第3章 3 牛顿第三定律（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高一物理必修第一册高中同步学案（人教版）

3　牛顿第三定律 学科素养与目标要求 物理观念 1．知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。 2．理解牛顿第三定律。 科学思维 1．会用牛顿第三定律分析、解决简单问题。 2．理解一对平衡力与一对作用力和反作用力的区别。 3．能对一些简单问题进行初步的受力分析。 科学探究 通过实验探究作用力和反作用力的关系。 一、作用力和反作用力 (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)两个物体之间的作用总是__相互__的，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。我们可以把其中任何一个力叫作__作用力__，另一个力叫作__反作用力__。 二、牛顿第三定律 1．实验探究 如图所示，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，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弹力总是__相等__的，方向__相反__。 2．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。 三、物体受力的初步分析 (1)一对相互平衡的力作用在__一个__物体上，一对作用力和反作用力作用在__两个__物体上。(均选填“一个”或“两个”) (2)一对作用力和反作用力__一定__是同一种类的力，而一对相互平衡的力__不一定__是同一种类的力。(均选填“一定”或“不一定”) (3)受力分析 分析物体受到哪些力，并将它们以示意图的形式表示出来，这一过程及方法叫受力分析。 (4)两条思路 ①根据物体__运动状态__的变化分析。 ②根据各种力的特点，从__相互作用__的角度分析。 1．下列有关作用力和反作用力的说法正确的是(　　 ) A．先有作用力，然后有反作用力 B．作用力与反作用力大小相等，方向相反，合力为零 C．物体间的作用力与反作用力一定是同性质的力 D．只要大小相等、方向相反的同一条直线上的两个力就是一对作用力和反作用力 【答案】　C 2．火箭是世界上先进的运载工具，它是利用喷射燃烧的气体获得动力的。不计空气阻力，在火箭竖直加速升空时，下列叙述正确的是(　　 ) A．喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力和反作用力 B．喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对作用力与反作用力 C．喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力 D．喷出的气体对火箭的推力等于火箭的重力 【答案】　A 一、对牛顿第三定律的理解 【导学探究】 　成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头，比喻不自量力，自取灭亡。那么是否蛋对石头的力小于石头对蛋的力？ 【答案】　不是，以卵击石时，卵与石之间的力是一对作用力与反作用力，大小相等，只是作用效果不同而已。 【知识深化】 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．牛顿第三定律的重要意义 牛顿第三定律全面揭示了作用力和反作用力的关系，可归纳为三个性质和四个特征。 (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在同一条直线上 同性质 作用力和反作用力性质总是相同的 【温馨提示】 牛顿第三定律中“总是”表现在以下三个方面 (1)与物体的大小和形状无关。 (2)与物体的运动状态无关。 (3)与物体受不受其他力无关。 　下列判断正确的是(　　) A．人行走时向后蹬地，给地面的摩擦力向后，而地面给人的摩擦力向前，是人向前运动的动力 B．人匀速游泳时，人对水有向前的作用力，水给人的力是阻力，方向向后 C．放在桌面上的物体，因有重力，才有对桌面的压力，再有桌面的支持力出现，即压力先产生，支持力后出现 D．作用力与反作用力，应是先有作用力，再有反作用力，作用力先变化，反作用力随后跟着做相应变化 【解析】　人走路或游泳时，对地面或对水都施加向后的力，地面或水给人施加向前的动力，故A对，B错；作用力与反作用力总是同时产生、同时变化的，不存在谁先谁后，故C、D均错。 【答案】　A 1．