3.3 牛顿第三定律（导学案）--【优学堂】2024-2025学年高一上学期物理同步高效备课（人教版2019必修第一册）

3.3牛顿第三定律 1．知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。 2.理解牛顿第三定律，并会用其分析、解决简单问题。 3.理解一对平衡力与一对作用力和反作用力的区别。 4.能进行初步的受力分析。 知识点一：牛顿第三定律 1．力的物质性：力是物体对 的作用。只要谈到力，就一定存在着 物体和 物体。 2．力的相互性：力的作用是相互的。物体间相互作用的一对力通常叫作 和 ，它们总是互相依赖、 的。 3．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 ，方向 ，作用在 上。 4．应用举例 (1)划船时，桨向后推水，水给桨一个 ，从而推动船前进。 (2)汽车的发动机驱动车轮转动，由于轮胎和地面之间的摩擦，车轮向 推地面，地面给车轮一个向 的反作用力，使汽车前进。 1．作用力与反作用力：物体间相互作用的一对力，一个叫作用力，另一个叫反作用力，它们总是互相依赖、同时存在的。 2．牛顿第三定律 (1)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。 (2)表达式：F＝－F′(式中的“－”号表示方向相反)。 (3)重要意义：定量地反映出物体间相互作用时彼此施力所遵循的规律，即作用力和反作用力的规律。 (4)适用范围：牛顿第三定律是个普适定律，它的成立不受条件限制，作用力与反作用力的关系与物体的运动状态无关，与参考系的选取无关。 3．作用力与反作用力的“四同”和“三异” 作用力与反作用力的关系 四同 等大 大小相等，不能认为只有物体处于平衡状态时作用力和反作用力才大小相等 共线 作用在同一条直线上 同时 同时产生、同时变化、同时消失，不能认为先有作用力后有反作用力 同种类 一定是同一种类的力，不同种类的力不可能有作用力和反作用力的关系 三异 反向 方向相反 不同体 作用在不同的物体上 不同效果 在不同的物体上分别产生不同的作用效果，不能相互抵消 【预习检测1】（23-24高一上·广东深圳·期末）如图，甲、乙两位同学进行掰手腕游戏，F1为甲对乙的作用力，F2为乙对甲的作用力，则 A．F1和F2是性质相同的力 B．若甲赢了，说明F1大于F2 C．僵持阶段，F1与F2是一对平衡力 D．若甲先发力，则F1出现后，F2才出现 【巩固训练1】（多选）（23-24高一上·山东枣庄·期中）通常河边的湿地是很松软的，人在这些湿地上行走时容易下陷，在人开始下陷时（　　） A．人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力，所以人会下陷 B．人下陷时，人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力 C．人下陷时，人的重力等于湿地地面对他的支持力 D．人的重力大于湿地地面对他的支持力，所以人会下陷 知识点二：物体受力的初步分析 1．物体受力的初步分析 (1)分析物体的受力，有两条思路。一是根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况；二是根据 ，从相互作用的角度来分析物体的受力。 (2)在高中物理的力学部分，我们遇到的力主要是 、 和 ，且一般按 、 和 的顺序来分析物体的受力情况。 (3)分析物体的受力时，必须明确 。 (4)在分析物体的受力情况时，不要把某个力的反作用力跟这个力的 力混淆。 2．一对相互平衡的力与一对作用力和反作用力 (1)一对相互平衡的力：大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，且作用在 物体上。 (2)一对作用力和反作用力：大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，且作用在 物体上。 (3)一对作用力和反作用力 是同一种类的力，而一对相互平衡的力则 是同一种类的力。 