内容正文:
第3节 牛顿第三定律
人教版(2019) 物理(必修第一册)
第三章 相互作用——力
—— 身正心定 闳中博学 ——
制作:张二朝
学习目标
1.知道作用力和反作用力的概念;
2. 理解牛顿第三定律的确切含义,会用它解决有关问题;
3.会区分平衡力与作用力和反作用力。
课堂引入
(2)你所举的这些例子,相互作用的两个物体间受力有何共同的特点?
(1)根据你的生活经验,你还能举出哪些物体间相互作用的例子?
一、作用力与反作用力
一、作用力与反作用力
引力的作用是相互的:
地球对天上飞行的飞机有向下的引力,同时,飞机对地球有竖直向上的引力。 弹力的作用是相互的:
桌子对书有一个向上的支持力,反之,书对桌面有一个竖直向下的压力。 摩擦力的作用是相互的:人在行走过程中,地对脚有一个向前的摩擦力,同时,脚对地有一个向后的摩擦力。
1.物体间力的作用是相互的
2.作用力与反作用力
(1)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物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力(acting force)和反作用力(reacting force);
(2)作用力与反作用力总是互相依赖,同时存在的。我们可以把其中任何一个力叫作作用力,另一个力叫作反作用力。
一、作用力与反作用力
二、牛顿第三定律
(1)作用力和反作用力的大小、方向有什么样的关系呢?
(2)你能否设计一个实验,定量且直观的反映出作用力和反作用力的大小和方向关系呢?
二、牛顿第三定律
用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
我们可以通过图3.3-3所示的装置进行实验,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A则受到B的拉力F'。F与F'有什么关系呢?
二、牛顿第三定律
二、牛顿第三定律
二、牛顿第三定律
1.实验现象:用手拉弹簧秤A,可以看到两个弹簧秤的指针同时运动,且两个弹簧秤的示数是相等的,改变手拉弹簧的拉力,弹簧秤的示数也随着改变,但两个示数总相等。
2.实验结论:作用力和反作用力大小总是相等的,也是同时变化的。
二、牛顿第三定律
1.两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。这就是牛顿第三定律(Newton’s third law)。
2.牛顿第三定律的适用范围
牛顿第三定律是个普遍规律,不仅适用于静止的物体之间,也适用于相对运动的物体之间,这种关系与作用力的性质、物体质量大小、作用方式(是否接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关。
1687《自然哲学的数学原理》
二、牛顿第三定律
3.对牛顿第三定律的进一步理解
(1)三个特征
①等值,即大小总是相等的
②反向,即方向总是相反的
③共线,即二者总是在同一直线上
(2)四个性质
①异体性,分别作用在两个物体上
②同时性,同时产生,同时消失
③相互性,总是相互、成对出现
④同质性,二者性质总是相同的
二、牛顿第三定律
二、牛顿第三定律
甲、乙两队拔河,甲胜,刚才甲队对乙队的作用力大于乙队对甲队的作用力吗?
在初中学过,如果两个力的大小相等,方向相反,这两个力就会互相平衡,看不到作用的效果了。既然作用力和反作用力也是大小相等,方向相反的,它们也应该相互平衡呀,那为什么鸡蛋碎了呢?”
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
平衡力
二、牛顿第三定律
二、牛顿第三定律
平衡力
相互作用力
G
T
T’
相互作用力与平衡力比较
作用对象
叠加特点
力的性质
作用效果
依赖关系
项目 一对作用力和反作用力 一对平衡力
共同点
不同点
大小相等,方向相反,作用在同一条直线上
分别作用在不同物体上
作用在同一物体上
不可以求合力,力的作用效果不可抵消
两个力的性质一定相同
两个力的性质不一定相同
可以求合力,且合力一定为0,作用效果可以抵消(考虑形变时不可抵消)
作用在两个物体上,各自独立产生作用效果
两个力共同作用的效果是使物体处于平衡状态
同时产生,同时变化,同时消失,不会单独存在
不存在依赖关系,撇去一个力时另一个力依然可存在
二、牛顿第三定律
1.步骤:
①明确研究对象:受力物体
②画力:已知力——重力——弹力——摩擦力——其它力
③检查受力是否正确:
施力物体检查
运动状态检查
①受力分析前看物体运动状态
2.技巧:
②只分析对象受到的力,不画它施加于其它物体的力
③不承认“隔山打牛”,力不可以传递
④绕物体一周,看有几个接触面,判断其是否有弹力、摩擦力
三、物体受力的初步分析
三、物体受力的初步分析
F
F1
F2
物体受到几个力?
物体最多受到几个力?
物体最少受到几个力?
三、物体受力的初步分析
1.适用情境
运动状态相同的两个或两个以上连接体问题
一般隔离受力较少的物体
内力即系统内部物体的相互作用力,外力物体间相互作用力之外的力
2.内力和外力:
将相互作用的几个物体看作一个整体来分析的方法,不考虑系统内力的作用
将研究物体从周围物体中隔离出来进行分析的方法,研究物体间相互作用力
3.整体法:
3.隔离法:
整体隔离法
三、物体受力的初步分析
分析物体受力的一般程序:
2、受力分析的顺序:
(1)先分析重力(方向总是竖直向下)
(2)接着分析弹力(用假设法判断)
(3)再分析摩擦力(用假设法判断)
(4)最后分析其他力(其他力可以方向不变地平移)
3、注意:
①不要把研究对象的受力与其它物体的受力混淆
②在分析各力的过程中,要找到它的施力物体,没有施力物体的力是不存在的,这样可以防止漏力和添力。
1、明确研究对象(隔离法.整体法)。
明对象
选方法
分析力
再验证
A
B
C
A
B
C
D
【例1】求B、C之间的摩擦力
三、物体受力的初步分析
三、物体受力的初步分析
【例2】如图所示,M、N两物体叠放在一起,在竖直向上的恒力F作用下,沿竖直墙壁一起向上做匀速直线运动,则关于两物体受力情况的说法正确的是( )
A.物体M可能受到6个力
B.物体N可能受到5个力
C.物体M与墙之间一定有摩擦力
D.物体M与N之间一定有摩擦力
D
课堂小练
1.如图所示,甲、乙两同学掰手腕,甲获胜。若甲对乙的力大小为F1,乙对甲的力大小为F2,则( )
A.F1先于F2产生
B.F2先于F1产生
C.F1>F2
D.F1=F2
D
课堂小练
2.如图所示,人用平行于地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但没有被推动,与地面仍然保持相对静止,则下列说法正确的是( )
A.沙发受到水平推力,是因为沙发发生了形变
B.沙发对地面有压力,但地面不发生形变
C.地面对沙发的摩擦力与沙发受到的水平推力是一对平衡力
D.地面对沙发的摩擦力与人对沙发的推力是一对作用力反作用力
C
课堂小练
3.2023年7月28日到8月8日第31届世界大学生夏季运动会在成都举行,这是中国西部第一次举办的世界性综合运动会。如图所示,以大运会吉祥物“蓉宝”为元素的磁吸冰箱贴贴于竖直冰箱壁表面并保持静止状态,则下列说法正确的是( )
A.冰箱贴受到四个力的作用
B.冰箱贴受到的磁吸力与冰箱对它的弹力是一对作用
力和反作用力
C.冰箱贴与冰箱间的摩擦力会随磁吸力的增加而增大
D.冰箱贴对冰箱的摩擦力方向竖直向下
AD
课堂小练
4.(多选)关于人站立在体重计上,下列说法正确的是( )
BC
A.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力
B.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力
C.人所受的重力和体重计对人的支持力是一对平衡力
D.人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力
课堂小练
5.如图所示,物体A静止在固定斜面上,斜面的倾角为θ,下列说法正确的是( )
A.物体A受到重力、支持力、摩擦力、下滑力共四个作用力
B.斜面对物体A的支持力是因为物体A发生形变产生的
C.物体A受到的摩擦力沿斜面向下
D.斜面对物体A的弹力与物体A对斜面的弹力是一对作用力和反作用力
D
课堂小练
6.(多选)如图所示,三个相同物体叠放在一起,置于粗糙水平面上,物
体间接触面不光滑,现用一水平力作用于 上,物体仍静止。下列说法
正确的是( )
BC
A. 物体受到六个力作用
B. 物体受到两个力作用
C.物体受到水平面对它的摩擦力大小为 ,方向水
平向左
D.物体对物体的支持力大小等于 物体的重力
牛顿第三定律
内容
牛顿第三定律
特征
平衡力与作用力、反作用力
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。
等值、反向、共线
性质
异体性、同时性、相互性、同质性
相同
区别
等值反向共线
作用对象、作用效果、力的性质、作用时间不同
课堂小结
THANKS
谢谢
人教版(2019) 物理(必修第一册)
—— 身正心定 闳中博学 ——
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