3.3 牛顿第三定律(word教参)-【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3节　牛顿第三定律 （见学生用书P63） 　　[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）. 作用力和反作用力 1.力是　物体对物体　的作用.只要谈到力，就一定存在着　受力　物体和　施力　物体. 2.两个物体之间的作用总是　相互　的，物体间相互作用的这一对力，通常叫作　作用力　和　反作用力　. 3.作用力和反作用力总是互相　依赖　、同时　存在　的.我们可以把其中任何一个力叫作　作用力　，另一个力叫作　反作用力　. 牛顿第三定律 1.实验探究：如图所示，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A，结果发现两个弹簧测力计的示数是　相等　的.改变拉力，弹簧测力计的示数也随着改变，但两个弹簧测力计的示数总是　相等　的，弹力方向　相反　. 2.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小　相等　，方向　相反　，作用在　同一条直线上　. 物体受力的初步分析 1.概念：把研究对象（指定物体）在指定的物理环境中受到的　所有　力都分析出来.并画出物体所受的力的　示意图　，这个过程就是受力分析. 2.一对相互平衡的力作用在　一个　物体上，一对作用力和反作用力作用在　两个　物体上.（均选填“一个”或“两个”） 3.一对作用力和反作用力　一定　是同一种类的力，而一对相互平衡的力　不一定　是同一种类的力.（均选填“一定”或“不一定”） 1.判断下列说法的正误. （1）物体间可能只有作用力，而没有反作用力.（　×　） （2）物体间的作用力和反作用力等大、反向，可以抵消.（　×　） （3）物体静止放在水平桌面上，物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力.（　√　） （4）物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力.（　×　） 2.一个玩具小汽车在水平地板上以某一速度匀速行驶时，玩具小汽车对地板的压力大小F1　等于　（选填“等于”或“不等于”）它的重力大小G. 对牛顿第三定律的理解 【情境导学】成语“以卵击石”是指拿鸡蛋去碰石头，比喻不自量力，自取灭亡.如图所示，用鸡蛋去碰石头时，鸡蛋对石头的作用力大，还是石头对鸡蛋的作用力大？ 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. 1.作用力和反作用力的三个性质 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 共线 作用力和反作用力总是作用在同一条直线上 同性质 作用力和反作用力总是同一种类的力（即同一性质的力） 3.正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义 “总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力与反作用力的关系都成立.对此，我们可以从以下几个方面理解. （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. （3）作用力与反作用力的产生和消失总是同时的.两者中若有一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失. 【例题1】如图所示，一匹马拉着车前行，关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系，下列说法中正确的是（　　） A.马拉车的力总是大于车拉马的力 B.马拉车的力总是等于车拉马的力 C.加速运动时，马拉车的力大于车拉马的力 D.减速运动时，马拉车的力小于车拉马的力 答案　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动时，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，选项A、C、D错误，B正确. 【变式1】如图所示，甲、乙两人正在进行掰手腕比赛.下列说法正确的是（　　） A.若甲赢了乙，则甲对乙的力大于乙对甲的力 B.若甲赢了乙，则甲对乙的力等于乙对甲的力 C.只有甲、乙相持不下时，甲对乙的力才等于乙对甲的力 D.甲、乙各自既是施力物体又是受力物体，所以无法判断谁的力大 答案　B　 解析　甲对乙的力与乙对甲的力是一对相互作用力，不论谁赢，这两个力始终大小相等，方向相反，作用在两个不同物体上，选项B正确. 作用力和反作用力与一对平衡力 【情境导学】如图所示，牧童沿水平方向拉牛，但没有拉动. （1）牛受到几个力的作用？画出牛受力的示意图. （2）牛受到的几个力中，哪些是一对平衡力？ （3）指出牛受到的几个力的反作用力. （1）牛受到重力G、地面对牛的支持力FN、绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力Ff，共四个力作用，受力示意图如图所示； （2）牛受到的重力G和地面对牛的支持力FN是一对平衡力；绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力Ff是一对平衡力； （3）牛受到重力G的反作用力是牛对地球的吸引力；地面对牛的支持力FN的反作用力是牛对地面的压力；绳对牛的拉力F的反作用力是牛对绳的拉力；地面对牛的摩擦力Ff的反作用力是牛对地面的摩擦力. 一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较 　　内容 比较 一对作用力和反作用力 一对平衡力 不 同 点 作用对象 两个相互作用的物体 同一物体 依赖关系 相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个依然可存在 叠加性 两力作用效果不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为零 力的性质 一定是同种性质的力 可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力 相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 【例题2】（多选）如图所示，电灯吊在天花板上，下列关于灯受力的说法中，正确的是（　　） A.灯对悬线的拉力与灯受到的重力是一对平衡力 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 C.灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平衡力 D.灯受到的重力与悬线对天花板的拉力是一对作用力与反作用力 思维导引：平衡力是作用在同一个物体上，作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. 答案　BC　 解析　灯对悬线的拉力与灯受到的重力作用在不同物体上，不是一对平衡力，选项A错误；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，选项B正确；灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平衡力，选项C正确；灯受到的重力与悬线对天花板的拉力是不同性质的力，不是一对作用力与反作用力，选项D错误. 【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（　　） A.力F与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力 B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 C.力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力 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 答案　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一对作用力与反作用力，选项D正确. 受力分析的方法与技巧 1.受力分析 根据研究的问题，选取合适的物体作为研究对象，分析它受到哪些力的作用，并画出所受力的示意图，这一过程即为物体的受力分析. 2.受力分析的步骤 【例题3】画出图中物体A所受力的示意图，并写出力的名称和施力物体：（1）物体A静止，接触面均光滑；（2）物体A沿固定粗糙斜面上滑；（3）物体A沿粗糙水平面滑行；（4）接触面光滑，物体A静止；（5）物体A静止在粗糙水平面上. 思维导引：根据物体的受力平衡条件，分析物体可能受到的几个力是否满足平衡的条件，满足即可确定受力个数. 解析　（1）物体A受重力G、推力F、地面的支持力FN、墙壁对A向左的弹力FN'，施力物体分别是地球、推A的物体、地面、墙壁，力的示意图如图所示；（2）物体A受重力G、垂直于斜面向上的支持力FN、沿斜面向下的滑动摩擦力Ff，施力物体分别是地球、斜面、斜面.力的示意图如图所示；（3）物体A受重力G、支持力FN、水平向左的滑动摩擦力Ff，施力物体分别是地球、水平面、水平面、力的示意图如图所示；（4）物体A受重力G、拉力FT、弹力FN，施力物体分别是地球、绳子、墙壁，力的示意图如图所示.（5）物体A受重力G、拉力FT、支持力FN，水平向左的摩擦力Ff，施力物体分别是地球、绳子、水平面、水平面.力的示意图如图所示. 受力分析要注意的几个问题 1.防止“添力”.应注意区分内力和外力，区分性质力和效果力，区分施力和受力. 2.防止“漏力”.严格按照一重力、二弹力、三摩擦力、四其他力的步骤进行受力分析是防止“漏力”的有效办法. 3.受力分析还要密切注意物体的运动状态，运用平衡条件判定未知力的有无及方向. 【变式3】（多选）如图所示，质量均为m的两木块a、b叠放在水平面上，a、b分别受到两个水平拉力的作用，两个力的大小均为F，两木块保持静止状态，则（　　） A. a、b之间一定存在静摩擦力 B. b与地面之间一定存在静摩擦力 C. b与地面之间一定不存在静摩擦力 D.地面对b的支持力一定大于2mg 答案　AC　 解析　由于两木块保持静止，对a进行受力分析可知a、b之间一定存在静摩擦力，选项A正确；对a、b整体进行受力分析可知b与地面之间一定不存在静摩擦力，且地面对b的支持力等于2mg，选项B、D错误，C正确. 1.（作用力与反作用力）沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它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.在加速向下运动时，人对沼泽地的压力大于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沼泽地对人的支持力 C.在整个运动过程中，人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力 D.在整个运动过程中，人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力大小 答案　D　 解析　人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是一对作用力和反作用力，由牛顿第三定律可知，无论人是加速下陷还是减速下陷，人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力总是大小相等，选项A、B、C错误，D正确. 2.（作用力及反作用力）某建筑工地上，工人师傅推车情形如图所示，下列判断正确的是（　　） A.工人对车的力与车对工人的力是一对平衡力 B.工人受到的重力与工人对地面的压力是一对平衡力 C.工人对车的力与车对工人的力是一对作用力和反作用力 D.工人受到的重力与地面对工人的支持力是一对作用力和反作用力 答案　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，选项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.（物体的受力分析）吊在大厅天花板上的吊扇受到的总重力为G，静止时吊杆对吊环的拉力大小为F1，当接通电源，让扇叶转动起来后，吊杆对吊环的拉力大小为F2，则有（　　） A. F1＝GF2＝F1 B. F1＝GF2＞F1 C. F1＝GF2＜G D. F2＝GF2＞F1 答案　C　 解析　吊扇静止时受力如图甲所示，有F1＝G；当吊扇转动起来以后，扇叶把空气推向下方，即扇叶对其下方的空气有向下的力，由牛顿第三定律可知，空气对扇叶同时也有向上的力，因此吊扇在竖直方向上受到3个力，如图乙所示，则F2＋F＝G，即F2＜G，选项C正确. 4.（物体的受力分析方法）如图所示，粗糙的长方体木块A、B叠在一起静止在水平地面上，在B上施加水平外力F，使A、B一起向右匀速运动.试分别画出A、B的受力示意图. 解析　先隔离A对其受力分析，如图所示； 再隔离B对其受力分析，如图所示. 答案　见解析图 学科网（北京）股份有限公司 $$