3.3 牛顿第三定律 导学案 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

第3节　牛顿第三定律 学习目标　 1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。 2.理解牛顿第三定律的含义，并能用它解释生活中的现象。 3.知道作用力、反作用力与平衡力的区别。 4.应用牛顿第三定律进行受力分析。 知识点一　作用力和反作用力 如图所示，用手挤压放在桌面上的气球。 (1)手挤压气球，气球发生形变了，手是否也会发生形变？如果手发生了形变，那么手和气球发生形变的原因是什么？ (2)手和气球的形变有先后之分吗？ (3)手对气球的力和气球对手的力各是什么性质的力，它们的性质相同吗？ 提示　(1)手会发生形变；手和气球都发生了形变，原因是它们都受到了彼此的作用力。 (2)没有，形变是同时发生的。 (3)都是弹力，力的性质相同。 1.力：力是物体对物体的作用，任何力一定同时存在着受力物体和施力物体。 2.作用力和反作用力：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。作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的。 【思考】 如图所示为游客乘坐马车观光的场景，马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力，两个力是否可以抵消？ 提示　不可以，因为两个力分别作用在两个不同的物体上。 例1 下列说法正确的是(　　) A.一对作用力与反作用力的性质可以不同 B.一对作用力与反作用力的合力为零 C.物体间不可能只有作用力，而没有反作用力 D.先有作用力，然后才有反作用力 答案　C 解析　一对作用力和反作用力性质相同，作用在不同的物体上，两力不能合成，故A、B错误；作用力和反作用力是同时产生的，故C正确，D错误。 作用力和反作用力的三个性质 　　 训练1 放在水平桌面上的物体受到桌面对它的支持力，对支持力的反作用力的说法正确的是(　　) A.反作用力是物体受到的重力，作用在地球上 B.反作用力是物体对桌面的压力，作用在桌面上 C.反作用力是物体对地球的引力，作用在物体上 D.支持力没有反作用力 答案　B 解析　根据作用力和反作用力的相互性，物体受到桌面对它的支持力，则反作用力是物体对水平桌面的压力，作用在桌面上，故B正确，A、C、D错误。 知识点二　牛顿第三定律 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)如图所示，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？ (2)为什么会出现卵碎石全的不同效果？ 提示　(1)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)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。 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示数总是相等的，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。 (2)表达式：F＝－F′。 【思考】 1.如图所示，两个同学课间休息时在教室里进行“掰腕子”比赛，经过较量，甲同学赢了乙同学。甲同学对乙同学的作用力是否大于乙同学对甲同学的作用力？ 提示　不是，它们大小相等，方向相反。 2.牛顿第三定律表达式F＝－F′中的“－”号的物理意义是什么？ 提示　表示作用力与反作用力方向相反。 例2 关于马拉车的下列说法正确的是(　　) A.马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力 B.马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力 C.不论车如何运动，马拉车的力大小总等于车拉马的力 D.只有当马拉车不动或马拉车匀速前进时，马拉车的力大小才等于车拉马的力 答案　C 解析　马拉车时，不论车如何运动，马拉车的力与车拉马的力都是一对作用力和反作用力，二者总是大小相等的，故C正确，A、B、D错误。 正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义 (1)不管物体的大小、形状如何，任意两物体间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。 (2)不管物体的运动状态如何，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。 (3)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的。　　 例3 (多选)如图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止不动，下列说法中正确的是(　　) A.力F与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力 B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 C.力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力 D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力 答案　BD 解析　力F与墙壁对物体的支持力是一对平衡力，故A错误；物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力，故B正确；力F与物体对墙壁的压力方向相同，但作用在不同物体上，所以两个力不是一对平衡力，故C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力，故D正确。 