3.3 牛顿第三定律（学生用书）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

第三章 相互作用--力 运动,同时受到大小为5N、方向向右的水平力 上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只 F的作用,则 ( 质量m。-0.1kg的小桶相连.已知M与水平 面间的最大静摩擦力F.-4.5N,滑轮的摩 擦不计,g取10N/kg,求在以下情况中M受 A.物体所受摩擦力大小是4N,方向水平向右 到的摩擦力的大小; B.物体所受摩擦力大小是5N,方向水平向左 (1)只挂n。时: C.在运动过程中,若撤去F,摩擦力仍不变 (2)只挂n,但在M上再放一个M-3kg的 D.在运动过程中,若撤去F,摩擦力变为0N 物体时; 3.(摩擦力的计算)如图所示,在一粗糙水平面上 (3)在桶内加入m.-0.33kg的沙子时. 有两个质量分别为n和;的木块1和2,中 间用一原长为L、劲度系数为的轻弹连接 7777 起来,木块与地面间的动摩擦因数为.现用一 水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动 时,两木块之间的距离是 ( ) □0习2 B.L+_(m+m)g # C.Ln:g .L#)## #nm 4.(摩擦力的计算)如图所示,一质量M一2kg的 友情提示 完成P.课时作业(十六) 物体放在动摩擦因数i三0.2的粗糙水平面 第3节 牛顿第三定律 答案精解Pnt [学习目标]1.理解作用力和反作用力的概念,知道一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别 (物理观念).2.理解牛顿第三定律,并会用其解决简单问题(科学思维).3.能对一些简单的问题进行 受力分析(科学思维) 课前 教材预案 l教材梳理ll 知识点2牛顿第三定律 知识点作用力和反作用力 1.实验探究:如图所示,把A、B两个弹策测力计 1.力是 的作用,只要谈到力,就一 连接在一起,B的一端固定,用手拉测力计A 定存在着。 物体和 物体. 结果发现两个弹篝测力计的示数是 2.两个物体之间的作用总是 的,物体间 的.改变拉力,弹策测力计的示数也随着改变, 相互作用的这一对力,通常叫作 但两个弹测力计的示数总是 的,弹 和 力方向 3.作用力和反作用力总是互相 、同时 _ 的.我们可以把其中任何一个力叫作 ,另一个力叫作 2.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作 . 63. 物理 必修 第一册 课堂学案 用力总是大小。 ,方向 ,作用 |自主检测I 在 1.判断下列说法的正误 知识点 物体受力的初步分析 (1)物体间可能只有作用力,而没有反作用力 ) 1.概念:把研究对象(指定物体)在指定的物理环 (2)物体间的作用力和反作用力等大、反向,可 境中受到的 力都分析出来,并画出物 以抵消. ( ) 体所受的力的,这个过程就是受力 (3)物体静止放在水平桌面上,物体所受重力 分析. 和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力. ( 2.一对相互平衡的力作用在 物体上,一 ) 物体上. (4)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力 对作用力和反作用力作用在 是一对相互平衡的力. (均选填“一个”或“两个”) C 2.一个玩具小汽车在水平地板上以某一速度匀 3.一对作用力和反作用力 是同一种类 速行驶时,玩具小汽车对地板的压力大小F 的力,而一对相互平衡的力 是同一种 (选填“等于”或“不等于”)它的重力 类的力.(均选填“一定”或“不一定”) 大小G. 课堂 深度探究 考点对牛顿第三定律的理解 3.正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义 【情境导学】成语“以卵击石”是指拿鸡蛋去碰石 “总是”是强调对于任何物体,在任何情况下, 头,比喻不自量力,自取灭亡.如图所示,用鸡 作用力与反作用力的关系都成立,对此,我们 蛋去碰石头时,鸡蛋对石头的作用力大,还是 可以从以下几个方面理解 石头对鸡蛋的作用力大? (1)不管物体的大小、形状如何,其作用力与反 作用力总是大小相等、方向相反的 (2)不管物体的运动状态如何,其作用力与反 作用力总是大小相等、方向相反的 知识拓展 (3)作用力与反作用力的产生和消失总是同时 1.