注意：一对平衡力的作用点一定在同一个物体上，而一对作用力和反作用力的作用点一定在两个物体上，但作用在两个物体上的力不一定是一对作用力与反作用力，还必须是因为两者相互作用而产生的。 1．受力分析 确定所要研究的物体，分析物体受到哪些力，并将它们以示意图的形式表示出来，这一过程及方法叫受力分析。 2．物体是否受某力的判断依据 方法 内容 条件判定 根据是否满足力的产生条件来判断物体是否受到某个力的作用 效果判定 根据力的作用效果来判断物体是否受到某个力的作用 相互作用判定 利用力的作用的相互性，即受力物体同时也是施力物体，来判断物体是否受到某个力的作用 特殊法判定 有些难以确定的力如弹力、摩擦力等，可以利用假设法、运动状态分析法等特殊方法来判断 3.受力分析的步骤 4．受力分析时需要注意的问题 (1)只分析所受的力 在进行受力分析时，一定要注意，我们分析的是物体“受到”的力，而不是物体对外施加的力。 (2)只分析性质力 进行受力分析时，只分析物体所受到的性质力，比如：重力、弹力、摩擦力等；不分析效果力，比如：动力、阻力、下滑力等。 (3)在分析物体的受力情况时，不要把某个力的反作用力跟这个力的平衡力混淆。 5．一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较 内容 一对作用力和反作用力 一对平衡力 不同点 作用对象 作用在相互作用的两个物体上 作用在同一物体上 依赖关系 相互依赖，同时存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在 叠加性 两力的作用效果不可叠加，不可抵消 两力的作用效果可相互抵消 力的种类 一定是同一种类的力 不一定是同一种类的力 相同点 大小、方向 大小相等、方向相反，作用在同一条直线上 　特别提醒：(1)一对作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同类、同存”。 (2)一对平衡力是“同体、共线、反向、等大”。 【预习检测2】（23-24高一下·海南海口·期中）现有一均匀球体挂在光滑墙壁上，且处于静止状态。该球体的受力情况应为（　　） A． B． C． D． 1．如何防止“多力”或“丢力” (1)在分析各力的过程中，一定要找到它的施力物体，没有施力物体的力是不存在的，这样可以防止“多力”。 (2)按正确的顺序(即一重二弹三摩擦四其他)进行受力分析是保证不“丢力”的有效措施。 2．多物体系统受力分析初步 (1)分析多个物体受到外界的作用力时，可以将多个物体看作一个整体，而不必考虑物体间的内力，这样可简化分析过程，这种方法称为整体法；当需要分析其中某个物体所受的作用力时，则必须将该物体隔离出来作为研究对象，此时原整体中某些相互作用的内力对于该物体就是外力，这种方法称为隔离法。 (2)对于多物体系统，如果其中一个物体A的受力情况难以分析，可根据牛顿第三定律，利用转换研究对象法先分析受力较少的施力物体B的受力情况，进而间接得到物体A的受力情况。 【巩固训练2-1】（23-24高二下·江苏南京·期末）如图所示，物块A放在木板B上，用水平向左的力推A，A向左运动而B保持静止，已知A、B接触面粗糙，则下列说法正确的是（　　） A．B对A的摩擦力方向水平向左 B．桌面对B的摩擦力方向水平向右 C．桌面和A对B的摩擦力是一对相互作用力 D．桌面对B的支持力与A对B的压力是一对平衡力 【巩固训练2-2】（23-24高一上·河南周口·期末）如图，长方体木块A、B叠放在一起，放在水平桌面上，B木块受到一个斜向上的力的作用，二者仍保持静止，则B木块的受力个数及A、B之间有几对作用力和反作用力（　　） A．3  1 B．4  1 C．3  2 D．4  2 【巩固训练2-3】（23-24高一上·福建厦门·期末）如图所示，一张卡纸被磁条压在白板上并保持静止，白板表面竖直，则（　　） A．磁条受到3个力的作用 B．卡纸受到4个力的作用 C．白板对卡纸的摩擦力大于卡纸的重力 D．白板对卡纸的支持力和磁条对卡纸的压力是一对相互作用力 1．（23-24高一上·浙江杭州·期中）如图所示，校园唐世芳校长的铜像屹立在大理石基座正中央， 默默注视着奋笔疾书中的同学，下列说法正确的是（　　） A．对地面受力分析，地面有受到铜像对它的压力 B．