端系在物块Q上,另一端跨过定滑轮系在圆环P上,圆环套在粗糙的倾斜杆上。已知物块Q的质量为1 kg,斜杆与圆环间的动摩擦因数为0.5,斜杆与水平面的夹角为θ=37°,sin 37°=0.6,重力加速度g取10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若细线对圆环P的拉力始终水平向左,系统始终保持静止状态,则圆环P的质量可能为(　　) A.0.4 kg B.2 kg C.6 kg D.8 kg 答案　B 解析　对物体Q,由平衡条件可得T=mQg,当圆环P的质量较小时,圆环刚要上滑,对圆环P受力分析,如图所示,由平衡条件可得Tcos θ=mgsin θ+Ffm,FN=Tsin θ+mgcos θ,又Ffm=μFN,联立解得m=0.5 kg;当圆环P的质量较大,圆环刚要下滑时,由平衡条件可得Tcos θ+Ffm=mgsin θ,FN=Tsin θ+mgcos θ,联立解得m=5.5 kg,圆环P的质量满足0.5 kg≤m≤5.5 kg,故B正确。 8.(2025·河南郑州模拟)如图所示,一个重力为mg的小球套在竖直的半径为R的光滑大圆环上,一劲度系数为k,自然长度为L0的轻质弹簧的一端固定在小球上,另一端固定在大圆环的最高点A,当小球静止时,弹簧与竖直方向之间的夹角为θ,已知k=,L0=R,则下列选项正确的是(　　) A.θ=45° B.弹簧的长度为2L0 C.小球受到大环的支持力为mg D.弹簧弹力大小是 答案　C 解析　对小球受力分析,如图所示,由力矢量三角形与几何三角形相似可得==,可得小球受到大环的支持力FN=mg,故C正确;设弹簧长度为AB=L,由胡克定律有F=k(L-L0),又F=2mgcos θ,由几何关系有L=2Rcos θ,联立方程解得θ=30°,L=R=3L0,弹簧弹力为F=k=mg,故A、B、D错误。 9.我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m1,3、4质量相同为m2,不计石块间的摩擦,则m1∶m2为(　　) A. B. C.1 D.2 答案　D 解析　六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为180°,每块石块对应的圆心角为30°,对第3块石块受力分析如图甲所示,由力的合成可知tan 60°=,对第2块和第3块石块整体受力分析如图乙所示,tan 30°=,联立解得=2,故D正确。 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 10.(2026·山东济南一模)如图所示,光滑定滑轮固定在天花板上,轻绳绕过定滑轮,一端竖直悬挂质量为2m的小球P,另一端连接质量为m的圆环Q,圆环Q套在粗糙水平杆上。一水平向左的力F作用在圆环上,使轻绳和杆之间夹角为30°,整个系统保持静止状态。已知重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.杆对圆环Q摩擦力的方向一定向右 B.杆对圆环Q摩擦力的方向可能向左 C.定滑轮对轻绳作用力的方向竖直向上 D.定滑轮对轻绳作用力的大小为2mg 答案　D 解析　小球P静止,由平衡条件知,绳子拉力大小为T=2mg,由于Tsin θ=mg,则圆环Q不受杆的支持力作用,可见杆对圆环Q没有摩擦力,故A、B错误;由力的合成知,轻绳对动滑轮的作用力大小F1=2Tcos =2mg,方向与竖直方向成30°角斜向左下方,由牛顿第三定律知,定滑轮对轻绳作用力的方向与竖直方向成30°角斜向右上方,大小为F1'=F1=2mg,故C错误,D正确。 11.(2026·山东枣庄高三月考)如图所示,质量为M的光滑半圆柱体紧靠墙根放置,质量为m的小球由长度为L的细线悬挂于竖直墙壁上的A点,静止在半圆柱体上,A点距离地面的高度为L,细线与竖直方向夹角为θ。已知半圆柱体的半径可在一定范围内变化(质量不变),小球可视为质点,重力加速度为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是(　　) A.当θ=60°时,细线对小球的拉力大小为mg B.当θ=60°时,半圆柱体对小球的支持力大小为mg C.半圆柱体受到水平地面的弹力大小为Mg+mgsin2θ D.半圆柱体受到竖直墙壁的弹力最大值为mg 答案　C 解析　对小球受力分析如图所示,由几何关系可知FN1与FT垂直,由共点力平衡条件知,半圆柱体对小球的支持力大小为FN1=mgsin θ,细线对小球的拉力大小为FT=mgcos θ。当θ=60°时,有FN1=mg,FT=mg,A、B错误;将半圆柱体和小球视为整体受力分析,整体受到地面支持力FN2、墙壁弹力F、细线拉力FT、重力(m+M)g,根据平衡条件,在竖直方向上有FN2+FTcos θ=(m+M)g,水平方向上有F=FTsin θ,联立解得FN2=Mg+mgsin2θ,F=mgsin 2θ,则当θ=45°时F最大,最大值为Fm=mg,C正确,D错误。 ❀ 迎挑战 · 搏985 ❀ 12.(2026·福建厦门一模)如图所示,粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆,杆上套有质量为m=0.4 kg的圆环,地面上放一质量为M=2.5 kg的物块,物块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连,连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°、β=53°。物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且g=10 N/kg,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8,整个系统处于静止状态,求此时: (1)绳子拉力大小; (2)物块对地面的压力和摩擦力的大小; (3)若m、M大小可调,为保持系统的平衡,求满足的范围。 答案　(1)5 N　(2)22 N　4 N　(3)≤ 解析　(1)圆环静止处于平衡状态,在竖直方向,由平衡条件得mg=Tcos α 代入数据解得T=5 N。 (2)物块静止处于平衡状态,由平衡条件得 水平方向:Tsin β=Ff 竖直方向:Tcos β+FN=Mg 代入数据解得FN=22 N,Ff=4 N。 (3)m、M大小可调,以圆环为研究对象,可知绳子的拉力大小T= 对物块由平衡条件得 竖直方向:Tcos β+FN=Mg 水平方向:Ff=Tsin β 系统保持静止,则Ff≤Ffm=μFN 解得≤μ 代入数据解得≤。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $