第11讲 牛顿第三定律-【考点同步解读】2024-2025学年高中物理必修1（人教版2019）

第三章> 相互作用 第11讲 牛顿第三定律 高考要求 学业标准·考情分析 一考点分布 一课标解读 一_学法导引 1.通过观察、分析演示实验,正确认识物体 1.知道作用力、反作用力的概念 间力的作用是相互的,明确作用力和反 1.作用力和反作用力.() 2.理解牛顿第三定律,会区别一 作用力的概念 2.牛顿第三定律.() 对相互作用力和一对平衡力. 2.通过学习牛顿第三定律,要认识到它在 3.会用牛顿第三定律解决简单 3.物体受力的初步分析.() 力学中的重要性,并能用它解决简单的 问题. 问题. 一门 3.通过实例分析,领悟受力分析的基本要领. 考点分类 考点透析·典例剖析) 考点 作用力和反作用力 5年2考 ·核心总结· 回 5方法梳理... 1.作用力和反作用力 判断作用力和反作用力的方法 两物体间的作用总是相互的,我们把其中任何一个力叫作 判断两个力是否为一对 作用力,另一个力就叫作反作用力 作用力和反作用力,主要看两 2.作用力和反作用力的特点 个方面: (1)相互作用的物体不一定接触,如电荷间的作用、磁极间 1.看作用点:作用力和反 的作用. 作用力应作用在两个物体上, (2)作用力和反作用力作用在不同物体上,各自产生的效 则作用点也在两个物体上。 果不能抵消. 2.看产生的原因:作用力 (3)物体间力的作用是相互的,力是成对出现的,一对相互 和反作用力是由于相互作 用而产生的,一定是同一性质 作用力一定性质相同. 的力. 考题1[2024·深圳中学模拟](多选题)下列关于飞船与 火箭起飞的情形,叙述正确的是( ). A. 火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反 作用力,从而让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,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但 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作用力 与反作用力 115 考点同步解读> 高中物理 必修 第一册 RJ乡 解析火箭升空时,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 在空气中飞行无关,因而A正确,BC错误;当飞船进入运行轨道 后,飞船与地球之间依然存在着相互吸引力,即地球吸引飞船,飞船 也吸引地球,这是一对作用力和反作用力,故D正确 答AD 昂 变式1-1 [江苏高考题改编]关于两个物体间的作用力和 反作用力,下列说法中正确的是( ). A.作用力和反作用力一定同时产生、同时消失 B.作用力和反作用力可以不同时产生 C.作用力和反作用力可以是不同性质的力 D.作用力和反作用力的效果会相互抵消 考点2 牛顿第三定律 5年2考 1·核心总结: 众名师点拨 1.用弹策测力计探究作用力和反作用力的关系 作用力与反作用力的三个关系 如图所示,把A、B两个弹策测力计连接在一起,B的一端 )大小、技质,变化情况 均高 固定,用手拉测力计A.可以看到两个测力计的指针同时移动 才向、交力物体产生 这时测力计B受到A的拉力F,测力计A则受到B的拉力F' 黑不 与物体种灵、运动非 是和他物 在相互作用无关 1→# 5归纳总结 实验现象及结论:从实验中可以观察到两个弹策测力计的 一对作用力和反作用力与 示数总是相等的,这说明F和F大小始终相等,方向相反 一对平衡力的比较 2.牛顿第三定律 相同点小如等,方向相瓦,在! (1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相 -.线上........! 力和一对力 等,方向相反,作用在同一条直线上. {反排力 ____ (2)表达式:F一一F(式中负号表示两力在同一条直线上 .. 一1.... 日方向相反). {挂扣的姓度术一 -1 (3)作用力和反作用力的特征与性质 一四时声一一时 1生时处 等值:大小总是相等 用就不效可相! 