第13讲 牛顿第三定律 讲义 -2025年高中物理初升高暑假衔接

第13讲 牛顿第三定律 知识点目录 【知识点1】牛顿第三定律 3 【知识点2】作用力和反作用力与平衡力的比较 7 基础知识 一、作用力与反作用力 1．力是物体对物体的作用，只要谈到力，就一定存在着受力物体和施力物体. 2．力的作用是相互的，物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力. 3．作用力与反作用力总是互相依存、同时存在的.把它们中的一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力. 二、牛顿第三定律 实验探究： 如图所示，把两个弹簧测力计 A 和 B 连接在一起，B 的一端固定，用手拉 A，结果发现两个弹簧测力计的示数是相等的.改变拉力，弹簧测力计的示数也随着改变，但两个弹簧测力计的示数总是相等，这说明作用力和反作用力大小相等，方向相反. 牛顿第三定律：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. 对牛顿第三定律的理解 （1）牛顿第三定律表达式：F＝－F′ ，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反. （2）作用力与反作用力的理解 ①三个性质 ②四个特征 等值 作用力和反作用力大小总是相等的 反向 作用力和反作用力方向总是相反的 共线 作用力和反作用力总是作用在同一条直线上 同性质 作用力和反作用力的性质总是相同的 ③正确理解牛顿第三定律中“ 总是” 的含义 “总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力与反作用力的关系都成立.对此，我们可以从以下几个方面理解. 1．不管物体的大小、形状如何，例如，大物体与大物体之间，大物体与小物体之间，任何形状的物体之间，其作用力与反作用力总是大小相等、方向相反的. 2．不管物体的运动状态如何，例如，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力与反作用力总是大小相等、方向相反的 三、物体受力的初步分析 1．整体法与隔离法 整体法 隔离法 概念 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法 选用 原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力 研究系统内物体之间的相互作用力 2．受力分析的一般步骤 3．受力分析的两个技巧 (1) 除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力有无及方向的常用方法. (2) 善于转换研究对象，尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形，可以分析与其接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定. 受力物体与周围物体的每个接触处最多有两个接触力——弹力、摩擦力 知识点1 知识点 【知识点1】牛顿第三定律 1．正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义 “总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力和反作用力的关系都成立。 (1)不管物体的大小、形状如何，任意两物体间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。 (2)不管物体的运动状态如何，例如，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反 典型例题 例1： 【例1】（2025•甘肃模拟）某人用绕过定滑轮的绳子提升重物，若人拉绳的速度越来越快，人相对地面始终静止，则此过程中　　 A．人对地面的压力一定变小 B．地面对人的摩擦力一定变大 C．人对地面的压力可能不变 D．地面对人的摩擦力一定变小 【答案】 【分析】当人拉绳的速度加快时，对重物的拉力会变化，人始终处于静止状态，故人受力不发生变化。 