作用力和反作用力的三个性质 的.两者中若有一个产生或消失,则另一个必 作用力和反作用力分别作用在发生 异体性和互作用的两个物体上 然同时产生或消失 【例题1】如图所示,一匹马拉着车前行,关于马 相互性出现的,且性质相同 作力和反作用力是相互的、成对 拉车的力和车拉马的力的大小关系,下列说 ( 法中正确的是 作用力和反作用力同时产生,同时 ) 同时性 ,变化,同时清失 2.作用力和反作用力的四个特征 等值 作用力和反作用力的大小总是相等的 反向 作用力和反作用力的方向总是相反的 A.马拉车的力总是大于车拉马的力 共线 作用力和反作用力总是作用在同一条 直线上 B.马拉车的力总是等于车拉马的力 作用力和反作用力总是同一种类的力 同性质 C.加速运动时,马拉车的力大于车拉马的力 (即同一性质的力) D.减速运动时,马拉车的力小于车拉马的力 .64. 第三章 相互作用-力 【变式1】如图所示,甲、乙两人正在进行手腕 内容 一对作用力 比赛,下列说法正确的是 ) 一对平衡力 比较 和反作用力 A.若甲赢了乙,则甲对乙 大小相等、方向相反、作用在同一条 的力大于乙对甲的力 相同点 直线上 B.若甲赢了乙,则甲对乙 【例题2】(多选)如图所示:电灯吊在 _ 的力等于乙对甲的力 C. 只有甲、乙相持不下 天花板上,下列关于灯受力的说法 中 己 时,甲对乙的力才等于乙对甲的力 中,正确的是 , D.甲、乙各自既是施力物体又是受力物体,所 A.灯对悬线的拉力与灯受到的重 以无法判断谁的力大 力是一对平衡力 考点② 作用力和反作用力与一对平衡力 B.灯对悬线的拉力与悬线对灯的拉力是一对 作用力与反作用力 (情境导学】如图所示,牧童沿水平方向拉牛,但 C.灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平 没有拉动. 衡力 (1)牛受到几个力的作用?画出牛受力的示 D.灯受到的重力与悬线对天花板的拉力是一 意图. 对作用力与反作用力 (2)牛受到的几个力中,哪些是一对平衡力 思维导引:平衡力是作用在同一个物体上,作 (3)指出牛受到的几个力的反作用力. 用力与反作用力是分别作用在两个物体上 分析力的时候注意区分 【变式2】(多选)如图所示,水平力F把一个物体 紧压在竖直墙壁上静止不动,下列说法正确 的是 知识拓展 ) 一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较 内容 一对作用力 一对平衡力 比较 和反作用力 两个相互作用的 A.力F与墙壁对物体的支持力是一对作用 作用对象 同一物体 物体 力与反作用力 相互依存,不可 B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一 无依赖关系,撤除 单独存在,同时 对平衡力 依赖关系 一个,另一个依然 产生,同时变化, C.力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力 可存在 同时消失 KE D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力 是一对作用力与反作用力 两力作用效果不 两力作用效果可 相互抵消,可叠 考点受力分析的方法与技巧 叠加性 可叠加,不可求 加,可求合力,且 合力 一知识拓展 合力为零 1.受力分析 可以是同种性质 一定是同种性质 根据研究的问题,选取合适的物体作为研究对 力的性质 的力,也可以是不 的力 象,分析它受到哪些力的作用,并画出所受力 同种性质的力 的示意图,这一过程即为物体的受力分析 .65. 物理 必修 第一册 课堂学案 2.受力分析的步骤 体可能受到的几个力是否满足平衡的条件 研究对象可以足单个物体或物体 确定研究对象→的一部分,也可以是几个物体组 满足即可确定受力个数 成的系统 误区防错 按题序分析受力,常按重力、弹力、擦力、其 受力分析要注意的几个问题 他力的顺序逐个分析 1.防止“添力”,应注意区分内力和外力,区 画出力的示意图一将作用点画在研究对象的重心上 分性质力和效果力,区分施力和受力. 2.