1阳满__ _ 特征 反向:方向总是相反 共线:二者总是在同一条直线上 116 第三章> 相互作用 续表 方法梳理 “转移对象法”在受力 异体性:F与F作用在两个物体上,作用效果不能抵消 分析中的应用 同时性:F与F同时产生、同时变化、同时消失 “转移对象法”在受力分 性质 相互性:F与F总是成对出现 析中的应用,其本质是牛顿第 同质性:F与F性质相同 三定律的应用,由于作用力与 普遍性;适用于任何物体,与运动状态无关 反作用力的关系,当待求的 某个力不容易求时,可先求它 。考题2[海南高考题改编]关于车拉马和马拉车的问题, 的反作用力,再反过来求待求 同 下列说法中正确的是( ). 力,如求压力时,可先求支持力 A. 马拉车不动,是因为马拉车的力小于车拉马的力 共] B.马拉车前进,是因为马拉车的力大于车拉马的力 2拓展延伸 C.马拉车,不论车动还是不动,马拉车的力的大小总是等干 牛频第三定律的特点 车拉马的力的大小 牛顿第三定律是普遍规 D.马拉车不动或车匀速前进时,马拉车的力与车拉马的力才 律,它的成立不受条件限制, 大小相等 作用力与反作用力的关系与 解析车的运动状态的变化是由车受到的合力决定的,当马 物体运动状态、参考系的选取 拉车的力较小时,拉力与车受到地面的摩擦力大小相等,车保持 均无关。 静止;当马拉车的力大于车所受到地面的摩擦力时,车就开始启 动并加速前进,根据牛顿第三定律作出判断,马拉车的力和车拉 马的力是一对作用力和反作用力,大小始终相等,C正确。 答 C 。变式2-1[2024·信阳高中期末如图所 示,用弹箭测力计悬挂一个重G一10N的金属块; 使金属块的一部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢 出).若弹策测力计的示数变为F一6N,则台平的 示数与未挂金属块时相比( ). A.保持不变 B.增加10N C.增加6N D.增加4N 考点3 物体受力的初步分析 5年2考. ·核心总结· 1.受力分析的概念 把指定的研究对象在特定的物理情境中所受到的所有外 力找出来,并画出受力示意图,就是受力分析 17 考点同步解读> 高中物理 必修 第一册 RJ 食方法技巧... 2.受力分析的一般步骤 受力分析的角度和依据 研究对象的选取方法有整体法或 明确研究对象· 离法,可以是单个物体,也可能是多 从力的概念 寻找对应的施力物 个物体的组合 #s7 判断 从力的性质 & 先分析重力和已知力,再按接触而分 判断 寻找产生的原因 进行受力分析 析弹力,摩擦力,最后分析其他力(电 场、磁场力等 ## 寻找是否发生形变 从力的效果 边分析边将力一一在受力示总图 或改变物体的运动 判断 m受力小意图 上,准确标出各力的方向,尽量做到 状态 1 大力长线、小力知线 从力的相互 从力的相互作用角 性判断 AF 度去寻找 D考题3 [2024·天津南开中学月考]如 图所示,两个等大、反向的水平力F分别作用在 7777777077 物体A和B上,A、B两物体均处于静止状态,若各接触面与水平 地面平行,则A、B两物体的受力个数分别为( ). B.4,4 C.4.5 D.4.6 A.3.4 食名师点拨 受力分析的注意事项 解析 先以A为研究对象,A受重力、水平力F、B对A的支 1.受力分析是分析其他 持力、静摩擦力4个力的作用,竖直方向上A的重力和B对A的 物体对研究对象施加的力,而 支持力二力平衡,水平方向上F和B对A的静摩擦力二力平衡 不是研究对象对外施加的力. 再以B为研究对象,B受重力、水平力F、A对B的压力、地面对 2.不要把作用在其他物 B的支持力、A对B的静摩擦力5个力的作用,竖直方向上B的 体上的力,误认为“通过力的 传递”作用在研究对象上。 重力、A对B的压力、地面对B的支持力三力平衡,水平方向上F 3.受力分析时,不要多力 和A对B的静摩擦力大小相等,恰好二力乎衡,所以地面对B没 或少力,可以通过找施力物体 有静摩擦力. 的方法防止多力,按照一般顺 C 签 序来分析受力,防止少力,分 力和合力避免重复分析. D变式3-1 如图所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬 4.只分析物体受到的性 行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是 ). 质力,如重力、弹力、摩擦力; 不分析效果力,如动力、阻力。 下滑力,压力、支持力、拉力、 推力等均属于弹力. 5.