5.4 牛顿第三运动定律 课件-2025-2026学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

第5章 牛顿运动定律 第4节 牛顿第三运动定律 我们知道，两个物体之间的作用总是相互的。一个物体对另一个物体施加作用力，这个物体同时也会受到另一个物体对它产生的作用力。如下图，假如人在静止于水面上的小船从船头走向船尾，小船会怎样运动？为什么会出现这种现象？ 1.知道力的作用是相互的，知道作用力与反作用力的概念。 2.理解牛顿第三运动定律的含义，并能用它解释生活现象。 3.会区分作用力、反作用力与平衡力。 学习目标 将一只充气球的气嘴放开，气球里的空气会迅速喷出，同时气球向相反方向运动。 气球 球内空气 向某一方向运动 受到气球的力 受到球内空气的力 向相反方向运动 球内空气与气球之间有相互作用力 实验一： 作用力与反作用力 新知学习 汽车在地面上前进 地面对车轮的力F ？ v 地面在水平方向是否受到小车的作用力？ 实验二： 新知学习 汽车在薄板上前进 v v 地面对车轮的力F 车轮对薄板的力F' 汽车与薄板或地面之间有相互作用力 新知学习 当两个物体不直接接触时，如果一个物体施力与另一物体，是否也有类似情况？ 新知学习 两块磁铁之间的吸引作用 F1 F2 两块磁铁之间的排斥作用 F1 F2 新知学习 8 一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定同时对前一物体施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。 实验表明 气球 球内空气 薄板或地面 汽车 条形磁铁 条形磁铁 两个物体之间力的作用总是相互的 新知学习 （1）定义： 物理学中，把物体间的一对相互作用力称为作用力和反作用力。可以把其中的任意一个力称为作用力，则另一个力就称为反作用力。 （2）特点： 力的作用总是相互的。相互的作用力和反作用力既可以存在于相互接触的物体之间，也可以存在于不接触的物体之间。 新知学习 10 光滑的冰面上，甲乙两人用力推对方，观察思考两人的受力情况 体验相互作用力的方向 两人之间的相互作用力方向相反 新知学习 练一练 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.和F2大小相等 C. F1先于F2产生 D. F1后于F2产生 B 新知学习 知道了两个物体间的力的作用总是相互的。 作用力与反作用力之间有什么关系呢？ 作用力 反作用力 牛顿第三运动定律及其意义 新知学习 13 探究作用力与反作用力的关系 B A A B 两个弹簧测力计水平对拉 把两只弹簧测力计A和B的挂钩挂在一起，两手分别用水平力拉两只弹簧测力计，B的示数可指示出A对B作用力的大小，而A的示数可指示出B对A作用力的大小。 改变两手的拉力，看看两只弹簧测力计的示数如何变化。 观察并思考：作用力与反作用力的大小、方向和作用线分别有怎样的关系？ 用弹簧测力计探究 等大、反向、共线 新知学习 14 用力传感器探究 将两个调零后的力传感器相互勾住，保持轴心在同一直线上，轻拉传感器，观察实验的F-t图像。 新知学习 1、根据图像观察，力学传感器之间的相互作用力的大小、方向具有什么样的关系？ 2、作用力与反作用力随时间的变化有什么样的关系？ 同时产生、同时消失、同时变化的一一对应关系。 等大、反向 新知学习 式中的负号表示作用力F与反作用力F′的方向相反。 两个物体之间的作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 F=-F′ 1.牛顿第三运动定律： 2.数学表达式： 3.作用力与反作用力的特点： （1）作用在两个物体上。 （2）具有同种性质。 （3）同时产生，同时消失。 （4）同一直线，方向相反。 新知学习 牛顿第三运动定律理解： 1．牛顿第三定律的公式表达：F＝－F′。 负号表示两者方向相反，等号表示两者大小相等。 2．牛顿第三定律的物理意义： 揭示了物体之间相互作用的规律。反映了作用力和反作用力的大小、方向特点，揭示了相互作用的物体间的联系。 3．应用牛顿第三定律应注意的问题： (1)定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的，与作用力性质、物体质量大小、作用方式(接触还是不接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关。 (2)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失，否则就违背了“相互关系”。 新知学习 4.一对作用力与反作用力的关系 相同点 不同点 作用力和反作用力的关系适用于任何物体之间，与物体的运动状态无关，与参考系的选择也无关。 同大小 大小相同 同直线 作用在一条直线上 同时性 同时产生，同时变化，同时消失 同性质 作用力是引力，反作用力也是引力；作用力是弹力，反作用力也是弹力；作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力 异向 方向相反 异体 作用在不同的物体上 异效 在不同的物体上分别产生不同的作用效果，不能相互抵消，因此不能认为作用力和反作用力的合力为零 新知学习 5.一对相互作用力与一对平衡力的区别 一对作用力和反作用力 一对平衡力 共同点 不同点 作用对象 力的性质 作用效果 依赖关系 大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上 作用在两个物体上 作用在同一个物体上 一定是同性质的力 不一定是同性质的力 作用在两个物体上，各自产生作用效果，故不能作为使物体平衡的条件 一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态，合力为零 两个力一定同时产生、同时变化、同时消失，不可能单独存在 不存在依赖关系，撤出一个力时另一个力依然存在，只是不再平衡 新知学习 区分作用力、反作用力和平衡力的方法 区别作用力、反作用力和平衡力，最简单的方法是看涉及的物体个数，作用力和反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙物体和乙物体对甲物体的关系，平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用于平衡的物体上。 总结提升 新知学习 练一练 1.关于一对平衡力、作用力和反作用力，下列叙述正确的是（ ） A.平衡力应是分别作用在两个不同物体上的力 B.平衡力可以是同一性质的力，也可以是不同性质的力 C.作用力和反作用力可以不是同一性质的力 D.作用力施加之后才会产生反作用力，即反作用力总比作用力落后一些 B 新知学习 2.如图所示，一人遛狗时，用力拉住拴狗的绳子，正僵持不动，如果绳子的质量不计，下列说法正确的是（ ） A.狗静止不动是因为绳拉狗的力等于狗拉绳的力 B.僵持不动是因为绳拉狗的力小于狗拉绳的力 C.人拉绳的力与狗拉绳的力是一对平衡力 D.人拉绳的力与狗拉绳的力是作用力与反作用力 C 新知学习 气体给火箭向上的作用力 火箭给气体向下的作用力 灯对绳的拉力 绳对灯的拉力 牛顿第三运动定律的应用 新知学习 练一练 某人驾驶一辆新型电动汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，汽车行驶了5s时速度达到10m/s。若人与汽车的总质量m=800kg，汽车所受阻力为F阻=160N，求： （1）汽车的加速度大小a。 （2）汽车牵引力大小F。 （3）汽车牵引力的反作用力作用在哪个物体上？ 新知学习 解：（1）由v=at得 汽车的加速度a= （2）由牛顿第二定律得F- F阻=ma F= F阻+ma=1760N （3）汽车牵引力的反作用力作用在水平路面上 新知学习 定义：物体间的相互作用力称为作用力与反作用力。 A B （作用力） （反作用力） 作用力 反作用力 施力物体 受力物体 受力物体 施力物体 内容：两个物体之间的作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 式中的负号表示作用力F与反作用力F′的方向相反。 一、作用力与反作用力 二、牛顿第三运动定律 同时产生、同时消失、同时变化的一一对应关系。 作用力与反作用力一定是同种性质的力。 作用力F与反作用力F′分别作用于两个不同的物体。 F=-F′ 课堂总结 $$