第2章 第4讲 牛顿第三定律 共点力的平衡-【优化探究】2027年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（江苏专版）

该高中物理高考复习课件聚焦“牛顿第三定律、共点力平衡”核心考点，依据高考评价体系明确理解定律内容、掌握受力分析、应用平衡条件等考查要求，通过对比表格梳理平衡力与作用力反作用力差异、“活结”“死结”等模型特点，结合2024河北卷等真题分析考点权重，归纳受力分析、静态平衡等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+方法建模+素养提升”策略，如以2025福建卷风动石案例示范合成法，2026江苏调研题应用整体法隔离法，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。设受力分析易错点警示及方法选择指南，帮助学生掌握解题技巧，教师可依此精准复习，提升高考冲刺效率。

第4讲　牛顿第三定律　共点力的平衡 第二章　相互作用——力 1 [学习目标]　1.理解牛顿第三定律的内容，并能区分作用力与反作用力和一对平衡力。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。4.知道“活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”的区别。 2 考点一　牛顿第三定律　物体的受力分析 考点二　共点力作用下物体的静态平衡问题 考点三　“活结”和“死结”与“动杆”和 “定杆”问题 内容索引 3 考点一　牛顿第三定律　物体的受力分析 一 4 1.牛顿第三定律 (1)内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 ，方向 ，作用在同一条直线上，即F= 。 (2)作用力与反作用力的“三同、三异、三无关” 相等 相反 －F' 盘点 核心知识 (3)一对平衡力和作用力与反作用力的对比分析 比较项目 一对平衡力 作用力与反作用力 作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体 作用时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失 力的性质 不一定相同 一定相同 作用效果 可相互抵消 不可抵消 2.受力分析的一般步骤 考向1　相互作用力与一对平衡力的比较 [典例1]　如图所示，用水平力F把一个物体紧压在 竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是(　　) A.水平力F跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反 作用力 B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力 D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对平衡力 B 提升 关键能力 [解析]　水平力F跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上， 大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，是一对平 衡力，A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及 墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止 状态，故这两个力是一对平衡力，B正确；水平力F作用在 物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力既 不是一对平衡力，也不是一对相互作用力，C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的一对相互作用力，是一对作用力与反作用力，D错误。 考向2　受力分析 [典例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(　　) A.4　　　　　　　　　 B.5 C.6 D.7 C [解析]　根据题意，对A受力分析可知，其受重力、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，其受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力F、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。 受力分析的四个易错点 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.每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有。 3.合力与分力不能重复考虑。 4.对整体进行受力分析时，组成整体的几个物体间的作用力为内力，不能在受力分析图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要在受力分析图中画出。 易错警示 考点二　共点力作用下物体的静态平衡问题 二 12 1.共点力平衡的条件及推论 (1)平衡条件：F合= 或Fx= 、Fy= 。 (2)常用推论 ①若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小 、方向 。 ②若三个不共线的共点力合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个 。 0 0 0 相等 相反 封闭三角形 盘点 核心知识 2.分析物体静态平衡的三种常用方法 方法 适用条件 注意事项 优点 合成法 物体受三个力作用而平衡 (1)表示三个力大小的线段长度不可随意画 (2)两力的合力与第三个力等大反向 对于物体所受的三个力，有两个力相互垂直或两个力大小相等的平衡问题求解较简单 矢量三 角形法 物体受三个力作用而平衡 把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形 正交分 解法 物体受三个力或三个以上的力作用而平衡 选坐标轴时应使尽量多的力与坐标轴重合 对于物体受三个以上的力处于平衡状态的问题求解较方便 考向1　合成法 [典例3]　(2025·福建卷)如图所示，山崖上有一个 风动石，无风时地面对风动石的作用力是F1，当受 到一个水平风力时，风动石依然静止，地面对风动 石的作用力是F2。关于F1和F2的大小关系， 下列说法正确的是(　　) A.F2大于F1 B.F1大于F2 C.F1等于F2 D.大小关系与风力大小有关 A 提升 关键能力 [解析]　无风时，地面对风动石的作用力方向竖直向上，与重力平衡，大小为F1=mg，当受到一个水平风力时，地面对风动石的作用力与竖直向下的重力及水平方向的风力F，三力平衡，根据平衡条件可知，地面对风动石的作用力大小为F2=，故F2大于F1，故选A。 提升 关键能力 考向2　正交分解法 [典例4]　(2024·河北卷)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，重力加速度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 A [解析]　对小球受力分析如图所示， 由几何关系易得力F和力FN与竖直方向 的夹角均为30°，把力F与力FN沿水平 和竖直方向进行正交分解， 由平衡条件可得FNsin 30°=Fsin 30°， FNcos 30°＋Fcos 30°＋FT=mg， 解得F=FN= N，故选A。 