第2章 第9课时 牛顿第三定律 共点力的平衡(Word教参)-【状元桥】2027高考物理一轮总复习

该高中物理讲义围绕牛顿第三定律和共点力平衡高考核心考点，以相互作用规律为基础，构建从受力分析到平衡条件应用的知识体系。通过考点梳理、方法指导（如整体法隔离法）、真题训练（2023浙江卷等）及模型总结（活结死结等），帮助学生系统突破难点。 讲义突出科学思维与模型建构，设计“活结”“死结”“动杆”“定杆”等模型分析，结合2025重庆卷无人机悬停等真题案例，引导学生掌握平衡问题解题策略。分层练习与即时反馈确保复习效率，助力教师精准把控节奏，提升学生应考能力。

第9课时　牛顿第三定律　共点力的平衡 [目标要求]　1.理解牛顿第三定律的内容，并能区分作用力和反作用力与一对平衡力.2.熟练掌握受力分析的步骤，会灵活应用整体法、隔离法并结合牛顿第三定律进行受力分析.3.理解共点力平衡的条件，会解决共点力平衡问题． 一、牛顿第三定律 1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，物体间相互作用的这一对力，通常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相等，方向相反，作用在同一条直线上．表达式为：F＝－F′. 二、共点力的平衡 1．平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态． 2．平衡条件：F合＝0或者. 3．平衡条件的推论 二力平衡 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，那么这两个力必定大小相等、方向相反 三力平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，那么其中任何一个力与另外两个力的合力大小相等、方向相反 1．(链接人教版必修第一册P79T2)(2023浙江1月卷)如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN，则(　　) A．FT<FN　　　　 B．FT＝FN C．FT>G D．FT＝G 答案　C 解析　对网兜和足球受力分析，设轻绳与竖直墙面夹角为θ，由平衡条件FT＝＝，FN＝Gtan θ，可知FT>G，FT>FN，故选C． 2．(链接人教版必修第一册P61T4)(2025陕晋青宁卷)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，如图所示 若钢管受到地面水平方向的摩擦力，则钢管在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零．故选D． 3．(链接人教版必修第一册P80T4)(2023海南卷)如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是(　　) A．工人受到的重力和支持力是一对平衡力 B．工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力 C．重物缓慢提起的过程中，绳子拉力变小 D．重物缓慢提起的过程中，绳子拉力不变 答案　B 解析　对人受力分析有 则有FN＋FT＝mg，工人受到三个力的作用，三力平衡，故A错误；其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，故B正确；对滑轮做受力分析有 则有FT＝，则随着重物缓慢拉起过程，θ逐渐增大，则FT逐渐增大，故CD错误．故选B． 考点一　物体的受力分析 受力分析的三个技巧 1．不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆． 2．除了根据力的性质和特点进行判断，假设法也是判断弹力、摩擦力的有无及方向的常用方法． 3．善于转换研究对象，尤其是在弹力、摩擦力的方向不易判定的情形中，可以分析与其接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定． (2025内蒙古模拟)“那达慕”是国家级非物质文化遗产，套马是“那达慕”大会的传统活动之一、某次套马的情景如图所示．套马者视为质点，可能受重力G、支持力FN，拉力F、摩擦力Ff，其受力示意图可能正确的是(　　) 　　 A B 　 C D 答案　B 解析　 对套马者受力分析可知，“套马者”受到沿绳子方向向左上方的拉力F，垂直于水平面的支持力FN，竖直向下的重力G，水平向右的摩擦力Ff，故AD错误，B正确；如果没有支持力也就不会有摩擦力，故C错误．