【解答】解：根据题意可知，当人拉绳使重物匀加速上升，以重物为对象，根据牛顿第二定律可得 可知绳的拉力大小恒定不变；根据题意可知，人处于静止状态，可知人的受力保持不变，则地面对人的支持力和摩擦力均不变，根据牛顿第三定律可知，人对地面的压力不变，故正确，错误。 故选：。 【例2】（2025春•温州期中）杭州第19届亚运会的赛艇项目女子轻量级双人双桨决赛中，中国选手邹佳琪和邱秀萍以7分06秒78的成绩斩获本届亚运会首金，则下列说法正确的是　　 A．研究运动员的划桨技术，可以将运动员视为质点 B．赛艇在加速前进时其惯性增大 C．赛艇能加速前进是由于水推桨的力大于桨推水的力 D．“7分06秒78”是指夺金的时间间隔 【答案】 【分析】、如果物体大小相对研究对象较小或影响不大，可以把物体看作质点； 、惯性是物体的一种固有属性，只与物体的质量有关； 、水推桨的力与桨推水的力是一对相互作用力； 、时刻是指时间轴上的一个点，表示的是某一瞬间或瞬时，时间间隔则是两个时刻之间的长度，表示一段持续的时间。 【解答】解：在研究运动员的划桨姿势时，不能忽略其大小和形状，不可将运动员视为质点，故错误； 赛艇在加速前进时质量不变，其惯性不变，故错误； 水推桨的力与桨推水的力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故错误； ．“7分06秒78”是一段时间，指时间间隔，故正确。 故选：。 【例3】（2025•河南二模）如图，滑块、的质量分别为，。与、与水平地面之间的动摩擦因数均为0.5。绳一端与相连，另一端与竖直墙壁相连，绳刚好伸直，绳与水平方向夹角为，，重力加速度，现通过力传感器水平作用于将它抽出。下列说法正确的是　　 A．受到的静摩擦力大小为 B．将抽出力传感器的最小读数为 C．当力传感器的读数为时，的加速度大小为 D．对地面的摩擦力大小为 【答案】 【分析】、、相对滑动，受到的是滑动摩擦力； 、对进行受力分析，将其受力分解成水平、竖直两个方向，根据几何关系列出关系式，分析其受力； 、分析受力，根据牛顿第二定律解答。 【解答】解：、受到的是滑动摩擦力，故错误； 、对进行受力分析有，，，解得，，，故错误； 、对分析有，，，解得，故正确，错误。 故选：。 【例4】（多选）（2024秋•黄浦区校级期末）如图，为“验证牛顿第三定律”的实验中，两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，根据图线可得出结论为　　 A．作用力与反作用力作用在同一物体上 B．作用力与反作用力是同时作用的 C．作用力与反作用力的合力始终为零 D．作用力与反作用力性质相同 【答案】 【分析】根据牛顿第三定律，作用力与反作用力是同时产生的，大小相等，方向相反可以判断各选项。 【解答】解：作用力与反作用力大小相等，方向相反，同时作用，同时消失，作用在同一条直线上，作用在两个物体上同种性质的力，故不能求解合力，故正确，错误； 故选：。 【例5】（2024•扶绥县一模）关于牛顿第三定律，下列说法中正确的是　　 A．作用力和反作用力总是大小相等 B．作用力和反作用力是一对平衡力 C．作用力和反作用力作用在同一物体上 D．作用力和反作用力可以独立存在 【答案】 【分析】牛顿第三定律的内容主要有：两个物体之间的作用力和反作用力，总是同时在同一条直线上，大小相等，方向相反。即。 ①力的作用是相互的。同时出现，同时消失。 ②相互作用力一定是相同性质的力。 ③作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的作用不能相互抵消。 ④作用力也可以叫做反作用力，只是选择的参照物不同 ⑤作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上，所以不能求合力 【解答】解：、两个物体之间的作用力和反作用力，总是作用在同一条直线上，大小相等，故正确。 、两个物体之间的作用力和反作用力，作用在两个不同的物体上，作用的效果不可能相互抵消，不是一对平衡力，故错误。 、力的作用是相互的，作用力与反作用力不可以独立存在，故错误。 故选：。 知识点2 知识点 【知识点2】作用力和反作用力与平衡力的比较 比较对象 作用力与反作用力 平衡力 相同点 大小 相等 相等 方向 相反 相反 是否共线 是 是 不同点 作用对象 相互作用的两个物体 同一物体 作用效果能否抵消 不可以 可以 作用时间 同时产生、同时消失 不一定同时产生和消失 力的性质 相同 可以不同 典型例题 【例6】（2025春•衢州期中）如图所示，一盆景放在水平的小方桌上保持静止状态，下列说法正确的是　　 A．盆景对小方桌的压力和地面对小方桌的支持力是一对平衡力 B．盆景对小方桌的压力是由于盆景的形变而产生的 C．盆景所受重力和小方桌对盆景的支持力是一对作用力与反作用力 D．由于松树向左倾斜，故盆景受到水平向右的摩擦力 【答案】 【分析】根据平衡条件、物体的受力分析和弹力产生的原因等知识进行分析解答。 【解答】解：由平衡条件可知，盆景对小方桌的压力小于地面对小方桌的支持力，它们不是一对平衡力，故错误； 盆景对小方桌的压力是由于盆景的形变而产生的，故正确； 盆景所受重力和小方桌对盆景的支持力是一对平衡力，故错误； 对松树和花盆整体分析可知，水平方向受力为零，可知盆景水平方向不受摩擦力，故错误。 故选：。 【例7】（2025春•杭州期中）《哪吒2》电影今年春节上映以来非常热门，让观众能感受到中华文化的独特魅力。哪吒手拿火尖枪，双脚对称地踩着风火轮稳定时的状态如图所示。下列说法正确的是　　 A．双腿夹角越大受力越小 B．单个风火轮对脚的支持力和哪吒的重力是一对平衡力 C．若风火轮托着哪吒竖直加速飞起时，轮子对他的支持力大于人与枪总重力 D．若风火轮托着哪吒水平加速飞行时，轮子对他的作用力等于人与枪总重力 【答案】 【分析】对人和枪进行受力分析，受重力和风火轮对他的支持力，当哪吒处于静止状态时，双腿夹角越大，两腿受力越大；加速度向上，哪吒处于超重状态，支持力大于整体的总重力。 【解答】解：．对人和枪进行受力分析，受重力和两个风火轮对他的支持力，当哪吒处于静止状态时，两个风火轮对他的支持力相当于分力，即合力一定，两分力间夹角越大，分力越大，所以双腿夹角越大，两腿受力越大，故错误； ．若风火轮托着哪吒竖直加速飞起时，加速度向上，轮子对他的支持力大于人与枪总重力，故正确，错误； 故选：。 【例8】（2025•抚顺开学）滑板运动是一种深受人们喜爱的极限运动。如图所示，一女孩站在滑板上沿水平地面直线滑行。下列说法正确的是　　 A．女孩受到的重力是地球对她的吸引力 B．女孩对滑板的压力是由滑板的形变产生的 C．滑板受到的重力与地面对滑板的支持力是一对平衡力 D．滑板对地面的压力与地面对滑板的支持力是一对作用力和反作用力 【答案】 【分析】根据物体的受力分析，弹力产生原因和牛顿第三定律，平衡力的知识进行分析解答。 【解答】解：女孩受到的重力是地球对她的吸引力的一个分力，故错误； 女孩对滑板的压力是由鞋的形变产生的，故错误； 女孩和滑板受到的总重力与地面对滑板的支持力是一对平衡力，不是一对平衡力，故错误； 滑板对地面的压力与地面对滑板的支持力是一对作用力和反作用力，故正确。 故选：。 【例9】（2024秋•前郭县校级期末）如图所示，磁力双面擦窗器的、两部件均静止于竖直玻璃表面，、两部件间存在着相互吸引的磁力，则　　 A．部件对玻璃的摩擦力方向竖直向上 B．部件对玻璃的弹力与部件对部件的磁力是一对平衡力 C．玻璃表面坚硬，因此没有发生形变 D．玻璃对部件的弹力与部件对玻璃的弹力是一对相互作用力 【答案】 【分析】部件通过磁力吸附在玻璃上，且保持静止。我们需要分析部件在玻璃上的受力情况，包括摩擦力、弹力、磁力等，以及这些力之间的关系。 【解答】解：、对部件受力分析，竖直方向有竖直向下的重力与玻璃对部件竖直向上的摩擦力是一对平衡力，根据牛顿第三定律，部件对玻璃的摩擦力方向竖直向下，故错误； 、对部件受力分析，水平方向有玻璃对部件的弹力与部件对部件的磁力是一对平衡力，故错误； 、玻璃表面坚硬，形变量不明显，有弹力的产生必然有发生形变，故错误； 、根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在两个不同的物体上，玻璃对部件的弹力与部件对玻璃的弹力是一对相互作用力，故正确。 故选：。 【例10】（2024秋•东台市期末）如图所示，汽车的发动机驱动车轮转动，车轮向后推动地面，对地面产生向后的作用力，地面给车轮一个向前的力，则　　 A．