防止“漏力”,严格按照一重力、二弹力、三 C检查正误D 是否有遗漏或多余的力,已分析 的力是否正确 摩擦力,四其他力的步骤进行受力分析是 【例题3】画出图中物体A所受力的示意图,并写 防止“漏力”的有效办法 出力的名称和施力物体;(1)物体A静止,接 3.受力分析还要密切注意物体的运动状态, 触面均光滑;(2)物体A沿固定粗糙斜面上 运用平衡条件判定未知力的有无及方向 滑;(3)物体A沿粗糙水平面滑行;(4)接触面 【变式3】(多选)如图所示,质量均为n的两木块 光滑,物体A静止;(5)物体A静止在粗糙水 a、叠放在水平面上,a、b分别受到两个水平 平面上. 拉力的作用,两个力的大小均为F,两木块保 ### ( 持静止状态,则 ) _ #行进 “) (2 3) A.a、b之间一定存在静摩擦力 ## B.6与地面之间一定存在静摩擦力 (4 (5 C.6与地面之间一定不存在静摩擦力 思维导引:根据物体的受力平衡条件,分析物 D.地面对6的支持力一定大于2mg 随堂演练 1.(作用力与反作用力)沼泽地的下面蕴藏着丰 2.(作用力及反作用力)某建筑工地上,工人师傅 富的泥炭,泥炭是沼泽地积累的植物残体,它 推车情形如图所示,下列判断正确的是( ) 的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上 面行走时容易下陷,若整个下陷的过程先加 速、再减速最后匀速运动,则下列说法中正确 的是 ( A.工人对车的力与车对工人的力是一对平 A.在加速向下运动时,人对沼泽地的压力大于 衡力 沼泽地对人的支持力 B.在减速向下运动时,人对沼泽地的压力小于 B.工人受到的重力与工人对地面的压力是一 沼泽地对人的支持力 对平衡力 C.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力是先 C.工人对车的力与车对工人的力是一对作用 大于后等干沼泽地对人的支持力 力和反作用力 D.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力大小 D.工人受到的重力与地面对工人的支持力是 总是等于沼泽地对人的支持力大小 一对作用力和反作用力 .66. 第三章 相互作用--力 3.(物体的受力分析)吊在大厅天花板上的吊扇 上施加水平外力F,使A、B一起向右匀速运 受到的总重力为G,静止时吊杆对吊环的拉力 动,试分别画出A、B的受力示意图 大小为E,当接通电源,让扇叶转动起来后,吊 # A 杆对吊环的拉力大小为F。,则有 ( ) A.F-G F-F B$F.=G $F>F C.F.-G F G D.F.-G F>F 4.(物体的受力分析方法)如图所示,粗糙的长方 友情提示 体木块A、B叠在一起静止在水平地面上,在B 完成Ps课时作业(十七) 第4节 力的合成和分解 答案精解P 第1课时 力的合成和分解 [学习目标]1.知道什么是共点力(物理观念).2.知道合力和分力的概念,合力与分力是等效替 代关系(物理观念).3.知道什么是力的合成和分解,知道力的合成与力的分解的关系(物理观念).4. 知道平行四边形定则是矢量合成的普遍法则,能应用平行四边形定则求合力或分力(科学思维) 课前 教材预案 l教材梳理lI 2.力的分解:求 _的过程. 知识点合力和分力 3.平行四边形定则:求两个力的合成时,以表示 1.共点力 这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这 两个邻边之间的 ,或 代表合力的大小和 几个力如果都作用在物体的 方向. 者它们的作用线 ,这几个力叫作 共点力. 4.如果没有限制,同一个力F可以分解为 2.合力和分力 对大小、方向不同的分力. 跟某几个力 假设一个力单独作用的 5.两个以上共点力的合力的求法:先求出任意两 共同作用的 相同,这个力就叫作那 个力的合力,再求出这个合力与第三个力的合 几个力的 ,这几个力叫作那个力的 力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的 结果就是这些力的合力 3.合力与分力的关系 知识点③矢量和标量 合力与分力之间是一种等效替代的关系,合力 1与分力 1.矢量:既有大小又有方向,相加时遵循 作用的 相同. 的物理量. 知识点2力的合成和分解 2.标量:只有大小,没有方向,相加时遵循 的过程. 1.力的合成:求 的物理量. .67.第3节牛顿第三定律 相同，但作用在不同物体上，所以两个力不是一对平衡力， 选项C错误：物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是 课前·教材预率 一对作用力与反作用力，选项D正确. 【教材梳理】 [例题3]解析(1)物体A受重力G,推力F,地面的支持力F、、 知识点1 墙壁对A向左的弹力F、',施力物体分别是地球、推A的物 1.物体对物体受力施力 体，地面，墙壁，力的示意图如图所示；(2)物体A受重力G、 2.相互作用力反作用力 垂直于斜面向上的支持力FN,沿斜面向下的滑动摩擦力 3.依懒存在作用力反作用力 F,施力物体分别是地球、斜面、斜面.力的示意图如图所 知识点2 示：(3)物体A受重力G、支持力F、水平向左的滑动摩擦 1.相等相等相反 力F,施力物体分别是地球，水平面、水平面、力的示意图 2.相等相反同一条直线上 如图所示：(4)物体A受重力G、拉力F,、弹力FN,施力物 知识点3 体分别是地球、绳子、墙壁，力的示意图如图所示.(5)物体 1.所有示意图 A受重力G,拉力F、支持力FN,水平向左的摩擦力F,施 2.一个两个 力物体分别是地球，绳子，水平面、水平面，力的示意图如图 3.一定不一定 所示 【自主检测】 1.(1)×(2)×(3)√(4)× 2.等于 课堂·深度探究 【情境导学】 答案用鸡蛋碰石头时，鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋 的作用力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可 知，两个力等大，反向. [例题1门B解析马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对 作用力和反作用力，它们总是大小相等、方向相反、作用在 同一条直线上，与运动状态无关，无论加速运动或者减速运 (40 (5 动时，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，选项A,C、 [变式3]AC解析由于两木块保持静止，对a进行受力分析 D错误，B正确. 可知a、b之间一定存在静摩擦力，选项A正确：对a,b整体 [变式1]B解析甲对乙的力与乙对甲的力是一对相互作用 进行受力分析可知b与地面之间一定不存在静摩擦力，且 力，不论谁赢，这两个力始终大小相等，方向相反，作用在两 地面对b的支持力等于2mg,选项BD错误，C正确. 个不同物体上，选项B正确. 课末·随堂演练 【情境导学】 1.D解析人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是一对 (1)牛受到重力G、地面对牛的支持力F、绳对牛的拉力F 作用力和反作用力，由牛顿第三定律可知，无论人是加速下 和地面对牛的摩擦力F,共四个力作用，受力示意图如图 陷还是减速下陷，人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力 所示： 总是大小相等，选项A.BC错误，D正确. 2.C解析工人对车的力和车对工人的力是两个物体之间的 相互作用，所以工人对车的力与车对工人的力是一对作用力 和反作用力，远项A错误，C正确：工人受到的重力与工人对 地面的压力分别作用在两个不同的物体上，所以不是一对平 衡力，选项B错误：工人受到的重力与地面对工人的支持力 (2)牛受到的重力G和地面对牛的支持力F是一对平衡 力：绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力F,是一对平衡力： 都作用在工人上，不是一对作用力和反作用力，选项D错误： (3)牛受到重力G的反作用力是牛对地球的吸引力：地面对 3.C解析吊扇静止时受力如 牛的支持力F、的反作用力是牛对地面的压力：绳对牛的拉 图甲所示，有F=G:当吊扇 力F的反作用力是牛对绳的拉力：地面对牛的摩擦力F:的 转动起来以后，扇叶把空气 反作用力是牛对地面的摩擦力. 推向下方，即扇叶对其下方 [例题2]C解析灯对悬线的拉力与灯受到的重力作用在不 的空气有向下的力，由牛顿 同物体上，不是一对平衡力，选项A错误：灯对悬线的拉力 第三定律可知，空气对扇叶 与悬线对灯的拉力是一对作用力与反作用力，选项B正确： 同时也有向上的力，因此吊扇在竖直方向上受到3个力， 灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平街力，选项C正 图乙所示，则F十F=G,即F<G,选项C正确. 确；灯受到的重力与悬线对天花板的拉力是不同性质的力， 4.解析先隔离A对其受力分析，如图所示： 不是一对作用力与反作用力，选项D错误. [变式2]BD解析力F与墙壁对物体的支持力是一对平衡 力，选项A错误：物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是 一对平衡力，选项B正确：力F与物体对墙壁的压力方向 ·201· 再隔离B对其受力分析，如图所示 合力F与F1的夹角0的正切值 m0-异-器-专所以0-5对 答案750N,方向与较小拉力的夹角为53° 7777777777 7777777 [变式2]D解析设两个力大小分别为F、F2且F,>F2,由 题图知当两力夹角为90°时，有F十=5N,当两力夹 鉴系见解析图 角为180时，有F,-F2=1N,联立解得F=4N,F2= 第4节 力的合成和分解 3N,则合力F大小的范国是1~7N,选项D正确，A,B、C 错误， 第1课时 力的合成和分解 课末·随堂演练 课前·教材预案 1.A解析镜柜受重力和两根绳子的拉力处于平衡，合力等于 【教材梳理】 0,可知两根据子拉力的合力等于重力，绳子的夹角越小，绳 知识点1 子拉力越小，选项A正确，B,C、D错误. 1.同一点相交于一点 2.C解析在两分力大小一定的情况下，合力随着分力间夹角 2.效果效果合力分力 的增大而减小，当夹角为零时，合力最大，为F十F:当夹角 3.效果共同作用的效果 为180°时，合力最小，为F2一F1,选项C正确. 知识点2 3.A解析由题图可知F=F=F,Fa=2F,其中F1、F2的夹 1.几个力的合力 角为120°，则这两个力的合力等于F,方向在其角平分线上， 2.一个力的分力 即与F同向，故这三个力的合力等于3F,选项A正确， 3.对角线 4.B解析如图所示，定滑轮只改变力的方向，不改变力的大 4.无数 小，所以绳的拉力大小F=F:=100N,柱顶所受压力大小 知识点3 F=2Fc0s30°=100√5N,选项B正确. 1.平行四边形定则 2.代数运算法则 【白主检测】 1.(1)√(2)×(3)×(4)W 2.10V245 课堂·深度探究 【情境导学】 第2课时实验：探究两个互成角度的力的合成规律 答案作用效果相同，两种情况下力的作用效果均是把同一 课前·教材预案 桶水提起来.能够等效替代 【教材梳理】 [例题1]AC解析只有同一个物体受到的力才能合成，分别 知识点1 作用在不同物体上的力不能合成，合力是原来几个分力的 1.平行四边形定则 等效替代，分力可以是不同性质的力，分析物体的受力时， 2.(1)同一点效果 合力与分力不能同时存在，选项AC正确 3.橡皮条刻度尺 [变式1]A解析合力与分力的作用效果相同，它们并不是同 4.(2)方向(3)同一位置O方向(4)平行四边形(6)邻 时作用在物体上，选项A错误，B正确：合力可能大于分力， 边对角线F 可能小于分力，也可能等于分力，选项CD正确 课堂·深度探究 例题2]解析方法一作图法 例题1门解析(1)先固定好白纸和橡皮条，两个弹簧测力计互 如图所示，用图示中的线段表示150N的力，用一个点O代 成角度地拉小圆环到O点，记下两个力的大小和方向，由平 表牌匾，依题意作出力的平行四边形.用刻度尺量出平行四 行四边形定则画出两个力的合力，然后用一个弹簧测力计 边形的对角线长为图示线段的5倍，故合力大小为F 拉小國环仍然到O点，记下拉力的大小和方向，与第一次的 150×5N=750N,用量角器量出合力F与F1的夹角约 合力比较大小和方向，改变两个分力的大小和夹角，重复实 为53. 验.故实脸步骤为afdbec. 150N (2)两条细绳是否等长，不会影响实验，选项A错误；拉力应 和木板平面平行，否则画出的力就不是实际作用力了，选项 B正确：细绳应稍长些，这样在描点画力的方向时，偏差小， 误差小，选项C正确：实验前调节弹簧测力计，使两个弹簧 测力计的读数相同，可以使弹簧测力计读数准确，可以减小 误差，选项D正确. 方法二计算法 答案(1)afdbec(2)BCD 设F1=450N,F2=600N,合力为F. [变式1门解析(1)力F单独作用时与力F1、F2共同作用时都 由于F与F2间的夹角为90°，根据勾股定理，得 使小圆环在O,点保持静止，目的是两次拉橡皮条的作用效 F=√/450+6002N=750N. 果相同 ·202-