2026人教（粤）高考物理总复习教案：牛顿第三定律 共点力的平衡

第4讲牛顿第三定律共点力的平衡

成语•“以卵击石”是指拿蛋去碰石头。比喻不自量力，自取灭亡。那么蛋对石头的力是

否小于石头对蛋的力?“以卵击石”,蛋破了而石头却丝毫未动，这个过程中石头受到哪

情几个力?是否处于平衡状态?物体保持平衡需要什么条件呢？

境

导

思

国知识构建

•国小题试做

1.有•种吊篮花盆如图所示，三根等长的链条对称分布，下列说法正确的是（）

[A]三根链条对花盆的作用力相同

[B]三根链条对花盆作用力的合力方向一定竖直向上

[C]若将每根链条增加相同的长度，则每根链条的拉力都漕大

[D]若将每根链条缩短相同的长度，则三根链条对花盆作用力的合力增大

【答案】B

2.（2025・广东江门期末）春节晚会上杂技《绽放》表演了花样飞天，如图是下方演员用双脚举

起上方演员的一个场景，两名杂技演员均处于静止状态。下列说法正确的是（）

[A]水平地面对下方演员可能存在水平i方向的摩擦力

[B]卜,方演员对上方演员的作用力方向竖直向上

[C]水平地面对下方演员的支持力和下方演员的重力是一对平衡力

[D]下方演员对上方演员的支持力与上方演员的重力是一对相互作用力

【答案】B

两个物体之间的作用总是_的，当一

个物体对另一个物体施加不，后一个

作用力和

牛反作用力物体一定_对前一个物体也施加了力，

(顿物体间而，的这一对力，通常叫作

牛

第作用力和反赢0

三

顿

定

第两个物体之间的作用力F和反作用力F'总

律

三是大小相等、方向，作用在___________

定

匚（表达式）-F=-r

律

共「物体在共点力作用下处于_状态

平衡状态-

点N

L物体在共点力作用下做直线运动

力(

共H平衡条件）—%=或心=，/产.

的

点

制

力

一二力如果物体在两个共点力的作用下处于平衡

平平衡「状态，这两个力必定大小，方向一

衡

一

三力如果物体在三个共点力的作用下处于平衡

平衡一状态，其中任意两个力的一定与第三个

力大小相等，方向相反

有如果物体受多个共点力作用处于平衡状态，

w?-其中任何一个力与其余力的大小相等，

四方向相反一

三个力作用下的平衡问题可以根据效果分解

一「或二力合成后由平衡条件列式求解

计算

方法■三个力及三个以上力的平衡问题一般先将力

L正交分解，使所受力等效作用在4轴和y轴上,

然后由平衡条件"=。、尸产。列式求解

【答案】相互同时蚱用相反同一条直线上静止匀速（）（）o相等相

反合力合力

考点一牛顿第三定律

探寻规律

如图所示，体育项目“押加”实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获

胜，是因为甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力吗？如果不是，请说明甲获胜的原因。

提示:不是。甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力，大小总是相等;甲获

胜的原因是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力。

1.作用力和反作用力的三个关系

同大小、同性质、同时产生、变化、消失

方向、受力物体、作用效果均不同

与物体的种类、运动状态、是否和其他

物体存在相互作用无关

2.作用力和反作用力与一对平衡力的比较

比较项目作用力和反作用力一对平衡力

受力

作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上

物体

依赖同时产生，

不不一定同时产生、同时消失

关系同时消失

同

叠加两力作用效果不可抵消，不可会加，两力作用效果可相互抵消,可叠加，可求

点

性不可求合力合力，合力为零

力的

一定是同性质的力性质不一定相同

性质

相同点大小相等，方向相反,作用在同一条直线上

［例1］【对牛顿第三定律的理解】如图所示,人站在电动平衡车上推墙后在水平地面上

沿直线运动,忽略空气阻刀，则（）

［A］平衡车加速行驶时，车对人的作用力大于人对车的作用力

［B］平衡车匀速行驶时，平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力

［C］人推墙的力等干墙推人的力

［D］若人能从平衡车跳离，是因为此时人对车的压力小于车对人的支持力

【答案】C

【解析】车对人的作用力与人对车的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故A

错误;对平衡车受力分析可知，竖直方向上，受重力、人的压力和地面的支持力，由平衡条件

/蜃+〃火=尸幺可知，地面对平衡车的支持力大于平衡车受到的重力，故B错误;人推喑的力与

将小球的重力按照力的作用效果分解为Gi和G2,有G尸设小球的半径为r,则sin

COS0

^i.8r?08,所以©os内"-siMe=0.6,即61=~^4"陪,球对横杆的压力FN大小等于分力

TCOS03

Gi,即/N=Gi=|〃?g,D正确,A、B、C错误。

方法总结

在计算物体所受某力大小时，如果不便于直接分析求出物体受到的某些力时，可先求这个

力的反作用力，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。利用牛顿第三定律转换研究对象，使我们分析问题的思路更灵活、更宽阔。

