4.4 牛顿第三定律-2024-2025学年上海市高一物理必修一（沪科版2020）同步讲义

第四节 牛顿第三定律 课时聚焦 一、作用力和反作用力 物体间相互作用的一对力，我们称其中任意一个力为____________，另一个力为_______________。 二、牛顿第三定律 内容：两物体间的一对作用力 F 和反作用力 Fʹ 总是______________、_____________、作用在_____________________。即 F = ___________。 作用力和反作用力与一对平衡力的区别与联系 作用力和反作用力 平衡力 共同点 大小相等，方向相反，且作用在同一直线上 不同点 作用对象 两个力分别作用在______个物体上 两个力作用在________个物体上 作用时间 相互依存，不可单独存在，具有同时性 不一定同时产生或消失，无依赖关系 力的性质 _______（一定/不一定）是同性质的力 ______（一定/不一定）是同性质的力 作用效果 因为一对作用力和反作用力在两个物体上，各自产生作用效果，故________（能/不能）作为使物体平衡的条件。 一对平衡力的作用效果是使物体处于_________状态，合力为________。 典型例题 【例 1】 如图，吊于天花板上的电灯处于静止状态，下列说法正确的是（ ） A．绳对电灯的拉力和电灯对绳的拉力是作用力与反作用力 B．电灯的重力和电灯对绳的拉力是一对平衡力 C．电灯的重力和绳对电灯的拉力是作用力与反作用力 D．电灯的重力的反作用力作用在绳子上 【例 2】 放在水平面上的木块，受到重力 G、水平面的支持力 Ｎ 的作用，木块对水平面的压力为 Ｎʹ。试证明：木块对水平面的压力大小上等于重力。 【例 3】 【多选】汽车水平拉着拖车在水平路面上沿直线加速行驶，下列说法正确的是（ ） A．汽车对拖车的拉力大于拖车受到的阻力a B．汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力 C．汽车对拖车的拉力与拖车受到的阻力是同种性质的力 D．汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力与反作用力 【例 4】 如图所示，光滑水平面上放着甲，乙两个质量相等的小车，车上分别固定着条形磁铁和铁棒，由静止开始释放两车，发现乙车走得比甲车快，这是因为（ ）。S N 乙 甲 （A）磁铁对铁的吸引力比铁对磁铁的吸引力大 （B）磁铁对铁的吸引力比铁对磁铁的吸引力小 （C）磁铁的质量比铁棒的质量大 （D）磁铁的质量比铁棒的质量小 同步精练 一、选择题 1． 如果两个力彼此平衡，则它们（ ） A．一定是作用力和反作用力 B．一定不是作用力和反作用力 C．可能是作用力和反作用力 D．一定是性质相同的力 2． 下列对于作用力与反作用力、平衡力的认识，正确的是（ ） A．平衡力的合力为零，作用效果相互抵消；作用力与反作用力的合力也为零，作用效果也相互抵消 B．作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，平衡力的情况却不一定相同 C．作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，平衡力也是如此 D．先有作用力，后有反作用力，平衡力却是同时作用在同一物体上 3． 对牛顿第三定律的理解，下列说法正确的是（ ） A．当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失 B．弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力 C．甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的作用力可以是摩擦力 D．作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡 4． 用牛顿第三定律判断下列说法中正确的是（ ）。 A．人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才向前走 B．你站在地面上无论怎样运动。你对地面的压力和地面对你的支持力，总是大小相等、方向相反的 C．物体甲静止在物体乙上，甲的质量是乙的质量的 100 倍，所以甲作用于乙的力大于乙作用于甲的力 D．以鸡蛋击石，石头没损害，而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力 5． 如图，人和牛都处在同一水平面上，人沿水平方向拉牛，但没有拉动。下列说法正确的是（ ） A．绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力 B．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力 C．绳拉牛的力小于牛拉绳的力 D．绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力 6． 【多选】如图，物体静止在斜面上，下列说法正确的是（ ） A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 D．物体所受重力和物体对地球的吸引力是一对平衡力 7． 【多选】如图，物块 P、Q 叠在一起，静止在水平桌面上。下列各对力中，属于作用力和反作用力的是（ ）P Q A．P 所受的重力和 Q 对 P 的支持力 B．