故选B． (2025北京卷)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 答案　C 解析　根据题意，对A受力分析可知，受重力、B的支持力，由于A静止，则A还受B沿斜面向上的静摩擦力，对B受力分析可知，受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力F、B还受A沿斜面向下的摩擦力，由于B静止，则受沿斜面向上的摩擦力，即B受6个力作用．故选C． 受力分析的一般步骤 考点二　共点力的静态平衡 (2025重庆卷)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的均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．重力加速度为g，则MO的弹力大小为(　　) 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，根据平衡条件2FTcos 60°＝mg，可得FT＝mg，故选B． (2024浙江1月卷)如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡．已知小球A、B和配重P、Q质量均为50 g，细线c、d平行且与水平成θ＝30°(不计摩擦)，则细线a、b的拉力分别为(　　) A．2 N　1 N B．2 N　0.5 N C．1 N　1 N D．1 N　0.5 N 答案　D 解析　对A、B整体受力分析，如图1所示，由于Td＝Tc＝mg，且两者共线反向，则由力的平衡条件有Ta＝2mg＝1 N，方向竖直向上；对A单独受力分析，如图2所示，根据力的平衡条件，水平方向上有Tbcos α＝Tccos θ，竖直方向上有Tbsin α ＋Tcsin θ＝mg，联立并代入数据解得α＝θ＝30°，Tb＝Tc＝mg＝0.5 N．故选D． 处理平衡问题的三个技巧 1．物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单． 2．物体受四个或四个以上的力作用时，一般要采用正交分解法． 3．正交分解法建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少． “活结”与“死结”模型 1．“活结”模型分析 模型结构 模型解读 模型特点 “活结”把绳子分为两段，且可沿绳移动，“活结”一般由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩而形成，绳子因“活结”而弯曲，但实际为同一根绳 “活结”两侧的绳子上的张力大小处处相等 2.“死结”模型分析 模型结构 模型解读 模型特点 “死结”把绳子分为两段，且不可沿绳子移动，“死结”两侧的绳因结而变成两根独立的绳 “死结”两侧的绳子上张力不一定相等 如图所示，将三段轻绳相结于O点，其中OA绳的一端拴在墙上，OB绳的下方悬挂甲物体，OC绳跨过光滑定滑轮悬挂乙物体．OC绳与竖直方向的夹角为α＝70°.OA绳与竖直方向的夹角为β(未知)．若甲、乙两物体的质量均为m＝2 kg，重力加速度g取10 m/s2，sin 55°≈0.82.根据所学的知识，不需计算，推理出OA绳的拉力约为(　　) A．16 N B．23 N C．31 N D．41 N 答案　B 解析　甲、乙两物体的质量均为m＝2 kg，则OC绳的拉力与OB绳的拉力均为20 N，这两个力的合力与OA绳的拉力大小相等，方向相反．由几何关系可知OC绳的拉力与OB绳的拉力夹角为110°，而夹角为120°均为20 N的两个力的合力大小为20 N．所以OC绳的拉力与OB绳的拉力的合力接近20 N．所以根据所学的知识，不需计算，推理出OA绳的拉力约为B选项的23 N．故选B． “动杆”与“定杆”模型 1．“动杆”模型分析 模型结构 模型解读 模型特点 轻杆用光滑的转轴或铰链连接，轻杆可围绕转轴或铰链自由转动 当杆处于平衡时，杆所受的弹力方向一定沿杆 2.“定杆”模型分析 模型结构 模型解读 模型特点 轻杆被固定在接触面上，不发生转动 杆所受的弹力方向不一定沿杆，可沿任意方向 如图甲所示，水平轻杆BC一端用光滑铰链固定在竖直墙上，另一端通过细绳AC固定，∠ACB＝30°，在轻杆的C端用轻绳CD悬挂一个重物P；如图乙所示，水平轻杆HG一端固定在竖直墙上，另一端G处固定一个光滑定滑轮(重力不计)，一端固定的轻绳EG跨过定滑轮拴接一个与P质量相等的重物Q，∠EGH＝30°.BC、HG两轻杆受到的弹力大小之比为(　　) 　　 A．1∶1 B．∶1 C．∶2 D．∶3 答案　B 解析　对图甲，以C点为研究对象，受力分析如图1所示，由平衡条件有F1＝＝mg，根据牛顿第三定律可知，轻杆BC在C点受到的作用力大小F1′＝mg，对图乙，以滑轮为研究对象，受力情况如图2所示，轻杆对滑轮的作用力与两绳对滑轮的合力等大反向，由几何关系有F2＝mg，根据牛顿第三定律可知，轻杆HG在G点受到的作用力大小F2′＝mg，故＝.故选B． 学科网（北京）股份有限公司 $