考点二受力分析

1.受力分析的一般步骤

2.受力分析的四种方法

在未知某力是否存在时，先对其做出不存在的假设，然后根据该力不存在

假设法

对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在

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的方法

隔离法将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析的方法

动力学对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律进行分析求解的

分析法方法

［例3］【单个物体的受力分析】如图所示，甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电

梯均匀速向上运行，则（）

［A］甲受到三个力的作用

［B］甲对扶梯有摩擦力的作用

［C］乙受到三个力的作用

［D］乙受到的摩擦力方向沿斜面向下

【答案】C

【解析】甲处于匀速直浅运动状态,受重力与竖直向上的支持力，二力平衡,不受摩擦力，

故A、B错误;乙处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力、斜面的支持力以及沿斜面

向上的摩擦力三个力的作用，故C正确,D错误。

［变式］在［例3］中，若甲乘坐电动扶梯，与扶梯一起加速向上运动，则甲受到几个力的作用？

扶梯对甲有没有摩擦力的作用？

【答案】甲与扶梯一起加速运动,所以人的加速度的方向为斜向右上，可以将人的加速度

分解为竖直向上的加速度和水平向右的加速度;竖直方向受到重力以及扶梯的支持九有

&-〃吆=，吟，水平方向受到水平向右的摩擦力，有F（=mar..综上所述,甲受到三个力的作用;

