2025年高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件 第2章 第8講 牛頓第三定律 受力分析 共點(diǎn)力的平衡

第二章相互作用第8講牛頓第三定律受力分析共點(diǎn)力的平衡知識(shí)梳理·易錯(cuò)辨析核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破名師講壇·素養(yǎng)提升提能訓(xùn)練練案[10]知識(shí)梳理·易錯(cuò)辨析一、牛頓第三定律1．作用力和反作用力：兩個(gè)物體之間的作用總是________的，一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)前一個(gè)物體也施加了力。2．內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向________，作用在________________。相互相反同一條直線上二、受力分析1．受力分析把研究對(duì)象(指定物體)在特定的物理環(huán)境中受到的所有力都找出來，并畫出______________的過程。2．受力分析的一般順序若物體A在水平推力F作用下沿粗糙斜面上滑，則物體受力分析的順序應(yīng)如圖乙所示。受力示意圖(1)先畫出________。(2)其次分析________。(3)再分析__________。(4)最后分析__________。重力彈力摩擦力電磁力三、共點(diǎn)力的平衡1．平衡狀態(tài)物體處于________狀態(tài)或____________運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2．平衡條件靜止勻速直線則：小球F合＝____________。物塊Fx＝____________，F(xiàn)y＝_________________。F′－G＝0F1－Ff＝0F2＋FN－G＝03．平衡條件的推論(1)二力平衡：如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定______________________。(2)三力平衡：如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與____________________大小相等，方向相反。(3)多力平衡：如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與____________________大小相等，方向相反。大小相等，方向相反其余兩個(gè)力的合力其余幾個(gè)力的合力1．作用力與反作用力的效果可以相互抵消。()2．人走在松軟土地上下陷時(shí)，人對(duì)地面的壓力大于地面對(duì)人的支持力。()3．物體靜止在水平地面上，受到的重力和支持力為一對(duì)作用力和反作用力。()4．物體沿光滑斜面下滑時(shí)，物體受到重力、支持力和下滑力的作用。()5．速度等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)。()×××××6．物體的平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或速度等于零的狀態(tài)。()7．物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，加速度等于零。()8．二力平衡時(shí)，這兩個(gè)力必定等大反向。()10．多個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)，其中任何一個(gè)力與其余各力的合力大小相等、方向相反。()×√√√√核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破1牛頓第三定律(基礎(chǔ)考點(diǎn)·自主探究)1．作用力與反作用力的“六同、三異、二無關(guān)”六同性質(zhì)相同、大小相同、同一直線、同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失三異方向相反、不同物體、不同效果二無關(guān)與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)、與物體是否受其他力無關(guān)2．作用力和反作用力與一對(duì)平衡力的比較

作用力和反作用力一對(duì)平衡力不同點(diǎn)作用在兩個(gè)物體上作用在同一物體上力的性質(zhì)一定相同對(duì)力的性質(zhì)無要求作用效果不可抵消作用效果相互抵消相同點(diǎn)大小相等、方向相反，作用在同一直線上3．應(yīng)用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象如果不能直接求解物體受到的某個(gè)力時(shí)，可先求它的反作用力，如求壓力時(shí)可先求支持力。在許多問題中，摩擦力的求解亦是如此。利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，可以使我們分析問題的思路更靈活、更開闊?！靖櫽?xùn)練】(牛頓第三定律的理解)如圖所示，體育項(xiàng)目“押加”實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)人拔河，如果甲、乙兩人在“押加”比賽中，甲獲勝，則下列說法中正確的是()A．甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力，所以甲獲勝B．只有當(dāng)甲把乙勻速拉過去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力等于乙對(duì)甲的拉力C．當(dāng)甲把乙加速拉過去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力D．甲對(duì)乙的拉力大小始終等于乙對(duì)甲的拉力大小，只是地面對(duì)甲的摩擦力大于地面對(duì)乙的摩擦力，所以甲獲勝D[解析]

甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對(duì)作用力與反作用力，大小相等，與二者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，即不管哪個(gè)獲勝，甲對(duì)乙的拉力大小始終等于乙對(duì)甲的拉力大小，只是當(dāng)?shù)孛鎸?duì)甲的摩擦力大于地面對(duì)乙的摩擦力時(shí)，甲才能獲勝，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。(相互作用力與平衡力的比較)(多選)如圖所示，某人用手托著蘋果處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()A．手所受壓力是由于蘋果的形變而產(chǎn)生的B．手所受壓力和手對(duì)蘋果的支持力是一對(duì)平衡力C．蘋果所受重力和手對(duì)蘋果的支持力是一對(duì)平衡力D．蘋果所受重力和蘋果對(duì)手的壓力是作用力和反作用力AC[解析]

