3.3牛顿第三定律 知识清单-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

牛顿第三定律 1. 力的性质：①物质性：力不能脱离物体单独存在，一定有施力物体和受力物体；②相互性：力的作用一定是相互的，施力物体同时也是受力物体；③矢量性：力是一个矢量，既有大小又有方向。 2. 作用力与反作用力：两个物体之间的作用总是相互的。当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个力也施加了力。物体间相互作用的这一对力通常叫做作用力与反作用力。 （例：粉笔放在桌子上，粉笔给桌子一个向下的压力，同时桌子也给粉笔一个向上的支持力；用手指按压黑板，黑板也反过来给手指一个压力。这样的一对力称为相互作用力。） 3．实验：用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系 探究作用力和反作用力的关系，要同时测量这两个力，你认为应该如何测量？ 我们可以通过上图所示装置进行实验，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。可以看到两个测力计的指针同时移动。这时测力计B受到A的拉力F，测力计受到 B的拉力F’。F与F’有什么关系？ 1 实验目的：用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系； 2 实验原理：当弹簧测力计A向右拉动弹簧测力计B时，弹簧测力计B反过来向左拉弹簧测力计A，弹簧测力计A对弹簧测力计B的拉力与弹簧测力计B对弹簧测力计A的拉力是一对相互作用力，通过弹簧测力计的读数可以得出两个弹力的大小。 3 实验步骤：a.将弹簧测力计A/弹簧测力计B放在水平桌面上，弹簧测力计B一端固定，另一端用挂钩和弹簧测力计A连接在一起；b.水平拉动A，两个测力计示数发生变化，稳定时记录A与B的读数；c.改变拉力大小，重复以上实验。 4 注意事项：a.弹簧测力计在使用前一定要调零；b.拉伸不能超过弹簧测力计的量程，否则实验数据不准，甚至损坏仪器；c.实验要放在水平桌面上进行，并要水平拉动弹簧测力计，以防止弹簧因自身重力影响向下拉伸，影响实验结果。 5 实验结论：在误差允许的范围内，俩个拉力的大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 3. 牛顿第三定律：两个物体之间的相互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。（总结为：等大、反向、共线） 4. 一对相互作用力特点： 1 普遍性：适用于一切情况； 2 同时性：同时产生，同时变化，同时消失； 3 等值性：大小相等； 4 共线性：方向相反，作用在同一条直线上； 5 互异性：作用在不同物体上。 5. 一对平衡力： 如图：一个小物块放在水平桌面上，通过受力分析可知该物体受到一个竖直向下的重力和竖直向上的弹力，并在这两个的作用下静止在桌面上，即受力平衡，此时称这两个力为一对平衡力。 （通过初中的二力平衡可知：这对平衡力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上） 6. 一对相互作用力和一对平衡力的区别 一对相互作用力 一对平衡力 区别 作用在不同物体 一个物体 力性质相同 性质不同 具有同时性 不具有依赖关系 共同点 等大、反向、共线 例题——牛顿第三定律： 1．在国际排联女排大冠军杯比赛中，中国女排以五战全胜的成绩夺得冠军，当运动员用手掌奋力将球击出时，下列说法正确的是（　　） A．运动员手掌对排球作用力的大小大于排球对运动员手掌作用力的大小 B．运动员手掌对排球作用力的大小等于排球对运动员手掌作用力的大小 C．排球对运动员手掌的作用力晚于运动员手掌对排球的作用力 D．运动员手掌对排球的作用力与排球对运动员手掌的作用力是平衡力 2．一队消防员在进行高压水枪训练，用高压水流冲击静止在水平地面上的小汽车尾部，发现小汽车被推着加速向前运动。下列说法正确的是（　　） A．水对车的力大于车对水的力 B．水对车的力大于地面对车的摩擦力 C．水对水枪的作用力小于水枪对水的作用力 D．水对水枪的作用力与消防队员们对水枪的作用力是一对平衡力 3．某高山滑雪运动员在倾斜赛道上高速下滑时，以下说法正确的是（　　） A．赛道对运动员的弹力竖直向上 B．赛道对运动员的弹力与运动员受到的重力是一对作用力和反作用力 C．运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下 D．运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对平衡力 4．某同学用水平力去拉一个置于水平地面上的课桌，但课桌没有被拉动，下列说法正确的是（　　） A．人对课桌的拉力比课桌对人的拉力小 B．人对课桌的拉力小于课桌所受到的摩擦力 C．人对课桌的拉力与课桌对人的拉力是一对平衡力 D．人对课桌的拉力与地面对课桌的摩擦力大小一定相等 答案： 1.【答案】B 根据牛顿第三定律可知，运动员手掌对排球作用力的大小等于排球对运动员手掌作用力的大小，故A错误，B正确；根据牛顿第三定律可知，作用力与反作用力同时产生、同时消失，故C错误；排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力是一对作用力与反作用力，并非平衡力，故D错误。故选B 。 2.【答案】B 根据牛顿第三定律可知水对车的力等于车对水的力，A错误；用高压水流冲击静止在水平地面上的小汽车尾部，发现小汽车被推着加速向前运动，说明水对车的力大于地面对车的摩擦力，故B正确；根据牛顿第三定律可知水对水枪的作用力等于水枪对水的作用力，故C错误；对水枪受力分析可知，水枪受到水对水枪的作用力、消防队员们对水枪的作用力、还有水枪的重力，受三力而平衡，故水对水枪的作用力与消防队员们对水枪的作用力是不一对平衡力，故D错误。故选 B。 3.【答案】C 赛道对运动员的弹力垂直轨道斜向上，选项A错误；赛道对运动员的弹力与运动员对轨道的压力是一对作用力和反作用力，选项B错误；赛道对运动员的摩擦力沿赛道斜向上，由牛顿第三定律则运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下，选项C正确；运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对相互作用力，选项D错误。故选C。 4.【答案】D 人对课桌的拉力和课桌对人的拉力是一对相互作用力，大小相等，故A错误；课桌没有被拉动，处于平衡状态，根据平衡条件可知人拉课桌的力与课桌所受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故BC错误D正确。故选D。 物体受力分析 1. 明确研究对象； 2. 按照：一重二弹三摩擦再看电磁和其他的顺序依次对物体进行受力分析；（需要判断力是否存在以及方向如何） a.重力：物体在地球表面肯定受到重力作用，方向竖直向下； b.弹力：①先看研究对象和几个物体接触，则可能受到几个弹力；②看研究对象是否和接触物体产生挤压，判断弹力是否存在；③弹力方向：压力和支持力方向总是垂直于接触面并指向受力物体；绳拉力总是沿着绳收缩方向；杆的弹力可能沿杆可能不沿杆。 c.摩擦力：①接触面是否粗糙；②是否有相对运动或相对运动趋势；③接触面是否有弹力存在；④摩擦力方向总是与相对运动或者相对运动趋势相反 d.通过题目判断其他外力。 3. 根据实际情况进行力的合成或分解； 4. 根据运动情况列等式解题 1 物体静止、匀速运动、缓慢移动——列受力平衡等式 2 物体匀变速直线运动——列牛顿第二定律等式 5. 注意： 1 一定要明确研究对象，只分析物体受到的力，不分析物体施加的力； 2 不要对一个力多次分析，即只分析性质力，不分析效果力（比如分析弹力后就不要分析压力和支持力） 3 不分析系统的内力，只分析外部对研究对象施加的力（比如不分析物块内部相互挤压的力） 例题——物体初步受力分析： 一个物块静止在粗糙斜面上，试分析物块受力情况 1 以物块为研究对象； 2 a.物块肯定受到重力作用，方向竖直向下； b.物块与斜面接触，可能受到斜面对物块的弹力作用；假设斜面不存在，物块会向下坠落，所以斜面一定对物块有弹力作用；斜面对物块的弹力作用一定垂直于接触面并指向受力物体（物块）； c.物块与斜面间存在弹力作用，且接触面粗糙，所以需要判断斜面是否对物块产生摩擦力；在重力作用下物块有沿斜面下滑的趋势，所以斜面对物块一定有沿接触面（斜面）并与运动趋势相反（沿斜面倾斜向上）的摩擦力； d.通过题目可知物块不受到静电力、磁场力以及其他外力。 ③ 沿斜面倾斜向下建立x轴，垂直于斜面向上建立y轴，对重力G正交分解，沿斜面倾斜向下的分力为mgsinθ，垂直于斜面倾斜向上的分力为mgcosθ。 4 题目提到物块静止在斜面上，因此受力平衡。沿斜面方向：mgsinθ = Ff；垂直于斜面方向：mgcosθ = FN 学科网（北京）股份有限公司 $$