Q 所受的重力和 Q 对 P 的支持力 C．P 对 Q 的压力和 Q 对 P 的支持力 D．Q 对桌面的压力和桌面对 Q 的支持力 8． 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．人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力 C．人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力 D．无法确定 9． 马拉车，车匀速前进时，下列说法正确的有（ ） A．马拉车的力与车拉马的力是一对平衡力 B．马拉车的力与车拉马的力是一对作用力与反作用力 C．马拉车的力与地面对马的阻力是一对平衡力 D．马拉车的力与地面对车的阻力是一对作用力与反作用力 10． 汽车关闭发动机在水平路面减速滑行时，汽车与地球间的作用力和反作用力的对数有（ ） A．1 对 B．2 对 C．3 对 D．4 对 11． 火箭竖直发射加速升空，设此过程中火箭的重力为 G，喷射出的气体对火箭的作用力为 F1，火箭对喷射出的气体的作用力为 F2，下列说法正确的是（ ） A．F1 与 F2 大小相等 B．F1 先产生，F2 后产生 C．F1 与 G 是一对平衡力 D．F1 与 G 是一对作用力与反作用力 12． 消防员用绳子将一个不慎落入井中的儿童从井内竖直加速向上提，过程中不计绳子的重力，下列说法正确的是（ ） A．绳子对儿童的拉力大于儿童的重力 B．绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力 C．儿童的重力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力 D．消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力与反作用力 13． （多选）如图（a），重物 A 用一根轻弹簧悬挂于天花板下，重物和弹簧的受力图如图（b）。F1 为弹簧对重物 A 的拉力，F2 为重物 A 的重力，F3 是重物 A 对弹簧的拉力，F4 是天花板对弹簧的拉力。下列说法正确的是（ ）A F4 F3 F1 F2 图（a） 图（b） A A．F1 的反作用力是 F4 B．F1 的施力物体是弹簧 C．F3 的施力物体是物体 A D．F1 和 F2 是一对作用力与反作用力 二、填空题 14． 作用力与反作用力的受力物体___________，力的性质_________，作用时间_________，作用效果_________。（均选填“相同”或“不同”） 15． 教室内挂着的吊扇不工作时，除了受到重力作用外，还受到与重力平衡的力的作用，这个力是_____________________，吊扇所受重力的反作用力是________________________。 16． 如图所示，人拉着车前进，人对车的拉力的反作用力是__________________________，车受到的地面摩擦力的反作用力是___________________________。 17． 人用力使脚向下蹬地，使自己跳起来，在用力蹬地向上运动的过程中，人对地的压力________地对人的支持力，地对人的支持力___________人的重力。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 三、综合题 18． 图（a）为力传感器，某实验小组在用力传感器开展“探究作用力与反作用力关系”的实验过程中，获得了图（b）的图线，实验中要用到________个力传感器。根据这个图线，你可以得出的结论是_____________________________________________________。如果实验时保持一只手不动，另一只手拉动，与两只手同时对拉得到的结论有没有变化？_________（选填“有”或“没有”，下同）；两只手边拉边向右运动，与两只手静止时对拉得到的结论有没有变化？___________。 t/s F/N 20 15 10 5 O -5 -10 -15 -20 图（a） 图（b） 19． 弹簧测力计竖直放置，下面挂了一个质量为 10 kg的物体。（g 取 10 m/s2） （1）当弹簧秤带着物体以 3 m/s2 加速度一起向上加速时，弹簧秤对物体的拉力大小为多少？方向如何？ （2）当弹簧秤带着物体以 2 m/s2 加速度一起向上减速时，物体对弹簧秤的拉力大小又为多少？方向如何？（1）受力图 （2）受力图 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四节 牛顿第三定律 课时聚焦 一、作用力和反作用力 Comment by fj: 作用力，反作用力 大小相等，方向相反，同一条直线上 −Fʹ 两，一 一定，不一定 不能，平衡，零 物体间相互作用的一对力，我们称其中任意一个力为____________，另一个力为_______________。 二、牛顿第三定律 内容：两物体间的一对作用力 F 和反作用力 Fʹ 总是______________、_____________、作用在_____________________。即 F = ___________。 作用力和反作用力与一对平衡力的区别与联系 Comment by fanjing: 建议分析这个表格时设置一个情境，我会选用第6题 作用力和反作用力 平衡力 共同点 大小相等，方向相反，且作用在同一直线上 不同点 作用对象 两个力分别作用在______个物体上 两个力作用在________个物体上 作用时间 相互依存，不可单独存在，具有同时性 不一定同时产生或消失，无依赖关系 力的性质 _______（一定/不一定）是同性质的力 ______（一定/不一定）是同性质的力 作用效果 因为一对作用力和反作用力在两个物体上，各自产生作用效果，故________（能/不能）作为使物体平衡的条件。 一对平衡力的作用效果是使物体处于_________状态，合力为________。 典型例题 【例 1】 如图，吊于天花板上的电灯处于静止状态，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: A A．绳对电灯的拉力和电灯对绳的拉力是作用力与反作用力 B．电灯的重力和电灯对绳的拉力是一对平衡力 C．电灯的重力和绳对电灯的拉力是作用力与反作用力 D．电灯的重力的反作用力作用在绳子上 【例 2】 放在水平面上的木块，受到重力 G、水平面的支持力 Ｎ 的作用，木块对水平面的压力为 Ｎʹ。试证明：木块对水平面的压力大小上等于重力。 【例 3】 【多选】汽车水平拉着拖车在水平路面上沿直线加速行驶，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: AD A．汽车对拖车的拉力大于拖车受到的阻力a B．汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力 C．汽车对拖车的拉力与拖车受到的阻力是同种性质的力 D．汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力与反作用力 【例 4】 如图所示，光滑水平面上放着甲，乙两个质量相等的小车，车上分别固定着条形磁铁和铁棒，由静止开始释放两车，发现乙车走得比甲车快，这是因为（ ）。S N 乙 甲 （A）磁铁对铁的吸引力比铁对磁铁的吸引力大 （B）磁铁对铁的吸引力比铁对磁铁的吸引力小 （C）磁铁的质量比铁棒的质量大 （D）磁铁的质量比铁棒的质量小 同步精练 一、选择题 Comment by fanjing: 2～4概念 5～11，16平衡情景 12～15，17非平衡情景 1． 如果两个力彼此平衡，则它们（ ） Comment by fj: B A．一定是作用力和反作用力 B．一定不是作用力和反作用力 C．可能是作用力和反作用力 D．一定是性质相同的力 2． 下列对于作用力与反作用力、平衡力的认识，正确的是（ ） Comment by jing fan: B 2007年沪教版3.3.1 A．平衡力的合力为零，作用效果相互抵消；作用力与反作用力的合力也为零，作用效果也相互抵消 B．作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，平衡力的情况却不一定相同 C．作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，平衡力也是如此 D．先有作用力，后有反作用力，平衡力却是同时作用在同一物体上 3． 对牛顿第三定律的理解，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: D A．当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失 B．弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力 C．甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的作用力可以是摩擦力 D．作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡 4． 用牛顿第三定律判断下列说法中正确的是（ ）。 Comment by jing fan: B 2007年沪教版3.3.6 A．人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才向前走 B．你站在地面上无论怎样运动。你对地面的压力和地面对你的支持力，总是大小相等、方向相反的 C．物体甲静止在物体乙上，甲的质量是乙的质量的 100 倍，所以甲作用于乙的力大于乙作用于甲的力 D．以鸡蛋击石，石头没损害，而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力 5． 如图，人和牛都处在同一水平面上，人沿水平方向拉牛，但没有拉动。下列说法正确的是（ ） Comment by fj: B A．绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力 B．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力 C．绳拉牛的力小于牛拉绳的力 D．绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力 6． 【多选】如图，物体静止在斜面上，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: BC A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 D．物体所受重力和物体对地球的吸引力是一对平衡力 7． 【多选】如图，物块 P、Q 叠在一起，静止在水平桌面上。