3.3 牛顿第三定律 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

第三章 相互作用——力 3.3 牛顿第三定律 力的作用是相互的。相互作用的力其大小有什么关系？ 例如，大人跟小孩掰手腕，很容易就把小孩的手压在桌面上。那么，他们施加给对方的力，大小相等吗？ 作用力和反作用力 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。 左手 右手 力 力 F左对右 F右对左 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'。 弹簧 手 力 力 坐在椅子上用力推桌子，会感到桌子也在推我们，我们的身体要向后仰。 小象 椅 力 力 弹簧和手受力示意图 我们常说，地面上及地球附近的物体受到地球的吸引（重力）。其实，地球也受到它们的吸引，地球和物体之间的作用也是相互的。如此等等，不胜枚举。 地球 卫星 力 力 物体1 物体2 力F 力F’ 施 施 受 受 观察和实验的结果表明，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。 思考 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。 作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的。 特点： 手不拉弹簧时，弹簧还拉手吗？ 名称不一定： 这又是一个定量的问题，而定量的问题通常只靠观察和经验是解决不了的，它需要通过实验测量来回答。 作用力和反作用力的大小之间、方向之间有什么样的关系？ 牛顿第三定律 实验 实验装置示意图 如图，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。可以看到两个测力计的指针同时移动。这时，测力计B受到A的拉力F，测力计A则受到B的拉力F 。F与F’有什么关系呢？ 用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系 上面是通过弹力进行的实验，摩擦力满足上面的关系吗？如果是不相互接触的力呢？ 从实验中可以发现，两个弹簧测力计的示数是相等的，方向相反。 摩擦力 磁力 作用力和反作用力的特点： ①大小相等，相反，作用在同一直线上（等大、反向、共线） ②分别作用在两个不同的物体上（异物） ④二者的性质总是相同的（同性） ③同时产生、同时消失（同时） 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。这就是牛顿第三定律。 在生活和生产中应用牛顿第三定律的例子是很多的 F桨对水 F水对桨 F桨对水 F水对桨 汽车的发动机驱动车轮转动，由于轮胎和地面间的摩擦，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的反作用力，使汽车前进。汽车受到的牵引力就是这样产生的。 若把驱动轮架空，不让它跟地面接触，这时车轮虽然转动，但车轮不推地面，地面也就不会产生向前推车的力，汽车就不会前进。 陷在泥泞中的汽车，尽管车轮飞转，但是如果泥和车轮之间太滑，车轮得不到足够的摩擦力，车也是出不来的。 许多越野车可以按需要分别由前轮或后轮驱动，必要时甚至可以四轮同时驱动，以便根据车轮与地面接触的不同情况来获得足够的动力。 拓展学习 用力传感器探究作用力与反作用力的关系 力传感器可以把它受力的大小、方向随时问变化的情况，由计算机屏幕显示出来。 把两个互相钩着的力传感器，同时连在计算机上，其中，一个系在墙壁上固定，另一个握在手中。图乙中上下两条图线分别表示两个力传感器受力的大小。用手拉一个力传感器，可以看到在一个力传感器受力的同时，另一个力传感器也同时受到力的作用，而且在任何时刻两个力的大小相等、方向相反。 两位同学各持一个力传感器，互相钩着。一人用力拉力传感器朝自己方向运动。从计算机屏幕可在运动的过程中，尽管力的大小随运动时间不断变化，但在运动中的任何时刻，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反的。 作用力和反作用力的关系 物体受力的初步分析 分析物体的受力，有两条思路： 一是根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况。 二是根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体的受力。 G FN Ff 例如，一个物体静止在粗糙斜面上，我们按重力、弹力和摩擦力的顺序来分析。 ①木块受到重力G，方向竖直向下。 ②木块和斜面接触并相互挤压，木块受到垂直斜面向上的弹力FN。 ③假设木块和斜面之间没有摩擦，木块就会向下滑动，由此可以判断，静止的木块相对斜面有向下滑动的趋势，所受的静摩擦力Ff是沿斜面向上的。 从相互作用的角度来分析物体的受力 明确分析哪个物体所受的力 G FN Ff 以木块为对象，成为作用力，相对应的就是反作用力。 作用力 反作用力 重力G（地球对木块的引力） 木块对地球的引力 弹力FN （斜面对木块的支持力） 木块对斜面的压力 静摩擦力Ff 木块对斜面的静摩擦力 受力分析 受力的一般步骤： （1）确定研究对象（构建模型） （2）对这个物体进行受力分析 顺序： A B C A GA FB B GB FA ′ FC 在分析物体的受力情况时，不要把某个力的反作用力跟这个力的平衡力混淆。 思考：什么叫做二力平衡？ 一个物体受到两个力的作用，保持静止状态或匀速直线运动状态，这两个力是一对平衡力，叫做二力平衡。 在图甲中，猴子吊在空中，我们分析猴子所受的力。猴子受到重力 G，还受到树枝对它的拉力 F。由于猴子是静止的，而且不再受到其他力的作用，所以拉力F和重力 G这两个力是一对相互平衡的力，它们“大小相等、方向相反，作用在同一条直线上”。应该注意，这两个力作用在同一物体（猴子）上。 平衡力与作用力、反作用力的区别 另一方面，不但树枝在以拉力 F 向上拉着猴子，猴子同时也在以向下的拉力 F’ 拉着树枝，这是一对作用力和反作用力，它们的关系也是“大小相等、方向相反，作用在同一条直线上”（如图乙）。但不同的是，它们分别作用在两个物体（猴子和树枝）上。 平衡力与作用力、反作用力的区别 这两种情况，很容易混淆，因此要注意区分。 “一对相互平衡的力”和“一对作用力和反作用力”还有一个区别：后者一定是同一种类的力（例如F和F’都是弹力），而前者则不一定是同一种类的力（例如F是弹力，而G是重力）。 一对相互作用力 一对平衡力 共同点 不同点 作用对象 作用时间 作用性质 作用效果 大小相等，方向相反，作用在同一直线上 两个物体 不一定同时产生,同时消失 性质一定相同 效果不能相互抵消 同一物体 一定同时产生，同时消失 性质不一定相同 效果相互抵消 判断作用力与反作用力的方法：（A对B、B对A） 区别与联系 完成课后相关练习 谢谢观看 谢谢观看 $