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

考向3，力的分解中的多解问题 例6已知两个共点力的合力为50N,分力F的方 向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为 30N.则 () A.F的大小是唯一的 B.F2的方向是唯一的 C.F2有两个可能的方向 D.F2可取任意方向 [学习笔记] 第9课时 牛顿第三 [目标要求]1.理解牛顿第三定律的内容，并能区 析的步骤，会灵活应用整体法、隔离法并结合牛顿第 共点力平衡问题， ,必备知识 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=一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. 第二章相互作用111 思考感悟 1.同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同 的分力，如图甲所示 父 乙 内 2.已知合力F的大小和方向及一个分力F1的方 向，当两个分力垂直时，另一个分力F2有最小 值F2mm=Fsin a&,如图乙所示. 3.已知合力F的方向及一个分力F1的大小和方 向，当另一个分力与合力方向垂直时，另一个分 力F2有最小值F2min=Fisin a,如图丙所示. 友情提示 请完成P313跟踪评价 定律共点力的平衡 P答案见D 作用力和反作用力与一对平衡力.2.熟练掌握受力分 定律进行受力分析.3.理解共点力平衡的条件，会解决 链接教材 F=0 2.平衡条件：F合=0或者 F=0 3.平衡条件的推论 如果物体在两个共点力的作用下处于平 二力平衡衡状态，那么这两个力必定大小相等、方 向相反 如果物体在三个共点力的作用下处于平 三力平衡衡状态，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 29 物理> 考教衔接 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F,则 () 轻绳 A.FT<FN B.FT=FN C.FT>G D.FT=G 2.(链接人教版必修第一册P61T4)(2025陕晋青宁 卷)如图，质量为的均匀钢管，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4、夹角为 0,重力加速度大小为g.则地面对钢管左端的摩擦 力大小为 () 诊关键能力 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， 例1(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F,其受力 示意图可能正确的是 () 30 ninnnnm A.umgcos 0 B.omng C.umg D.0 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 研讨教材 [学习笔记] 例2(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 ( B F A.4 B.5 C.6 D.7 [学习笔记] 思考感悟 受力分析的一般步骤 研究对象选取方法：整体法或隔离法 明确对象→可以是单个物体，也可以是多个物体 ↓ 的组合 进行分析一 先分析重力和已知力，再按接触面分 析弹力、摩擦力，最后分析其他力 ↓ 边分析边将力一一画在受力示意图上。 画示意图→ 准确标出各力的方向，尽量做到大力 长线、小力短线 考点二共点力的静态平衡 例3(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 () 60609 第二章相互作用111 A.2mg B.mg C 2mg D.m [学习笔记] 例4(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50g,细线 c、d平行且与水平成0=30°（不计摩擦），则细线 a、b的拉力分别为 ( ) 10 A.2N IN B.2N0.5N C.1N1N D.1N0.5N [学习笔记] 思考感悟 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. 31 物理>> 核心素养 “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 “活结”两 结”一般由绳跨过滑轮 侧的绳子 或绳上挂一光滑挂钩而 上的张力 形成，绳子因“活结”而 大小处处 弯曲，但实际为同一 相等 根绳 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 “死结”两 段，且不可沿绳子移动， 侧的绳子 “死结”两侧的绳因结而 上张力不 变成两根独立的绳 一定相等 典例1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3（未知）.若甲、乙两物体的质量均为m 2kg,重力加速度g取10m/s2,sin55°≈0.82.根据 所学的知识，不需计算，推理出OA绳的拉力约为 () 闸 A.16N B.23N C.31N D.41N 32 拓展教材 [学习笔记] “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 当杆处于平 轴或铰链连接，轻 衡时，杆所受 杆可围绕转轴或 的弹力方向 铰链自由转动 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 杆所受的弹力方 在接触面上， 向不一定沿杆， m 不发生转动 可沿任意方向 典例2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 ) 30P 甲 A1:1 B.3:1 C.√3：2 D.3:3 [学习笔记] 友情提示 请完成P315跟踪评价物理 根格正交分解有空Gasa=Rsn53,空7Gine+G= FNcos53°，联立得Fy=2.5G.故选B. [例6]C解析已知一个分力有确定的方向，与合力F的方向成 30°角，可知另一个分力的最小值为F2m=Fsin30°=25N,依 题意25N<F2<50N,易知F2有两个可能的方向，如图所 示.故选C F=50N F'=30N F,=30N日 309 第9课时牛顿第三定律 共点力的平衡 必备知识·链接教材 一、1.相互的2.大小相等方向相反 考教衔接 1.C解析对网兜和足球受力分析，设轻绳与竖直墙面夹角为0， 由平衡条件Fr= S0品gR=Gan6,可知F:>G.r> G Fy,故选C 2.D解析对钢管受力分析，如图所示 F 777m 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.B解析对人受力分析有 则有FN十Fn=g,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 mg 则有P=则随者重物线漫拉起过程，0逐渐增大，则F 逐渐增大，故CD错误.故选B. 关键能力·研讨教材 例1门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F、,竖直向下 的重力G,水平向右的摩擦力F,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. 例2]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 [例3]B解析以钢管为研究对象，设轻绳的拉力为F,,根据对 称性可知两边绳子拉力相等，根据平衡条件2 Frcos60°=mg 可得Fr=mg,故选B. [例4们D解析对A、B整体受力分析，如图1所示，由于Ta= T.=mg,且两者共线反向，则由力的平衡条件有T.=2mg 1N,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T6cosa=Tcos0,竖直方向上有 T6sina+T.sin0=mg,联立并代入数据解得a=0=30°，T%= D6 T.=mg=0.5N.故选D. T mg 2mg 图1 图2 核心素养·拓展教材 [典例1门B解析甲、乙两物体的质量均为m=2kg,则OC绳的 拉力与OB绳的拉力均为20N,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20N的两个力 的合力大小为20N.所以O℃绳的拉力与OB绳的拉力的合 力接近20N.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23N.故选B. [典例2]B解析对图甲，以C点为研究对象，受力分析如图1所 mg 示，由平衡条件有B=an30=3mg,根据牛领第三定律可 知，轻杆BC在C点受到的作用力大小F'=√3mg,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 P以=mg,故-5故选B F2 1 mg F 30 0 0 mg mg 图1 图2 第10课时专题强化三动态平衡问题 平衡中的临界、极值问题 关键能力。研讨教材 [例1门C解析设椅子和人的总质量为M,椅子与杆之间的动摩 擦因数为，右侧绳子与竖直方向的夹角为0，以椅子和人为 整体，根据平衡条件可得Fr十FTcOS=Mg十F,又F=FN= Mg Frsin0,联立可得绳子拉力大小为F=1十cos0sin0:由 于人和椅子匀速上升过程，日逐渐变大，则绳子拉力逐渐变 大，椅子与杆之间摩擦力逐渐变大.故选C. [例2]C解析对货物A受力分析，其动态图如图所示， 货物缓慢向上移动，则拉力方向与竖直方向的夹角减小，由图 可知，绳子的拉力越来越大.同时，玻璃棚对货物的支持力变小， 由牛顿第三定律知，货物A对玻璃棚的压力越来越小.故选C [例3]A解析对a球受力分析，如图所示 0 F 由几何关系可知，力的失量三角形与△06相似，则有咒 ,在小球b缓慢上移过程中，0b逐渐减小，0a保持不变，则 F 半圆环对小球a的弹力一直增大.故选A