课时作业9　牛顿第三定律　共点力的平衡 -2027届高考物理人教版一轮复习

**基本信息** 聚焦牛顿第三定律与共点力平衡，通过12道题构建"受力分析-模型建构-科学推理"三阶方法体系，强化相互作用观念与平衡条件的系统应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础受力分析|1-5题|整体法/隔离法、力的分解合成|从单一物体（手机/擦窗工具）到规则物体（匀质柱体），建立"重力-弹力-摩擦力"分析框架| |系统平衡问题|6-9题|矢量三角形、相似三角形法|双球系统（P、Q球）、弹簧系统（M、N球），体现多物体相互作用中力的传递与平衡条件推导| |动态与极值|10-12题|临界条件分析、三角函数极值|晒衣架、轻杆系统、麻绳悬挂，深化平衡状态下力的动态变化规律，培养科学推理能力|

课时作业(九)　牛顿第三定律　共点力的平衡 说明：第1～7题，每小题4分；第8～12题，每小题5分；本试卷共53分。 1． (2026·广州模拟) 如图（a）是一款手机支架，其支撑面采用的特殊材料可与手机表面相互吸引。如图（b），若手机倾斜静置在支架上，则(　　) A. 手机受到三个力作用 B. 支撑面对手机的支持力竖直向上 C. 支撑面对手机的摩擦力与支持力的合力竖直向上 D. 支撑面对手机的作用力大小等于手机的重力大小 2．(2026·乌鲁木齐模拟) 如图所示，轻质弹性绳的一端固定于O点，另一端系一小球，小球静止时，位于O点正下方的A点处。现对小球施加一个外力F，使其静止在与A点等高的B点处。已知弹性绳的弹力与其伸长量成正比，外力F可能是图中的(　　) A.  B.  C.  D.  3．(2026·广州模拟) 如图，在课间活动中，重力为G的某位同学用两只手分别撑住等高的桌面使自己悬空，并处于静止状态。已知伸直的两手臂和桌面夹角均为θ。当减小θ，该同学再次静止时，下列说法正确的是 (　　) A. 每只手掌所承受桌面的支持力减小 B. 每只手臂的作用力变小 C. 该同学所受合力减小 D. 每只手掌所受桌面的摩擦力变大 4．(经典高考题)如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力(　　) A．大小等于mg B．大小等于mg C．方向竖直向上 D．方向水平向左 5．(2025·贵州六盘水期末)如图所示，质量为m，截面为等腰直角三角形的匀质柱体MPN静置在两个等高的立柱A、B上，上表面MN水平。下列说法正确的是(　　) A．柱体MPN可能受到2个力的作用 B．柱体MPN可能受到5个力的作用 C．B对PN的支持力大小为mg，方向竖直向上 D．A对PM的支持力大小为mg，方向垂直于PM向上 6．(2025·江西宜春市检测)如图所示，倾角为α的斜面固定在水平面上，在斜面和固定的竖直挡板之间有两个匀质球P、Q，P球的质量是Q球质量的三倍，各接触面均光滑，系统处于静止状态，若P、Q两球的球心连线与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是(　　) A．4tan α＝tan β B．3tan α＝tan β C．2tan α＝tan β D．tan α＝tan β 7．(经典高考题)如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为θ。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用，磁力垂直于壁面。下列关系式正确的是(　　) A．Ff＝G B．F＝FN C．Ff＝G cos θ D．F＝G sin θ 8．(多选)(2025·福建厦门一模)如图所示，表面光滑的物块A在水平力F的作用下静止在倾角为θ的斜面B上，斜面B静止在水平地面上，下列说法正确的是(　　) A．物块A受到的重力大小为F tan θ B．物块A受到B的支持力大小为 C．A对B的作用力等于F D．斜面B受到地面的摩擦力大小等于F 9．(2025·河南洛阳高三质检)如图所示，竖直固定放置的光滑大圆环，其最高点为P，最低点为Q。现有两个轻弹簧1、2的一端均拴接在大圆环P点，另一端分别拴接M、N两小球，两小球均处于平衡态。已知轻弹簧1、2上的弹力大小相同，轻弹簧1、2轴线方向与PQ连线的夹角分别为30°、60°，则下列说法正确的是(　　) A．轻弹簧1处于压缩状态，轻弹簧2处于伸长状态 B．大圆环对两小球的弹力方向均指向圆心 C．M、N两小球的质量比为m1∶m2＝1∶ D．大圆环对M、N两小球的弹力大小之比为FN1∶FN2＝∶1 10．(经典高考题)如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的(　　) A．作用力为G B．作用力为G C．摩擦力为G D．摩擦力为G 11．如图所示，一轻杆两端分别固定着质量为mA和mB的两个小球A和B(可视为质点)。将其放在一个直角形光滑槽中，已知轻杆与槽右壁成α角，槽右壁与水平地面成θ角时，两球刚好能平衡，且α≠θ，则B、A两球质量之比为(　　) A． B． C． D． 12．