考教衔接 　人教版必修第一册第三章第5节练习与应用第5题：将一个质量为4 kg的铅球放在倾角为45°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态(如图)。不考虑铅球受到的摩擦力，铅球对挡板的压力和对斜面的压力分别是多少？ [答案]　39.2 N　55.4 N [衔接分析]　问题情景相似，都是斜面＋挡板＋小球模型。都是考查共点力平衡的条件以及共点力平衡的常用分析方法。教材题目是三力平衡问题而且是特殊角，所以可以使用合成法、分解法、矢量三角形法以及正交分解法求解。但是高考题是四力平衡问题难度稍大，应用正交分解法求解比较方便。 考向3　矢量三角形法 [典例5]　高空滑索因其惊险刺激而深受年轻人追捧。人通过轻绳与轻质滑环相连，开始下滑前，轻质滑环固定在钢索AB上O点处，滑环和人均处于静止状态，钢索和轻绳的夹角关系如图 所示。设OA段钢索的拉力大小为T1，OB段钢 索的拉力大小为T2，OC段轻绳的拉力大小为T3。 下列判断正确的是(　　) A.T1＞T2＞T3 B.T1＞T3＞T2 C.T2＞T1＞T3 D.T3＞T2＞T1 A [解析]　以结点O为研究对象， 受力情况如图所示， 这样的三个力可以组成一个首尾 相接的封闭的矢量三角形， 如图所示， 由图可知T1＞T2＞T3，故选A。 考向4　整体法、隔离法在静态平衡问题中的应用 [典例6]　(2026·江苏连云港调研)挂灯笼的习俗起源于西汉，过年期间，家家户户都挂起了各式各样的灯笼。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起质量均为m的灯笼A、B、C、D，中间细绳是水平的，上面两细绳与水平方向夹角为θ1，中间两细绳与竖直方向夹角为θ2，A、B间和B、C间细绳的张力分别是FAB和FBC，重力加速度为g。下列关系式正确的是(　　) A.θ1=θ2 B.tan θ1·tan θ2=2 C.FBC= D.FAB= B [解析]　设最左侧绳子拉力为T，对A上面的结点受力分析可知Tcos θ1=FABsin θ2，Tsin θ1=FABcos θ2＋mg，对四个灯笼组成的整体分析可知2Tsin θ1=4mg，解得tan θ1·tan θ2=2，T=，FAB=，对B上面的结点受力分析可知，FBC=mgtan θ2，故B正确，A、C、D错误。 整体法和隔离法的选择 1.当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法。 2.在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时，宜用隔离法。 3.整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。 方法总结 1.如图所示，重为10 N的木块，恰好能沿倾角θ=30°的斜面匀速下滑。要使木块沿斜面匀速上滑，可以采取的措施有(　　) A.对木块施加大小为5 N、方向沿斜面向上的推力 B.对木块施加大小为10 N、方向沿斜面向上的推力 C.对木块施加大小为10 N、方向水平向右的推力 D.对木块施加大小为15 N、方向水平向右的推力 教参独具 C 解析：木块匀速下滑时，根据平衡条件可得Gsin θ=μGcos θ，解得μ=，对木块施加沿斜面向上的推力使其匀速上滑， 则有F=Gsin θ＋μGcos θ=10 N，故A、B错误；对木块施加水平向右的推力使其匀速上滑，则有Fcos θ=Gsin θ＋μFN，FN=Gcos θ＋Fsin θ，联立解得F=10 N，故C正确，D错误。 2.(2026·山西大同模拟)如图所示，两个彩灯用电线1、2、3连接，悬吊在墙角，电线1与竖直方向的夹角θ1=30°， 电线3与水平方向的夹角θ2=37°，不计电线 的重力，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，则电 线1、3上的拉力之比为(　　) A.5∶6 B.6∶5 C.8∶5 D.5∶8 C 解析：设电线1、3上的拉力大小分别为F1和F2，对两个灯和电线2整体受力分析，根据平衡条件有F1sin 30°=F2cos 37°，解得F1∶F2=8∶5，故选C。 考点三　“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题 三 28 模型 模型解读 模型示例 “死结” 模型 “死结”可理解为把绳子分成两段，且不可以沿绳子移动的结点。“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳，因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等   1.“死结”与“活结”模型的理解 盘点 核心知识 模型 模型解读 模型示例 “活结” 模型 “活结”可理解为把绳子分成两段，且可以沿绳子移动的结点。“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等，一般绳子会被滑轮、光滑挂钩(圆环)等分成两段   模型 模型解读 模型示例 “动杆” 模型 对于一端有转轴或有铰链的轻杆，其提供的弹力方向一定是沿着轻杆的方向   2.“动杆”与“定杆”模型的理解 模型 模型解读 模型示例 “定杆” 模型 一端固定的轻杆(如一端“插入”墙壁或固定于地面)，其提供的弹力不一定沿着轻杆的方向，力的方向只能根据具体情况进行分析，如根据平衡条件或牛顿第二定律确定杆中弹力的大小和方向   考向1　“死结”与“活结”模型 [典例7]　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)。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 B 提升 关键能力 [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绳的拉力的合力略大于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。 考向2　“动杆”与“定杆”模型 [典例8]　甲图中，轻杆AB一端与墙上的光滑铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为30°，在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中，轻杆CD一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物，绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙， 则下列说法中正确的是(　　) A.甲、乙两图中杆中弹力之比1∶ B.甲图中杆的弹力更大 C.两根杆中弹力方向均沿杆方向 D.若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，乙中轻绳更容易断裂 B [解析]　甲图中的杆有铰链相连，可以自由转动，弹力方向沿杆方向，乙图中的杆一端插在墙里，不能自由转动，弹力方向不沿杆方向，而是沿两根绳合力的反方向，故C错误；对甲、乙图中结点受力分析如图，图甲中，以结点B为研究对象，根据平衡条件可得T=mg， 图乙中，以结点D为研究对象，其受到滑轮两侧轻绳的拉力和CD杆的弹力，由于拉力FD和FD'的夹角为120°且大小均为mg，则由几何知识可得T'=mg，即轻杆受到的弹力大小为mg，则T∶T'=∶1，故A错误，B正确；甲图中轻绳的拉力为FB=，乙图中轻绳的拉力FD=mg，若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，甲中轻绳更容易断裂，故D错误。 $