2026届高考物理一轮总复习第2章相互作用第10讲牛顿第三定律受力分析共点力的平衡课件

这是一份2026届高考物理一轮总复习第2章相互作用第10讲牛顿第三定律受力分析共点力的平衡课件，共50页。PPT课件主要包含了基础梳理·易错辨析，核心考点·重点突破，名师讲坛·素养提升，同一条直线上，受力分析图，摩擦力，电磁力，匀速直线，大小相等方向相反，其余两个力的合力等内容，欢迎下载使用。
第10讲　牛顿第三定律　受力分析　共点力的平衡
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________的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。2．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向________，作用在________________。
二、受力分析1．受力分析把研究对象(指定物体)在特定的物理环境中受到的所有力都找出来，并画出______________的过程。2．受力分析的一般顺序(1)先画出________。(2)其次分析________。(3)再分析__________。(4)最后分析__________。
三、共点力的平衡1．平衡状态物体处于________状态或____________运动状态。2．平衡条件
3．平衡条件的推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定______________________。(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与____________________大小相等，方向相反。(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与____________________大小相等，方向相反。
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．物体沿光滑斜面下滑时，物体受到重力、支持力和下滑力的作用。(　　)
5．速度等于零的物体一定处于平衡状态。(　　)6．物体的平衡状态是指物体处于静止或速度等于零的状态。(　　)7．物体处于平衡状态时，加速度等于零。(　　)8．二力平衡时，这两个力必定等大反向。(　　)10．多个共点力平衡时，其中任何一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反。(　　)
牛顿第三定律(基础考点•自主探究)
1．作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”
2．作用力和反作用力与一对平衡力的比较
3．应用牛顿第三定律转换研究对象如果不能直接求解物体受到的某个力时，可先求它的反作用力，再根据牛顿第三定律求解该力。
【跟踪训练】(对牛顿第三定律的理解、相互作用力与平衡力的比较)如图所示是一种有趣好玩的感应飞行器的示意图，主要是通过手控感应飞行，它的底部设置了感应器装置。只需要将手置于离飞行器底部一定距离处，就可以使飞行器静止悬浮在空中，操作十分方便。下列说法正确的是(　　)
A．手对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力B．空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力C．空气对飞行器的作用力和空气对手的作用力是一对作用力和反作用力D．因为空气会流动，所以螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的作用力大小不相等[答案]　B
[解析]　手与飞行器没有接触，手对飞行器没有作用力，空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力，选项A错误，B正确；空气对飞行器的作用力和飞行器对空气的作用力是一对作用力和反作用力，选项C错误；由牛顿第三定律可知，螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的作用力大小相等，选项D错误。
(牛顿第三定律的应用)一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知重力加速度为g，环沿杆以加速度a匀加速下滑，则此时箱子对地面的压力大小为(　　)A．Mg＋mg－ma B．Mg－mg＋maC．Mg＋mg D．Mg－mg[答案]　A
[解析]　环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力Ff，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律可知，环应给杆一个竖直向下的摩擦力Ff′，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力Ff′，受力情况如图乙所示，以环为研究对象，有mg－Ff＝ma，以箱子为研究对象，有FN＝Ff′＋Mg＝Ff＋Mg＝Mg＋mg－ma。根据牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，即FN′＝Mg＋mg－ma，故A项正确。
受力分析(能力考点•深度研析)
特别提醒　受力分析时注意以下四点(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体的作用力。(2)只分析外力，不分析内力。(3)只分析性质力，不分析效果力。(4)分力、合力不要重复分析。
