第2章 第9课时 牛顿第三定律 共点力的平衡 (课件PPT)-【状元桥】2027高考物理一轮总复习
2026-08-24
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教辅
湖北千里万卷教育科技有限责任公司
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该高中物理高考复习课件聚焦“牛顿第三定律 共点力的平衡”专题,依据高考评价体系明确三大考查要求,即理解定律内容及与平衡力的区别,掌握受力分析步骤与整体隔离法,运用平衡条件解决问题。通过梳理必备知识(定律表达式、平衡条件及推论),分析近三年高考真题考点分布,归纳出受力分析、静态平衡、模型应用(活结死结、动杆定杆)等高频题型,体现备考的针对性与实用性。
课件亮点在于“真题实战+模型突破+素养提升”策略,精选2023浙江卷、2025陕晋青宁卷等真题,通过例3无人机悬停平衡问题演示合成法,例4滑轮系统平衡展示整体隔离法,培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力。特设“受力分析步骤”“平衡条件推论应用”等应试技巧,帮助学生掌握答题方法,教师可据此精准指导,助力高效复习冲刺。
内容正文:
相互作用
第二章
第9课时 牛顿第三定律 共点力的平衡
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必备知识 链接教材
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第9课时
目
录
Contents
核心素养 拓展教材
必备知识 链接教材
相互的
大小相等
方向相反
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考点一 物体的受力分析
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考点二 共点力的静态平衡
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第9课时 牛顿第三定律 共点力的平衡
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高考总复习·物理
制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2010、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
[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_________,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____________,____________,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.
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
(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.
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