基座受到的重力和地面对基座的支持力是一对平衡力 C．铜像对基座的压力和基座对铜像的支持力是一对相互作用力 D．基座对铜像的支持力是铜像形变产生的 2．（20-21高一上·陕西渭南·期末）放在水平地面上的物体M上表面有一物体m，m与M之间有一处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态，如图所示，则关于M和m受力情况的判断，错误的是（　　） A．m受到向右的摩擦力 B．M受到m对它向左的摩擦力 C．地面对M的摩擦力方向右 D．地面对M不存在摩擦力作用 3．（23-24高一上·江西吉安·期末）第19届杭州亚运会吉祥物“琮琮”给“莲莲”和“宸宸”展示了攀岩项目动作，当琮琮静止时绳子拉力与重力大小恰好相等，简化模型如图所示。下列说法正确的是（　　） A．琮琮受到3个力的作用 B．岩石对琮琮的弹力是由于琮琮形变产生的 C．岩石对琮琮作用力方向斜向右上方 D．当琮琮向上攀爬时，岩石对它的作用力大于它对岩石的作用力 4．（23-24高一上·福建龙岩·期末）如图所示，东山风动石是福建省著名的景点，上下两块形状不规则的甲、乙石块叠放在一起，在任何风吹雨打的情况下总能保持平衡。关于风动石下列说法正确的是（    ） A．甲一定只受两个力 B．乙对甲的支持力与甲受到的重力是一对相互作用力 C．甲对乙的压力就是甲的重力 D．乙对甲的支持力与甲对乙的压力是一对相互作用力 5．（2024高一·全国·专题练习）下列关于飞船与火箭的说法正确的是（　　） A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体对火箭产生一个反作用力，从而使火箭获得了向上的推力 B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力 C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但火箭也无法获得前进的动力 D．飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对平衡力 6．（23-24高一上·山东青岛·期末）如图是某种桌面阅读支架的示意图。我们做作业时，将教科书放在支架的木质斜面上，通过调节斜面倾角θ可以获得更好的舒适度。已知教科书与斜面始终相对静止，下列说法正确的是（　　） A．教科书受到的摩擦力始终沿斜面向下 B．斜面对教科书的支持力是因为斜面发生形变产生的 C．教科书受到重力、支持力、摩擦力、下滑力共四个作用力 D．斜面对教科书的弹力与课本受到的重力是一对作用力和反作用力 7．（23-24高一上·上海浦东新·期中）画出下列各图中物体A受到的所有力的示意图（图一中的A沿着粗糙的竖直墙壁下滑，图二中的A静止，且球面光滑） 知识点一：牛顿第三定律 1．物体、受力、施力 2．作用力、反作用力、同时存在 3．相等、相反、同一条直线 4．应用举例 (1)反作用力 (2)后、前 【预习检测1】【答案】A 【详解】甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对作用力与反作用力，它们是同一性质的力，始终等大反向，且同时产生、同时变化、同时消失。 故选A。 【巩固训练1】【答案】BD 【详解】AB．据牛顿第三定律可知，人下陷时，人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力，A错误，B正确； CD．人的重力大于湿地地面对他的支持力，所以人会下陷，C错误，D正确。 故选BD。 知识点二：物体受力的初步分析 1．物体受力的初步分析 (1)各种力的特点 (2)重力、摩擦力、重力、弹力、摩擦力 (3)是在分析哪个物体所受的力 (4)平衡力 2．一对相互平衡的力与一对作用力和反作用力 (1)同一 (2)两个 (3)一定、不一定 【预习检测2】【答案】D 【详解】该球受竖直向下的重力G，沿细绳斜向上的拉力FT和垂直墙面向右的支持力FN。 故选D。 【巩固训练2-1】【答案】B 【详解】A. A向左运动而B保持静止，所以A受到B对其水平向右的摩擦力，故A错误； B.对B受力分析，B受重力、桌面对B的支持力、A对B的压力、A对B水平向左的摩擦力、桌面对B水平向右的摩擦力，故B正确； C.