扶梯对甲有摩擦力的作用,摩擦力的方向为水平向右。

［例4］【多个物体的受力分析】（2024•广东茂名二模）如图所示，水平地面上静止叠放着a、

b两个石块，已知a与b之间榜触面切线不水平,不考虑a与b之间的万有引力以及空气影

响，则（）

777777777〃〃〃〃〃〃〃，〃77777777

［A］b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力

［B］b共受到5个力的作用

［C］地面对b的摩擦力水平向左

［D］地面受到的压力等于a和b的重力之和

【答案】D

【解析】b对a的支持力与a受到的重力不在同一直浅上，所以不是一对平衡力，故A错

误;以a、b两个石块为整体，根据受力平衡可知，地面对b只有支持力作用，没有摩擦力作用,

则地面受到的压力等于a和b的重力之和;以b为研究对象,b受到重力、a对b的压力和

摩擦力、地面的支持力共4个力的作用，故B、C错误,D正确。

［变式］在［例4］中，石块b对a的作用力是否一定是竖直向上?地面对石块b的支持力和b

受到的重力是否是一对平衡力？

【答案】一定;不是

【解析】a与b的接触面不水平，石块b对a的作用力为其对a的支持力与其对a的铮摩

擦力的合力，与a受到的重力是平衡力，则b对a的作用力方向一定竖直向上;选取a、b作

为整体纺究,根据干衡条件，地面对石块b的支持力和a、b整体受到的重力走一对平衡力。

考点三共点力的平衡

探寻规律

静止的物体速度为零，处于平衡状态;竖直上抛的物体到达最高点时速度为零，也处于平衡

状态。这两种说法都对吗?物体的哪个运动学物理量为零时•定处于平衡状态？

提示:第一种说法对，第二种说法不对。物体处于静止或做匀速直线运动时是平衡状态，某

一时刻速度为零不是物体处于平衡状态的判断依据。物体的加速度为零时一定处于平衡

状态。

1.处理共点力平衡问题的基本思路

确定平衡状态（加速度为零）T巧选研究对象（整体法或隔离法）—受力分析-建立平衡方

程一求解或作讨论。

2.解决平衡问题的四种常用方法

合成法三个共点力平衡时，任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反

三个共点力平衡时,将任意一个力沿着另外两个力的方向分解，则其分力一

分解法

定分别与另外两个力大小相等、方向相反

正交物体受到多个力作用而平衡时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每

分解法组力都满足平衡条件

三个共点力平衡时,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量

三角

三角形，根据正弦定理、余弦定理、相似三角形或直角三角形等数学知识求

形法

解有关问题

［例5］【合成法（或分解法）】（2024•广东江门一模）（多选）如图所示，在轻绳中间用挂钩（没

画出）悬挂一个质量为〃?的重物，双手紧握轻绳的两端，然后沿水平固定的刻度尺缓慢分开,

重力加速度为8，则（）

舞

［A］两侧轻绳拉力的合力不变

［B］两侧轻绳的拉力均减小

［C］当＜9=90。时两侧轻绳的拉力均为印

［D］当两侧绳长与两手间距相等时两侧轻绳的拉力均为，，性

【答案】AC

【解析】两侧轻绳拉力的合力大小等于重物重力大小,不变,A正确;对挂钩处受力分析如

图所示，设两侧轻绳的夹角为以有2Rx）s*〃唁,解得后事,双手分开的过程3曾大,所以两

侧轻绳的拉力均增大，故B错误;当月90。时,代入数据可得故C正确；当两

2cos452

侧绳长与两手间距相等时网促60。,两侧轻绳的拉力均为后一.mg.一母电、古攵D错误。

2cos3003

［变式］在［例5］中，若静止时两侧轻绳夹角为120。,则两侧轻绳的拉力为多少?此时若把轻

缔换成自然长度与轻绑等长的橡皮筋，物体悬持后仍处于静止状态,橡皮筋处于弹性限度

内,则橡皮筋的弹力是否与轻绳的拉力相等？

【答案】橡皮筋的弹力小于轻绳的拉力

【解析】若静止时两侧轻绳夹角为120。,则两侧轻绳的弹力若把轻绳换成

自然长度与轻绳等长的橡皮筋,物体悬挂后仍处于静止状态，由于橡皮筋的伸长，两绳的夹

南小于120。,根据平行四边形定则，合力不变，夹角减小时，分力减小,所以橡皮筋的弹力小

于轻绳的拉力mg。

［例6］【正交分解法】（2024•广东湛江二模）如图所示，国产C919飞机正在沿机身所在直

线匀速斜向上飞行，机身与水平方向的夹角为〃，飞机受到的重力大小为G,垂直于机身向上

的空气升力为B,沿飞机前进方向的动力大小为空气阻力与飞机运动方向相反、大小

为尸3。下列关系式正确的是（）

[A]尸i=G[B]尸i=Gsin0

[C]a=[D]F>F

cosO23

【答案】D

【解析】对飞机受力分析并沿飞机运动方向与垂直飞机运动方向进行正交分解，如图所

示,根据平衡条件，沿X方向有F2=?3+Gsin以沿y方向有Q=GcosO,故可判断A、B、C错

误,D正确。

[例7]【三角形法】如图所示,两个可视为质点的光滑小球a和b,先用一刚性轻细杆相

连,再用两根细绳两端分别连接a、b球，并将细绳悬挂在。点。已知小球a和b的质量之

比m（l：,nh=V3：1,细绳0a的长度是细绳0b长度的交倍，两球处于平衡状态时，绳Oa上

的拉力大小为居，绳Ob上的拉力大小为凡，则E,：人为（）

[A]x/3：1[B]V6：1

[C]V3：V2[D]V2：V3

【答案】B

【解析】两球都受到重力、细杆的弹力和细绳的拉力这三个力的作用而处于平衡牧态，

对a、b受力分析，如图所示，在图中过O点作竖直线交ab于c点，则ZiOac与小球a的力矢

量三前形相似,ZkObc与小球b的力矢量三角形相似，有警=鲁，警口•，解得A：F=V6：1,

l0cSal0cSbb

故B正确。

[例8]【整体法与隔离法解多物体平衡问题】（多选）质量为M的正方体A与质量为〃?

的圆球B在水平向右的外力厂作用下静止在墙角处，它们的截面图如图所示，截面正方形

的对角线与截面圆的一条直径恰好在一条直线上，所有摩擦忽略不计，重力加速度为g。则

)

[A]F=mg

fB]F=(M+/??)g

［C］地面受到的压力尸N=(A/+m)g

［D］地面受到的压力/N>(A7+m)g

【答案】AC

【解析】对圆球B受力分析如图甲所示,

,=

根据平衡条件有FT~C^5~y/2mg,F^mgtan45。=/叫,对A、B整体受力分析如图乙所示，则

尸=入'=〃区,地面受到的压力为人=(A/+〃?)g,故A、C正确,B、D错误。

［变式］如图所示，若质量为m的正方体A和质量为M的正方体B放在两竖直墙和水平面

间，处于静止状态。A和B的接触面与竖直方向的夹角为a,重力加速度为g,若不计一切摩

擦，求水平面对正方体B的弹力大小和墙面对正方体A的弹力大小。

【答案】c)gZ

【解析】对A和B构成的整体进行受力分析，如图甲所示，整体受重力(M+〃?)g、水平面

的支持力外、两墙面的支持力产NA和FNB,

由于两正方体受力平衡,根据共点力平衡条件，水平面对正方体B的弹力大小为

仆=(A/+〃?)g;

隔离A,对A进行受力分析，受重力〃唱、墙面的支持力FNA、B的支持力尸NBA,如图乙圻示,

根据共点力平衡条件有，

竖直方向/«g=FNBAsina,

水平方向FNA=FNBACOSa,

解得

tana

即墙而对正方体A的弹力大小为理。

甲

方法总结

处理多物体平衡问题的技巧

（1）合理选择研究对象:在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔

离法讲行分析，在使用时有时需要先整体再隔离，有时需要先隔离再整体，交替使用整体法

和隔离法。

（2）转移研究对象:用隔离法直接分析一个物体的受力情况不方便时，可转移研究对象，先隔

离分析相互作用的另一个物体的受力情况，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力情况。

A课时作业

（满分:70分）

国基础对点练

对点1.牛顿第三定律

1.（4分）（2025•广东深圳检测）在平直的地面上有一辆小车做匀速直线运动，下列哪一对力

是平衡力（）

[A]车对地面的压力和地面对车的支持力

[B]车受到的重力和地面受到的压力

[C]车受到的重力和地面对车的支持力

[D]地面对车的支持力和车受到的阻力

【答案】C

【解析】车对地面的压力和地面对车的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直爱上,

是两个物体间的一对相互作用力，故A错误;车受到的重力的施力物体是地球，汽车对地面

的压力，施力物体是汽车，两个力不是汽车与地面间的相互作用力，故B错误;车受到的重力

和地面对车的支持力大小相等、方向相反、均作用在汽车上,是一对平衡力，故C正确;地

面对车的支持力方向竖直向上，车受到的阻力方向水平向后,两力不是一对平衡力，故D

错误。

2.（4分）（2024•广东珠海质量监测）如图所示，一种“吸盘式”挂钩它紧压在平整、清洁的竖直

瓷砖墙面上后，可挂衣帽等物品而不掉落，不考虑物品与墙面之间的摩擦。则（）

[A]墙面与挂钩间的摩擦力为滑动摩擦力

[B1物品和挂钩的总重力一定等于墙面给挂钩的最大静摩擦力

[C]物品对挂钩的压力和拌钩对物品的弹力是一对平衡力

[D]挂钩给墙面的摩擦力竖直向下

【答案】D

【解析】挂钩处于^止状态，所以其所受堵面的摩擦力为容摩擦力，故A错误;物品和挂钩

的总重力一定等于墙而给挂钩的薛摩擦力，而睛摩擦力的大小应小于或等于最大静摩擦

力，故B错误;物品对挂钩妁压力和挂钩对物品的弹力是一对相互作用力，故C错误;挂钩受

到墙面施加的竖直向上6勺摩擦力，根据牛顿第三定律可知挂钩给墙面的摩擦力竖直向下，

故D正确。

对点2.受力分析

3.（4分）（2025•内蒙古高考适应性考试）“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、拉力从摩擦力K,其受力示意图可能正确的是（）

GG

[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尸、垂直于水

平地面的支持力产N、竖直向下的重力G、水平向右的摩擦力R,所以A、C、D错误,B

正确。

4.（6分）（多选）如图所示，有P、N两块质量相同的物块，在物块P上施加一沿水平方向的外

力£使它们叠放在竖直面上且处于静止状态，则（）

[A]物块P一定受到4个力的作用

[B]物块P一定受到5个力的作用

[C]物块N一定受到4个力的作用

[D]物块N一定受到5个力的作用

【答案】AD

【解析】如果P、N之间没有摩擦力,则物块P不能平衡，所以N对P有斜向左下的支持

力和沿着接触面向左上的摩擦力，物块P一定受到4个力的作用，故A正确,B错误;对整体

分析可知，墙对N有向上的摩擦力，大小等于两者的重力之和，物块N还受到重力、墙对N

的支持力、P对N的支持力、P对N的摩擦力，所以物块N一定受到5个力的作用，故C

错误,D正确。

对点3.共点力的平衡

5.（6分）（2024•广东广州三模）（多选）如图所示为一次高校物理公开课的演示实验情境：•个

锥形物件被双手提起静止在空中。锥体表面粗糙，其中一只手对锥体的作用力示意图已画

出，则双手对锥体（）

[A]摩擦力的合力大「它们对锥体压力的合力

[B]摩擦力的合力小于它们对锥体压力的合力

[C]作用力的合力大小等于锥体的重力大小

[D]作用力的合力大小大于锥体的重力大小

【答案】AC

【解析】根据受力的对称性可知，双手摩擦力合力的方向竖直向上，设为a,双手压力的合

力方向竖直向下，设为锥体的重力方向竖直向下，设为G,由平衡条件可知产产B+G,即

R-B=G,作用力的合力大小等于锥体的重力大小。

6.（4分）（2024・河北卷,5）如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg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%若弹簧测力升位

于竖直方向,读数为L0N,g取10m/s2,挡板对球体支持力的大小为（）

[A]N[B]1.0N

«3

[C]苧N[D]2.0N

【答案】A

【解析】对小球受力分析如图所示，由几何关系易得力人力八与竖直方向的夹角均为

3（）。,因此由正交分解方程可得FNsin30°=Fsin300,FNcos30°+Fcos30。+尸尸mg,联立解祥

F=FN*N,故A正确。

J

7.（4分）（2025•内蒙古高考适应性考试）2024年9月，国内起重能力最大的双臂架变幅式起

重船“二航卓越''号交付使用。若起重船的钢缆和缆绳道过图示两种方式连接:图甲中直接

连接,钢缆不平行;图乙中通过矩形钢架连接，钢缆始终平行。通过改变钢缆长度（缆绳长度

不变），匀速吊起构件的过程中，每根缆绳承受的拉力（）

甲乙

［A］图甲中变大［B］图甲中变小

［C］图乙中变大［D］图乙中变小

【答案】A

【解析】设缆绳与竖直方向的夹角为0,假设有〃根缆绳，设构件的质量为加，对构件受力

分析,由平衡条件得〃户rcos4〃陪,解得每根缆绳承受的拉力大小为户r=^,题图甲匀速吊

起构件的过程中，缆绳与竖直方向的夹角。变大，则每根缆绳承受的拉力变大;题图乙匀速

吊起构件的过程中，缆绳与竖直方向的夹角夕不变，则每根缆绳承受的拉力不变.故选A。

8.（14分）如图所示，一轻质细绳跨过定滑轮和动滑轮将物体和4点连接,物体如=（）.8kg、

〃?2=2kg、斜面质量M=3kg“〃?i、〃?2、历均保持静止，此时细绳与竖直方向的夹角外37。、

斜面与水平面的夹角＞37。,不计滑轮与绳的摩擦。（取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2）

求：

（1）细绳的拉力大小；

（2）斜面对物体的摩擦力Fn的大小和斜面对地面的摩擦力的大小。

【答案】（1）5N（2）7N4N

【解析】（1）对。点受力分析，根据受力平衡可得

2尸rcos6=mig,解得细绳的拉力大小为

叫g.0.8X10

FT=N=5No

2cos02x0.8

（2）对叱受力分析，假设摩擦力沿斜面向上，则有

Ffi+/7T=W/2^s>n8,

解得斜面对物体〃?2的摩擦力大小为

Ff^migsinr2-FT=2*10^0.6N-5N=7N,

假设成立；

对M和m2整体受力分析，根据受力平衡及牛顿第三定律可得

Ff2=pTCOS叙5x0.8N=4N。

画综合提升练

9.（6分）（多选）如图所示,质量为m的匀质细绳,一端系在天花板上的A点，另一端系在竖直

墙壁上的B点，平衡后最低点为C点。现测得AC段绳长是CB段绳长的3倍，且绳子力端

的切线与竖直方向的夹角为人绳子4端的切线与墙壁的夹角为a=60。（重力加速度为g）,则

[A]尸=30。

[B1绳子在C处的弹力大小人4懦

•3

[C]绳子在A处的弹力大小FA与g

[D]绳子上8处拉力最大

【答案】AC

【解析】对。？段绳子受力分析,受重力步三〃.、墙壁的拉力凡、力r段绳子对■其它片

的拉力九°,如图甲所示，根据平衡条件可得FBCOSa=^wg,FBSin01=九0,联翔得

人呼喝刀片/g；再对4c段绳子受力分析,受重力G?予g、8c段绳子对其向右的拉力

Fc'=Fc,A。段绳