和是一对平衡力，大小相等 B．和是一对平衡力，小于 C．和是一对作用力和反作用力，大小相等 D．和是一对作用力和反作用力，小于 【答案】 【分析】结合牛顿第三定律分析即可。 【解答】解：车轮对地面产生向后的作用力，地面给车轮一个向前的力作用在两个不同物体上，是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故正确，错误。 故选：。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第13讲 牛顿第三定律 知识点目录 【知识点1】牛顿第三定律 3 【知识点2】作用力和反作用力与平衡力的比较 7 基础知识 一、作用力与反作用力 1．力是物体对物体的作用，只要谈到力，就一定存在着受力物体和施力物体. 2．力的作用是相互的，物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力. 3．作用力与反作用力总是互相依存、同时存在的.把它们中的一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力. 二、牛顿第三定律 实验探究： 如图所示，把两个弹簧测力计 A 和 B 连接在一起，B 的一端固定，用手拉 A，结果发现两个弹簧测力计的示数是相等的.改变拉力，弹簧测力计的示数也随着改变，但两个弹簧测力计的示数总是相等，这说明作用力和反作用力大小相等，方向相反. 牛顿第三定律：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. 对牛顿第三定律的理解 （1）牛顿第三定律表达式：F＝－F′ ，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反. （2）作用力与反作用力的理解 ①三个性质 ②四个特征 等值 作用力和反作用力大小总是相等的 反向 作用力和反作用力方向总是相反的 共线 作用力和反作用力总是作用在同一条直线上 同性质 作用力和反作用力的性质总是相同的 ③正确理解牛顿第三定律中“ 总是” 的含义 “总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力与反作用力的关系都成立.对此，我们可以从以下几个方面理解. 1．不管物体的大小、形状如何，例如，大物体与大物体之间，大物体与小物体之间，任何形状的物体之间，其作用力与反作用力总是大小相等、方向相反的. 2．不管物体的运动状态如何，例如，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力与反作用力总是大小相等、方向相反的 三、物体受力的初步分析 1．整体法与隔离法 整体法 隔离法 概念 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法 选用 原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力 研究系统内物体之间的相互作用力 2．受力分析的一般步骤 3．受力分析的两个技巧 (1) 除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力有无及方向的常用方法. (2) 善于转换研究对象，尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形，可以分析与其接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定. 受力物体与周围物体的每个接触处最多有两个接触力——弹力、摩擦力 知识点1 知识点 【知识点1】牛顿第三定律 1．正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义 “总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力和反作用力的关系都成立。 (1)不管物体的大小、形状如何，任意两物体间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。 (2)不管物体的运动状态如何，例如，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反 典型例题 例1： 【例1】（2025•甘肃模拟）某人用绕过定滑轮的绳子提升重物，若人拉绳的速度越来越快，人相对地面始终静止，则此过程中　　 A．人对地面的压力一定变小 B．地面对人的摩擦力一定变大 C．人对地面的压力可能不变 D．地面对人的摩擦力一定变小 【例2】（2025春•温州期中）杭州第19届亚运会的赛艇项目女子轻量级双人双桨决赛中，中国选手邹佳琪和邱秀萍以7分06秒78的成绩斩获本届亚运会首金，则下列说法正确的是　　 A．研究运动员的划桨技术，可以将运动员视为质点 B．赛艇在加速前进时其惯性增大 C．赛艇能加速前进是由于水推桨的力大于桨推水的力 D．“7分06秒78”是指夺金的时间间隔 【例3】（2025•河南二模）如图，滑块、的质量分别为，。与、与水平地面之间的动摩擦因数均为0.5。绳一端与相连，另一端与竖直墙壁相连，绳刚好伸直，绳与水平方向夹角为，，重力加速度，现通过力传感器水平作用于将它抽出。下列说法正确的是　　 A．受到的静摩擦力大小为 B．将抽出力传感器的最小读数为 C．当力传感器的读数为时，的加速度大小为 D．对地面的摩擦力大小为 【例4】（多选）（2024秋•黄浦区校级期末）如图，为“验证牛顿第三定律”的实验中，两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，根据图线可得出结论为　　 A．作用力与反作用力作用在同一物体上 B．作用力与反作用力是同时作用的 C．作用力与反作用力的合力始终为零 D．作用力与反作用力性质相同 【例5】（2024•扶绥县一模）关于牛顿第三定律，下列说法中正确的是　　 A．作用力和反作用力总是大小相等 B．作用力和反作用力是一对平衡力 C．作用力和反作用力作用在同一物体上 D．作用力和反作用力可以独立存在 知识点2 知识点 【知识点2】作用力和反作用力与平衡力的比较 比较对象 作用力与反作用力 平衡力 相同点 大小 相等 相等 方向 相反 相反 是否共线 是 是 不同点 作用对象 相互作用的两个物体 同一物体 作用效果能否抵消 不可以 可以 作用时间 同时产生、同时消失 不一定同时产生和消失 力的性质 相同 可以不同 典型例题 【例6】（2025春•衢州期中）如图所示，一盆景放在水平的小方桌上保持静止状态，下列说法正确的是　　 A．盆景对小方桌的压力和地面对小方桌的支持力是一对平衡力 B．盆景对小方桌的压力是由于盆景的形变而产生的 C．盆景所受重力和小方桌对盆景的支持力是一对作用力与反作用力 D．由于松树向左倾斜，故盆景受到水平向右的摩擦力 【例7】（2025春•杭州期中）《哪吒2》电影今年春节上映以来非常热门，让观众能感受到中华文化的独特魅力。哪吒手拿火尖枪，双脚对称地踩着风火轮稳定时的状态如图所示。下列说法正确的是　　 A．双腿夹角越大受力越小 B．单个风火轮对脚的支持力和哪吒的重力是一对平衡力 C．若风火轮托着哪吒竖直加速飞起时，轮子对他的支持力大于人与枪总重力 D．若风火轮托着哪吒水平加速飞行时，轮子对他的作用力等于人与枪总重力 【例8】（2025•抚顺开学）滑板运动是一种深受人们喜爱的极限运动。如图所示，一女孩站在滑板上沿水平地面直线滑行。下列说法正确的是　　 A．女孩受到的重力是地球对她的吸引力 B．女孩对滑板的压力是由滑板的形变产生的 C．滑板受到的重力与地面对滑板的支持力是一对平衡力 D．滑板对地面的压力与地面对滑板的支持力是一对作用力和反作用力 【例9】（2024秋•前郭县校级期末）如图所示，磁力双面擦窗器的、两部件均静止于竖直玻璃表面，、两部件间存在着相互吸引的磁力，则　　 A．部件对玻璃的摩擦力方向竖直向上 B．部件对玻璃的弹力与部件对部件的磁力是一对平衡力 C．玻璃表面坚硬，因此没有发生形变 D．玻璃对部件的弹力与部件对玻璃的弹力是一对相互作用力 【例10】（2024秋•东台市期末）如图所示，汽车的发动机驱动车轮转动，车轮向后推动地面，对地面产生向后的作用力，地面给车轮一个向前的力，则　　 A．和是一对平衡力，大小相等 B．和是一对平衡力，小于 C．和是一对作用力和反作用力，大小相等 D．和是一对作用力和反作用力，小于 学科网（北京）股份有限公司 $$