　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，则在此两种方式中，木块B受力个数之比为(　　)A．1∶1 B．4∶3 C．5∶3 D．5∶4[答案]　C
[解析]　题图甲中，根据整体法可知，木块B除了受重力外，一定受到墙面水平向右的弹力和竖直向上的静摩擦力，隔离B分析，其一定还受到A的弹力，隔离A分析，A受到重力、水平向左的推力、B对其垂直于接触面斜向右下的弹力，这样的三个力不可能使A平衡，所以A一定还要受到B对其沿接触面斜向右上的静摩擦力才能平衡，可知B一定受到A沿接触面斜向左下的静摩擦力，故B共受5个力的作用；题图乙中，根据整体法可知B与墙面间既无弹力也无摩擦力，所以B受重力和A的弹力及摩擦力共3个力的作用。则在此两种方式中，木块B受力个数之比为5∶3，故选C。
【跟踪训练】(多选)如图所示，一个质量m＝0.4 kg的小球穿在水平直杆上处于静止状态，现对小球施加一个5 N的拉力F，F与杆的夹角为53°，小球与杆之间的动摩擦因数μ＝0.5，则(g取10 N/kg)(　　)A．小球受到2个力B．小球受到3个力C．若F＝10 N，则小球受4个力D．若F＝10 N，则小球受3个力[答案]　AC
[解析]　如图在沿杆和垂直杆方向建立直角坐标系，当F＝5 N时，F在y轴上的分力Fy＝Fsin 53°＝4 N，F与重力在y轴上的合力刚好为0，所以杆与小球只接触不挤压，无弹力和摩擦力，A正确，B错误；当F＝10 N时，Fy＝8 N，F与重力在y轴上的合力为4 N，垂直于杆向上，此时杆对小球的弹力垂直于杆向下，且F在水平方向上有分力，因此杆对小球还有摩擦力，小球一共受4个力，C正确，D错误。
单个物体的静态平衡问题(能力考点•深度研析)
1．合成法：适用于三力平衡问题，根据任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，通过平行四边形定则建立平衡关系。2．正交分解法：适用于多力平衡问题，通过两个垂直方向的合力为零，建立平衡关系。
3．数学方法：无论是合成法还是正交分解法，都要通过数学方法建立平衡关系。(1)当角度已知时，常用三角函数。(2)当长度已知时，常用三角形相似关系或勾股定理。(3)特殊情况下，可考虑正(余)弦定理。
　(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(　　)
[解析]　对球体受力分析，如图所示。
【跟踪训练】(合成法的应用)(2023·河北卷)如图，轻质细杆AB上穿有一个质量为m的小球C，将杆水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成30°角，则左侧斜面对杆AB支持力的大小为(　　)
(正交分解法的应用)如图所示，质量m＝2 kg的三角形木楔置于倾角θ＝37°的固定粗糙斜面上，三角形木楔的AB边和AC边相等，∠BAC＝74°，它与斜面间的动摩擦因数为0.5，水平向右的推力F垂直作用在AB边上，在力F的推动下，木楔沿斜面向上匀速运动，ABC与斜面在同一竖直平面内，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，则木楔匀速运动过程中受到的摩擦力大小为(　　)A．20.0 N B．12.8 NC．12.0 N D．8.0 N[答案]　A
[解析]　因AB边和AC边长度相等，∠BAC＝74°，由几何知识可知∠ABC＝53°，由于斜面倾角θ＝37°，故AB边竖直，推力F水平向右，对木楔的受力分析如图所示，根据平衡条件可得Fcs θ＝Ff＋　mgsin θ，FN＝Fsin θ＋mgcs θ，摩擦力Ff＝μFN，联立解得Ff＝20 N，故A正确。
整体法与隔离法的选用技巧
整体法和隔离法解决多物体平衡问题(能力考点•深度研析)
[解析]　对A、B整体受力分析，如图1所示，由于Td＝Tc＝mg(由于不计摩擦，所以滑轮两侧的绳子上的拉力大小相等，对配重P、Q分别受力分析，由力的平衡条件有Td＝Tc＝mg)，且二者共线反向，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Tbcs α＝Tccs 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。综上可知，D正确。
【跟踪训练】(2024·湖北卷)如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为(　　)
C．2f D．3f[答案]　B
解决多物体问题要灵活选取研究对象，本题货船S受力最简单，先从货船S入手，F方向未知，要根据受力平衡来确定，由于整体法不能求出F，所以本题先以货船S为研究对象求出缆绳拉力，再以拖船P为研究对象求动力F。
如图，质量为m的木块A放在水平地面上，固定在A上的竖直轻杆的上端与小球B用细绳连接，当与水平方向成30°角的力F作用在小球B上时，A、B恰好能一起向右匀速运动，此时细绳与竖直方向的夹角为60°。已知小球B的质量也为m，则木块A与水平地面间的动摩擦因数为(　　)
用“对称法”解决立体空间共点力的平衡问题1．研究某一条线，沿线方向的力与线外的力正交分解后在沿线方向的分力的总合力为零，F合＝0。2．研究某一个面，面内的力与面外的力正交分解后在该面内的分力的总合力为零，F合＝0。3．要注意图形结构的对称性，结构的对称性往往对应着物体受力的对称性，即某些力大小相等、方向特点相同等。
【跟踪训练】如图为一名健身者正在拉绳锻炼，已知健身者质量为50 kg，双手对绳的拉力均为100 N，两根绳间夹角θ＝60°，两根绳关于上方连接的总绳对称且跟总绳处于同一平面，总绳与竖直方向的夹角为30°。若健身者处于静止状态，健身者与地面的动摩擦因数为0.5，绳的质量忽略不计，重力加速度g＝10 m/s2，则健身者受地面的支持力FN和摩擦力Ff分别为(　　)
A．FN＝350 N，Ff＝25 ND．FN＝350 N，Ff＝175 N[答案]　C