有时题目中会出现一 些模型化的提示语,如“轻绳” “轻杆”表示绳和杆本身的重 #2 力可以忽略不计,“光滑的接 g 触面”表示不会有摩擦力。 A 118 第三章> 相互作用 对标演练 分级测评·限时特训 基础通关测评 限时10分钟........ 4.考点2[2020·浙江1月选考]如图所示,一 1.考点1[2024·黄区中学月考(多选题)重物 对父子斑手腕,父亲让儿子获胜,若父亲对儿 A.用一根轻弹箭悬干天花板下,画出重物和 子的力记为F、儿子对父亲的力记为E,则 ). 弹箭的受力图如图所示,关于这四个力,下列 A.F>F 说法中正确的是( ). # “ B. E,和F。大小相等 C.F:先于F产生 D. F.、F:的性质可能不同 高考通关测评 限时30分钟 A.F的反作用力是F 1.考点3[2021·浙江1月选考]如图所示,电 B.F,的反作用力是E C.F.的施力者是弹策 动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长 D. F。的施力者是物体A 木板上水平向左加速运动时,长木板保持静 止,此时( ). 2.考点2(多选题)用计算机 FN A.小车只受重力、支 辅助实验系统做验证牛 持力作用 顿第三定律的实验,点击 B.木板对小车的作用力方向水平向左 实验菜单中“力的相互作用”,把两个力探头 C.本板对小车的作用力大于小车对木板的 的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示 作用力 器屏幕上出现的结果如图所示,观察分析两 D.木板对小车的作用力与小车对木板的作 个相互作用力随时间变化的曲线,可以得到 用力大小一定相等 ). 的实验结论是( 2.考点2、3[2024·郑州外国语 A.作用力与反作用力时刻相同 学校期中]“象步虎掌”是同 B.作用力与反作用力作用在同一物体上 学们喜欢的传统体育游戏之 C.作用力与反作用力大小相等 一.游戏开始前水平地面上 D.作用力与反作用力方向相反 甲、乙两位同学相隔一定距离站立,然后伸出 3. 考点3[2024·武汉新洲一中期中]运动员立 双掌水平相抵且稍发力,开始后双方用巧力 定跳远蹬地起跳瞬间的受力示意图如下,其 向前推出或向后缩让,脚掌先移离原位者为 ). 中正确的是( 输,如图所示为游戏开始前甲、乙处于静止状 态,则此时( ). A.甲对乙的推力是由于乙的手掌发生形变 B. 甲对乙的推力可能大于乙对甲的推力 C.以甲、乙整体为研究对象,甲和乙受到的 摩擦力是一对平衡力 D.甲、乙受到的摩擦力与各自的重力成正 A D 比,与受到的推力无关 119 考点同步解读> 高中物理 必修 第一册 RJ乡 3. 考点2、3[2024·杭州二中期中] 度a水平向右加速滑行,木块与长木板间的 如图,现有一台台式电风扇放在 动摩擦因数为丛,长木板与地面间的动摩擦 水平桌面上,该电风扇运行时,调 因数为,若长木板仍处于静止状态,则长 木板对地面摩擦力的大小和方向是( 节它的“摇头”旋钗可改变风向; ). 但风向一直水平,若电风扇底座在桌面上始 ). 终不发生移动,则下列说法正确的是 →E A.电风扇受到2个力的作用 A.(m+M)g,水平向右 B.桌面对电风扇的摩擦力大小和方向都不变 昂 C.风扇对空气的作用力与桌面对风扇的摩 B.mg,水平向左 C.mg,水平向左 擦力互相平衡 ] D.mg,水平向右 D.空气对风扇的作用力与桌面对风扇的摩 7.考点3[2024·浙江镇海中学期中](多选题) 擦力大小相等 4.考点2[2024·海南中学期中]小明将一辆后 如图,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的 轮驱动的电动小汽车按图示方法置于两个平 力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上,关 板小车上,三者置于水平实验桌上.当小明用 于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确 的是( ). 遥控器启动小车向前运动后,他看到两个平 板小车也开始运动,下列平板小车的运动方 A.A一定受到四个力 B.B可能受到四个力 向标示正确的是( ). ##行# C.B与墙壁之间一定有弹力和摩 擦力 A B D.A与B之间一定有摩擦力 竞赛强基演练限时.10钟... 12 1. [复旦大学自主招生]在一深度为H的容器 C D 中充满液体,液体密度从表面的。到容器底 5.考点2[2024·合肥一中期中]将重均为G的 的。成线性变化,液体里浸入两个体积同为 两个磁环A、B先后套在光滑的木支架上 V的小球,小球间用长为/人、不可伸长的轻细 并使两磁环相对面的极性相同,此时可以看 绳连接,第1个小球密度为。,第2个小球密 到上方的磁环A“悬浮”在空中,如图所示 度为,过一段时间后,两小球静止于图示 设磁环B对木支架底座的压力为F,B对 位置,求绳中张力. A的排斥力为F。,下列关于这些力的大小 _- 关系正确的是( ). e.C A. F 2G,F-G B$F.-2G.F-G C. F2G.F。G D. F -2G.FG 6. 考点2、3[2024·眉山期末]如图所示,质量 为n的木块在质量为M的长木板上以加速 120考点同步解读〉高中物理必修笃一网J乡 A正确：第1张纸的下表面受到第2张纸施加的滑动 3.A「运动员受到重力、地面对他向上的支持力以及向 摩擦力f,方向向左，即有=地(mg十F),F为搓纸 前的静摩擦力作用，故选项A正确，BCD错误. 轮对第1张纸的压力，要让纸张一张一张进人，则需 4.B[父亲对儿子的力与儿子对父亲的力是一对作用 满足f=地(mg十F)<出F,由题知F>mg,故必有 力与反作用力.它们总是大小相等，方向相反，同时产 >:,故D正确：第2张纸与第3张纸之间的摩擦力 生，同时消失，且性质相同。门 及第99张纸与第100张纸之间的摩擦力都是静摩擦 【高考通关测评】 力，根据受力平衡可知，大小均为了=(mg十F),故 1.D[小车加速向左运动时，受到自身的重力、动力及 B错误，C正确.] 长木板对小车的支持力和摩擦力，A错误：木板对小 8.静摩擦力：2.0.[1.0~1.2s时间内，木板还未被拉 车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的摩 动，摩擦力随外力的增大而增大，物块与木板之间的 擦力，根据平行四边形定则可知，二力的合力方向一 摩擦力是静摩擦力，木板运动过程中，物块与木板之 定不在水平方向，B错误：木板对小车的作用力与小车 间的滑动摩擦力与细线的拉力大小相等，由题图可 对木板的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错 知，滑动摩擦力的大小约为2.0N.] 误，D正确. 【竞赛强基演练】 2.C[甲对乙的推力是由于甲的手掌发生形变，故A错 1.物体相对传送带的速度方向如图所示， 误：相互作用的推力大小相等，故B错误：甲、乙处于 万为传送带给物体的摩擦力，为阻 静止状态，以甲、乙为整体时，甲和乙受到的摩擦力是 挡板给物体的摩擦力，而=出g 一对平衡力，故C正确：静摩擦力与重力大小无关，与 N=fisin 0,f:=pe N-pefisin 0. 推力平衡，故D错误.J 3.D[电风扇受重力、支持力、风的反冲力（空气对风扇 其中，sin0= 为 cos 0= √所十通 √话十函 的作用力)及静摩擦力，共4个力，故A错误：由于风 扇平衡，故风的反冲力与桌面对风扇的静摩擦力大小 故F=f+有cs0=mg(十) √十园 相等，方向相反，而风的反冲力大小不变，故静摩擦力 第11讲牛顿第三定律 的大小不变，因为风的方向是改变的，故静摩擦力的 方向也是改变的，故B错误，D正确：风，对空气的作 【变式训练】 用力作用在空气上，而桌面对风扇的摩擦力作用在风 [变式11门A[作用力和反作用力总是同时产生、同 扇上，两者不是平衡力，故C错误.] 时变化、同时消失，它们之间没有先后顺序，A正确，B错 4.C[当后轮驱动的电动小汽车的后轮顺时针转动时， 误：作用力和反作用力一定是同种性质的力，不要与平 左边平板小车对后轮摩擦力向右，后轮对左边平板小 衡力相混语，平衡力可以是不同性质的力，C错误：由于 车的摩擦力向左：而前轮是从动轮，所以右边平板小 作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，因而 车对前轮的摩擦力向左，前轮对右边平板小车的摩擦 它们之间是无法求合力的，作用效果根本不能相互抵 力向右，因此，左边平板小车向左运动，而右边平板小 消，D错误.] 车向右运动，C正确.] [变式2-1]D[金属块浸人水中后，水对金属块产生 5.B[对磁环A有F:=G,对磁环B有F,=F十G 浮力F,由弹簧测力计的示数可知，浮力的大小为F= F,十G=2G,选项B正确.] G-F,=10N一6N=4N.根据牛顿第三定律可知，金 6.D[由于长木板处于静止状态，则木块给长木板的摩 属块对水也施加一个反作用力F,其大小F=F=4N, 擦力与地面给长木板的摩擦力等大反向，木块给长木 通过水和杯的传递，对台秤产生附加压力，所以台秤的 板的摩擦力大小为mg,方向水平向右，因此地面给 示数增加4N.故D正确. 长木板的摩擦力大小也等于内g,方向水平向左，根 [变式31]A[壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬 据牛顿第三定律可知，木板对地面的摩擦力大小等于 行，在此平面内，壁虎受到竖直向下的重力和竖直向上 内mg,方向水平向右，故选D.] 的摩擦力，故A正确.] 7.AD[对A,B整体受力分析，如图甲所示，受到向下 【基础通关测评】 的重力和向上的推力F,由平衡条件可知B与墙壁之 I.CD 2.CD 间不可能有弹力，因此也不可能有摩擦力，故C错误： 16 参考答案与提示)7 对B受力分析，如图乙所示，其受到重力、A对B的弹 示，由图甲可知，3变小，F变大，故A正确，B错误：若 力及摩擦力而处于平衡状态，故B只能受到三个力，B 保持F大小不变而减小a,F:如图乙所示，由图乙可 错误：对A受力分析，如图丙所示，受到重力、推力、B 知，3变小，F2变小，故CD错误.」 对A的弹力和摩擦力，共四个力，故AD正确.] [变式5-1]B[重力G产生两个效果一分别垂直压 (ma十h3g NVO和M)板，则分解为如图所示的两个分力F户和F:, 甲 岁 依题意知F=G,所以△OFG为等腰三角形.在力的 【竞赛强基演练】 矢量三角形中a=0,3-A=75,所以a=8=180°-23=30° 1.设细绳中拉力为T,对两个球分别有 故B正确.] Fn-T-mg=0, F:+T-m2g=0. 在液体下深度x处时，球受到的浮力表示为F,= agV, 而A=A+p二a虹 由此可得T=竖(-a治) 说明：这一关系只有在T≥0，>0，x<H时才有可 [变式61]BD根据题意，把F分解到x轴和y轴 能成立 如图所示. 第2讲力的合成和分解 【变式训练】 [变式1-1]BC[力F的作用效果与其分力F.F2共 同作用产生的效果相同.F,和F:的合力的作用效果是 把行李提起来，而G的作用效果是使行李下落，另外，力 则物体在x轴上的合力为F,=F一F=F一FcOs45 产生的原因（即性质）也不相同，故A错误：F和F:的 =0,物体在y轴上的合力为F=F=F2sn45=10V2N 作用效果和F的作用效果相同，故B正确：行李对轻绳 OA的拉力与拉行李的力F1是相互作用力，等大反向， 则物体受到的合力为F会=F,=102N,方向沿y轴负 不是一个力，故C正确：合力F是为研究问题方便而假 方向.故选BD.] 想出来的力，实际上不存在，应与实际受力区别开来，故 [变式7-1]AB[根据合力与分力的矢量三角形可知， D错误.] A和B中F,,F:与F一定能围成唯一的三角形，故AB [变式2-1](1)D.(2)3. 正确：C中若F:小于F在垂直于F上的分量，则不能 [(1)两弹簧测力计读数不必相同：在结点位置确定好的 围成三角形，故C错误：D中若F和F数值之和小于 情况下，确定一个拉力的方向只需要选择距离稍远的一 F,则不能围成三角形，故D错误.] 个点：弹簧测力计外壳与木板之间可以有摩擦：橡皮条、 【基础通关测评】 细绳、弹簧测力计与木板应贴近且平行，故选D. L.A[由平行四边形定则可知，F、F的合力为F,则 (2)只有→个弹簧测力计时，确定三个力的大小至少需 质点受到的合力为2F,故A正确，B错误：由题图并 拉3次.] 结合合力与分力的关系可知，F、F共同作用的效果 [变式31]C[多力合成时可以用公式法将两个力先 与F相同，故CD错误.] 合起来，得到的合力与第三个力再合成，可见选项C中 2.B[根据力的正交分解可知，水平方向上力的大小为 合力为0，所以C正确.] F1=Fcos0,故选B.] [变式41]A[若保持a不变而减小F,F:如图甲所 3.AC[由力的合成可知，在两分力相等，0=120°时 17