(2025·广西桂林模拟)质量为m的粗细均匀的麻绳如图所示悬挂，悬点处切线与竖直方向夹角分别为37°和53°，P点为最低点，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，则(　　) A．左侧悬点对麻绳拉力为0.6mg B．右侧悬点对麻绳拉力为0.8mg C．最低点P处张力为0.3mg D．P点右侧麻绳质量为0.36m 课时作业(九) 1．D　[A、对手机受力分析，受到竖直向下的重力，垂直斜面的支持力，斜面的吸引力，沿斜面向上的摩擦力，所以手机受到四个力，故A错误；B、斜面对手机的弹力是垂直斜面的支持力，故B错误；CD、由平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力等大反向，支撑面对手机的摩擦力与支持力的合力跟重力与支架对手机的吸引力的合力等大反向，方向不是竖直向上，故C错误，D正确。故选：D。] 2．D　[设弹性绳原长为， 小球在A点静止，重力与弹力平衡，有, 整理得 ，与等高，设与竖直方向夹角为 ，由几何关系得, 因此弹性绳弹力 ， 将沿竖直方向分解，得竖直分量, 小球在受力平衡，竖直方向有（为的竖直向下分量）, 整理得 ， 说明必须有竖直向下的分量。沿水平方向的分量向右，因此必须有水平向左的分量，故方向为斜向左下，只有符合要求。故答案为：D。] 3．D　[把两只手臂作用力F沿竖直、水平分解，竖直方向：2Fsinθ = G ，水平方向单只手摩擦力f = Fcosθ、单只支持力N = Fsinθ ，A、F =  ，θ减小sinθ变小、F变大，N = 恒定不变，故A错误；B、θ减小，F = 变大，单只手臂作用力变大，故B错误；C、人始终静止，合力一直为0 ，保持不变，故C错误；D、f = Fcosθ = ·cosθ =  ，θ减小tanθ减小，f变大，故D正确；故答案为：D。] 4．B　[对擦窗工具进行正视图的受力分析如图所示，水平方向上拉力F与擦窗工具所受摩擦力的水平分量f滑等大反向，竖直方向上重力mg与擦窗工具所受摩擦力的竖直分量f静等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中f所示，大小为f＝＝mg，故选B。 ] 5．D　[根据平衡条件，对柱体MPN受力分析，如图所示，可知柱体MPN受到3个力的作用，所以A、B错误；由平衡条件可知2N1cos 45°＝mg，得N1＝N2＝mg，N1方向垂直于PN向上，N2方向垂直于PM向上，所以D正确，C错误。 ] 6．A　[以P、Q两球整体为研究对象，受力如图甲所示，由平衡条件可得F2＝4mg tan α，隔离Q球，受力如图乙所示，由平衡条件可得F2＝mg tan β，解得4tan α＝tan β，故选A。 ] 7．C　[如图所示，将重力沿垂直于斜面方向和沿斜面方向分解，沿斜面方向，由平衡条件得Ff＝G cos θ，故A错误，C正确；垂直斜面方向，由平衡条件得F＝G sin θ＋FN，故B、D错误。 ] 8．BD　[物块A静止，处于平衡状态，受力如图所示，物体A受到的重力GA＝mg＝，物块A受到的支持力大小FN＝，故A错误，B正确；物块A受到重力GA、推力F、B对A的作用力静止，由平衡条件可知，B对A的作用力大小等于重力GA与F的合力大小，不等于F，由牛顿第三定律可知，A对B的作用力大小不等于F，故C错误；物块A与斜面B整体静止，处于平衡状态，在水平方向，由平衡条件可知，斜面B受到地面的摩擦力大小f＝F，故D正确。 ] 9．C　[对两个小球受力分析并画出力的矢量三角形，如图所示，两个弹力均指向P点，故两弹簧均处于拉伸状态，故A错误；大圆环对两球的弹力均背离圆心，故B错误；对小球M、N，由力的矢量三角形与几何三角形相似，可得FN1＝m1g＝F1，FN2＝m2g＝F2，已知F1＝F2，则m1∶m2＝1∶，FN1∶FN2＝1∶，故C正确，D错误。 ] 10．B　[设斜杆的弹力大小为F，以水平横杆和物体为整体，在竖直方向上根据受力平衡可得4F cos 30°＝G，解得F＝G，以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示，可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为G，每根斜杆受到地面的摩擦力大小为Ff＝F sin 30°＝G，B正确，A、C、D错误。 ] 11．B　[对A球受力分析，受重力、杆的弹力、槽壁的支持力，如图甲所示，根据正弦定理有＝，再对B球受力分析，受重力、杆的弹力、斜面的支持力，如图乙所示，根据正弦定理有＝，又F＝F′，联立解得＝，故B正确。 ] 12．D　[对麻绳受力分析，受重力mg、左侧悬点对麻绳的拉力F1、右侧悬点对麻绳的拉力F2，则F1cos 37°＋F2cos 53°＝mg，F1sin 37°＝F2sin 53°，解得F1＝0.8mg，F2＝0.6mg，故A、B错误；对P点右侧麻绳受力分析，受重力m2g、最低点P处张力F、右侧悬点对麻绳的拉力F2，则F＝F2sin 53°＝0.48mg，m2g＝F2cos 53°＝0.36mg，所以P点右侧麻绳质量为m2＝0.36m，故C错误，D正确。] 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $