第三章 3.牛顿第三定律-【新课程能力培养】2024-2025学年高中物理必修第一册学习手册（人教版2019）

!>#$?@ABCCD 　学 ４９　 （１）求木块所受的摩擦力的大小和方向。 （２）求只将Ｆ１撤去时，木块受到的摩擦力 的大小和方向。 （３）若撤去的力不是Ｆ１而是Ｆ２，求木块受 到的摩擦力的大小和方向。 冰壶运动中选手擦冰的目的 冰壶又称掷冰壶、冰上溜石，是以队为 单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。是 冬奥会比赛项目，并设有冰壶世锦赛。设男 女２个小项，每队为４人。冰壶为圆壶状， 由不含云母的苏格兰天然花岗岩制成。有人 把冰壶称作 “冰上国际象棋”，这一比喻很 好地诠释了冰壶的神秘与高雅。 　　冰壶运动中选手擦冰的目的是让冰壶滑 行得更远和微调冰壶的前行轨迹。当擦子擦 冰时，通过与冰面摩擦生热，使冰面融化， 在冰壶和冰面之间形成极薄的一层水膜，这 层水膜使冰壶和冰面分离，有效地减小了摩 擦，从而达到控制冰壶的目的。擦冰还能调 整冰壶线路的走向，当投手的冰壶滑出去的 时候，如果这个壶不是按照之前设计的路线 在活动，两个刷冰的选手就要使劲擦冰，通 过刷冰面来调整这个冰壶的走向，使其回到 之前预期的方向。 变式训练答案 １．Ｃ　２．（１）７Ｎ　水平向左　 （２）６Ｎ 　水平向右　 （３）８Ｎ　                              水平向左 ３．牛顿第三定律 知识点１　作用力与反作用力 １．物体间力的作用是相互的。 ２．物体间相互作用的这一对力，通常叫作 作用力和反作用力。 ３．作用力和反作用力总是互相依赖，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。 知识点２　牛顿第三定律 １．内容：两个物体之间的作用力与反作用 力总是大小相等，方向相反，作用在同 一条直线上。 ２．应用牛顿第三定律解释现象。 要点１　对作用力和反作用力的理解 １．作用力和反作用力的性质总是相同的。 ２．作用力和反作用力的作用时间总是相同 的，总是同时存在，同时消失。 例如：在光滑的冰面上，两人相对而 立。当一人用力去推另一个人时，两人同时 向相反方向运动；两个小车上粘有磁铁，                          让 * + , - . / !"012345 ５０　 学 两小车停在水平桌面上距离适当的位置，放 手后两小车同时运动 （相吸或相斥）。上面 事例或实验中，当一个物体 （设为甲）对 另一个物体 （设为乙）施力时，乙对甲也 同时产生了作用力；前者相互作用力都是弹 力，后者相互作用力都是引力或都是斥力， 作用力与反作用力的性质相同。 ３．判断作用力和反作用力的方法，主要看 两个方面：一是看作用点，作用力和反 作用力应作用在两个物体上；二是看产 生原因，作用力和反作用力总是相互的， 且一定是同一性质的力。若作用力是 “甲对乙的力”，则反作用力一定是 “乙 对甲的力”。 例１　 （多选）２０１３年６月１１日，神舟十 号载着三名宇航员顺利飞入太空。下面关于 飞船与火箭上天的情形叙述正确的是 （　　） Ａ．火箭尾部向外喷气，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，由于没有了空气， 火箭虽然向后喷气，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 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 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，Ｂ、Ｃ错 误；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正确。 答案：ＡＤ 　　 变式训练１题图 如图所示，站在滑板上 的甲、乙两人站在冰面上， 当甲轻轻推乙时 （　　） Ａ．甲与乙之间有相互作 用力 Ｂ．甲对乙的作用在先，乙对甲的作用在后 Ｃ．乙对甲的作用力小于甲对乙的作用力 Ｄ．甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一 对平衡力 要点２　对牛顿第三定律的理解 １．对定律内容的理解：两个物体之间的作 用力与反作用力总是大小相等，方向相 反，作用在同一条直线上。这里的 “总 是”是强调对任何物体，在任何条件 下，不管物体的大小、形状、运动状态 如何，这两个相等的关系都成立。 ２．对作用力、反作用力的理解。 （１）同时性：作用力和反作用力是同时产 生、同时消失、同时变化的，不是先 有作用力后有反作用力。 （２）同性质：作用力和反作用力是同一性 质的力。 （３）相互性：作用力和反作用力总是相互 的，成对出现，且相互依存                                                                   。 !>#$?@ABCCD 　学 ５１　 （４）异体性：作用力和反作用力是分别作 用在彼此相互作用的两个不同的物体 上，各产生其效果；作用力和反作用 力是不可叠加的，不可求它们的合力， 两个力的作用效果不能相互抵消。 ３．作用力、反作用力与平衡力的比较。 　　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。二力平衡的关 系也是大小相等，方向相反，作用在同一条 直线上，因此作用力与反作用力和二力平衡 往往容易混淆，它们的区别如下表所示： 一对作用力与反作用力和一对平衡力的 相同点和不同点 作用力与反作用力 平衡力 相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 不 同 点 作用 对象 两个力分别作用在两 个物体上 两个力作用在同一个 物体上 作用 时间 同时产生，同时变化， 同时消失，不可单独 存在 不一定同时产生或消 失 力的 性质 一定是同性质的力 不一定是同性质的力 作用 效果 因为一对作用力与反 作用力作用在两个物 体上，各自产生作用 效果，故不能求合力 一对平衡力的作用效 果是使物体处于平衡 状态，合力为０ 例２　对于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 体对甲物体的反作用力可以是摩擦力 Ｄ．作用力和反作用力在任何情况下都不会 平衡 　　两个物体之间的作用力与反作用力 总是大小相等，方向相反，作用在同一 直线上。这里的 “总是”是强调对任何 物体，在任何条件下，不管物体的大小、 形状如何，不管物体的运动状态如何， 这两个相等的关系都成立。 解析：根据牛顿第三定律知，两个物体之间 的相互作用力大小相等、方向相反、性质相 同、同时产生、同时消失，故可判定Ａ、Ｂ、 Ｃ错误，Ｄ正确。 答案：Ｄ 　　如图所示，用质量不计的轻绳 Ｌ１和 Ｌ２ 将Ｍ、Ｎ两重物悬挂起来，则下列说法正确 的是 （　　） 　 变式训练２题图 Ａ．Ｌ１对Ｍ的拉力和Ｌ２对Ｍ的 拉力是一对平衡力 Ｂ．Ｌ２对Ｍ的拉力和 Ｌ２对 Ｎ的 拉力是一对作用力与反作 用力 Ｃ．Ｌ１对Ｍ的拉力和Ｍ对Ｌ１的 拉力是一对平衡力 Ｄ．Ｌ２对Ｎ的拉力和 Ｎ对 Ｌ２的拉力是一对 作用力和反作用力 拔河比赛取胜秘密 运动场上，两队运动健儿在进行拔河比 赛。双方队员尽力拉，两边的指挥用力挥 旗，观众也大声呼喊： “加油！加油！”                                                                   经 * + , - . / !"012345 ５２　 学 过一场紧张的拉锯战，甲队终于得胜。有人 认为，哪个队得到胜利，就是哪个队的拉力 大，其实这种解释是错误的。要是不信，可 以做一个模拟的实验。用两个人来代表两个 拔河队，在他们拔河的时候，用弹簧测力计 来测量一下甲、乙两人的拉力。找两个弹簧 测力计，把两个测力计钩互相勾挂起来，由 甲、乙两同学各用一只手拉弹簧测力计，按 道理说，甲弹簧测力计应该测出甲的拉力， 乙弹簧测力计应该测出乙的拉力。如果仔细 观察两个弹簧测力计的读数，你会发现，尽 管甲、乙双方拉来拉去，各有胜负，但是两 个弹簧测力计上的读数总是相等的，要大都 大，要小都小，取胜的那一方绝不比失败的 那一方读数大。如果甲同学不用力，只让乙 同学用力拉，这时候两个弹簧测力计的读数 也仍然是相等的。如果用一根绳子把弹簧测 力计的一头拴在墙上，你会发现墙也在用同 样大的力拉你。在拔河过程中也是这样，甲 队拉乙队的力和乙队拉甲队的力是一对作用 力和反作用力，两个力的大小相等，方向 相反。 那么，拔河取胜的秘密在哪里呢？ 你可以请两位同学进行拔河比赛。条件 是，一位同学的脚要踩在小车子上———小车 装有四个小轮，另一位同学则穿的是鞋底粗 糙的鞋。他们两人在平坦的柏油路上拔河， 站在地面上的同学只要紧攥住绳子就可以不 动，而车上的同学不管使多大力气，结果还 是被对方 “拉”了过去。可见，决定拔河 胜负的并不是双方向后拉的力，而是和脚下 的摩擦力密切相关。拔河的时候，如果你想 不被对方拉过去，就要努力加大脚和地面的 静摩擦力，另外也要防止被对方向前拉倒 你。这就需要用力蹬住地面，身体向后倾倒才 行。当然拔河队员的体重越大，和地面的静摩 擦越大，因此拔河总要找体重大的人参加。 变式训练答案                                       １．Ａ　２．Ｄ ４．力的合成和分解 知识点１　合力和分力 １．定义：当一个物体受到几个力共同作用 时，我们常常可以求出这样一个力，这 个力产生的作用效果跟原来几个力的共 同效果相同，这个力就叫作那几个力的 合力，原来的几个力叫这个力的分力。 ２．合力与分力的关系：合力与分力是作用 效果上的一种等效替代关系。 知识点２　力的合成 １．定义：求几个力的合力的过程叫作力的 合成。 ２．共点力：力的作用点相同，或力的作用 线相交于同一点，这样的力叫共点力。 ３．力的合成法则：平行四边形定则                  。