3. 牛顿第三定律（举一反三讲义）物理人教版2019必修第一册

3．牛顿第三定律 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：作用力和反作用力 2 知识点2：牛顿第三定律 4 知识点3：物体受力的初步分析 6 【方法技巧】 8 方法技巧1 受力分析的常用方法 8 【巩固训练】 9 【学习目标】 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，并能应用该定律解决相关问题。 3．会对物体的受力进行初步分析，掌握分析物体受力的一般方法。 重点： 1．作用力与反作用力的关系。 2．牛顿第三定律在实际生活中的应用。 难点： 1．运用作用力和反作用力的特点分析求解相关问题。 2．“作用力与反作用力”和“平衡力”的区分。 3．正确对物体进行受力分析 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：作用力和反作用力 1．物体间力的作用是相互的 引力的作用是相互的 物体受到重力，是由于地球对物体的吸引，同时地球也受到物体对它的力的作用。 拉力的作用是相互的 用手拉弹簧，弹簧受到手的拉力F，同时弹簧发生形变，手也就受到弹簧的拉力F’ 摩擦力的作用是相互的 汽车的发动机驱动车轮转动，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的摩擦力 大量实例说明，物体间力的作用是相互的 2．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，通常叫作作用力和反作用力。 【注】作用力与反作用力是相对的，定义一个力是作用力，则另一个力就是反作用力。因为物体是受力物体的同时，也是施力物体。 （2）作用力与反作用力的性质 ①异体性：作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上，产生各自的作用效果这两个作用效果是不可抵消的。 ②同时性：作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，无先后之分。 ③相互性：作用力与反作用力是相互的，总是成对出现。 ④同性质：作用力与反作用力性质相同。例如，作用力是弹力，反作用力一定也是弹力；摩擦力的反作用力一定也是摩擦力。 【典例1】桌面上有一个静止的物体A，则物体A受到的支持力和物体A受到的重力（　　） A．是作用力与反作用力 B．可能是作用力与反作用力 C．一定不是作用力与反作用力 D．是性质相同的力 【变式1】物体间力的作用总是相互的，两物体间相互作用的力互为作用力和反作用力，关于作用力与反作用力的关系，最早的科学论述是牛顿第三定律。关于作用力和反作用力的下列说法，正确的是（　　） A．一个力是弹力，它的反作用力可能是摩擦力 B．一个力和它的反作用力可能是一对平衡力 C．先出现作用力，稍后才会出现该力的反作用力 D．鸡蛋碰在石头上，石头对鸡蛋的作用力大小等于鸡蛋对石头的作用力大小 【变式2】生活中有许多谚语和歇后语都蕴含着丰富的物理知识，下列最能说明“物体间力的作用是相互的”这一规律的是 A．秤砣虽小，能压千斤 B．鸡蛋碰石头——不自量力 C．水滴石穿——非一日之功 D．人往高处走，水往低处流 【变式3】我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是（　　） A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜 B．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小 C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力 D．无论匀速还是加速拉过去，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小。 知识点2：牛顿第三定律 1．实验：用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系 （1）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。两个测力计的指针同时移动。测力计B受到A的拉力F，测力计A则受到B的拉力F '。探究作用力F与反作用力F '的关系。 （2）结论：弹簧测力计A无论快拉还是慢拉，拉力大还是小，F和力F '的大小始终相等，方向相反。 2．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大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 【注意】牛顿第三定律中的“总是”是强调对于任何物体，无论在何种条件下，两个力等大、反向、共线的关系都成立，与物体的质量、形状、运动状态及参考系的选取等因素均无关。 （2）公式表达：F＝－F '。（负号表示甲对乙的力与乙对甲的力在同一直线上，方向相反） 3．作用力与反作用力具有“四同”和“三异”的关系 “四同” 同大小 作用力和反作用力总是大小相等 同直线 作用力和反作用力总是在同一条直线上 同存亡 作用力和反作用力总是同时产生、同时消失、同时变化。 同性质 作用力与反作用力性质相同 “三异” 异向 作用力和反作用力总是方向相反 异体 作用力和反作用力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 4．一对相互作用力和一对平衡力的比较 一对作用力与反作用力 一对平衡力 作用对象 两个力分别作用在两个物体上 两个力作用在同一个物体上 叠加特点 不可以求合力，两个力的作用效果不可抵消，不可叠加 可以求合力，且合力一定为零，两个力的作用效果可相互抵消，可叠加 力的性质 两个力的性质一定相同 两个力的性质不一定相同 作用效果 两个力的作用效果分别表现在相互作用的两个物体上，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 依赖关系 两个力一定同时产生，同时变化，同时消失，不可单独存在 不存在依赖关系，撤除一个力时另一个力可依然存在，只是物体受力不再平衡 共同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 区别一对相互作用力和平衡力的方法 最简单、最准确有效的方法是看力的作用点，一对平衡力的作用点一定在同一个物体上，而作用力和反作用力的作用点一定在两个物体上。如图所示，物体对地面的压力FN与地面对物体的支持力FN'是相互作用力，地面对物体的支持力FN'和物体的重力G是平衡力。注意作用在两个物体上的力也不一定是作用力和反作用力，还必须是因为相互作用而产生的。 【典例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 D．无论桶如何运动，绳子对桶的拉力都一定等于桶对绳子的拉力 【变式1】如图所示，百米赛跑中，发令枪响时运动员蹬踏起跑器踏板迅速向前加速启动，此过程中，运动员对起跑器踏板的作用力为、起跑器踏板对运动员的作用力为，下列说法正确的是（　　） A．先产生，再产生 B．先产生，再产生 C．大于 D．大小等于 【变式2】如图所示，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，A的一端固定，用手拉测力计B。测力计A对B的拉力为F，测力计B对A的拉力为F'，下列说法正确的是（　　） A．手对测力计B的拉力和F为一对相互作用力 B．F与F'是一对平衡力 C．当手的拉力变化时，F'先变化，F后变化 D．不论手的拉力如何变化，F与F'始终大小相等 【变式3】如图所示，当冰壶在冰面上滑动时（　　） A．冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力是一对平衡力 B．冰面对冰壶的支持力与冰壶对冰面的压力是一对平衡力 C．冰壶受到的重力与冰面对冰壶的支持力是一对平衡力 D．冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力是一对相互作用力 知识点3：物体受力的初步分析 1．受力分析 （1）定义：受力分析指的是把指定的物体（研究对象）在特定的物理环境中受到的所有力找出来，并画出力的示意图。 （2）注意事项 ①只分析研究对象“受到”的力，不分析其“付出”的力。 ②对系统只分析外力，不分析内力。对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上。 ③只分析物体实际受到的力，合力和分力不能重复分析。 2．受力分析的一般步骤 （1）明确研究对象：研究对象可以是质点、结点、单个物体，也可以是多个物体组成的系统。对于由多个物体组成的系统，要将整体法和隔离法结合起来使用。 （2）隔离物体分析：将研究对象从周围物体中隔离出来进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用。 （3）画出受力示意图：分析并找出研究对象所受的各种作用力并将力一一画在受力示意图上，准确标出各力的方向。一般按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序分析。 （4）检查受力分析是否有误：检查画出的每一个力是否有施力物体，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的状态，防止“添力”和“漏力”。 【典例3】下列4个选项对应4个情境：A选项中球静止，接触面光滑；B选项中球静止，斜面光滑；C选项中物体冲上粗糙斜面；D选项中两物体一起向右做匀速直线运动。对“画阴影”的物体受力分析正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式1】靠墙静蹲是一种简单的健身运动。如图所示，人以半蹲姿态处于静止状态，假设竖直墙面光滑，则下列说法正确的是（　　） A．人受到3个力作用 B．人对地面的摩擦力水平向左 C．地面对人的作用力竖直向上 D．墙面对人的支持力小于地面对人的作用力 【变式2】质量均匀的钢管，一端支在光滑的水平地面上，另一端被竖直绳悬挂着（如图）， 以下说法正确的是（　　） A．钢管只受到重力、支持力、拉力3个力 B．钢管只受到重力、支持力、拉力、摩擦力4个力 C．钢管受到重力和支持力是一对平衡力 D．钢管受到拉力和支持力是一对相互作用力 【变式3】（多选）木箱重，人重，人站在木箱里用力F向上推木箱，如图则有（    ） A．人对木箱底的压力大小为 B．人对木箱底的压力大小为 C．木箱对地面的压力大小为 D．木箱对地面的压力大小为 【方法技巧】 方法技巧1 受力分析的常用方法 1、整体法与隔离法 概念 选用原则 注意问题 整体法 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用 隔离法 将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法 研究单个物体所受的作用力 一般隔离受力较少的物体 2、假设法 在对物体进行受力分析时，若不能确定某个力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后就该力存在与否对物体运动状态影响的不同判断该力是否存在。 3、利用牛顿第三定律分析 当某个力不易直接分析时，可以转换研究对象，分析该力的反作用力，根据其反作用力的大小和方向来确定该力的大小和方向。 【巩固训练】 1．在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”下列选项中从物理学的角度解释正确的是（　　） A．“大石不移”是因为大石受到的阻力等于水的冲力 B．“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力 C．水对沙石的冲击力大于沙石对水的冲击力 D．只有水的持续作用力才能让沙石持续运动，因为力是维持物体运动的原因 2．如图，在天花板上吊有一台电风扇，当电风扇静止时，挂钩受到的拉力大小为F1。当通电后叶片平稳转动时，挂钩受到的拉力大小为F2。关于F1和F2的大小，下列说法正确的是（　　） A．F1可能大于F2 B．F1可能小于F2 C．F1一定大于F2 D．F1一定小于F2 3．如图所示，水平力把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中不正确的是（　　） A．水平力跟墙壁对物体的压力是一对平衡力 B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 C．水平力与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力 D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力 4．如图所示，用压力F将物体A、B紧压在竖直的墙壁上保持静止状态。下列说法错误的是（　　） A．物体A受力平衡 B．压力F与墙壁对物体B的支持力不是一对平衡力 C．物体A对物体B的压力与物体B对物体A的支持力是一对相互作用力 D．物体B所受的重力与墙壁对物体B的摩擦力是一对平衡力 5．如图所示，一只蜗牛沿着圆弧形葡萄枝从位置M向位置N缓慢爬行的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．葡萄枝对蜗牛的作用力不变 B．葡萄枝对蜗牛的摩擦力一直减小 C．葡萄枝受到的压力是葡萄枝发生形变产生的 D．葡萄枝对蜗牛的支持力和蜗牛对葡萄枝的压力大小一定不相等 6．大阳台、大的落地窗户深受年轻购房者的喜爱，但家中大面积的玻璃面使用同样也带来了清洁困难等问题。科技改变生活，擦窗机器人的出现有效地解决了此类问题。如图所示，某品牌的擦窗机器人在完成清洁任务后静止在玻璃窗上，已知擦窗机器人是通过吸盘吸附在玻璃上的，则擦窗机器人与玻璃窗之间的相互作用力总共有几对（　　） A．1对 B．2对 C．3对 D．4对 7．如图所示，运动员跳伞时，运动员和伞在某一阶段沿竖直方向匀速下落。运动员的受力情况是：所受重力为，所受降落伞的拉力为，所受的空气阻力忽略不计；降落伞的受力情况是：所受重力为，所受运动员的拉力为，所受的空气阻力为。下列说法正确的是（　　） A．与是一对平衡力 B．与是一对平衡力 C．与大小之和与大小相等 D．和的合力大小与大小相等 8．2025年端午节期间，铜仁市各区县民众开展丰富多彩的龙舟赛活动，欢庆佳节，传承民俗文化。在活动中划手身体前倾，桨面与船前进方向一致，跟随鼓点节奏，手、腰、脚同时用力运桨，奋力争先。关于龙舟在前进中的受力与运动情况，下列说法正确的是（　　） A．龙舟加速冲刺时，以龙舟为参照物，岸上的树是静止的 B．桨对水的力与水对桨的力是一对平衡力 C．龙舟加速冲刺时，水对桨的作用力大于浆对水的作用力 D．龙舟前进的动力来自水对桨的作用力 9．关于在日常生活和生产中应用反作用力的例子，下列说法中错误的是（　　） A．运动员在跳高时总是要用力蹬地面，才能向上弹起 B．大炮发射炮弹时，炮身会向后退 C．农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管会自动旋转 D．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 10．如图为甲、乙两人打夯简化示意图，目的是把松散的地面夯实。已知夯体重量为G，绳子质量不计，则下列说法正确的是（　　） A．若夯体在加速上升，甲对地面的压力大小大于地面对甲的支持力大小 B．若夯体在加速上升，甲对地面的摩擦力大小等于地面对甲的摩擦力大小 C．若夯体在空中静止不动，乙对绳子的拉力大小等于G D．若夯体在空中静止不动，乙对绳子的拉力大小大于G 11．如图所示，甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两扶梯均匀速向上运动，则（　　）          A．甲受到三个力的作用 B．甲对扶梯有摩擦力的作用 C．乙受到三个力的作用 D．乙对扶梯的作用力与扶梯对乙的支持力为一对作用力与反作用力 12．某实验中学秋季趣味运动会中，高一两个班同学分成甲、乙队参加了拔河比赛，如果绳质量不计，且保持水平，在甲、乙两队的拔河比赛中，甲队获胜，则下列说法中正确的是（　　） A．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，甲获胜只是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力 B．甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力 C．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小 D．甲对乙的拉力始终小于乙对甲的拉力 13．如图所示，小车放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间摩擦。 （1）小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对 （选填“A．平衡力”或“B．相互作用力”）。 （2）若小车加速向右运动，小车拉甲的力 （选填“A．”、“B．”或“C．”）甲拉小车的力。 14．如图，当马拉车加速前进时，马拉车的力 车拉马的力，当马拉车减速前进时，马拉车的力 车拉马的力。（均选填“大于”、“等于”或“小于”） 15．如图所示，ABCD是四块质量相同的砖，每块重50N，A、D两侧是两块竖直的木板，木板外侧分别用100N的力压紧，砖处于静止状态，A砖与B砖之间的摩擦力为 N，B砖与C砖之间的摩擦力为 N，木板对D砖在竖直方向上的作用力的方向是 。 16．如图，a、b两物体在竖直向上的恒力F作用下，一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，a、b两物体的质量分别为M、m，重力加速度为g。在运动过程中，a物体的受力个数为 ，b物体受力个数为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3．牛顿第三定律 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：作用力和反作用力 2 知识点2：牛顿第三定律 5 知识点3：物体受力的初步分析 8 【方法技巧】 11 方法技巧1 受力分析的常用方法 11 【巩固训练】 11 【学习目标】 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，并能应用该定律解决相关问题。 3．会对物体的受力进行初步分析，掌握分析物体受力的一般方法。 重点： 1．作用力与反作用力的关系。 2．牛顿第三定律在实际生活中的应用。 难点： 1．运用作用力和反作用力的特点分析求解相关问题。 2．“作用力与反作用力”和“平衡力”的区分。 3．正确对物体进行受力分析 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：作用力和反作用力 1．物体间力的作用是相互的 引力的作用是相互的 物体受到重力，是由于地球对物体的吸引，同时地球也受到物体对它的力的作用。 拉力的作用是相互的 用手拉弹簧，弹簧受到手的拉力F，同时弹簧发生形变，手也就受到弹簧的拉力F’ 摩擦力的作用是相互的 汽车的发动机驱动车轮转动，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的摩擦力 大量实例说明，物体间力的作用是相互的 2．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，通常叫作作用力和反作用力。 【注】作用力与反作用力是相对的，定义一个力是作用力，则另一个力就是反作用力。因为物体是受力物体的同时，也是施力物体。 （2）作用力与反作用力的性质 ①异体性：作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上，产生各自的作用效果这两个作用效果是不可抵消的。 ②同时性：作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，无先后之分。 ③相互性：作用力与反作用力是相互的，总是成对出现。 ④同性质：作用力与反作用力性质相同。例如，作用力是弹力，反作用力一定也是弹力；摩擦力的反作用力一定也是摩擦力。 【典例1】桌面上有一个静止的物体A，则物体A受到的支持力和物体A受到的重力（　　） A．是作用力与反作用力 B．可能是作用力与反作用力 C．一定不是作用力与反作用力 D．是性质相同的力 【答案】C 【解析】A．作用力与反作用力需作用在不同物体上，而支持力和重力均作用在A上，故A错误； B．支持力和重力性质不同且作用对象相同，不可能是作用力与反作用力，故B错误； C．支持力的反作用力是A对桌面的压力，重力的反作用力是A对地球的引力，因此和一定不是作用力与反作用力，故C正确。 故选D。 D．支持力是弹力，重力是引力，性质不同，故D错误； 【变式1】物体间力的作用总是相互的，两物体间相互作用的力互为作用力和反作用力，关于作用力与反作用力的关系，最早的科学论述是牛顿第三定律。关于作用力和反作用力的下列说法，正确的是（　　） A．一个力是弹力，它的反作用力可能是摩擦力 B．一个力和它的反作用力可能是一对平衡力 C．先出现作用力，稍后才会出现该力的反作用力 D．鸡蛋碰在石头上，石头对鸡蛋的作用力大小等于鸡蛋对石头的作用力大小 【答案】D 【解析】A．因为作用力与反作用力的性质是相同的，弹力的反作用力一定是弹力，故A错误； B．作用力和反作用力不可能是平衡力，故B错误； C．作用力和反作用力是同时产生的，产生没有先后之分，它们同时产生，同时变化，同时消失，故C错误； D．鸡蛋碰在石头上，石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力是一对相互作用力，即大小相等，故D正确。 故选D。 【变式2】生活中有许多谚语和歇后语都蕴含着丰富的物理知识，下列最能说明“物体间力的作用是相互的”这一规律的是 A．秤砣虽小，能压千斤 B．鸡蛋碰石头——不自量力 C．水滴石穿——非一日之功 D．人往高处走，水往低处流 【答案】B 【解析】“秤砣虽小，能压千斤”利用的是杠杆原理，A错误； “鸡蛋碰石头——不自量力”表明力的作用是相互的，B正确； “水滴石穿——非一日之功”是指力的作用效果，C错误； “人往高处走，水往低处流”是因为水受到重力作用，D错误 故选B。 【变式3】我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是（　　） A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜 B．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小 C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力 D．无论匀速还是加速拉过去，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小。 【答案】D 【解析】A．甲获胜是因为地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力，乙受的拉力大于最大静摩擦力，故A错误； BCD．由牛顿第三定律可知，甲对乙的拉力与乙对甲的拉力大小相等方向相反，与运动状态无关，故BC错误，D正确。 故选D。 知识点2：牛顿第三定律 1．