高考物理一轮复习课件 第10课时　牛顿第三定律　静态平衡问题

第二章相互作用——力第10课时牛顿第三定律静态平衡问题【复习定位】

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。CONTENTS目录页1必备知识自主学习2关键能力阶梯突破3课时作业必备知识自主学习返回目录一、牛顿第三定律

1．判断正误。(1)作用力与反作用力的效果可以相互抵消。(

×

)(2)人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。(

×

)(3)物体静止在水平地面上，受到的重力和支持力为一对作用力和反作用力。(

×

)(4)在多个力作用下平衡的物体，撤掉其中一个力后，物体不再平衡。(

√

)(5)物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力。(

×

)2．(2023·浙江6月选考)在足球运动中，足球入网如图所示，则(

B

)A．踢香蕉球时足球可视为质点B．足球在飞行和触网时惯性不变C．足球在飞行时受到脚的作用力和重力D．触网时足球对网的力大于网对足球的力解析在研究如何踢出香蕉球时，需要考虑踢在足球上的位置与角度，所以不可以把足球看作质点，故A错误；惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B正确；足球在飞行时脚已经离开足球，故在忽略空气阻力的情况下只受重力，故C错误；触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D错误。B关键能力阶梯突破返回目录考点一牛顿第三定律受力分析1．一对平衡力与作用力和反作用力的比较2.转换研究对象法在对物体进行受力分析时，如果不便直接通过分析求出物体受到的某些力时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力。如求压力时，可先求支持力。

一对平衡力作用力和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3．受力分析的一般步骤

【例2】(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(

B

)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．重物缓慢拉起的过程中，绳子拉力变小D．重物缓慢拉起的过程中，绳子拉力不变B

【例3】两相同的楔形木块A、B叠放后分别以图甲、乙两种方式在水平外力F1和竖直外力F2作用下，挨着竖直墙面保持静止状态，则在这两种方式中，木块B受力个数之比为(

C

)A．1∶1

B．4∶3C．5∶3

D．5∶4C

反思提升►

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，对一些较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。考点二共点力作用下物体的静态平衡解决静态平衡问题的四种方法合成法三个共点力平衡时，合成其中任意两个力，把三力平衡转化成二力平衡分解法三个共点力平衡时，将任意一个力沿着另外两个力的方向分解，分力一定分别与另外两个力等大反向正交分解法物体受到多个力作用平衡时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件三角形法三个共点力平衡时，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形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形、直角三角形等数学知识求解有关问题【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，g取10

m/s2，挡板对球体支持力的大小为(

A

)A

【例5】(多选)如图所示，质量为2M的物块A静置于水平台面上，质量为M的半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ＝30°。已知物块A与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则(

BD

)BD

【例6】(多选)如图，悬挂甲物体的细绳拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端通过光滑的定滑轮与物体丙相连，另一端通过光滑的定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等，系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若β＝55°，则(

AD

)A．α＞βB．α＜βC．丙的质量小于甲的质量D．丙的质量大于甲的质量AD

1．(2023·广东卷)如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向的夹角为θ。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是(

C

)A．Ff＝G

B．F＝FNC．Ff＝G

cos

θ

D．F＝G

sin

θC2．(2025·河北保定月考)如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平地面上，两个物块A、B用轻质弹簧连接，两物块恰好能静止在斜面上。已知物块A的质量为1

kg，物块A与斜面间的动摩擦因数为0.4，物块B与斜面间的动摩擦因数为0.8，两物块受到的摩擦力方向相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10

m/s2，sin

θ＝0.6，下列说法正确的是(

C

)A．弹簧可能处于压缩状态B．弹簧中的弹力大小为2.4

NC．物块B的质量为7

kgD．物块B受到的摩擦力大小为56

NC解析

因tan

θ>0.4，物块A静止在斜面上，所以弹簧一定处于伸长状态，A错误；对物块A有mAg

sin

θ＝μAmAg

cos

θ＋F，解得F＝2.8

N，B错误；把A、B看成一个整体，有μAmAg

cos

θ＋μBmBg

cos

θ＝(mA＋mB)g

sin

θ，解得mB＝7

kg，物块B受到的摩擦力大小为f＝μBmBg

cos

θ＝44.8

N，C正确，D错误。课时作业返回目录[基础过关]1．(2022·浙江6月选考)如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是(

C

)A．鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡B．鱼儿摆尾出水时浮力大于重力C．鱼儿摆尾击水时受到水的作用力D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作时可把鱼儿视为质点解析鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力不平衡，A错误；鱼儿摆尾出水时浮力小于重力，B错误；鱼儿摆尾击水时对水有作用力，由牛顿第三定律可知，鱼儿受到水的作用力，C正确；研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可把鱼儿视为质点，D错误。C2．(2025·八省联考内蒙古卷)“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(

B

)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A、D错误，B正确；如果没有支持力也就不会有摩擦力，故C错误。3．唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示。忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是(

B

)A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力B解析

将拉力F正交分解，水平方向的分力：Fx曲＝F

sin

α，Fx直＝F

sin

β，竖直方向的分力：Fy曲＝F

cos

α，Fy直＝F

cos

β，由题知α<β，则sin

α<sin

β，cos

α>cos

β，可得到Fx曲<Fx直，Fy曲>Fy直，A错误，B正确；耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等、方向相反，与两犁的运动状态无关，故C、D错误。4．(2025·辽宁沈阳第二次诊断)“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地破冰船，能够在1.5米厚的冰层中连续破冰前行。破冰船前行过程中，在船头相对冰层滑动时，碎冰块对船体弹力和摩擦力的示意图正确的是(

A

)解析弹力的方向垂直于接触面，指向受力物体；摩擦力的方向与相对运动方向相反。故选A。A5．(2024·江西南昌三模)如图所示，一梯子斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，某工人站立于梯子上，下列说法正确的是(

C

)A．地面对梯子的摩擦力方向水平向右B．工人和梯子组成的系统受三个力作用C．梯子对工人的作用力竖直向上D．地面对梯子的作用力竖直向上C解析

对工人和梯子组成的系统受力分析，由平衡条件可得，梯子在水平方向受到竖直墙壁水平向右的支持力和地面水平向左的摩擦力，故A错误。工人和梯子组成的系统在竖直方向上受重力、地面的支持力，因为墙光滑，所以竖直墙壁对梯子没有摩擦力；在水平方向上，受到竖直墙壁水平向右的支持力和地面水平向左的摩擦力，共四个力作用，故B错误。对工人受力分析，工人受到竖直向下的重力，根据平衡条件，梯子对工人的作用力竖直向上与重力平衡，故C正确。地面对梯子的作用力为支持力和摩擦力的合力，方向斜向左上方，故D错误。6．如图所示，倾角为α的斜面固定在水平面上，在斜面和固定的竖直挡板之间有两个匀质球P、Q，P球的质量是Q球质量的3倍，各接触面均光滑，系统处于静止状态，若P、Q两球的球心连线与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是(

A

)A．4tan

α＝tan

β

B．3tan

α＝tan

βC．2tan

α＝tan

β

D．tan

α＝tan

βA解析

以P、Q两球整体为研究对象，受力分析如图甲所示，由平衡条件可得F2＝4mg

tan

α，隔离Q球，受力分析如图乙所示，由平衡条件可得F2＝mg

tan

β，解得4tan

α＝tan

β，故选A。

7．(多选)如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且F≠0，则B的受力个数可能为(

BC

)A．3个

B．4个C．5个

D．6个BC解析

先对A、B整体受力分析，A、B整体受重力、推力、支持力；当推力平行斜面向上的分力大于重力的下滑分力时，有上滑趋势；当推力平行斜面向上的分力小于重力的下滑分力时，有下滑趋势；当推力平行斜面向上的分力等于重力的下滑分力时，无滑动趋势；再对A受力分析，A受推力、重力、支持力和向左的静摩擦力，共4个力；最后对B受力分析，B受重力、A对B的压力和向右的静摩擦力、斜面对B的支持力，若B相对斜面有滑动趋势，则还要受到斜面的静摩擦力，若相对斜面无滑动趋势，则不受斜面的静摩擦力，即B可能受4个力，也可能受5个力，故B、C正确。

[能力提升]9．(2025·四川雅安开学考)小明运动后用网兜将篮球挂在相互垂直的墙角。简化图如图所示，设篮球质量为M、半径为R，悬挂点为互相垂直的两竖直墙壁交线处的P点，P到球心的距离为2R，一切摩擦不计，则篮球对任一墙壁的压力大小为(重力加速度为g)(

B

)B

11．(2024·浙江1月选考)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平行且与水平面成θ＝30°(不计摩擦)，则细线a、b的拉力分别为(g取10

m/s2)(

D

)A．2

N，1

N

B．2

N，0.5

NC．1

N，1

N

D．1

N，0.5

ND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Tb

cos

α＝Tc

cos

θ，竖直方向上有Tb

sin

α＋Tc

sin

θ＝mg，联立并代入数据解得α＝θ＝30°，Tb＝Tc＝mg＝0.5

N。综上可知，D正确。12．质量为m的粗细均