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2025高考物理一轮总复习第2章相互作用第8讲牛顿第三定律受力分析共点力的平衡课件
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这是一份2025高考物理一轮总复习第2章相互作用第8讲牛顿第三定律受力分析共点力的平衡课件，共52页。PPT课件主要包含了知识梳理·易错辨析，同一条直线上，受力示意图，摩擦力，电磁力，匀速直线，F′－G＝0，F1－Ff＝0，F2＋FN－G＝0，大小相等方向相反等内容，欢迎下载使用。
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若物体A在水平推力F作用下沿粗糙斜面上滑，则物体受力分析的顺序应如图乙所示。
(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
则：小球F合＝____________。物块Fx＝____________，Fy＝_________________。
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。( )
(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，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，可以使我们分析问题的思路更灵活、更开阔。
【跟踪训练】 (牛顿第三定律的理解)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，则下列说法中正确的是( )A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜
[解析] 甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小相等，与二者的运动状态无关，即不管哪个获胜，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力时，甲才能获胜，故A、B、C错误，D正确。
(相互作用力与平衡力的比较)(多选)如图所示，某人用手托着苹果处于静止状态，则( )A．手所受压力是由于苹果的形变而产生的B．手所受压力和手对苹果的支持力是一对平衡力C．苹果所受重力和手对苹果的支持力是一对平衡力D．苹果所受重力和苹果对手的压力是作用力和反作用力
[解析] 苹果对手的压力是因苹果发生形变而产生的，选项A正确；手所受压力和手对苹果的支持力是一对作用力与反作用力，选项B错误；苹果所受重力和手对苹果的支持力都作用在苹果上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，选项C正确；苹果对手的压力是因苹果发生形变而产生的，是苹果与手之间的相互作用，而重力是由地球的吸引而产生的，是苹果与地球之间的相互作用，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
[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。
(能力考点·深度研析)1．受力分析的四种方法
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。
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( )A．A的受力个数可能是3个B．A的受力个数可能是5个C．B的受力个数可能是3个D．B的受力个数可能是5个
[解析] 对AB系统受力分析可知，斜面对B摩擦力可能为零。对A受力分析，由平衡条件得：A受重力，B对A的支持力，水平力F，以及B对A的摩擦力四个力的作用，故A、B错误；对B受力分析：B至少受重力、A对B的压力、A对B的静摩擦力、斜面对B的支持力，还可能受到斜面对B的摩擦力，故D正确，C错误。
【跟踪训练】 (2024·天津高三阶段练习)平衡艺术家在不使用任何工具的情况下，仅靠大自然重力就能将形状各异的石头叠在一起，赢得了无数惊叹声。某次一平衡艺术家将石块A、B、C从上到下依次叠放在一块大石头上，并使它们始终保持静止，整个环境处于无风状态，则( )A．石块A对B的压力就是A的重力B．石块B受力的个数不可能超过4个C．石块C对石块B的作用力一定竖直向上D．石块C受到下面大石头的作用力可能斜向右上方
[解析] 压力和重力是不同性质的力，压力不是重力，石块A对B的压力的大小等于重力大小，故A错误；石块B除了受到重力、A对B的压力、C对B的支持力外，还可能受到A对B的摩擦力、C对B的摩擦力，因此石块B受力的个数最多为5个，故B错误；由于石块A、B能够正立在石块C上，以石块A、B为整体研究，重力竖直向下，因此石块C对石块B的作用力与A和B的总重力大小相等、方向相反，即竖直向上，故C正确；以石块A、B、C为整体作为研究对象，石块A、B、C的总重力竖直向下，根据力的平衡，石块C下面的大石头对C的作用力方向只能是竖直向上，且大小与A、B、C的总重力相等，故D错误。
共点力作用下的静态平衡
(能力考点·深度研析)1．处理平衡问题的常用方法
2．物体平衡问题求解策略
►考向1 单个物体的平衡问题 如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ，下列关系正确的是(分别用三种方法解答此题)( )
►考向2 多个物体的平衡问题 (2023·浙江联考)我国元宵节素有猜灯谜的习俗。如图所示，用1、2、3、4四根轻质细绳悬挂三个质量相等的彩灯，其中最右端的绳子沿水平方向，绳1和绳3与竖直方向夹角分别为θ1和θ3。则下列说法中正确的是( )A．sin θ3＝3sin θ1B．cs θ1＝3cs θ3C．tan θ3＝3tan θ1D．绳1拉力一定是绳3拉力的2倍
整体法、隔离法的应用技巧(1)不涉及系统内力时，优先选用整体法。(2)应用隔离法，一般隔离“简单”的物体，如待求量少或受力少或处于边缘的物体。(3)将整体法与隔离法有机结合、灵活运用。(4)各“隔离体”间的关联力，表现为作用力和反作用力，对于整体系统则是内力。
【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)如图甲所示，推力F垂直斜面作用在斜面体上，斜面体静止在竖直墙面上，若将斜面体按如图乙所示放置，用相同大小的推力F垂直斜面作用到斜面体上，则下列说法正确的是( )A．墙面受到的压力一定变小B．斜面体受到的摩擦力一定变小C．斜面体受到的摩擦力可能变大D．斜面体可能沿墙面向上滑动
[解析] 以斜面体为研究对象，受力分析如图所示，图1中N1＝ Fcs θ，f1＝mg＋Fsin θ≤fm，图2中N2＝Fcs θ，即墙面受到的压力不变，A错误；若Fsin θ＝mg，则f2＝0，若Fsin θ>mg，则f2方向向下，且f2＝Fsin θ－mg，若Fsin θ
