第2章 第4课时 牛顿第三定律 共点力的平衡(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

该高中物理讲义围绕牛顿第三定律和共点力平衡两大高考核心考点，以作用力与反作用力的“三同三异三无关”、平衡状态及条件为基础，通过整体法与隔离法、合成与分解等方法构建知识体系。教学流程涵盖考点梳理、方法指导（如转换研究对象）、真题训练（含2025-2026年真题），帮助学生系统突破难点。 资料突出科学思维与物理观念培养，如通过顶竿问题“转换研究对象”训练受力分析，石墩路障问题将四力平衡转化为三力平衡培养模型建构能力。设置基础辨析、典例精讲、分层练习环节，配合真题即时反馈，确保高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第4课时　牛顿第三定律　共点力的平衡 [复习目标] 1．理解牛顿第三定律的内容，会分析有关问题。　2.灵活选取研究对象，熟练应用整体法和隔离法对物体受力分析。　3.应用平衡条件解决静态平衡问题。 一、牛顿第三定律 1．作用力与反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，两物体间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力。 2．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。 3．表达式：F＝－F′。 1．(1)作用力与反作用力的效果可以相互抵消。(　　) (2)人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。(　　) (3)物体静止在水平地面上，受到的重力和支持力为一对作用力和反作用力。(　　) (4)一对相互作用力的性质一定相同，而一对平衡力的性质不一定相同。(　　) (5)一对相互作用力可以不同时存在，而一对平衡力必须同时存在。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× 二、共点力的平衡 1．平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动状态，称为平衡状态。 2．平衡条件：物体所受合力为零，即F合＝0。若采用正交分解法求平衡问题，则平衡条件是Fx合＝0，Fy合＝0。 3．常用推论 (1)二力平衡：二力等大反向。 (2)三力平衡：任意两个力的合力与第三个力等大反向。 (3)多力平衡：其中任意一个力与其余几个力的合力等大反向。 2．(1)物体的速度为零即处于平衡状态。(　　) (2)物体处于平衡状态时，其加速度一定为零。(　　) (3)物体受三个力作用处于平衡状态，这三个力必定作用于物体的同一点。(　　) (4)物体受两个力作用处于平衡状态，这两个力必定是同一性质的力。(　　) (5)物体受三个力F1、F2、F3作用处于平衡状态，若将F2转动90°，则这三个力的合力大小为F2。(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 考点一　牛顿第三定律 1．作用力和反作用力的关系 三同 ①大小相同；②性质相同；③变化情况相同 三异 ①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同 三无关 ①与物体种类无关；②与物体运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关 2.相互作用力与平衡力的比较 项目 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 续　表 项目 作用力和反作用力 一对平衡力 不 同 点 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 一定是相同性质的力 性质不一定相同 相同点 大小、方向 都是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 在冰上接力比赛时，甲推乙的作用力是F1，乙对甲的作用力是F2，则这两个力(　　) A．大小相等，方向相反 B．大小相等，方向相同 C．F1的冲量大于F2的冲量 D．F1的冲量小于F2的冲量 [解析]　根据题意可知F1和F2是相互作用力；根据牛顿第三定律可知F1和F2等大反向、具有同时性；根据冲量定义式I＝Ft可知F1和F2的冲量大小相等，方向相反。 [答案]　A (2026·广东东莞市、揭阳市、韶关市期末)某款磁吸式车载手机支架如图所示。手机放在支架上被磁力吸住后，调节支架使手机与竖直方向成图示角度。安装该支架的汽车静止停放在车位。已知手机受到的磁力垂直于手机屏幕，且手机和支架保持相对静止，下列说法正确的是(　　) A．手机受到3个力的作用 B．支架对手机的作用力竖直向上 C．手机对支架的摩擦力沿接触面向上 D．手机对支架的弹力和支架对手机的弹力是一对平衡力 [解析]　有摩擦力必有弹力，故手机除了受到重力、磁力和摩擦力，还受到弹力作用，一共4个力，故A错误；手机受到的磁力、摩擦力和弹力，施力物体都是支架，支架对手机的作用力是这些力的合力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与手机的重力等大反向，方向竖直向上，故B正确；支架对手机的摩擦力沿接触面向上，根据牛顿第三定律可知，手机对支架的摩擦力沿接触面向下，故C错误；手机对支架的弹力和支架对手机的弹力是一对相互作用力，故D错误。 [答案]　B 拓展点 “转换研究对象”受力分析 在对物体进行受力分析时，如果不便于直接分析物体受到的某些力时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力。如求压力时，可先求支持力，在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此。 如图所示，杂技演员在进行“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，竹竿上有一质量为m的人可以看成质点，当此人沿着竖直竹竿以加速度a加速下滑时，不计空气阻力，竹竿对地面上的人的压力大小为(　　) A．(M＋m)g＋ma　　 B．(M＋m)g－ma C．(M＋m)g D．