3.3 牛顿第三定律-【精彩三年】2024-2025学年高中物理必修1课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

3　牛顿第三定律 第三章　相互作用——力 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 理解牛顿第三定律，能用牛顿第三定律解释生产生活中的有关现象，解决有关问题 物理观念：能用牛顿第三定律解释生活中的有关现象，解决一些相关的实际问题。 科学思维：能用与牛顿第三定律相关的证据表达自己的观点。 科学态度与责任：乐于将牛顿第三定律应用于日常生活实际 理解作用力和反作用力的关系；掌握牛顿第三定律的确切含义；会对物体进行受力分析 理解作用力和反作用力的关系；掌握牛顿第三定律的确切含义；会对物体进行受力分析 目录 CONTENTS 教材整体初识 构建与探源 01 02 ___________________________________ —学科素养 对基本问题充分掌握— ____________________________________ —学科素养 对学科素养融会贯通— 命题整体感知 尝试与研析 01 _______________________________ —学科素养 对基本问题充分掌握— 教材整体初识 构建与探源 教材整体初识 构建与探源 知识点一　作用力和反作用力 1．定义：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，通常叫作作用力和_____________。 2．同时性：作用力和反作用力总是互相依赖、同时产生、同时变化、同时消失。 3．任意性：我们可以把物体间相互作用的这一对力中的________一个力叫作作用力，另一个力就叫作反作用力。 反作用力 任何 教材整体初识 构建与探源 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)一对作用力与反作用力的性质可以不同。(　　) (2)一对作用力与反作用力的合力为0。(　　) (3)物体间不可能只有作用力而没有反作用力。(　　) (4)先有作用力，然后才有反作用力。(　　) (5)作用力先消失，反作用力后消失。(　　) (6)作用力先变化，反作用力后变化。(　　) × × √ × × × 教材整体初识 构建与探源 2．思考题 人走路时，人和地球之间的作用力与反作用力共有几对？分别是哪几对？ 【答案】 3对。人受到的重力和人对地球的引力；地面对人的支持力和人对地面的压力；地面对人的摩擦力和人对地面的摩擦力。 教材整体初识 构建与探源 知识点二　牛顿第三定律 1．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是________相等，方向相反，作用在同一条直线上。 2．涉及两个物体，F和F′各自作用在对方上。当采用隔离法分别研究两物体时，F和F′不能平衡。 大小 教材整体初识 构建与探源 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)两个静止物体之间的作用力和反作用力总是大小相等。(　　) (2)两个一起运动的物体之间的作用力和反作用力大小不一定相等。(　　) (3)鸡蛋碰石头，鸡蛋碎了，石头没碎。说明石头给鸡蛋的力大于鸡蛋给石头的力。(　　) (4)在任何情况下，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。(　　) √ × × √ 教材整体初识 构建与探源 2．思考题 力传感器可以把它所受力的大小、方向随时间变化的情况由计算机屏幕显示出来。如图甲所示，用力传感器探究作用力和反作用力的关系，得到图乙所示的图像。根据图乙，能得到的结论是____________________ _____________________________________________________。 作用力和反作用力大 小相等、方向相反，总是同时产生、同时消失、同时变化 02 —学科素养 对学科素养融会贯通— 命题整体感知 尝试与研析 _____________________________ 类型一　对牛顿第三定律的理解 角度1：作用力和反作用力的同时性 作用力与反作用力总是相互依存，同时产生、同时变化、同时消失。 例1　 排球运动员用手打击飞过来的排球，则手打击排球的力(　　) A．比球撞击手的力晚些产生 B．与球撞击手的力同时产生 C．大于球撞击手的力 D．小于球撞击手的力 【解析】 运动员的手打击排球的力与球撞击手的力是一对作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，且具有同时性，故选项B正确。 B 类型一　对牛顿第三定律的理解 活学活用 如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为 F1，儿子对父亲的力记为F2，则(　　) A．F2>F1 B．F1 和 F2大小相等 C．F1 先于 F2产生 D．F1 后于 F2产生 【解析】 掰手腕的过程中，F1和F2是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，F1 与 F2 总是大小相等、方向相反、同时产生、同时消失，故选B。 B 类型一　对牛顿第三定律的理解 角度2：作用力和反作用力大小总是相等 例2　 (多选)如图所示，三块质量相同的木块A、B、C放在水平桌面上，水平恒力F作用在木块B上，三木块以共同速度v沿水平桌面匀速移动。下列说法正确的是(　 　) AD 类型一　对牛顿第三定律的理解 【解析】 以A为研究对象，可知A相对于B没有运动趋势，则B作用于A的静摩擦力为0，否则A受力不平衡，不可能做匀速直线运动，故A正确，B错误；以A、B作为整体为研究对象，根据平衡条件可知，C对B的静摩擦力大小等于F，方向与F相反，根据牛顿第三定律可知B作用于C的静摩擦力大小等于F，故C错误，D正确。 类型一　对牛顿第三定律的理解 活学活用 [2024·北仑中学高一](多选)用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果，如图所示。观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的图线，以下结论中正确的是(　 　) A．由图线是关于t轴对称的，可判断作用力与 反作用力大小相等、方向相反 ABD 类型一　对牛顿第三定律的理解 B．若把t轴上方图线看作是作用力随时间变化的图线，则t轴下方图线即为其反作用力随时间变化的图线 C．从对两条图线的对比分析，可判断作用力与反作用力作用在同一物体上 D．从对两条图线的对比分析，可判断作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失 类型一　对牛顿第三定律的理解 【解析】 由于图线是关于t轴对称的，可判断作用力与反作用力大小相等、方向相反；若把t轴上方图线看作是作用力随时间变化的图线，则t轴下方图线即为其反作用力随时间变化的图线，A、B正确；作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，作用在不同的物体上，C错误，D正确。 类型一　对牛顿第三定律的理解 角度3：作用力、反作用力与平衡力的对比 项目 一对相互作用力 一对平衡力 作用点 作用在两个不同的物体上 作用在同一个物体上 涉及物体的个数 2个 3个 性质 两力性质一定相同 两力性质不一定相同 同时性 两个力同时产生、同时变化、同时消失 一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力 能否求合力 不能求合力，不能相互抵消 能求合力，且为0 类型一　对牛顿第三定律的理解 例3　 既然参加拔河比赛的甲、乙两队的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反的，那为什么还会有胜负之分？ 【答案】 拔河比赛输赢的关键因素是地面对参赛队伍的最大静摩擦力与参赛队伍受到的拉力之间的关系。若地面给甲队的最大静摩擦力大于地面给乙队的最大静摩擦力，则当甲队对乙队的拉力大于地面给乙队的最大静摩擦力时，乙队就会被拉动，而此时甲队所受拉力小于最大静摩擦力，甲队没有被拉动，甲队获胜。 类型一　对牛顿第三定律的理解 活学活用 (多选)如图所示，有两个弹簧劲度系数不同的轻质弹簧测力计，甲弹簧测力计一端固定在墙上，另一端和乙相连，现用100 N的外力F向右拉乙，甲、乙均稳定，则下列说法正确的是(　 　) A．甲、乙弹簧测力计的示数均是100 N B．甲对乙的拉力和外力F是一对相互作用力 C．甲对墙的拉力和墙对甲的拉力是一对平衡力 D．甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对相互作用力 AD 类型一　对牛顿第三定律的理解 【解析】 甲、乙弹簧测力计的示数均等于拉力F，均是100 N，选项A正确；甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对相互作用力，选项B错误，选项D正确；甲对墙的拉力和墙对甲的拉力是一对相互作用力，选项C错误。 类型二　如何对物体进行受力分析 1．受力分析的步骤 类型二　如何对物体进行受力分析 2．物体的受力分析 受力分析 的顺序　 按重力、弹力、摩擦力的顺序，依次分析物体受到的性质力 受力分析的 注意事项　 (1)只分析物体受的力，不分析研究对象对其他物体的力 (2)在求解连接体问题、分析由几个物体组成的系统受力时，只需要分析外力即系统之外的物体给系统内部物体的力，不需要分析内力即系统内部物体之间的力 受力分析 的检查 (1)检查画出的每个力是否都能找到施力物体，这样可以防止“多力”。例如，分析用脚踢出的正在空中飞行的足球受力，有同学认为足球会受到一个沿其运动方向向前的动力作用，但找不到这个动力的施力物体，因为这时脚早已与球不接触了，这个动力就是“多余的力” (2)检查物体的受力情况是否与物体的运动情况相吻合 说明 对物体进行受力分析一般是解题的第一步，这一步错了，后面的解答就是做无用功。因此对物体受力分析时，要用铅笔、尺子画出物体受力的示意图，画出受力图后，一定要进行检查 类型二　如何对物体进行受力分析 例4 粗糙的长方体木块A、B叠放在一起，静止放在水平桌面上。当B木块受到一个水平向右的牵引力F后，在下面两种情况下，A、B两木块分别受到哪几个力的作用？ (1)A、B保持静止。 (2)A、B一起向右做匀速直线运动(相对静止)。 【答案】 (1)A木块受重力GA和B给的支持力F支共两个力的作用；B木块受重力G、水平方向的牵引力F、A对B的压力F压、地面给B的支持力FN和静摩擦力F静共五个力的作用。 类型二　如何对物体进行受力分析 (2)A木块受重力GA和B给的支持力F支共两个力的作用；B木块受重力G、水平方向的牵引力F、A对B的压力F压、地面给B的支持力FN和滑动摩擦力Ff共五个力的作用。 类型二　如何对物体进行受力分析 【点评】 很多同学错误地认为，当A、B一起向右做匀速直线运动(相对静止)时，A会受到B给的向右的摩擦力作用，同时 B也会受到A给的向左的摩擦力作用。 实际上在该题给出的这两种情况中，A、B之间均没有摩擦力。这是因为若A受到B给的摩擦力，这与A静止或匀速直线运动的状态不符合。因此，当A、B一起做匀速直线运动(A、B相对静止)时，A不会受到B给的摩擦力，B也不会受到A给的摩擦力。 类型二　如何对物体进行受力分析 活学活用 在高三教室里，老师将一块用于倒计时的磁性数字贴通过磁力贴在黑板上，且数字贴和黑板始终保持相对静止。下列关于数字贴的受力情况，分析正确的是(　　) A．黑板对数字贴的磁力和黑板对数字贴的弹力是一对平衡力 B．数字贴对黑板的磁力与黑板对数字贴的弹力是一对相互作用力 C．若磁性越强，则数字贴所受到的摩擦力就越大 D．数字贴受到3个力的作用 A 类型二　如何对物体进行受力分析 【解析】 黑板对数字贴的磁力和黑板对数字贴的弹力都作用在数字贴上，是一对平衡力，故A正确；数字贴对黑板的磁力与黑板对数字贴的磁力才是一对相互作用力，故B错误；数字贴所受到的静摩擦力与其所受重力是一对平衡力，数字贴所受静摩擦力大小始终等于其所受重力的大小，故C错误；数字贴受到重力、支持力、摩擦力、磁力共4个力的作用，故D错误。 类型二　如何对物体进行受力分析 本课点睛(教师用书独有)  判断力是否存在的依据 对研究对象进行受力分析时，既不能少力，也不能多力。如何防止多力呢？ 从力的概念判断 检查每个力是否有施力物体 从力的产生 条件判断 如产生弹力的条件：直接接触、弹性形变；产生摩擦力的条件：粗糙、有弹力、有相对运动或相对运动趋势 从力的作用 效果判断 分析是否发生形变或物体的运动状态是否改变 从力的相 互性判断 从作用力与反作用力成对出现的角度分析 类型二　如何对物体进行受力分析 课堂检测 1．如图所示，一吊灯悬挂在天花板上。设悬线对灯的拉力为F1，灯对悬线的拉力为F2，电灯所受到的重力为F3，悬线对天花板的拉力为F4 。下列说法正确的是(　　) A．F1 、F2 是一对平衡力 B．F3 、F4 是一对平衡力 C．F1 、F2 是一对作用力和反作用力 D．F3 、F4 是一对作用力和反作用力 C 类型二　如何对物体进行受力分析 【解析】 悬线对灯的拉力为F1，灯对悬线的拉力为F2，F1 和F2 大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上，符合作用力和反作用力的特点，故A错误，C正确。电灯所受到的重力为F3，受力物体是电灯；悬线对天花板的拉力为F4，受力物体是天花板，两个力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故B错误。作用力和反作用力的施力物体是两个相互作用的物体，电灯和天花板不是相互作用的物体，故D错误。 类型二　如何对物体进行受力分析 2．[2024·嘉兴一中高一]如图所示，在花样滑冰比赛中，男运动员托举着女运动员一起滑行。对于此情景，下列说法正确的是(　　) A．男运动员受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力 B．男运动员对女运动员的支持力大于女运动员受到的重力 C．男运动员对冰面的压力大小与冰面对他的支持力大小在任何时候都相等 D．女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的支持力是一对作用力和反作用力 C 类型二　如何对物体进行受力分析 【解析】 冰面对男运动员的支持力等于男运动员和女运动员所受重力之和，所以男运动员受到的重力和冰面对他的支持力不是一对平衡力，故A错误；女运动员处于平衡状态，男运动员对女运动员的支持力等于女运动员受到的重力，故B错误；男运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力是一对相互作用力，大小在任何时候都相等，故C正确；作用力和反作用力之间只涉及两个相互作用的物体，而女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的支持力涉及三个物体，所以不是一对作用力和反作用力，故D错误。故选C。 类型二　如何对物体进行受力分析 3．如图所示，大象和一群人拔河，大象轻而易举就赢了。设绳子对大象的力的大小为F1，大象对绳子的力的大小为F2，不计绳子质量，则下列判断正确的是(　　) A．F1＝F2 B．F1>F2 C．F1 先于F2 产生 D．F1 、F2 是一对平衡力 A 类型二　如何对物体进行受力分析 【解析】 绳子对大象的力和大象对绳子的力同时产生、大小相等、方向相反、作用在一条直线上，是一对相互作用力，故选A。 类型二　如何对物体进行受力分析 4．“奋斗者号”潜水器即将入水的情形如图所示，随后它下潜至马里亚纳海沟万米深处，使用机械手采集深海标本。下列说法正确的是(　　) A．机械手对标本的作用力大小大于标本对机械手的 作用力大小 B．机械手对标本的作用力大小等于标本对机械手的作用力大小 C．机械手对标本的作用力和标本对机械手的作用力是一对平衡力 D．机械手先对标本产生作用力，标本后对机械手产生反作用力 B 类型二　如何对物体进行受力分析 【解析】 根据作用力和反作用力的特点，可知机械手对标本的作用力大小等于标本对机械手的作用力大小，它们同时产生、同时消失，是一对相互作用力，A、C、D错误，B正确。 类型二　如何对物体进行受力分析 5．美国的Josh Horton头顶吉他保持平衡7分3.9秒，创造了吉尼斯世界纪录。如图所示，人和吉他处于静止状态，则下列说法正确的是(　　) A．吉他对人一定没有摩擦力 B．吉他对人的作用力一定沿竖直方向 C．吉他对人头顶的压力与吉他所受的重力是一对作用力与 反作用力 D．地面对人的支持力与人所受的重力是一对平衡力 B 类型二　如何对物体进行受力分析 【解析】 若吉他和人的接触面倾斜，吉他将受到摩擦力的作用，A错误；吉他受到的重力与人对它的作用力平衡，人对吉他的作用力方向一定竖直向上，其反作用力方向竖直向下，即吉他对人的作用力一定沿竖直方向，B正确；吉他对人头顶的压力与其所受重力的性质不同，不是一对作用力与反作用力，C错误；地面对人的支持力与人和吉他所受的总重力是一对平衡力，D错误。 类型二　如何对物体进行受力分析 6．[2024·长兴中学高一]“肥胖”已成为当前影响人类健康的一大问题，因此有一个标准的身材已成为很多人的理想，为使全民有一个健康的体魄，很多医院都有测量“肥胖指数”的身高、体重测量计。如图 所示，人静止站在测量计上，下列说法中正确的是(　　) A．人对测量计的压力与测量计对人的支持力是一对平衡力 B．人对测量计的压力与测量计对人的支持力是一对作用力和反作用力 C．人所受的重力与人对测量计的压力是一对平衡力 D．人所受的重力与人对测量计的压力是一对作用力和反作用力 B 类型二　如何对物体进行受力分析 【解析】 人对测量计的压力和测量计对人的支持力是两个物体之间的相互作用，是一对作用力与反作用力，A错误，B正确；人所受的重力和人对测量计的压力，这两个力作用在不同物体上，大小相等、方向相同，不是一对平衡力，也不是一对作用力和反作用力，C、D错误。 温馨说明：课后请完成高效作业17、18 感谢聆听，再见！ A．B作用于A的静摩擦力为0 B．B作用于A的静摩擦力为 C．B作用于C的静摩擦力为 D．B作用于C的静摩擦力为F $$