用“对称法”解决非共面平衡问题在力的合成与分解的实际问题中，经常遇到物体受多个非共面力作用处于平衡状态的情况，解决此类问题时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。
下列说法正确的是( )
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若物体A在水平推力F作用下沿粗糙斜面上滑，则物体受力分析的顺序应如图乙所示。
(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
则：小球F合＝____________。物块Fx＝____________，Fy＝_________________。
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。( )
(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，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，可以使我们分析问题的思路更灵活、更开阔。
【跟踪训练】 (牛顿第三定律的理解)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，则下列说法中正确的是( )A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜
[解析] 甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小相等，与二者的运动状态无关，即不管哪个获胜，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力时，甲才能获胜，故A、B、C错误，D正确。
(相互作用力与平衡力的比较)(多选)如图所示，某人用手托着苹果处于静止状态，则( )A．手所受压力是由于苹果的形变而产生的B．手所受压力和手对苹果的支持力是一对平衡力C．苹果所受重力和手对苹果的支持力是一对平衡力D．苹果所受重力和苹果对手的压力是作用力和反作用力
[解析] 苹果对手的压力是因苹果发生形变而产生的，选项A正确；手所受压力和手对苹果的支持力是一对作用力与反作用力，选项B错误；苹果所受重力和手对苹果的支持力都作用在苹果上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，选项C正确；苹果对手的压力是因苹果发生形变而产生的，是苹果与手之间的相互作用，而重力是由地球的吸引而产生的，是苹果与地球之间的相互作用，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
[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。
(能力考点·深度研析)1．受力分析的四种方法
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。
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( )A．A的受力个数可能是3个B．A的受力个数可能是5个C．B的受力个数可能是3个D．B的受力个数可能是5个
[解析] 对AB系统受力分析可知，斜面对B摩擦力可能为零。对A受力分析，由平衡条件得：A受重力，B对A的支持力，水平力F，以及B对A的摩擦力四个力的作用，故A、B错误；对B受力分析：B至少受重力、A对B的压力、A对B的静摩擦力、斜面对B的支持力，还可能受到斜面对B的摩擦力，故D正确，C错误。
【跟踪训练】 (2024·天津高三阶段练习)平衡艺术家在不使用任何工具的情况下，仅靠大自然重力就能将形状各异的石头叠在一起，赢得了无数惊叹声。某次一平衡艺术家将石块A、B、C从上到下依次叠放在一块大石头上，并使它们始终保持静止，整个环境处于无风状态，则( )A．石块A对B的压力就是A的重力B．石块B受力的个数不可能超过4个C．石块C对石块B的作用力一定竖直向上D．石块C受到下面大石头的作用力可能斜向右上方
[解析] 压力和重力是不同性质的力，压力不是重力，石块A对B的压力的大小等于重力大小，故A错误；石块B除了受到重力、A对B的压力、C对B的支持力外，还可能受到A对B的摩擦力、C对B的摩擦力，因此石块B受力的个数最多为5个，故B错误；由于石块A、B能够正立在石块C上，以石块A、B为整体研究，重力竖直向下，因此石块C对石块B的作用力与A和B的总重力大小相等、方向相反，即竖直向上，故C正确；以石块A、B、C为整体作为研究对象，石块A、B、C的总重力竖直向下，根据力的平衡，石块C下面的大石头对C的作用力方向只能是竖直向上，且大小与A、B、C的总重力相等，故D错误。
共点力作用下的静态平衡
(能力考点·深度研析)1．处理平衡问题的常用方法
2．物体平衡问题求解策略
►考向1 单个物体的平衡问题 如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ，下列关系正确的是(分别用三种方法解答此题)( )
►考向2 多个物体的平衡问题 (2023·浙江联考)我国元宵节素有猜灯谜的习俗。如图所示，用1、2、3、4四根轻质细绳悬挂三个质量相等的彩灯，其中最右端的绳子沿水平方向，绳1和绳3与竖直方向夹角分别为θ1和θ3。则下列说法中正确的是( )A．sin θ3＝3sin θ1B．cs θ1＝3cs θ3C．tan θ3＝3tan θ1D．绳1拉力一定是绳3拉力的2倍
整体法、隔离法的应用技巧(1)不涉及系统内力时，优先选用整体法。(2)应用隔离法，一般隔离“简单”的物体，如待求量少或受力少或处于边缘的物体。(3)将整体法与隔离法有机结合、灵活运用。(4)各“隔离体”间的关联力，表现为作用力和反作用力，对于整体系统则是内力。
【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)如图甲所示，推力F垂直斜面作用在斜面体上，斜面体静止在竖直墙面上，若将斜面体按如图乙所示放置，用相同大小的推力F垂直斜面作用到斜面体上，则下列说法正确的是( )A．墙面受到的压力一定变小B．斜面体受到的摩擦力一定变小C．斜面体受到的摩擦力可能变大D．斜面体可能沿墙面向上滑动
[解析] 以斜面体为研究对象，受力分析如图所示，图1中N1＝ Fcs θ，f1＝mg＋Fsin θ≤fm，图2中N2＝Fcs θ，即墙面受到的压力不变，A错误；若Fsin θ＝mg，则f2＝0，若Fsin θ>mg，则f2方向向下，且f2＝Fsin θ－mg，若Fsin θ
用“对称法”解决非共面平衡问题在力的合成与分解的实际问题中，经常遇到物体受多个非共面力作用处于平衡状态的情况，解决此类问题时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。
下列说法正确的是( )
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