蘋果對(duì)手的壓力是因蘋果發(fā)生形變而產(chǎn)生的，選項(xiàng)A正確；手所受壓力和手對(duì)蘋果的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；蘋果所受重力和手對(duì)蘋果的支持力都作用在蘋果上，大小相等，方向相反，是一對(duì)平衡力，選項(xiàng)C正確；蘋果對(duì)手的壓力是因蘋果發(fā)生形變而產(chǎn)生的，是蘋果與手之間的相互作用，而重力是由地球的吸引而產(chǎn)生的，是蘋果與地球之間的相互作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(牛頓第三定律的應(yīng)用)一個(gè)箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個(gè)環(huán)，箱與桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，如圖所示。已知重力加速度為g，環(huán)沿桿以加速度a勻加速下滑，則此時(shí)箱子對(duì)地面的壓力大小為()A．Mg＋mg－ma B．Mg－mg＋maC．Mg＋mg D．Mg－mgA[解析]

環(huán)在豎直方向上受重力及箱子內(nèi)的桿對(duì)它的豎直向上的摩擦力Ff，受力情況如圖甲所示，根據(jù)牛頓第三定律可知，環(huán)應(yīng)給桿一個(gè)豎直向下的摩擦力Ff′，故箱子豎直方向上受重力Mg、地面對(duì)它的支持力FN及環(huán)給它的摩擦力Ff′，受力情況如圖乙所示，以環(huán)為研究對(duì)象，有mg－Ff＝ma，以箱子為研究對(duì)象，有FN＝Ff′＋Mg＝Ff＋Mg＝Mg＋mg－ma。根據(jù)牛頓第三定律可知，箱子對(duì)地面的壓力大小等于地面對(duì)箱子的支持力大小，即FN′＝Mg＋mg－ma，故A項(xiàng)正確。2受力分析(能力考點(diǎn)·深度研析)1．受力分析的四種方法整體法將加速度相同的幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個(gè)整體進(jìn)行受力分析的方法隔離法將所研究的對(duì)象從周圍的物體中分離出來，單獨(dú)進(jìn)行受力分析的方法狀態(tài)法受力分析時(shí)，若一時(shí)不能確定某力是否存在，可先分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和除此力外物體所受的其他力，根據(jù)其他力與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相符判斷該力是否存在轉(zhuǎn)換法在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，則：(1)可以轉(zhuǎn)換為分析該力的反作用力，根據(jù)其反作用力是否存在，判斷該力是否存在；(2)可以轉(zhuǎn)換為分析與該力相關(guān)的其他研究對(duì)象，通過對(duì)其他研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，判斷該力是否存在特別提醒

受力分析時(shí)注意以下四點(diǎn)(1)只分析研究對(duì)象所受的力，不分析研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力。(2)只分析外力，不分析內(nèi)力。(3)只分析性質(zhì)力，不分析效果力。(4)分力、合力不要重復(fù)分析。

如圖所示，在水平力F作用下A、B保持靜止。若A與B的接觸面是水平的，且F≠0，則()A．A的受力個(gè)數(shù)可能是3個(gè)B．A的受力個(gè)數(shù)可能是5個(gè)C．B的受力個(gè)數(shù)可能是3個(gè)D．B的受力個(gè)數(shù)可能是5個(gè)D[解析]

對(duì)AB系統(tǒng)受力分析可知，斜面對(duì)B摩擦力可能為零。對(duì)A受力分析，由平衡條件得：A受重力，B對(duì)A的支持力，水平力F，以及B對(duì)A的摩擦力四個(gè)力的作用，故A、B錯(cuò)誤；對(duì)B受力分析：B至少受重力、A對(duì)B的壓力、A對(duì)B的靜摩擦力、斜面對(duì)B的支持力，還可能受到斜面對(duì)B的摩擦力，故D正確，C錯(cuò)誤。受力分析的四個(gè)步驟【跟蹤訓(xùn)練】(2024·天津高三階段練習(xí))平衡藝術(shù)家在不使用任何工具的情況下，僅靠大自然重力就能將形狀各異的石頭疊在一起，贏得了無數(shù)驚嘆聲。某次一平衡藝術(shù)家將石塊A、B、C從上到下依次疊放在一塊大石頭上，并使它們始終保持靜止，整個(gè)環(huán)境處于無風(fēng)狀態(tài)，則()A．石塊A對(duì)B的壓力就是A的重力B．石塊B受力的個(gè)數(shù)不可能超過4個(gè)C．石塊C對(duì)石塊B的作用力一定豎直向上D．石塊C受到下面大石頭的作用力可能斜向右上方C[解析]

