4.4 牛顿第三定律 课件-2025-2026学年高一上学期物理粤教版必修第一册

该高中物理课件聚焦牛顿第三定律，通过小车风帆设想、水上飞板运动等生活情境导入，衔接牛顿运动定律体系，以实验探究（弹簧测力计实验）、易错辨析、典例剖析为支架，帮助学生构建作用力与反作用力的概念。 其特色在于融合科学探究（实验验证等大反向）、科学思维（区分平衡力与相互作用力、拔河比赛分析最大静摩擦力）、物理观念（顶竿杂技等应用），实例丰富。学生能深化理解，提升应用能力，教师可获结构化教学素材，提高教学效率。

第四章　牛顿运动定律 第四节　牛顿第三定律 学 习 目 标 1.知道力的作用是相互的,知道作用力与反作用力的概念,能正确表述牛顿第三定律.(物理观念) 2.理解牛顿第三定律的含义,并能用它解释生活中的现象.(物理观念) 3.能区分作用力、反作用力与平衡力,会对物体进行初步的受力分析,并解释物理现象或者解决实际问题.(科学思维) 4.通过实验探究,了解两个物体间作用力与反作用力大小和方向的关系.(科学探究) 基础落实·必备知识全过关 一、作用力与反作用力 一个物体对另一物体有作用力时,同时也受到　　 　　对它的作用力,它们总是成对出现的.我们把　　 　　　的这种相互作用力称为作用力与反作用力.  二、探究作用力与反作用力的关系 实验与探究 把两个水平的弹簧测力计A、B的挂钩钩在一起,用手拉A,发现两个弹簧测力计的示数　　　.改变拉力,两个弹簧测力计的示数都　　　　,但两者的示数总是　　　　.这说明作用力与反作用力的大小　　　　、方向 　　　　.  另一物体 两个物体间 相同 变化 相同 相等 相反 三、牛顿第三定律的表述 1.内容:两个物体之间的作用力F和反作用力F'总是大小　　　　、方向 　　　　,作用在　　　 　　　.  2.作用力与反作用力的特点:分别作用在　　 　的物体上,它们同时　　　、同时消失,是同种性质的力.  3.公式表达:F=-F'. 相等 相反 同一条直线上 两个不同 产生 想一想 如图所示,有位同学搞了一项小发明,他在自制的小车上安装了一个风帆和一台由电池作电源的电风扇.他设想让电风扇的风吹在风帆上,从而推动风帆并带动小车向前运动.他还设想作进一步改进,将电池改用太阳能电池.你认为他的设想能实现吗?你能帮助他实现这一设想吗? 提示 不能实现.用电风扇的风吹固定在小车上的风帆,风对电风扇的反作用力向后,风对风帆的作用力向前,这两个力几乎等大反向,所以小车不会向前加速运动.如果将电风扇向车后吹风,利用风对小车的反作用力可以使小车向前加速运动. 情境链接 如图所示,水上飞板运动中,人为什么能升到空中? 提示 水的反作用力. 教材拓展 阅读教材第115页“讨论与交流”,思考拔河比赛有输赢是否说明作用力不一定等于反作用力,若在其中一方脚下放上一个滑板车来进行比赛,会是怎么样的结果呢?取胜的决定因素又是什么? 提示 否;脚下有滑板车的一方输;最大静摩擦力. 易错辨析 1.力的作用是相互的,有一个力,必有一个反作用力.(　　) 2.作用力与反作用力总是同时产生、同时消失.(　　) 3.探究作用力与反作用力的关系时,两个弹簧测力计必须处于平衡状态. (　　) 作用力与反作用力大小总是相等,不需要处于平衡状态. 4.作用力与反作用力大小相等、方向相反,在同一条直线上,因此它们的合力为零.(　　) 作用力与反作用力作用在两个物体上,不能求合力. 5.摩擦力的反作用力一定是摩擦力.(　　) √ √ × × √ 重难探究·能力素养全提升 探究点一　作用力与反作用力和一对平衡力的比较 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. (1)以卵击石时,卵对石头的作用力大,还是石头对卵的作用力大? 提示 以卵击石时,卵对石头的作用力与石头对卵的作用力是一对作用力和反作用力,两个力等大、反向; (2)为什么会出现卵碎石全的不同效果? 提示 虽然卵对石头的作用力与石头对卵的作用力等大,但由于两者能承受的最大外力不同,所以会出现不同的作用效果. 知识归纳 比较项 作用力与反作用力 一对平衡力 相同点 大小相等、方向相反,作用在同一条直线上 不 同 点 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 作用时间 同时产生,同时变化,同时消失,不可单独存在 不一定同时产生或消失 力的种类 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 典例剖析 【例题1】 (2025河南高一月考)如图所示,某款手机支架由“L”形挡板和“⊥”形底座构成,“L”形挡板由相互垂直的AB、BC两部分组成,AB与水平方向的夹角为θ.手机支架放置在水平桌面上,重力大小为G的手机静置于支架上时,将手机所受重力分解为分别平行于AB、BC的分力F1、F2.不计手机与挡板间的摩擦,下列说法正确的是(　　) A.F1=Gcos θ B.手机支架对桌面有摩擦力 C.F1就是手机对BC的压力 D.F2与AB对手机的支持力是一对平衡力 D 解析 根据几何条件可知,重力与F2的夹角为θ,由共点力平衡有F1=Gsin θ、F2=Gcos θ,A错误;对手机和手机支架构成的整体受力分析可知,整体受竖直向下的重力和桌面给整体的竖直向上的弹力,整体处于静止状态,所以手机支架不受桌面的摩擦力,因此手机支架对桌面没有摩擦力,B错误;F1是手机所受重力的分力,受力物体是手机,与手机对BC的压力不是同一个力,C错误;F2与AB对手机的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上,是一对平衡力,D正确. 规律方法　区分作用力与反作用力和平衡力的方法 (1)作用力与反作用力只涉及两个相互作用的物体,是甲物体对乙物体,乙物体对甲物体的关系. (2)一对平衡力涉及三个物体,即两个施力物体同时作用在一个受力物体上. 对点演练 1.体检时测量学生身高和体重的情境如图所示.学生静止站在体重秤上,则下列说法正确的是(　　) A.学生对体重秤的压力与体重秤对学生的支持力是一对平衡力 B.学生对体重秤的压力与体重秤对学生的支持力是一对作用力和反作用力 C.学生所受的重力与学生对体重秤的压力是一对平衡力 D.学生对体重秤的压力是由于体重秤发生形变而产生的 B 解析 学生对体重秤的压力和体重秤对学生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,故A错误,B正确;学生所受的重力和学生对体重秤的压力,这两个力作用在不同物体上,大小相等、方向相同,不是平衡力,也不是相互作用力,故C错误;学生对体重秤的压力是由于学生的鞋(脚)发生形变而产生的,故D错误. 探究点二　对牛顿第三定律的理解 导学探究 传说一匹马学习了牛顿运动定律,当人们要它拉车时,它断然拒绝了.它说道:“如果我向前拉车,按照牛顿第三定律,车以等大的力向后拉我,这两个力相互平衡,又按牛顿第二定律,车就不能加速向前运动.”马的说法有道理吗? 提示 马的说法没有道理,因为它显然是没有正确区分相互作用力和平衡力,按照牛顿第三定律,马向前拉车时,车以等大的力向后拉马,但马拉车的力和车拉马的力分别作用在不同物体上,而平衡力是同时作用在一个物体上,所以马拉车的力与车拉马的力不是一对平衡力,而是一对相互作用力,当马拉车的力大于车所受的摩擦阻力时,根据牛顿第二定律,车可以加速向前运动. 知识归纳 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.作用力与反作用力的“四同三异” 三异 异向 方向相反 异体 作用在不同的物体上 异效 效果不能相互抵消,不能认为合力为零 四同 等大 大小总是相等 共线 作用在一条直线上 同时 同时产生、同时变化、同时消失 同性质 同一性质的力 典例剖析 【例题2】 如图所示,运动员牵拉着阻力伞在锻炼体能.下列说法正确的是 (　　) A.运动员在加速跑步时,地面对运动员的摩擦力与阻力伞对运动员的拉力是一对平衡力 B.运动员在匀速跑步时,运动员对阻力伞的 拉力与空气对阻力伞的阻力是一对平衡力 C.运动员在跑步时,运动员对阻力伞的拉力 大小始终等于阻力伞对运动员的拉力大小 D.运动员在跑步时,运动员对阻力伞的拉力要比阻力伞对运动员的拉力先产生 C 解析 运动员在水平方向受到地面施加的向前的摩擦力和阻力伞施加的向后的拉力,运动员在加速跑步时,合力向前,摩擦力大于拉力,故A错误;运动员在匀速跑步时,阻力伞也处于平衡状态,阻力伞受重力、拉力、阻力三力平衡,因此运动员对阻力伞的拉力与空气对阻力伞的阻力不平衡,故B错误;根据作用力与反作用力总是等大反向,可知运动员在跑步时,运动员对阻力伞的拉力大小始终等于阻力伞对运动员的拉力大小,故C正确;根据作用力与反作用力总是同时产生、同时消失,可知运动员在跑步时,运动员对阻力伞的拉力和阻力伞对运动员的拉力同时产生,故D错误. 规律方法　牛顿第三定律的两点提醒 (1)作用力与反作用力在产生上没有先后关系,也没有因果关系.不能说先有作用力,后有反作用力;也不能说因为有了作用力,才有反作用力. (2)作用力与反作用力虽然等大、反向,但由于它们分别对相互作用的两个物体起作用,这两个力不能求合力,不能相互抵消. 对点演练 2.(2025安徽高一月考)如图所示,一只雪橇犬拉着雪橇在水平雪地上奔跑,下列判断正确的是(　　) A.若做加速运动,雪橇犬拉雪橇的力大于雪橇拉雪橇犬的力 B.若做减速运动,雪橇犬拉雪橇的力小于雪橇拉雪橇犬的力 C.只有做匀速运动时,雪橇犬拉雪橇的力大小才等于雪橇拉雪橇犬的力 D.雪橇受到雪地的支持力是雪地形变产生的 D 解析 根据牛顿第三定律可知,无论雪橇犬拉着雪橇做何种形式的运动,雪橇犬拉雪橇的力与雪橇拉雪橇犬的力总是等大反向,故A、B、C错误;根据弹力产生条件可知,雪地发生形变从而对接触的雪橇产生弹力,即支持力,故D正确. 探究点三　牛顿第三定律的应用 导学探究 杂技是一种集技能、体能、娱乐的表演活动.杂技“顶竿”表演的简化图如图所示,A站在地面上,肩上扛一质量为m0的竖直轻竹竿,当竹竿上一质量为m的B以加速度a加速下滑时,思考问题: 竹竿对A的压力大小与哪个力一定相等? 提示 A对竹竿的支持力. 知识归纳 牛顿第三定律是转换研究对象的桥梁 牛顿第三定律在受力分析、处理连接体问题中都有广泛的应用.当某个力不方便直接分析或求解时,可利用牛顿第三定律转换研究对象,通过分析或求解反作用力,从而快捷地解决问题. 典例剖析 【例题3】 如图所示,在托盘测力计上放一个重力为5 N的斜木块A,A的斜面倾角为37°,现将一个重力也为5 N的小铁块B无摩擦地从斜面上滑下,在小铁块B下滑的过程中,托盘测力计的示数为(不计托盘重力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6)(　　) A.7 N B.7.6 N C.8.2 N D.10 N C 解析 选小铁块为研究对象,受力分析如图甲所示,由于小铁块在垂直于斜面方向受力平衡,可以解出小铁块所受的支持力为FN=Gcos 37°,再选择斜木块为研究对象,小铁块对斜木块的压力如图乙所示,小铁块对斜木块的压力与小铁块所受的支持力是相互作用力,则小铁块对斜木块的压力FN'大小等于小铁块所受的支持力FN,把FN'分解,竖直方向上,有Fy=FN' cos 37°,解得Fy=Gcos 237°=3.2 N,因此小铁块下滑的过程中,托盘测力计的示数为5 N+3.2 N=8.2 N,故选C. 甲 乙 对点演练 3.某同学在研究牛顿第三定律时,将两个完全相同的弹簧测力计通过挂钩悬挂对拉,如图所示,甲弹簧测力计在上,乙弹簧测力计在下.若将两个弹簧测力计的位置互换重复实验,则甲弹簧测力计和乙弹簧测力计示数的变化情况为(　　) A.甲变小 B.甲不变 C.乙变小 D.乙不变 A 解析 由于弹簧自身重力的影响,使得上面弹簧测力计的示数大于下面弹簧测力计的示数,所以甲、乙位置互换后,甲的示数减小,乙的示数增大.故选A. 学以致用·随堂检测全达标 1 2 3 1.(相互作用力与平衡力的区别)(多选)如图所示,杯子放在水平桌面时,杯子对桌面的压力为F1,桌面对杯子的支持力为F2,则下列说法错误的是(　　 ) A.F1就是杯子的重力 B.F1和F2是一对平衡力 C.F1和F2是一对作用力和反作用力 D.F1的大小大于F2的大小 ABD 1 2 3 解析 F1的施力物体是杯子,由杯子发生形变产生;杯子所受重力的施力物体是地球,源于地球对杯子的吸引,所以上述两个力不是同一个力,故A错误.F1和F2是一对作用力和反作用力,大小相等且方向相反,并作用在不同物体上,故B、D错误,C正确. 1 2 3 2.(对牛顿第三定律的理解)火箭是世界上最先进的运载工具之一,它是利用喷射燃烧的气体获得动力的.若不计空气阻力,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平衡力 B.喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力 C.喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力 D.喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力都作用在火箭上 C 解析 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相互作用力,两者等大反向,喷出的气体对火箭的推力作用在火箭上,火箭对喷出气体的推力作用在气体上,故A、B、D错误;火箭竖直加速上升,则喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力,故C正确. 1 2 3 3.(牛顿第三定律的应用)如图所示,甲、乙两位同学分别站在轻质薄板a、b上,在“草地”上进行“拔河”游戏.薄板a、b与“草地”间的动摩擦因数均相同,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,甲、乙双方各自缓慢向两侧拖拽.若甲的质量大于乙的质量,则在“拔河”过程中, 下列判断正确的是(　　) A.薄板a和“草地”间的摩擦力较大 B.薄板b和“草地”间的摩擦力较大 C.薄板a和“草地”间不会有相对滑动 D.甲、乙“拔河”的力属于作用力与反作用力 C 1 2 3 解析 因甲的质量大于乙的质量,且薄板a、b与“草地”间的动摩擦因数均相同,可知薄板a与“草地”间的最大静摩擦力大于薄板b与“草地”间的最大静摩擦力;甲、乙双方各自缓慢向两侧拖拽时,薄板b与“草地”间首先产生相对滑动,薄板a和“草地”间相对静止,此时绳子的拉力等于薄板b与“草地”间的滑动摩擦力,也等于薄板a与“草地”间的静摩擦力,即薄板b和薄板a 与“草地”间的摩擦力大小相等,A、B错误,C正确.甲、乙“拔河”的力同时作用在绳上,不属于作用力与反作用力,故D错误. $