内容正文:
第4节 牛顿第三运动定律
学业要求+核心素养
1.知道力的作用是相互的,知道作用力和反作用力的概念。(物理观念)
2.理解牛顿第三定律的确切含义,会用它解决简单的问题。(科学思维)
3.理解并会区分平衡力与作用力和反作用力。(物理观念)
一、作用力与反作用力
1.基础梳理
作用力与反作用力:把物体间的一对相互作用力,称为作用力和反作用力。可以把其中的任意一个力叫作作用力,则另一个力就叫作反作用力。
2.尝试探究
(1)当你用手拍桌子时,你对桌子施加了作用力,同时你的手感觉到了什么?说明什么?
提示:感觉到了痛,说明桌子对手也施加了作用力。
(2)用力推桌子可以使桌子向前移动,若是换上旱冰鞋再推桌子呢?
提示:桌子没动,自己往后滑动了。
(3)把两根条形磁铁放在水平面上且不直接接触,用两手分别固定使它们静止在桌面上,当两手同时放开时,你看了什么现象?
提示:两根条形磁铁相互吸引到一起。
(4)以上所有现象都表明了什么?
提示:力的作用是相互的。
(5)通过上述分析知,相互作用力的受力物体是否相同?
提示:不同,分别作用在两个物体上。
(6)如果不拍桌子,手会感觉到疼吗?不推桌子,桌子能向前移动吗?把磁铁拿走一个,还会出现吸引现象吗?说明什么?
提示:均不会出现。说明力的作用是相互的,力总是成对出现,同时产生,同时改变,同时消失。
二、牛顿第三定律
1.基础梳理
(1)牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
(2)表达式:F=-F′,负号表示两个力方向相反。
2.尝试探究
如图所示,改变不同的条件,观察两弹簧测力计的读数大小关系。
条件
A、B读数
是否相同
A弹簧测力计不动,用B弹簧测力计拉A
相同
B弹簧测力计不动,用A弹簧测力计拉B
相同
A、B对拉,同时两弹簧测力计匀速运动
相同
A、B对拉,同时两弹簧测力计加速运动
相同
(1)两个弹簧测力计的读数有什么关系?
提示:读数相等。可以看到两弹簧测力计指针同时移动,这说明弹簧测力计A受到B的拉力F,同时,弹簧测力计B受到A的拉力F′,作用力与反作用力大小总是相等。
(2)它们受力的方向有什么关系?
提示:方向总是相反。
(3)以上关系说明什么?
提示:作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)只有物体相互接触时,物体间才存在作用力和反作用力。 ( )
× 提示:只要两物体间有力的作用,就存在作用力和反作用力。
(2)力是物体对物体的作用,施力物体同时也是受力物体。 ( √ )
(3)作用力和反作用力的合力为零。 ( )
× 提示:作用力和反作用力作用在两个物体上,不能求合力。
(4)一个人在用力打拳,可见一个力可以只有施力物体没有受力物体。 ( )
× 提示:任何一个力都有施力物体和受力物体。
2.如图所示,将吹足气的气球由静止释放,气球内气体向后喷出,气球会向前运动,这是因为气球受到( )
A.重力
B.手的推力
C.空气的浮力
D.喷出气体对气球的作用力
D 解析:气球内气体向后喷出时,气球对气体有向后的作用力,气体对气球有向前的反作用力使气球向前运动,D项正确。
3.如图是火箭加速上升时的情景,此时喷出气体对火箭作用力的大小( )
A.等于火箭的重力
B.等于火箭对喷出气体的作用力
C.小于火箭对喷出气体的作用力
D.大于火箭对喷出气体的作用力
B 解析:火箭加速上升,则合力方向向上,所以喷出气体对火箭的作用力大于火箭的重力,选项A错误;喷出气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,选项B正确,选项C、D错误。
4.人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有( )
A.一对 B.两对
C.三对 D.四对
C 解析:人走路时,受到重力、摩擦力和支持力。人对地球的引力和地球对人的引力是一对作用力和反作用力;人对地面的摩擦力和地面对人的摩擦力是一对作用力和反作用力;人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力,共有三对相互作用力,故C正确。
5.用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球,小球和弹簧的受力如图所示,下列说法正确的是( )
A.F1的施力物体是弹簧
B.F2的反作用力是F3
C.F3的施力物体是地球
D.F4的反作用力是F1
B 解析:F1的施力物体是地球,F2的反作用力是F3,F3的施力物体是小球,F4的反作用力是弹簧对天花板向下的拉力,选项B正确。
作用力与反作用力的特点
在春天,河水边上的湿地是松软的,人在这些湿地上行走时很容易下陷,此时( )
A.人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力
B.人对