(M－m)g [解析]　对竹竿上的人由牛顿第二定律知mg－f＝ma，所以f＝m(g－a)，由牛顿第三定律知竹竿上的人对竹竿的摩擦力竖直向下，对竹竿由平衡条件知Mg＋f′＝FN，f＝f′，由牛顿第三定律知竹竿对地面上的人的压力大小FN′＝FN＝(M＋m)g－ma，故B正确，A、C、D错误。 [答案]　B 考点二　受力分析 1．整体法和隔离法 (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。 (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。 说明：对于两个或者两个以上的物体的受力分析，往往整体法与隔离法结合应用，可以非常方便地对物体的受力做出分析。 2．注意事项 (1)养成按照一定顺序进行受力分析的习惯。 (2)涉及弹簧弹力时，要注意拉伸或压缩可能性分析。 (3)分析摩擦力时要特别注意摩擦力的方向。 (4)对于不能确定的力可以采用假设法分析。 (2025·北京卷，T6)如图所示，长方体物块A、B叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。B受力的个数为(　　) A．4 B．5 C．6 D．7 [解析]　根据题意，对A受力分析可知，A受重力、B的支持力，由于A静止，则A还受B对A沿斜面向上的静摩擦力，对B受力分析可知，B受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力F、A对B沿斜面向下的摩擦力，由于B静止，则还受斜面对B沿斜面向上的摩擦力，即B受6个力作用。 [答案]　C (2026·贵州贵阳市测试)如图所示，小球A和小球B通过三根轻质细绳连结挂在左右两边墙上的C、D两点并处于静止状态。已知A、C间细绳与竖直方向的夹角为30°，B、D间细绳与竖直方向的夹角为60°，A、B间细绳恰好水平，则A、B两小球的质量之比为(　　) A．9 B．3 C． D．1 [解析]　设AC、BD间细绳上的力分别为F1、F2，对A、B整体受力分析，水平方向则有F1sin 30°＝F2sin 60°，对A、B分别受力分析，竖直方向上有F1cos 30°＝mAg，F2cos 60°＝mBg，联立上述各式可得＝3。 [答案]　B 考点三　平衡条件的应用 解题步骤 方法1　平衡条件的应用 (2025·河北卷，T4)如图，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 [解析]　分析可知当凹槽底部对小球支持力为零时，此时拉力F最大，根据平衡条件有2Fmcos 45°＝G，解得Fm＝G。 [答案]　B (2026·安徽芜湖市模拟)如图甲所示是风筝在空中悬停的情景，图乙是其简化图。若重力为G的风筝，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筝对风的作用力 D．F沿竖直方向的分力与T沿竖直方向的分力大小相等 [解析]　由题意知风筝在空中处于平衡态，所受合力为零，不是竖直向上，A错误；风筝受到重力G、牵线的拉力T、恒定风力F三个力的作用处于平衡状态，那么恒定风力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，故恒定风力F和牵线的拉力T的合力竖直向上，B正确；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；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。 [答案]　B 拓展点 四力平衡转化为三力平衡问题 (2026·西南名校联盟联考)石墩路障在生活中很常见，对保障行车安全和管制交通秩序发挥重要作用。如图甲所示，工人用叉车将一球形石墩路障运送至目的地，拉动装置的结构简易图如图乙所示，∠BAC＝90°，两叉车臂相互平行且间距等于石墩半径。在水平匀速拉动叉车的过程中，叉车臂AC与水平方向夹角维持为30°。不计球形石墩表面摩擦，则单个叉车臂受到石墩的压力大小为(石墩重力为mg)(　　) A．mg B．mg C．mg D．mg [解析]　从侧面观察运载中的石墩，其受力分析如图1所示，由平衡条件有FN2＝mgcos 30°，从正面观察运载的石墩，黑色部分为两条叉车臂，石墩受力分析如图2所示，F支为单个叉车臂对石墩的支持力，则有2F支cos 30°＝FN2，解得F支＝mg，由牛顿第三定律可知单个叉车臂受到石墩的压力F压＝mg。 [答案]　B 方法2　合成法的应用 如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，球A的质量为1 kg。它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角θ＝37°，OB绳与水平方向的夹角α＝53°。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则球B的质量为(　　) A． kg B． kg C． kg D． kg [解析]　 分别对A、B两球受力分析，运用合成法，如图所示，由几何知识得T sin 37°＝mAg，T sin 53°＝mBg，解得＝，故mB＝ kg，故B正确，A、C、D错误。 [答案]　B 方法3　分解法的应用 (2024·河北卷，T5)如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°，挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0 N，g取10 m/s2，挡板对球体支持力的大小为(　　) A． N B．1.0 N C． N D．2.0 N [解析]　 对球体受力分析如图所示，由几何关系易得挡板对球的支持力F与斜面对球的支持力FN与竖直方向的夹角均为30°，则FNsin 30°＝F sin 30°，FNcos 30°＋F cos 30°＋T＝mg，解得F＝FN＝ N。 [答案]　A (2024·湖北卷，T6)如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为(　　) A．f B．f C．2f D．3f [解析]　根据题意对S受力分析如图1所示，正交分解可知2T cos 30°＝f，所以有T＝f。对P受力分析如图2所示，则有(T sin 30°)2＋(f＋T cos 30°)2＝F2，解得F＝。 [答案]　B 学科网（北京）股份有限公司 $