壓力和重力是不同性質(zhì)的力，壓力不是重力，石塊A對(duì)B的壓力的大小等于重力大小，故A錯(cuò)誤；石塊B除了受到重力、A對(duì)B的壓力、C對(duì)B的支持力外，還可能受到A對(duì)B的摩擦力、C對(duì)B的摩擦力，因此石塊B受力的個(gè)數(shù)最多為5個(gè)，故B錯(cuò)誤；由于石塊A、B能夠正立在石塊C上，以石塊A、B為整體研究，重力豎直向下，因此石塊C對(duì)石塊B的作用力與A和B的總重力大小相等、方向相反，即豎直向上，故C正確；以石塊A、B、C為整體作為研究對(duì)象，石塊A、B、C的總重力豎直向下，根據(jù)力的平衡，石塊C下面的大石頭對(duì)C的作用力方向只能是豎直向上，且大小與A、B、C的總重力相等，故D錯(cuò)誤。3共點(diǎn)力作用下的靜態(tài)平衡(能力考點(diǎn)·深度研析)1．處理平衡問題的常用方法方法基本思路求解方法條件正交分解法變矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算將各力分解到x軸和y軸上，運(yùn)用兩坐標(biāo)軸上的合力等于零的條件列方程求解，即∑Fx＝0，∑Fy＝0三個(gè)或三個(gè)以上共點(diǎn)力作用下物體的平衡方法基本思路求解方法條件矢量三角形法構(gòu)建矢量三角形，利用幾何知識(shí)求解物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力作用處于平衡狀態(tài)時(shí)，將這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接，若三個(gè)力矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個(gè)力的合力必為零，利用有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)可求出未知力三力平衡方法基本思路求解方法條件力的合成法通過平行四邊形定則，構(gòu)建矢量三角形，利用幾何知識(shí)求解物體受到三個(gè)力平衡時(shí)，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向，可以應(yīng)用三角函數(shù)、相似三角形等知識(shí)求解三力平衡2．物體平衡問題求解策略?考向1單個(gè)物體的平衡問題

如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn)，設(shè)滑塊所受支持力為FN，OP與水平方向的夾角為θ，下列關(guān)系正確的是(分別用三種方法解答此題)()A?考向2多個(gè)物體的平衡問題(2023·浙江聯(lián)考)我國元宵節(jié)素有猜燈謎的習(xí)俗。如圖所示，用1、2、3、4四根輕質(zhì)細(xì)繩懸掛三個(gè)質(zhì)量相等的彩燈，其中最右端的繩子沿水平方向，繩1和繩3與豎直方向夾角分別為θ1和θ3。則下列說法中正確的是()A．sinθ3＝3sinθ1B．cosθ1＝3cosθ3C．tanθ3＝3tanθ1D．繩1拉力一定是繩3拉力的2倍C整體法、隔離法的應(yīng)用技巧(1)不涉及系統(tǒng)內(nèi)力時(shí)，優(yōu)先選用整體法。(2)應(yīng)用隔離法，一般隔離“簡單”的物體，如待求量少或受力少或處于邊緣的物體。(3)將整體法與隔離法有機(jī)結(jié)合、靈活運(yùn)用。(4)各“隔離體”間的關(guān)聯(lián)力，表現(xiàn)為作用力和反作用力，對(duì)于整體系統(tǒng)則是內(nèi)力?！靖櫽?xùn)練】

(合成法的應(yīng)用)(2023·河北卷)如圖，輕質(zhì)細(xì)桿AB上穿有一個(gè)質(zhì)量為m的小球C，將桿水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系統(tǒng)恰好處于平衡狀態(tài)。已知左側(cè)斜面與水平面成30°角，則左側(cè)斜面對(duì)桿AB支持力的大小為()B(正交分解法的應(yīng)用)如圖甲所示，推力F垂直斜面作用在斜面體上，斜面體靜止在豎直墻面上，若將斜面體按如圖乙所示放置，用相同大小的推力F垂直斜面作用到斜面體上，則下列說法正確的是()A．墻面受到的壓力一定變小B．斜面體受到的摩擦力一定變小C．斜面體受到的摩擦力可能變大D．斜面體可能沿墻面向上滑動(dòng)B[解析]

以斜面體為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，圖1中N1＝

Fcosθ，f1＝mg＋Fsinθ≤fm，圖2中N2