总结提升 一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较 　内容 比较　　 一对作用力和反作用力 一对平衡力 不同点 作用对象 两个相互作用的物体 同一物体 依赖关系 相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个依然可存在 作用效果 两力作用效果不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，合力为零 力的性质 同性质的力 无要求 相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 训练2 一个篮球放在水平桌面上静止不动，则下列说法中正确的是(　　) A.篮球对桌面的压力就是篮球受到的重力，它们是同一性质的力 B.篮球受到的重力和篮球对桌面的压力是一对平衡力 C.篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对平衡力 D.篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对作用力与反作用力 答案　D 解析　篮球对桌面的压力在数值上等于篮球受到的重力，它们是不同性质的力，作用在不同物体上，不是一对平衡力，故A、B错误；篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对作用力和反作用力，故C错误，D正确。 知识点三　物体受力的初步分析 1.受力分析 根据研究的问题，选取合适的物体作为研究对象，分析它受到哪些力的作用，并画出所受力的示意图，这一过程即为物体的受力分析。 2.受力分析的步骤 例4 如图所示，A物体沿竖直墙自由下滑，B、C、D物体均静止，各接触面均粗糙。下列说法正确的是(　　) A.A物体受到三个力作用 B.B物体受到四个力作用 C.C物体受到三个力作用 D.D物体受到三个力作用 答案　C 解析　A物体沿竖直墙自由下滑，“自由”说明物体A与竖直墙之间没有弹力和摩擦力，因此A只受重力作用，故A错误；B物体处于静止状态，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，故B错误；C物体受到重力和两个绳子的拉力三个力作用，故C正确；D物体处于静止状态，受到重力、支持力、绳子的拉力和摩擦力四个力的作用，故D错误。 受力分析中如何防止“多力”或“漏力” (1)防止“多力”：对每个力都要找出其施力物体，若某个力找不到施力物体则说明该力不存在。 (2)防止“漏力”：按正确的顺序(即重力→弹力→摩擦力→其他力)进行受力分析是保证不“漏力”的有效措施。　　 训练3 如图所示，木箱A中放一个光滑的铁球B，它们一起静止于斜面上，如果对铁球B(不包括木箱A)进行受力分析，则铁球B受力个数为(　　) A.3 B.4 C.2 D.1 答案　A 随堂对点自测 1.(作用力和反作用力)关于一对作用力与反作用力，下列说法中正确的是(　　) A.物体相互作用时，先产生作用力，然后才产生反作用力 B.作用力和反作用力的合力为零 C.作用力和反作用力总是同时产生，同时消失，分别作用在两个物体上 D.放在水平面上的书所受重力和桌面对书的支持力为一对作用力和反作用力 答案　C 2.(牛顿第三定律)如图所示，运动员在滑雪赛道上滑行时，关于滑雪板与赛道之间的相互作用力，下列说法正确的是(　　) A.滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力 B.滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力 C.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等 D.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同 答案　C 解析　滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力是一对作用力和反作用力，二者大小相等，方向相反，故C正确，A、B、D错误。 3.(作用力和反作用力与平衡力的区别)(多选)如图所示，电灯吊在天花板上，下列关于力的说法中，正确的是(　　) A.灯对悬线的拉力与灯受到的重力是一对平衡力 B.灯对悬线的拉力与悬线对灯的拉力是一对作用力与反作用力 C.灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平衡力 D.灯受到的重力与悬线对天花板的拉力是一对作用力与反作用力 答案　BC 解析　灯对悬线的拉力与灯受到的重力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故选项A错误；灯对悬线的拉力与悬线对灯的拉力是一对作用力与反作用力，故选项B正确；灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平衡力，故选项C正确；灯受到的重力与悬线对天花板的拉力不是同性质的力，不是一对作用力和反作用力，故选项D错误。 4.(物体受力的初步分析)如图所示，滑竿和底座静止在水平地面上，质量为M，一质量为m的猴子沿竿匀速下滑，则底座对地面的压力为(　　) A.mg 　　 B.Mg C.(M－m)g 　　 D.(M＋m)g 答案　D 解析　以猴子为研究对象，分析猴子的受力如图甲所示。 在竖直方向上受重力mg和竿对猴子的摩擦力Ff 则有mg＝Ff① 滑竿和底座受力如图乙所示 受重力Mg、支持力FN、猴子对竿的摩擦力Ff′ 则有FN＝Mg＋Ff′② 由牛顿第三定律得Ff′＝Ff③ 由①②③解得FN＝Mg＋mg 由牛顿第三定律知底座对地面的压力为 FN′＝FN＝Mg＋mg，方向竖直向下。 故选项D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $