第6讲　牛顿第三定律与共点力的平衡 课后分层作业基础版-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦牛顿第三定律与共点力平衡，分层设计基础巩固与能力提升，题型覆盖受力分析及平衡条件应用，注重情境化问题解决，培养相互作用观念与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |重知识·牢地基|基础概念题|基础概念辨析|从力的性质与作用效果切入，构建相互作用观念| |夯基础·保本科|受力分析2题+共点力平衡6题|单一物体受力分析（加速/匀速状态）、平衡条件应用（结合无人机/试弓定力等生活情境）|从单一物体受力分析到共点力平衡条件直接应用，形成"受力分析-建系-列方程"的解题逻辑| |提能力·冲211|综合题3题（含1计算题）|多物体系统（斜面+物块）、复杂情境（燃气炉架/多绳悬吊）平衡问题|从单一物体过渡到多物体系统，强化整体法与隔离法的模型建构，深化平衡条件的迁移应用|

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　牛顿第三定律与共点力的平衡 （基础版：专门面向物理基础较弱学生、艺体生的练习） 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 重知识 · 牢地基 ❀ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　受力分析 1.(2026·北京海淀模拟)如图所示,某人站上向右上行的智能电动扶梯,他随扶梯先加速,再匀速运动。在此过程中人与扶梯保持相对静止,下列说法正确的是(　　) A.扶梯加速运动阶段,人处于超重状态 B.扶梯加速运动阶段,人受到的摩擦力水平向左 C.扶梯匀速运动阶段,人受到重力、支持力和摩擦力 D.扶梯匀速运动阶段,人受到的支持力大于重力 答案　A 解析　在加速运动过程中,人的加速度向右上方,加速度有竖直向上的分量和水平向右的分量,可知人处于超重状态,人受到的摩擦力水平向右,故A正确,B错误;扶梯匀速运动阶段,由平衡条件可知人受到自身重力和扶梯对它竖直向上的支持力共两个力的作用,且扶梯对人的支持力大小等于重力大小,故C、D错误。 2.(2026·河北沧州高三期末)如图所示,用轻绳将物体Q系于竖直墙面,Q与墙面之间夹有物体P,P、Q均处于静止状态,则下列说法正确的是(　　) A.物体P一定受到4个力的作用 B.物体P可能受到4个力的作用 C.物体Q可能受到5个力的作用 D.物体Q一定受到3个力的作用 答案　B 解析　物体P受到的力有重力、压力、支持力、墙的摩擦力和Q的摩擦力(两个摩擦力可能存在其中一个,也可能同时存在),则物体P可能受到4个或5个作用力,故A错误,B正确;物体Q受到的力有重力、拉力、支持力、P的摩擦力(可能存在),故物体Q可能受到3个或4个作用力,故C、D错误。 题型2　共点力的平衡 3.(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FT,根据对称性可知两边绳子拉力相等,根据力的平衡条件,有2FTcos 60°=mg,可得FT=mg,故B正确。 4.(2026·浙江温州三模)宋应星的《天工开物》一书中记录了图甲所示的用重物测量弓弦张力的“试弓定力”情景,简化示意图如图乙所示,测量时将弦的中点悬挂于秤钩上,在质量为m的弓的中点处悬挂质量为M的重物,稳定时弦的张角θ=120°。重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.此时弦的张力为2(M+m)g B.此时弦的张力为(M+m)g C.若增加重物的质量,弦的张角一定增大 D.若增加重物的质量,弦的张力一定增大 答案　D 解析　整体法对弓和重物受力分析,如图所示 竖直方向上由力的平衡条件可得2Fcos =(M+m)g,解得F=(M+m)g,故A、B错误;不计弓的形变,增加重物质量,弦的张角减小,则弦的伸长量增加,根据胡克定律可知,弦的张力一定增大,故C错误,D正确。 5.(2024·贵州卷,4)如图(a),一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平细横杆和竖直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为(　　) A.mg B.mg C.mg D.mg 答案　D 解析　对球受力分析,如图所示 6.如图所示,直升机沿着水平方向向前飞行时,旋翼平面与水平方向成θ角,旋翼与空气相互作用产生的作用力F与机翼平面垂直。下列说法正确的是(　　) A.飞机的重力G=F B.飞机的重力G=Fsin θ C.飞机水平前进的动力为G=Fsin θ D.飞机水平前进的动力为Ftan θ 答案　C 解析　飞机在水平方向飞行,竖直方向受力平衡,则有G=Fcos θ,故A、B错误;飞机在水平方向前进的动力为Fsin θ,故C正确,D错误。 7.(2026·山西大同三模)如图所示,两个彩灯用电线1、2、3连接,悬吊在墙角,电线1与竖直方向的夹角θ1=30°,电线3与水平方向的夹角θ2=37°,不计电线的重力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则电线1、3上的拉力之比为(　　) A.5∶6 B.6∶5 C.8∶5 D.5∶8 答案　C 解析　设电线1、3上的拉力大小分别为F1和F2,对两个彩灯和电线2整体受力分析,根据力的平衡条件有F1sin θ1=F2cos θ2,解得F1∶F2=8∶5,故C正确。 8.(2026·河北石家庄调研)如图所示,一端用铰链固定在水平地面上的木杆搭放在质量为M的光滑半球体上,木杆与地面间的夹角为θ。半球体在水平向右的外力F(未画出)的作用下保持静止。重力加速度为g,则地面对半球体的支持力大小为(　　) A.Mg+Ftan θ B.Mg+ C.Mg+Fsin θ D.Mg+ 答案　B 解析　对半球体受力分析如图所示根据平衡条件,可得在水平方向上有F=FN1sin θ,在竖直方向有FN=FN1cos θ+Mg,联立解得FN=Mg+,故B正确。 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9.(2026·云南昭通模拟)如图所示,质量M=3 kg、倾角α=37°的粗糙斜面放置在水平地面上,一质量m=1 kg的物块在水平向右的推力F=10 N的作用下静止在斜面上,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列说法正确的是(　　) A.物块所受摩擦力的方向沿斜面向上 B.物块所受支持力和推力的合力方向竖直向上 C.地面对斜面的支持力大小为40 N D.地面对斜面的摩擦力大小为零 答案　C 解析　物块所受重力沿斜面向下的分力大小为mgsin α=6 N<Fcos α=8 N,可知物块相对于斜面有向上运动的趋势,物块所受摩擦力的方向沿斜面向下,故A错误;物块处于静止状态,所受合力为0,结合上述可知,物块受到重力、推力F、斜面的支持力与沿斜面向下的摩擦力四个力的作用,根据平衡条件可知,支持力和推力F的合力与重力和摩擦力的合力等大反向,重力和摩擦力的合力方向斜向左下方,处于斜面方向与竖直方向之间可知支持力和推力的合力方向斜向右上方,故B错误;将斜面和物块看成一个整体,由竖直方向受力平衡,可知地面对斜面的支持力FN=(M+m)g=40 N,故C正确;将斜面和物块看成一个整体,水平方向平衡,地面对斜面的摩擦力大小Ff=F=10 N,故D错误。 10.(2026·四川宜宾适应性考试)如图甲所示为家用燃气炉架,有四个对称分布的爪,正对两爪的间距为d,将锅静置于炉架上,如图乙所示(纵截面图),锅的总质量为m,质量可视为均匀分布在半径为R的球冠面上,不计爪与锅之间的摩擦力,则(　　) A.R越大,锅受到的合力越大 B.R越大,每个爪与锅之间的弹力越大 C.相邻的两爪对锅的作用力大小为mg D.正对的两爪对锅的作用力大小为mg 答案　D 解析　锅受到的合力不变,始终等于零,与R无关,A错误;设每个爪与锅之间的弹力FN与竖直方向成θ角,根据力的平衡条件得4FNcos θ=mg,解得FN=,R越大,θ越小,cos θ增大,则每个爪与锅之间的弹力FN越小,B错误;设相邻的两爪对锅的作用力大小为FN1,其与竖直方向成α角,根据力的平衡条件得2FN1cos α=mg,解得FN1>,C错误;设正对的两爪对锅的作用力为FN2,根据力的平衡条件得2FN2=mg,解得FN2=mg,D正确。 11.(2026·陕西西北工业大学附中期末)如图所示,倾角为30°的斜面体C质量为2m,放置在粗糙的水平地面上,质量也为2m的物块B放置在斜面上,轻绳1一端系在B上,另一端绕过光滑定滑轮与另外两轻绳2、3系于O点,其中轻绳3下端悬挂质量为m的物体A,轻绳2与水平方向的夹角为30°,轻绳1在定滑轮左侧的部分与斜面平行,右侧的部分水平,整个系统处于静止状态,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求: (1)轻绳1和轻绳2的拉力大小F1和F2; (2)地面对斜面体C的摩擦力Ff及支持力FN。 答案　(1)mg　2mg　(2)mg,方向水平向左　4mg,方向竖直向上 解析　(1)由平衡条件可知,轻绳3中的拉力大小为mg,对结点O受力分析,如图甲所示 由平衡条件可得 F2sin 30°=mg,F2cos 30°=F1 联立可得F2=2mg,F1=mg。 (2)对B、C整体受力分析,如图乙所示 由平衡条件可得FN=2mg+2mg=4mg,方向竖直向上; Ff=F1=mg,方向水平向左。 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　牛顿第三定律与共点力的平衡 （基础版：专门面向物理基础较弱学生、艺体生的练习） 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 重知识 · 牢地基 ❀ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　受力分析 1.(2026·北京海淀模拟)如图所示,某人站上向右上行的智能电动扶梯,他随扶梯先加速,再匀速运动。在此过程中人与扶梯保持相对静止,下列说法正确的是(　　) A.扶梯加速运动阶段,人处于超重状态 B.扶梯加速运动阶段,人受到的摩擦力水平向左 C.扶梯匀速运动阶段,人受到重力、支持力和摩擦力 D.扶梯匀速运动阶段,人受到的支持力大于重力 2.(2026·河北沧州高三期末)如图所示,用轻绳将物体Q系于竖直墙面,Q与墙面之间夹有物体P,P、Q均处于静止状态,则下列说法正确的是(　　) A.物体P一定受到4个力的作用 B.物体P可能受到4个力的作用 C.物体Q可能受到5个力的作用 D.物体Q一定受到3个力的作用 题型2　共点力的平衡 3.(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 4.(2026·浙江温州三模)宋应星的《天工开物》一书中记录了图甲所示的用重物测量弓弦张力的“试弓定力”情景,简化示意图如图乙所示,测量时将弦的中点悬挂于秤钩上,在质量为m的弓的中点处悬挂质量为M的重物,稳定时弦的张角θ=120°。重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.此时弦的张力为2(M+m)g B.此时弦的张力为(M+m)g C.若增加重物的质量,弦的张角一定增大 D.若增加重物的质量,弦的张力一定增大 5.(2024·贵州卷,4)如图(a),一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平细横杆和竖直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为(　　) A.mg B.mg C.mg D.mg 6.如图所示,直升机沿着水平方向向前飞行时,旋翼平面与水平方向成θ角,旋翼与空气相互作用产生的作用力F与机翼平面垂直。下列说法正确的是(　　) A.飞机的重力G=F B.飞机的重力G=Fsin θ C.飞机水平前进的动力为G=Fsin θ D.飞机水平前进的动力为Ftan θ 7.(2026·山西大同三模)如图所示,两个彩灯用电线1、2、3连接,悬吊在墙角,电线1与竖直方向的夹角θ1=30°,电线3与水平方向的夹角θ2=37°,不计电线的重力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则电线1、3上的拉力之比为(　　) A.5∶6 B.6∶5 C.8∶5 D.5∶8 8.(2026·河北石家庄调研)如图所示,一端用铰链固定在水平地面上的木杆搭放在质量为M的光滑半球体上,木杆与地面间的夹角为θ。半球体在水平向右的外力F(未画出)的作用下保持静止。重力加速度为g,则地面对半球体的支持力大小为(　　) A.Mg+Ftan θ B.Mg+ C.Mg+Fsin θ D.Mg+ ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9.(2026·云南昭通模拟)如图所示,质量M=3 kg、倾角α=37°的粗糙斜面放置在水平地面上,一质量m=1 kg的物块在水平向右的推力F=10 N的作用下静止在斜面上,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列说法正确的是(　　) A.物块所受摩擦力的方向沿斜面向上 B.物块所受支持力和推力的合力方向竖直向上 C.地面对斜面的支持力大小为40 N D.地面对斜面的摩擦力大小为零 10.(2026·四川宜宾适应性考试)如图甲所示为家用燃气炉架,有四个对称分布的爪,正对两爪的间距为d,将锅静置于炉架上,如图乙所示(纵截面图),锅的总质量为m,质量可视为均匀分布在半径为R的球冠面上,不计爪与锅之间的摩擦力,则(　　) A.R越大,锅受到的合力越大 B.R越大,每个爪与锅之间的弹力越大 C.相邻的两爪对锅的作用力大小为mg D.正对的两爪对锅的作用力大小为mg 11.(2026·陕西西北工业大学附中期末)如图所示,倾角为30°的斜面体C质量为2m,放置在粗糙的水平地面上,质量也为2m的物块B放置在斜面上,轻绳1一端系在B上,另一端绕过光滑定滑轮与另外两轻绳2、3系于O点,其中轻绳3下端悬挂质量为m的物体A,轻绳2与水平方向的夹角为30°,轻绳1在定滑轮左侧的部分与斜面平行,右侧的部分水平,整个系统处于静止状态,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求: (1)轻绳1和轻绳2的拉力大小F1和F2; (2)地面对斜面体C的摩擦力Ff及支持力FN。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $