第3章 3 牛顿第三定律(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理必修第一册（人教版2019）

3　牛顿第三定律 物理观念 1．知道作用力和反作用力的概念。 2．理解牛顿第三定律。 科学探究 通过实验探究作用力和反作用力的关系。 科学思维 1．会用牛顿第三定律分析、解决简单问题。 2．能区别一对平衡力和一对作用力和反作用力。 [对应学生用书P67] 一、作用力和反作用力 阅读教材，并回答： 1．观察如图所示的各种情形，理解作用力和反作用力之间的关系。 2．亲自体验一下：吹起的气球，释放后让气体流出，会发生什么现象？ 答：气球释放气体的同时，气体对气球产生一个反作用力，气球将后退。 【概念·规律】 作用力和反作用力 力是物体对物体的作用。只要谈到力，就一定存在__受力__物体和__施力__物体 两个物体之间的作用总是__相互__的。施力物体同时也一定是__受力__物体。物体间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力 作用力和反作用力总是相互依赖、同时存在的，我们可以把其中的任何一个力叫作__作用力__，另一个力叫作__反作用力__ 二、牛顿第三定律 阅读教材，并回答： 1．探究作用力与反作用力的关系 如图所示，把A、B两只弹簧测力计连接在一起，用手拉弹簧测力计。试结合上述情境，讨论下面的问题。 (1)两弹簧测力计的读数有什么关系？ 答：读数相同。 (2)结合表格分析两只弹簧测力计的读数的关系。 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__ (3)由(1)(2)我们可以得出作用力和反作用力的关系是怎样的？ 答：作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，这一结论与物体的运动状态无关。 2．教材图3.3­6实验中，所得到的两条图线关于x轴对称说明了什么？ 答：两传感器之间的作用力总是大小相等、方向相反。 【概念·规律】 牛顿第 三定律 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__相反__，作用在__同一条直线上__ 三、物体受力的初步分析 分析物体受力，有两条思路：一是根据物体__运动状态__的变化分析和判断其受力情况。二是根据各种力的特点，从__相互作用__的角度分析物体的受力。 (1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力。(　　) (2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。(　　) (3)物体间先有作用力，然后才有反作用力。(　　) (4)物体间的作用力和反作用力大小相等，方向相反，可以抵消。(　　) (5)物块静止放在水平桌面上，物块所受重力和桌面对物块的支持力是一对相互平衡的力。(　　) (6)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。(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)× [对应学生用书P68] 探究点一　牛顿第三定律 [交流讨论] 1．马拉车前进，此时“马拉车的力等于车拉马的力。”你认为这种说法正确吗？如果是对的，那么车为什么还能向前运动呢？ 答：正确。车之所以前进是因为马拉车的力大于车受到的摩擦力。 2．瘦弱的男子与一个大力士“掰手腕”，两手之间的相互作用力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，两手之间的这对力是大小相等的，但是为什么大力士会赢？ 答：是因为两人手腕能承受的力不同，大力士手腕能承受的力大于瘦弱男子能承受的力。 [归纳总结] 作用力和反作用力的四个特征 等值 作用力和反作用力大小总是相等的 反向 作用力和反作用力方向总是相反的 共线 作用力和反作用力总是在同一条直线上 同性质 作用力和反作用力性质总是相同的 (2023·青岛高一期末)节假日期间，许多市民和游客喜欢在广场放风筝。如图所示，小朋友放的风筝静止在空中，关于风筝的受力，下列说法正确的是(　　) A．风对风筝的作用力可能竖直向上 B．风对风筝的作用力与风筝对风的作用力大小相等 C．风对风筝的作用力与风筝的重力为一组平衡力 D．风筝飞得越高，风筝的重心相对风筝的位置越高 [解析]　风筝受重力G，细线的拉力T和气流的作用力F处于平衡状态，重力G方向竖直向下，细线的拉力T方向斜向左下方，气流对风筝的力F的方向一定斜向右上方，且大小等于重力G和细线拉力T的合力大小，A、C错误；风对风筝的作用力与风筝对风的作用力是一对相互作用力，大小相等，B正确；风筝的重心相对风筝的位置由风筝的形状及质量分布情况决定，与风筝的高度无关，D错误。 [答案]　B 1．(2023·广州高一期末)火箭是世界上先进的运载工具，它是利用喷射燃烧的气体获得动力的。不计空气阻力，在火箭竖直加速升空时，下列叙述正确的是(　　) A．喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力和反作用力 B．喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对作用力与反作用力 C．喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力 D．喷出的气体对火箭的推力等于火箭的重力 解析　由牛顿第三定律可知，喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力和反作用力，所以喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力大小相等，方向相反，故A正确，B、C错误；当火箭沿竖直方向，向上加速升空时，喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力，故D错误。 答案　A 探究点二　物体的受力分析 受力分析的一般步骤 (1)确定研究对象。 (2)按重力、弹力、摩擦力的顺序进行分析。 (3)画出力的示意图。 如图所示，物体A放在物体B上，物体B为一个斜面体，且放在粗糙的水平地面上，A、B均静止不动，则物体B的受力个数为(　　) A．2　　　　　　　　　 B．3 C．4 D．5 [解析]　对物体A受力分析，如图(a)所示，由于A、B均静止，故可将A、B视为一个整体，其水平方向无外力作用，B相对地面也就无运动趋势，故地面对B无摩擦力，受力如图(b)所示；对物体B受力分析，如图(c)所示，共有四个力，选项C正确。 [答案]　C 受力分析易错点 (1)易漏力。受力分析时漏掉一些力，防止漏力的措施是按顺序分析受力。 2易添力。受力分析时添加了多余的力，防止添力的措施是寻找它们的施力物体，找不到施力物体的力不存在。 2．(多选)下列“画阴影”的物体受力分析正确的是(　　) 解析　A中如果物体受到FN1，则物体不会保持该状态，A错误；B中如果小球受到斜面的支持力，则小球不会保持竖直状态，B正确；C中物体相对斜面向下运动，所以受到沿斜面向上的摩擦力，C正确；D中两物体保持相对静止，它们之间没有力的作用，所以上面的物体只受到重力和支持力作用，D正确。 答案　BCD 探究点三　一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较 [交流讨论] 本节教材“练习与应用”第1题 (1)重力G和支持力FN是相同性质的力吗？它们分别作用在什么物体上？它们的大小、方向存在什么关系？它们是作用力与反作用力吗？ 答：不是，大小相等方向相反，作用在同一物体上，不是。 (2)物体受到的支持力FN和物体对台秤的压力F压是相同性质的力吗？它们分别作用在什么物体上？它们的大小、方向存在什么关系？它们是一对平衡力吗？ 答：是，大小相等方向相反，作用在两个不同物体上，不是。 (3)试证明压力等于重力。 答：略。 [归纳总结] 1．一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较 　 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 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上 依存 关系 相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依存关系，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 2．区分作用力与反作用力和平衡力的方法 (1)看研究对象：作用力与反作用力作用在不同物体上，而一对平衡力作用在同一物体上。 (2)看依存关系：作用力与反作用力同生同灭，相互依存，而一对平衡力没有相互依存关系。 (教材本节练习与应用第3题变式)如图所示，油桶放在汽车上，汽车停于水平地面上。关于油桶、汽车、地球三个物体之间的力，下列说法正确的是(　　) A．汽车对油桶的支持力与油桶的重力是一对作用力与反作用力 B．油桶对汽车的压力与汽车对油桶的支持力是一对平衡力 C．汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对作用力与反作用力 D．地面对汽车的支持力与汽车的重力是一对平衡力 [解析]　汽车对油桶的支持力与油桶的重力是一对平衡力，故A错误；油桶对汽车的压力与汽车对油桶的支持力是一对作用力与反作用力，故B错误；汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对作用力与反作用力，故C正确；地面对汽车的支持力与汽车和油桶的总重力是一对平衡力，故D错误。 [答案]　C 　(多选)在例题中，若油桶放在汽车上和汽车一起匀速运动，下面关于油桶和汽车受力描述正确的是(　　) A．油桶受到的重力和汽车对油桶的支持力是一对平衡力 B．车对地面的压力和地面对车的支持力是一对平衡力 C．地面对车前轮的摩擦力和车前轮对地面的摩擦力大小相等方向相反 D．车头对车身的拉力与车身受到的重力大小相等方向相反 解析　油桶受到的重力和汽车对油桶的支持力是一对平衡力，选项A正确；车对地面的压力和地面对车的支持力是一对相互作用力，选项B错误；地面对车前轮的摩擦力和车前轮对地面的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等方向相反，选项C正确；车头对车身的拉力沿水平方向，车身受到的重力沿竖直方向，大小不一定相等，方向也不一定相反，选项D错误。 答案　AC 3．(多选)(2023·菏泽高一期末)如图所示，将两轻质弹簧a、b连接在一起，当用2 N的力F拉a弹簧时，以下说法正确的是(　　) A．a、b弹簧测力计的示数均为2 N B．b受到的合力为2 N C．a拉b的力与b拉墙的力是一对相互作用力 D．F和b拉a的拉力是一对平衡力 解析　轻质弹簧的弹力处处相等，等于外界施加在其一端的作用力，则a、b弹簧测力计的示数均为2 N，A正确；b处于稳定平衡状态，b受到的合力为0，B错误；根据牛顿第三定律，a拉b的力与b拉a的力是一对相互作用力，C错误；a处于稳定平衡状态，F和b拉a的拉力大小相等，方向相反，作用在同一物体上，是一对平衡力，D正确。 答案　AD [对应学生用书P71] 1．(多选)关于作用力与反作用力，下列说法正确的是(　　) A．作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，因而合力为0 B．作用力与反作用力是同一性质的力 C．因为地球质量大于物体质量，所以地球对物体的作用力大于物体对地球的反作用力 D．作用力与反作用力是同时产生，同时消失 解析　作用力与反作用力作用在两个物体上，不能求合力；作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，同时产生，同时变化，同时消失，性质相同，故选项B、D正确，A、C错误。 答案　BD 2．如图所示，船夫用撑杆撑船前行，则(　　) A．船对人的力小于人对船的力 B．船对水的力大于水对船的力 C．人对撑杆的力与撑杆对人的力大小相等 D．撑杆对河底的力大于河底对撑杆的力 答案　C 3.如图所示，有人用一簇气球通过绳使一座小屋成功升空，成为“会飞的小屋”。当小屋静止在空中时，下列说法正确的是(　　) A．小屋受到绳的拉力和小屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力 B．小屋受到绳的拉力和小屋所受重力是一对作用力和反作用力 C．小屋对绳的拉力和小屋所受重力是一对作用力和反作用力 D．小屋对绳的拉力和小屋所受重力是一对平衡力 解析　小屋受到绳的拉力和小屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力，故A正确；小屋受到绳的拉力和小屋所受重力的受力物体都是小屋，不是作用力和反作用力，故B错误；小屋对绳的拉力的施力物体是小屋，受力物体是绳子，小屋所受重力的施力物体是地球，受力物体是小屋，不是作用力和反作用力，也不是平衡力，故C、D错误。 答案　A 4．(多选)下列各物体均处于静止状态，关于物体的受力示意图，正确的是(　　) 解析　小球受重力和绳的拉力，二力平衡，A正确；水平力F把铁块紧压在竖直墙上静止的物体受到4个力作用，即重力、支持力、推力和摩擦力作用，B错误；小球放在水平面上，受水平面竖直向上的支持力和重力作用，倾斜的接触面虽然接触，但不存在弹力，故C正确；物体A和B通过跨过定滑轮的细绳连接，都处于静止状态时A受到的摩擦力方向水平向右，D错误。 答案　AC 学科网（北京）股份有限公司 $$