亲子活动中，聪明的小孩站在地面上，让大人蹲在滑板上进行手拉手的拔河比赛，小孩获得了胜利。在比赛过程中(　　 ) A．先有小孩拉大人的力，再有大人拉小孩的力 B．先有大人拉小孩的力，再有小孩拉大人的力 C．决定胜负的关键是双方最大力气的较量 D．决定胜负的关键是两者受到地面最大静摩擦力的较量 【解析】　小孩拉大人的力和大人拉小孩的力是一对相互作用力，同时产生，同时消失，故AB错误；对于双方拔河者来说，当所受的拉力大于与地面的最大静摩擦力时就要被拉动而失败，则决定胜负的关键是两者受到地面最大静摩擦力的较量，故C错误，D正确。 【答案】　D 二、一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较 【导学探究】 　如图所示，木块静止在水平面上。 　 图1　　　　　　图2 (1)在图1中画出木块受到的重力G和支持力FN的示意图。重力G和支持力FN属于一对什么力？作用在几个物体上？性质相同吗？ (2)在图2中，画出水平面对木块的支持力FN和木块对水平面的压力F′N。 (3)支持力FN和压力F′N，属于一对什么力？分别作用在什么物体上？性质相同吗？ 【答案】　(1)如图所示 重力和支持力属于一对平衡力；作用在一个物体上；性质不同。 (2)如图所示 (3)支持力FN和压力FN′属于一对作用力和反作用力；支持力FN作用在木块上，压力FN′作用在水平面上；性质相同。 【知识深化】 作用力和反作用力与平衡力的区别 作用力和反作用力 平衡力 共同点 大小相等，方向相反，作用在同一直线上 不同点 作用 对象 作用在两个物体上 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、变化或消失，可以单独存在，只是不再平衡 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，合力为零 　一根轻绳的上端悬挂在天花板上，下端挂一灯泡，则(　　) A．灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力 B．灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力 C．灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力 D．绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力 【解析】　灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力，选项A、B错误；灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力，绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力和反作用力，选项C正确，D错误。 【答案】　C 2．关于一对相互平衡的力和一对作用力与反作用力，下列说法正确的是(　　) A．平衡力的性质一定相同 B．作用力和反作用力的性质不同 C．平衡力作用在两个物体上 D．作用力和反作用力作用在两个物体上 【解析】　一对平衡力是作用在同一个物体上的两个力，它们的性质可以不同，比如静止在水平面上的物体，其所受的支持力和重力是一对平衡力，但它们的性质是不同的，故A错误；作用力和反作用力是两物体之间的相互作用，它们是同种性质的力，故B错误；一对作用力与反作用力和一对平衡力的最大区别在于：一对作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，而一对平衡力作用在同一个物体上，所以C错误，D正确。 【答案】　D 三、物体受力的初步分析 1．受力分析的一般顺序 一般先分析重力；再分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；然后分析摩擦力，对凡有弹力作用处逐一进行分析；最后分析其他力。 2．受力分析的步骤 (1)明确研究对象，可以是某个物体、物体的一部分或某个作用点，也可以是几个物体组成的整体。 (2)按照先重力、再弹力、后摩擦力、最后其他力的顺序，逐个确定物体受到哪些力的作用。 (3)依据物体受到的各个力的方向，画出受力示意图，为了便于观察，物体所受的各个力集中画在同一个作用点上。 　画出图中物体A所受力的示意图，并写出力的名称和施力物体：(1)物体A静止，接触面光滑；(2)A沿固定粗糙斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接触面光滑，A静止。 【答案】　见解析 【解析】　(1)物体A受重力G、推力F、地面的支持力FN、墙壁对A向左的弹力FN′，施力物体分别是地球、推A的物体、地面、墙壁；(2)物体A受竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力FN、沿斜面向下的滑动摩擦力Ff，施力物体分别是地球、斜面、斜面；(3)物体A受重力G、支持力FN、滑动摩擦力Ff，施力物体分别是地球、水平面、水平面；(4)物体A受重力G、拉力FT、弹力FN，施力物体分别是地球、绳子、墙壁。 1．(作用力与反作用力)关于作用力和反作用力，下列说法中错误的是(　　) A．我们可以把物体间相互作用的任何一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力 B．若作用力是摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力 C．作用力和反作用力一定是同时产生、同时消失的 D．作用力和反作用力大小相等、方向相反，作用在一条直线上，因此它们可能成为一对平衡力 【解析】　物体之间的相互作用力，哪一个叫作用力，哪一个叫反作用力是任意的，选项A正确；作用力和反作用力一定是性质相同的力，并且同时产生、同时变化、同时消失，选项B、C正确；作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，效果不能抵消，选项D错误。 【答案】　D 2．(牛顿第三定律)(多选)“掰手腕”是比较臂力大小的一种常见比赛。在一次“掰手腕”比赛中，甲轻松地战胜了乙。对于这一过程的描述，以下说法正确的是(　　) A．在“掰手腕”比赛中，甲轻松地战胜了乙说明甲对乙的作用力大 B．在“掰手腕”比赛中，甲轻松地战胜了乙说明乙对甲的作用力小 C．在“掰手腕”比赛中，甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等 D．在“掰手腕”比赛中，甲轻松地战胜了乙是因为甲手腕能承受的力大于乙手腕能承受的力 【解析】　两手间的作用力为作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，这两个力大小相等，甲之所以胜了乙，那是因为甲手腕能承受的力大于乙手腕能承受的力。所以AB错，CD对。 【答案】　CD 3．如图所示，物体放在水平桌面上，受到一个水平向右的拉力F作用，却仍然保持静止，则下列说法中正确的是(　　 ) A．物体受三个力作用，拉力和摩擦力是一对平衡力 B．物体受三个力作用，重力和地面的支持力是一对作用力和反作用力 C．物体受四个力作用，重力和物体对地面的压力是作用力和反作用力 D．物体受四个力作用，重力和地面的支持力是一对平衡力 【答案】　D 4．(物体的受力分析)如图所示，三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体间接触面不光滑，现用一水平力F作用于B上，三个物体仍静止，下列说法中正确的是(　　 ) A．B物体受到六个力作用 B．A物体受到三个力作用 C．C物体受到水平面对它的摩擦力大小为F，方向水平向左 D．C物体对B物体的支持力大小等于B物体的重力 【解析】　对A物体受力分析可知，A物体受重力和B物体对它的支持力，选项B错误；对B物体受力分析，B物体受重力、A物体对B物体的压力、C物体对B物体的支持力、拉力和C物体对B物体的摩擦力，所以B物体受五个力的作用，选项A错误；由于B物体相对于C物体具有向右运动的趋势，所以B物体受到C物体对它向左的摩擦力作用，则B物体对C物体的摩擦力的方向为水平向右，因此C物体相对水平面具有向右运动的趋势，C物体受到水平面对它水平向左的摩擦力，由二力平衡可知，C物体所受的摩擦力的大小为F，选项C正确；由于A物体放在B物体上，所以C物体对B物体的支持力大小等于A物体和B物体的重力之和，D选项错误。故选C。 【答案】　C 课时作业(十)　牛顿第三定律 基础对点练 考点一　作用力和反作用力 1．关于作用力和反作用力，下列说法正确的是 (　　) A．作用力、反作用力作用在不同物体上 B．地球对重物的作用力大于重物对地球的作用力 C．作用力与反作用力的大小有时相等，有时不相等 D．作用力、反作用力可能不同时产生或消失 【解析】　作用力与反作用力的大小相等，方向相反，作用在两个物体上，则地球对重物的作用力等于重物对地球的作用力，故A正确，B、C错误；作用力和反作用力同时产生、同时消失，故D错误。 【答案】　A 2.某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是(　　 ) A．只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力 B．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力 C．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力 D．桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力 【解析】　绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对相互作用力，不管是桶匀速上升过程、加速上升过程或者减速向上运动过程，绳子对桶的拉力总是等于桶对绳子的拉力。故选C。 【答案】　C 3．关于反作用力在日常生活和生产技术中的应用，下列说法中错误的是(　　) A．在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动 B．汽车行驶时，通过排气筒向后排出燃气，从而获得向前的反作用力即动力 C．农田灌溉用自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管会自动转向 D．软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去 【解析】　人从小船的一端走向另一端时，要受到船给人的摩擦力，方向与人行走的方向相同。根据牛顿第三定律知，人对小船也有一个摩擦力，其方向与人行走的方向相反，因此船将在这个摩擦力的作用下改变运动状态，向人行走的相反方向运动，所以A正确。汽车行驶时，通过排气筒向后排出燃气。虽然燃气对排气筒有反作用力，但毕竟反作用力很小，并不是汽车动力的来源，B错误。农业灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管在水的反作用力的推动下会自动旋转，大大增加了喷水的面积，C正确。乌贼经过身体侧面的孔把水吸入鳃腔，然后用力把水经过小孔压出体外，根据牛顿第三定律可知，乌贼就获得了方向相反的反作用力，从而向排水的相反方向游去。D正确。 【答案】　B 4．(多选)如图所示是利用计算机记录的卫星发射时火箭和卫星之间的作用力和反作用力的变化图线，根据图线可以得出的结论是(　　) A．作用力大时，反作用力小 B．作用力和反作用力的大小总是相等的 C．作用力和反作用力的方向总是相反的 D．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的 【答案】　BC 考点二　牛顿第三定律 5．关于火车头和车厢的相互作用，下列说法中正确的是(　　 ) A．列车在加速前进时，火车头对车厢的拉力大于车厢对火车头的拉力大小 B．列车在减速前进时，火车头对车厢的拉力小于车厢对火车头的拉力大小 C．只有列车在匀速前进时，火车头对车厢的拉力才等于车厢对火车头的拉力大小 D．无论列车怎样运动，火车头对车厢的拉力总是等于车厢对火车头的拉力大小 【解析】　由牛顿第三定律，火车头对车厢的拉力与车厢对火车头的拉力是作用力与反作用力，无论列车怎样运动，火车头对车厢的拉力总是等于车厢对火车头的拉力大小。故选D。 【答案】　D 6．如图所示，船夫用撑杆撑船前行，则(　　) A．船对人的力小于人对船的力 B．船对水的力大于水对船的力 C．人对撑杆的力与撑杆对人的力大小相等 D．撑杆对河底的力大于河底对撑杆的力 【答案】　C 7．竹蜻蜓是一种中国传统的民间儿童玩具，流传甚广。如图所示，竹蜻蜓由竹柄和“翅膀”两部分组成。玩时，双手一搓竹柄，然后双手松开，竹蜻蜓就会旋转着飞上天空，过一会儿落下来。松手后，关于竹蜻蜓和空气间的相互作用力，下列说法中正确的是(　　) A．竹蜻蜓对空气的作用力大于空气对竹蜻蜓的作用力 B．竹蜻蜓对空气的作用力小于空气对竹蜻蜓的作用力 C．竹蜻蜓对空气的作用力等于空气对竹蜻蜓的作用力 D．竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力方向相同 【答案】　C 考点三　一对平衡力与一对作用力和反作用力的比较 8．如图所示，有人用一簇气球通过绳使一座小屋成功升空，成为“会飞的小屋”。当小屋静止在空中时，下列说法正确的是(　　 ) A．小屋受到绳的拉力和小屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力 B．小屋受到绳的拉力和小屋所受重力是一对作用力和反作用力 C．小屋对绳的拉力和小屋所受重力是一对作用力和反作用力 D．小屋对绳的拉力和小屋所受重力是一对平衡力 【解析】　小屋受到绳的拉力和小屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力，故A正确；小屋受到绳的拉力和小屋所受重力的受力物体都是小屋，不是作用力和反作用力，故B错误；小屋对绳的拉力的施力物体是小屋，受力物体是绳子，小屋所受重力的施力物体是地球，受力物体是小屋，不是作用力和反作用力，也不是平衡力，故C、D错误。 【答案】　A 9．某建筑工地上，工人师傅推车的情形如图所示，以下判断正确的是(　　) A．工人对车的力与车对工人的力是一对平衡力 B．工人受到的重力与工人对地面的压力是一对平衡力 C．工人对车的力与车对工人的力是一对作用力与反作用力 D．工人受到的重力与地面对工人的支持力是一对作用力与反作用力 【解析】　工人对车的力和车对工人的力是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，选项A错误，C正确；工人受到的重力与工人对地面的压力分别作用在两个不同的物体上，不是一对平衡力，选项B错误；工人受到的重力与地面对工人的支持力都作用在工人上，不是一对作用力与反作用力，选项D错误。 【答案】　C 能力综合练 10．如图所示，家用吊扇对悬挂点有拉力作用，正常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动时相比 (　　) A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断 【解析】　吊扇不转动时，吊扇对悬点的拉力等于吊扇的重力，吊扇旋转时要向下扑风，即对空气有向下的压力，根据牛顿第三定律，空气也对吊扇有一个向上的反作用力，使得吊扇对悬点的拉力减小，B正确。 【答案】　B 11.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，下列说法正确的是(　　) 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与反作用力 【解析】　对M受力分析。它受到重力、L1的拉力、L2的拉力的作用，因此L1对M的拉力和L2对M的拉力并不是一对平衡力，A错误；作用力和反作用力是相互作用的两个物体之间的力，而B选项中有三个物体，M、N、L2，B错误；平衡力必须作用在同一个物体上，L1对M的拉力和M对L1的拉力分别作用在M和L1上，显然不是平衡力，C错误；L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力与反作用力，D正确。 【答案】　D 12．(多选)(受力分析)下列各物体均处于静止状态，关于物体的受力示意图，正确的是(　　 ) 【解析】　小球受重力和绳的拉力，二力平衡，A正确；水平力F把铁块紧压在竖直墙上静止的物体受到4个力作用，即重力、支持力、推力和摩擦力作用，B错误；小球放在水平面上，受水平面竖直向上的支持力和重力作用，倾斜的接触面虽然接触，但不存在弹力，故C正确；物体A和B通过跨过定滑轮的细绳连接，都处于静止状态时A受到的摩擦力方向水平向右，D错误。 【答案】　AC 13．如图所示，物体A和B均处于静止状态，重力分别为13 N和7 N，不计弹簧秤和细线的重力，不考虑一切摩擦，则弹簧秤的读数是(　　) A．6 N B．7 N C．13 N D．20 N 【解析】　以物体B为研究对象进行受力分析，可得绳子上的拉力为：FT＝GB＝7 N。绳子拉力的大小即为弹簧秤的读数，A、C、D错误，B正确。 【答案】　B 14．物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上，如图所示，a、b处于静止状态。关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是(　　) A．a受到一个摩擦力的作用 B．a共受到四个力的作用 C．b共受到三个力的作用 D．b共受到四个力的作用 【解析】　以a、b组成的整体为研究对象，分析其受力情况，在竖直方向上受到重力和墙壁对a的摩擦力，根据平衡条件可知，墙壁对a的摩擦力大小等于a和b的总重力。再以b为研究对象，分析其受力，在竖直方向上受到重力和a对b的摩擦力，由平衡条件可知，a对b的摩擦力大小等于b的重力，则b对a的摩擦力大小也等于b的重力，所以a受到两个摩擦力的作用，选项A错误；受力分析可知，a受到五个力作用(重力、墙壁对a向右的弹力和向上的静摩擦力、b对a向左的压力和向下的静摩擦力)，选项B错误；b共受到四个力的作用(重力、F、a对b向右的弹力和向上的静摩擦力)，选项C错误，D正确。 【答案】　D 15．如图所示，物体A放在物体B上，物体B为一个斜面体，且放在粗糙的水平地面上，A、B均静止不动，试分别画出A和B的受力示意图。 【答案】　见解析 【解析】　对物体A受力分析，如图a所示由于A、B均静止，故可将A、B视为一个整体，其水平方向无外力作用，B相对地面也就无运动趋势，故地面对B无摩擦力，受力如图b所示；对物体B受力分析，如图c所示，共有四个力。 学科网（北京）股份有限公司 $$