下列各对力中，属于作用力和反作用力的是（ ） Comment by fj: CDP Q A．P 所受的重力和 Q 对 P 的支持力 B．Q 所受的重力和 Q 对 P 的支持力 C．P 对 Q 的压力和 Q 对 P 的支持力 D．Q 对桌面的压力和桌面对 Q 的支持力 8． 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（ ） Comment by fj: B 错误率较高 A．人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力 B．人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力 C．人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力 D．无法确定 9． 马拉车，车匀速前进时，下列说法正确的有（ ） Comment by fj: B A．马拉车的力与车拉马的力是一对平衡力 B．马拉车的力与车拉马的力是一对作用力与反作用力 C．马拉车的力与地面对马的阻力是一对平衡力 D．马拉车的力与地面对车的阻力是一对作用力与反作用力 10． 汽车关闭发动机在水平路面减速滑行时，汽车与地球间的作用力和反作用力的对数有（ ） Comment by fj: C 错误率高 A．1 对 B．2 对 C．3 对 D．4 对 11． 火箭竖直发射加速升空，设此过程中火箭的重力为 G，喷射出的气体对火箭的作用力为 F1，火箭对喷射出的气体的作用力为 F2，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: A A．F1 与 F2 大小相等 B．F1 先产生，F2 后产生 C．F1 与 G 是一对平衡力 D．F1 与 G 是一对作用力与反作用力 12． 消防员用绳子将一个不慎落入井中的儿童从井内竖直加速向上提，过程中不计绳子的重力，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: A A．绳子对儿童的拉力大于儿童的重力 B．绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力 C．儿童的重力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力 D．消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力与反作用力 13． （多选）如图（a），重物 A 用一根轻弹簧悬挂于天花板下，重物和弹簧的受力图如图（b）。F1 为弹簧对重物 A 的拉力，F2 为重物 A 的重力，F3 是重物 A 对弹簧的拉力，F4 是天花板对弹簧的拉力。下列说法正确的是（ ） Comment by fj: BCA F4 F3 F1 F2 图（a） 图（b） A A．F1 的反作用力是 F4 B．F1 的施力物体是弹簧 C．F3 的施力物体是物体 A D．F1 和 F2 是一对作用力与反作用力 二、填空题 14． 作用力与反作用力的受力物体___________，力的性质_________，作用时间_________，作用效果_________。（均选填“相同”或“不同”） Comment by fj: 不同，相同，相同，不同 15． 教室内挂着的吊扇不工作时，除了受到重力作用外，还受到与重力平衡的力的作用，这个力是_____________________，吊扇所受重力的反作用力是________________________。 Comment by fj: 杆对吊扇的拉力，吊扇对地球的引力 2021沪科版练习册4.4.1 16． 如图所示，人拉着车前进，人对车的拉力的反作用力是__________________________，车受到的地面摩擦力的反作用力是___________________________。 17． 人用力使脚向下蹬地，使自己跳起来，在用力蹬地向上运动的过程中，人对地的压力________地对人的支持力，地对人的支持力___________人的重力。（均选填“大于”“小于”或“等于”） Comment by fj: 等于，大于 三、综合题 18． 图（a）为力传感器，某实验小组在用力传感器开展“探究作用力与反作用力关系”的实验过程中，获得了图（b）的图线，实验中要用到________个力传感器。根据这个图线，你可以得出的结论是_____________________________________________________。如果实验时保持一只手不动，另一只手拉动，与两只手同时对拉得到的结论有没有变化？_________（选填“有”或“没有”，下同）；两只手边拉边向右运动，与两只手静止时对拉得到的结论有没有变化？___________。 Comment by fj: 两作用力与反作用力大小相等，方向相反，没有，没有 t/s F/N 20 15 10 5 O -5 -10 -15 -20 图（a） 图（b） 19． 弹簧测力计竖直放置，下面挂了一个质量为 10 kg的物体。（g 取 10 m/s2） Comment by fanjing: （1）130 N （2）80 N （1）当弹簧秤带着物体以 3 m/s2 加速度一起向上加速时，弹簧秤对物体的拉力大小为多少？方向如何？ （2）当弹簧秤带着物体以 2 m/s2 加速度一起向上减速时，物体对弹簧秤的拉力大小又为多少？方向如何？（1）受力图 （2）受力图 1 学科网（北京）股份有限公司 $$