桌面和A对B的摩擦力是不同物体对B的作用力，大小相等，方向相反，是一对平衡力，不是一对相互作用力，故C错误； D. 桌面对B的支持力大小等于A对B的压力与B的重力大小之和，故D错误。 故选B。 【巩固训练2-2】【答案】D 【详解】对木块B受力分析，如图所示 则B木块的受力个数为4个；对木块A受力分析，如图所示 A、B之间有2对作用力和反作用力，分别为A、B间的摩擦力和A、B间的弹力。 故选D。 【巩固训练2-3】【答案】C 【详解】A．磁条受到重力、卡纸的摩擦力，白板的弹力和引力，共4个力的作用，选项A错误； B．卡纸受到重力、磁条和白板的摩擦力、白板的支持力和磁条的压力，共5个力的作用，选项B错误； C．白纸对磁条的摩擦力向上，则磁条对白纸的摩擦力向下，则对白板对卡纸的摩擦力等于磁条对白纸的摩擦力和卡纸的重力之和，可知白板对卡纸的摩擦力大于卡纸的重力，选项C正确； D．白板对卡纸的支持力和磁条对卡纸的压力同时作用在卡纸上，不是一对相互作用力，选项D错误。 故选C。 1．【答案】C 【详解】A．因为大理石基座与地面接触，对地面受力分析，得地面受到大理石基座对它施加压力，故A错误； B．基座的重力加铜像的重力等于地面对基座的支持力，得基座受到的重力和地面对基座的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故B错误； C．铜像对基座的压力作用在基座上，基座对铜像的支持力作用在铜像上，分别作用在两个不同物体上，且压力与支持力大小相等，方向相反，是一对相互作用力，故C正确； D．基座对铜像的支持力，是由于基座发生形变产生的，故D错误。 故选C。 2．【答案】C 【详解】AB．根据题意，对m受力分析，由于弹簧处于压缩状态，则弹簧给m向左的弹力，由平衡条件可知，M给m向右的摩擦力，由牛顿第三定律可知，M受到m对它向左的摩擦力，故AB正确； CD．根据题意，对整体受力分析可知，由于整体处于静止状态，则地面对M不存在摩擦力作用，故C错误，D正确。 本题选错误的，故选C。 3．【答案】C 【详解】A．琮琮受到重力、绳子拉力、岩石的弹力、向上的摩擦力4个力的作用，A项错误； B．岩石对琮琮的弹力是由于岩石形变产生的，B项错误； C．岩石对琮琮有方向水平向右弹力、竖直向上的摩擦力，所以岩石对琮琮作用力为弹力和摩擦力的合力，方向斜向右上方，C项正确； D．当琮琮向上攀爬时，岩石对它的作用力与它对岩石的作用力是一对相互作用力，等大反向，D项错误。 故选C。 4．【答案】D 【详解】A．由于两块石头的形状不规则，故甲石块除了重力和支持力之外可能还有其他外力，故A错误； B．乙对甲的支持力与甲受到的重力是作用在同一个物体上的两个力，不是相互作用力，故B错误； C．甲对乙的压力是弹力，与重力的性质不同，不是同一个力，故C错误； D．乙对甲的支持力与甲对乙的压力大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故D正确。 故选D。 5．【答案】A 【详解】ABC．火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，故A正确，BC错误； D．火箭运载飞船进入轨道后，飞船与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船吸引地球，这是一对作用力与反作用力，故D错误。 故选A。 6．【答案】B 【详解】A．教科书受到的摩擦力始终沿斜面向上，故A错误； B．斜面对教科书的支持力是因为斜面发生形变产生的，故B正确； C．教科书受到重力、支持力、摩擦力三个作用力，所谓的下滑力是重力沿斜面向下的分力，故C错误； D．斜面对教科书的弹力与课本受到的重力是不同性质的力，不是一对作用力和反作用力，故D错误。 故选B。 7．【答案】见解析 【详解】图一中的A沿着粗糙的竖直墙壁下滑，墙面对滑块的弹力为零，则摩擦力为零，则A受重力，如图所示 图二中的A静止，则A受重力、斜面对其的支持力和挡板对其的弹力，如图所示 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$