实验：用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系 （1）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。两个测力计的指针同时移动。测力计B受到A的拉力F，测力计A则受到B的拉力F '。探究作用力F与反作用力F '的关系。 （2）结论：弹簧测力计A无论快拉还是慢拉，拉力大还是小，F和力F '的大小始终相等，方向相反。 2．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大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 【注意】牛顿第三定律中的“总是”是强调对于任何物体，无论在何种条件下，两个力等大、反向、共线的关系都成立，与物体的质量、形状、运动状态及参考系的选取等因素均无关。 （2）公式表达：F＝－F '。（负号表示甲对乙的力与乙对甲的力在同一直线上，方向相反） 3．作用力与反作用力具有“四同”和“三异”的关系 “四同” 同大小 作用力和反作用力总是大小相等 同直线 作用力和反作用力总是在同一条直线上 同存亡 作用力和反作用力总是同时产生、同时消失、同时变化。 同性质 作用力与反作用力性质相同 “三异” 异向 作用力和反作用力总是方向相反 异体 作用力和反作用力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 4．一对相互作用力和一对平衡力的比较 一对作用力与反作用力 一对平衡力 作用对象 两个力分别作用在两个物体上 两个力作用在同一个物体上 叠加特点 不可以求合力，两个力的作用效果不可抵消，不可叠加 可以求合力，且合力一定为零，两个力的作用效果可相互抵消，可叠加 力的性质 两个力的性质一定相同 两个力的性质不一定相同 作用效果 两个力的作用效果分别表现在相互作用的两个物体上，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 依赖关系 两个力一定同时产生，同时变化，同时消失，不可单独存在 不存在依赖关系，撤除一个力时另一个力可依然存在，只是物体受力不再平衡 共同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 区别一对相互作用力和平衡力的方法 最简单、最准确有效的方法是看力的作用点，一对平衡力的作用点一定在同一个物体上，而作用力和反作用力的作用点一定在两个物体上。如图所示，物体对地面的压力FN与地面对物体的支持力FN'是相互作用力，地面对物体的支持力FN'和物体的重力G是平衡力。注意作用在两个物体上的力也不一定是作用力和反作用力，还必须是因为相互作用而产生的。 【典例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 D．无论桶如何运动，绳子对桶的拉力都一定等于桶对绳子的拉力 【答案】D 【解析】A．绳子对桶的拉力与桶对绳子的拉力是作用力与反作用力，无论桶匀速、加速或减速运动，二者始终大小相等，故A错误； B．牛顿第三定律表明，作用力与反作用力大小相等，与运动状态无关，故加速时两力仍相等，故B错误； C．同理，桶减速上升时，绳子对桶的拉力仍等于桶对绳子的拉力，故C错误； D．根据牛顿第三定律，无论桶如何运动，两力大小始终相等，故D正确。 故选D。 【变式1】如图所示，百米赛跑中，发令枪响时运动员蹬踏起跑器踏板迅速向前加速启动，此过程中，运动员对起跑器踏板的作用力为、起跑器踏板对运动员的作用力为，下列说法正确的是（　　） A．先产生，再产生 B．先产生，再产生 C．大于 D．大小等于 【答案】D 【解析】运动员对起跑器踏板的作用力与起跑器踏板对运动员的作用力为一对相互作用力，总是大小相等，方向相反，同时产生，同时消失。 故选D。 【变式2】如图所示，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，A的一端固定，用手拉测力计B。测力计A对B的拉力为F，测力计B对A的拉力为F'，下列说法正确的是（　　） A．手对测力计B的拉力和F为一对相互作用力 B．F与F'是一对平衡力 C．当手的拉力变化时，F'先变化，F后变化 D．不论手的拉力如何变化，F与F'始终大小相等 【答案】D 【解析】A．手对测力计B的拉力和测力计A对B的拉力F为一对平衡力，故A错误； B．测力计A对B的拉力F与测力计B对A的拉力F'是一对相互作用力，故B错误； CD．由于F与F'是一对相互作用力，可知论手的拉力如何变化，F与F'始终大小相等；当手的拉力变化时，F与F'同时变化，故C错误，D正确。 故选D。 【变式3】如图所示，当冰壶在冰面上滑动时（　　） A．冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力是一对平衡力 B．冰面对冰壶的支持力与冰壶对冰面的压力是一对平衡力 C．冰壶受到的重力与冰面对冰壶的支持力是一对平衡力 D．冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力是一对相互作用力 【答案】C 【解析】AD. 冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力大小相等、方向相同，不是一对平衡力，也不是一对相互作用力，AD错误； B. 冰面对冰壶的支持力与冰壶对冰面的压力大小相等、方向相反，且作用在两个物体上，是一对相互作用力，B错误； C. 冰壶受到的重力与冰面对冰壶的支持力大小相等、方向相反，作用在同一物体，是一对平衡力，C正确。 故选C。 知识点3：物体受力的初步分析 1．受力分析 （1）定义：受力分析指的是把指定的物体（研究对象）在特定的物理环境中受到的所有力找出来，并画出力的示意图。 （2）注意事项 ①只分析研究对象“受到”的力，不分析其“付出”的力。 ②对系统只分析外力，不分析内力。对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上。 ③只分析物体实际受到的力，合力和分力不能重复分析。 2．受力分析的一般步骤 （1）明确研究对象：研究对象可以是质点、结点、单个物体，也可以是多个物体组成的系统。对于由多个物体组成的系统，要将整体法和隔离法结合起来使用。 （2）隔离物体分析：将研究对象从周围物体中隔离出来进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用。 （3）画出受力示意图：分析并找出研究对象所受的各种作用力并将力一一画在受力示意图上，准确标出各力的方向。一般按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序分析。 （4）检查受力分析是否有误：检查画出的每一个力是否有施力物体，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的状态，防止“添力”和“漏力”。 【典例3】下列4个选项对应4个情境：A选项中球静止，接触面光滑；B选项中球静止，斜面光滑；C选项中物体冲上粗糙斜面；D选项中两物体一起向右做匀速直线运动。对“画阴影”的物体受力分析正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．由于水平面光滑，球处于静止状态，根据平衡条件可知，小球只受重力和支持力，故A错误； B．由于斜面光滑，球处于静止状态，根据平衡条件可知，小球只受重力和绳子的拉力，故B错误； C．物体冲上斜面时，摩擦力总是阻碍物体的相对运动，因此物体受到的摩擦力应沿斜面向下，故C错误； D．由于两物体一起做匀速直线运动，物体间既没有相对运动，也没有相对运动的趋势，因此上方的物体只受到重力和支持力，故D正确。 故选D。 【变式1】靠墙静蹲是一种简单的健身运动。如图所示，人以半蹲姿态处于静止状态，假设竖直墙面光滑，则下列说法正确的是（　　） A．人受到3个力作用 B．人对地面的摩擦力水平向左 C．地面对人的作用力竖直向上 D．墙面对人的支持力小于地面对人的作用力 【答案】D 【解析】A．以人为对象进行受力分析，可知受到重力、墙壁向右的弹力、地面支持力和地面向左的摩擦力，共受到4个力作用，故A错误； B．由于地面对人的摩擦力向左，所以人对地面的摩擦力水平向右，故B错误； CD．地面对人的支持力竖直向上，对人的摩擦力水平向左，所以地面对人的作用力斜向上偏左，墙面对人的支持力小于地面对人的作用力，故C错误，D正确。 故选D。 【变式2】质量均匀的钢管，一端支在光滑的水平地面上，另一端被竖直绳悬挂着（如图）， 以下说法正确的是（　　） A．钢管只受到重力、支持力、拉力3个力 B．钢管只受到重力、支持力、拉力、摩擦力4个力 C．钢管受到重力和支持力是一对平衡力 D．钢管受到拉力和支持力是一对相互作用力 【答案】A 【解析】AB．由于水平地面光滑，所以钢管只受到重力、支持力、拉力3个力，故A正确，B错误； C．钢管支持力和拉力的合力与重力平衡，故C错误； D．钢管受到拉力和支持力不是一对相互作用力，故D错误。 故选A。 【变式3】（多选）木箱重，人重，人站在木箱里用力F向上推木箱，如图则有（    ） A．人对木箱底的压力大小为 B．人对木箱底的压力大小为 C．木箱对地面的压力大小为 D．木箱对地面的压力大小为 【答案】BD 【解析】AB．人对木箱顶部有一个向上的推力，根据牛顿第三定律可知，木箱顶部对人有一个向下的反作用力，大小等于，以人为对象，根据受力平衡可得人受到的支持力大小为 根据牛顿第三定律可知，人对木箱底的压力大小为，故A错误，B正确； CD．将人和木箱看成一个整体，根据受力平衡可得 根据牛顿第三定律可知，木箱对地面的压力大小为，故C错误，D正确。 故选BD。 【方法技巧】 方法技巧1 受力分析的常用方法 1、整体法与隔离法 概念 选用原则 注意问题 整体法 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用 隔离法 将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法 研究单个物体所受的作用力 一般隔离受力较少的物体 2、假设法 在对物体进行受力分析时，若不能确定某个力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后就该力存在与否对物体运动状态影响的不同判断该力是否存在。 3、利用牛顿第三定律分析 当某个力不易直接分析时，可以转换研究对象，分析该力的反作用力，根据其反作用力的大小和方向来确定该力的大小和方向。 【巩固训练】 1．在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”下列选项中从物理学的角度解释正确的是（　　） A．“大石不移”是因为大石受到的阻力等于水的冲力 B．“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力 C．水对沙石的冲击力大于沙石对水的冲击力 D．只有水的持续作用力才能让沙石持续运动，因为力是维持物体运动的原因 【答案】A 【解析】AB．“大石不移”是因为大石静止受力平衡，摩擦力等于水的冲力，故A正确，B错误； C．根据牛顿第三定律，水对沙石的冲击力与沙石对水的冲击力大小相等，故C错误； D．力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动的原因，故D错误。 故选A。 2．如图，在天花板上吊有一台电风扇，当电风扇静止时，挂钩受到的拉力大小为F1。当通电后叶片平稳转动时，挂钩受到的拉力大小为F2。关于F1和F2的大小，下列说法正确的是（　　） A．F1可能大于F2 B．F1可能小于F2 C．F1一定大于F2 D．F1一定小于F2 【答案】C 【解析】当电风扇静止时，挂钩所受的拉力F1大小等于电风扇的重力G的大小。当通电后叶片平稳转动时，电风扇受到三个力，电扇的重力、挂钩对电扇的拉力和空气对电扇叶片向上的作用力，所以F2的大小小于电风扇的重力G的大小，F1一定大于F2。 故选C。 3．如图所示，水平力把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中不正确的是（　　） A．水平力跟墙壁对物体的压力是一对平衡力 B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 C．水平力与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力 D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力 【答案】C 【解析】A．物体在水平方向受到作用力F跟墙壁对物体的压力两个力，它们是一对平衡力，故A正确，不符合题意； B．物体竖直方向受到重力和墙壁对物体的静摩擦力两个作用力，物体处于静止状态，则这两个力是一对平衡力，故B正确，不符合题意； C．水平力与物体对墙壁的压力没有直接关系，物体对墙壁的压力和墙壁对物体的弹力是作用力与反作用力，故C错误，符合题意； D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力．故D正确，不符合题意。 本题选择错误选项，故选C。 4．如图所示，用压力F将物体A、B紧压在竖直的墙壁上保持静止状态。下列说法错误的是（　　） A．物体A受力平衡 B．压力F与墙壁对物体B的支持力不是一对平衡力 C．物体A对物体B的压力与物体B对物体A的支持力是一对相互作用力 D．物体B所受的重力与墙壁对物体B的摩擦力是一对平衡力 【答案】D 【解析】A．物体A处于静止状态，所以受力平衡，A正确，不符合题意； B．压力F与墙壁对物体B的支持力没有作用在一个物体上，不是一对平衡力，B正确，不符合题意； C．物体A对物体B的压力与物体B对物体A的支持力是一对相互作用力，C正确，不符合题意； D．物体B所受的重力等于 A对B的摩擦力与墙壁对物体B的摩擦力之和，所以物体B所受的重力与墙壁对物体B的摩擦力不是一对平衡力，D错误，符合题意。 故选D。 5．如图所示，一只蜗牛沿着圆弧形葡萄枝从位置M向位置N缓慢爬行的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．葡萄枝对蜗牛的作用力不变 B．葡萄枝对蜗牛的摩擦力一直减小 C．葡萄枝受到的压力是葡萄枝发生形变产生的 D．葡萄枝对蜗牛的支持力和蜗牛对葡萄枝的压力大小一定不相等 【答案】A 【解析】A．葡萄枝对蜗牛的作用力大小始终等于蜗牛所受重力的大小，因此葡萄枝对蜗牛的作用力不变，故A正确； B ．蜗牛从葡萄枝上位置M向位置N缓慢爬行的过程中，由于葡萄枝所在切面的倾角从M到N的过程中先减小后增大，而蜗牛所受摩擦力大小等于其重力沿着切面向下的分力的大小，设切面倾角从减小为0，再从0增大到，有 则可知摩擦力先减小后增大，故B错误； C．葡萄枝受到的压力是蜗牛发生形变产生的，故C错误； D．葡萄枝对蜗牛的支持力和蜗牛对葡萄枝的压力是一对相互作用力，大小相等、方向相反，故D错误。 故选A。 6．大阳台、大的落地窗户深受年轻购房者的喜爱，但家中大面积的玻璃面使用同样也带来了清洁困难等问题。科技改变生活，擦窗机器人的出现有效地解决了此类问题。如图所示，某品牌的擦窗机器人在完成清洁任务后静止在玻璃窗上，已知擦窗机器人是通过吸盘吸附在玻璃上的，则擦窗机器人与玻璃窗之间的相互作用力总共有几对（　　） A．1对 B．2对 C．3对 D．4对 【答案】B 【解析】对机器人受力分析，玻璃窗对机器人有弹力和摩擦力，所以它们之间的相互作用力共有2对。 故选B。 7．如图所示，运动员跳伞时，运动员和伞在某一阶段沿竖直方向匀速下落。运动员的受力情况是：所受重力为，所受降落伞的拉力为，所受的空气阻力忽略不计；降落伞的受力情况是：所受重力为，所受运动员的拉力为，所受的空气阻力为。下列说法正确的是（　　） A．与是一对平衡力 B．与是一对平衡力 C．与大小之和与大小相等 D．和的合力大小与大小相等 【答案】C 【解析】A．运动员带着降落伞匀速下滑，运动员和降落伞都处于平衡状态，各自合力为，与平衡，即 、的合力和平衡，即 因此与大小不同，不是一对平衡力，故A错误； B．与作用在两个物体上，是一对相互作用力，故B错误； C．与是一对相互作用力，大小相等，又因为， 可以推断出 故C正确； D．根据 可知和的合力大小与大小相等，与大小不相等，故D错误。 故选C。 8．2025年端午节期间，铜仁市各区县民众开展丰富多彩的龙舟赛活动，欢庆佳节，传承民俗文化。在活动中划手身体前倾，桨面与船前进方向一致，跟随鼓点节奏，手、腰、脚同时用力运桨，奋力争先。关于龙舟在前进中的受力与运动情况，下列说法正确的是（　　） A．龙舟加速冲刺时，以龙舟为参照物，岸上的树是静止的 B．桨对水的力与水对桨的力是一对平衡力 C．龙舟加速冲刺时，水对桨的作用力大于浆对水的作用力 D．龙舟前进的动力来自水对桨的作用力 【答案】D 【解析】A．龙舟加速时，以龙舟为参照物，岸上的树位置不断变化，故树是运动的，故A错误； B．桨对水的力与水对桨的力是作用力与反作用力，作用在不同物体上，不是平衡力，故B错误； C．根据牛顿第三定律，水对桨的作用力与桨对水的作用力大小相等，与龙舟是否加速无关，故C错误； D．桨向后推水时，水对桨产生向前的反作用力，这正是龙舟前进的动力来源，故D正确。 故选D。 9．关于在日常生活和生产中应用反作用力的例子，下列说法中错误的是（　　） A．运动员在跳高时总是要用力蹬地面，才能向上弹起 B．大炮发射炮弹时，炮身会向后退 C．农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管会自动旋转 D．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 【答案】B 【解析】A．运动员蹬地时，地对人的反作用力使其弹起，应用了反作用力，A正确，不符合题意； B．大炮发射时炮身后退是反冲现象，人们不想让炮身后退，不是反作用力的应用，B错误，符合题意； C．喷水器弯管旋转是水喷射时的反冲力驱动，属于应用反作用力，C正确，不符合题意； D．乌贼喷水利用反冲力游动，是反作用力的应用，D正确，不符合题意。 故选B。 10．如图为甲、乙两人打夯简化示意图，目的是把松散的地面夯实。已知夯体重量为G，绳子质量不计，则下列说法正确的是（　　） A．若夯体在加速上升，甲对地面的压力大小大于地面对甲的支持力大小 B．若夯体在加速上升，甲对地面的摩擦力大小等于地面对甲的摩擦力大小 C．若夯体在空中静止不动，乙对绳子的拉力大小等于G D．若夯体在空中静止不动，乙对绳子的拉力大小大于G 【答案】B 【解析】A．人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力，大小相等，与夯体的运动无关，故A错误； B．人对地面的摩擦力与地面对人的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，与夯体的运动无关，故B正确； CD．由于不知道绳子与地面的夹角，无法判断乙对绳子的拉力大小，故CD错误。 故选B。 11．如图所示，甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两扶梯均匀速向上运动，则（　　）          A．甲受到三个力的作用 B．甲对扶梯有摩擦力的作用 C．乙受到三个力的作用 D．乙对扶梯的作用力与扶梯对乙的支持力为一对作用力与反作用力 【答案】C 【解析】AB．甲处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力和支持力共两个力作用，不受摩擦力，故AB错误； C．乙处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力、斜面的支持力以及沿斜面向上的摩擦力三个力作用，故C正确； D．扶梯对乙有支持力和摩擦力，如图所示 根据共点力作用下的平衡可知，支持力和摩擦力的合力与重力等大反向，故扶梯对乙的作用力竖直向上，则乙对扶梯的作用力竖直向下，与扶梯对乙的支持力不是一对作用力与反作用力，故D错误。 故选C。 12．某实验中学秋季趣味运动会中，高一两个班同学分成甲、乙队参加了拔河比赛，如果绳质量不计，且保持水平，在甲、乙两队的拔河比赛中，甲队获胜，则下列说法中正确的是（　　） A．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，甲获胜只是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力 B．甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力 C．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小 D．甲对乙的拉力始终小于乙对甲的拉力 【答案】A 【解析】无论是何种方式运动，甲对乙的拉力与乙对甲的拉力为一对相互作用力，始终大小相等，方向相反，甲获胜只是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力。 故选A。 13．如图所示，小车放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间摩擦。 （1）小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对 （选填“A．平衡力”或“B．相互作用力”）。 （2）若小车加速向右运动，小车拉甲的力 （选填“A．”、“B．”或“C．”）甲拉小车的力。 【答案】（1）A （2）B 【解析】（1）根据题意可知，小车静止时受到甲和乙的拉力而处于平衡状态，则这两个拉力是一对平衡力。 故选A。 （2）小车拉甲的力跟甲拉小车的力是作用力和反作用力，两力大小是相等的。 故选B。 14．如图，当马拉车加速前进时，马拉车的力 车拉马的力，当马拉车减速前进时，马拉车的力 车拉马的力。（均选填“大于”、“等于”或“小于”） 【答案】等于 等于 【解析】[1][2]马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，当马拉车加速前进时，马拉车的力等于车拉马的力，当马拉车减速前进时，马拉车的力等于车拉马的力。 15．如图所示，ABCD是四块质量相同的砖，每块重50N，A、D两侧是两块竖直的木板，木板外侧分别用100N的力压紧，砖处于静止状态，A砖与B砖之间的摩擦力为 N，B砖与C砖之间的摩擦力为 N，木板对D砖在竖直方向上的作用力的方向是 。 【答案】50 0 竖直向上 【解析】[1][2][3]把4块砖看作一个整体：4块砖的总重力为 G=4×50N=200N 两边的压力F相同，两边受到的摩擦力也相同，根据平衡力知识，向下的重力200N与两边的摩擦力之和相等；故两边的砖块A和D各受到100N的摩擦力作用，且方向竖直向上，对A，根据平衡条件，A砖受B砖的摩擦力为50N，方向竖直向下，根据牛顿第三定律，B砖受A砖的摩擦力为50N，方向竖直向上，由于B砖重50N，根据平衡条件，B砖与C砖之间的摩擦力为0。 16．如图，a、b两物体在竖直向上的恒力F作用下，一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，a、b两物体的质量分别为M、m，重力加速度为g。在运动过程中，a物体的受力个数为 ，b物体受力个数为 。 【答案】4 3 【解析】[1][2]对物体b受力分析，b受重力、斜面的支持力和摩擦力的作用而处于平衡，故b受3个力；对物体a、b整体受力分析，受重力、恒力F；水平方向墙壁对a没有支持力，否则整体不会平衡，所以墙壁对a没有支持力，也就没有摩擦力；对物体a受力分析，a受重力、b对a的压力和摩擦力，外力F的作用而处于平衡，故a受4个力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $