4.4 牛顿第三定律 课件-2026-2027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，系统涵盖作用力与反作用力的概念、实验探究、关系及应用，通过“鸡蛋碰石头”情景导学引发思考，衔接牛顿第一、二定律构建动力学知识体系，提供实验操作、典例解析、对比表格等学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过弹簧测力计、小磁针、力传感器实验探究作用力与反作用力关系，用表格对比平衡力与相互作用力培养科学论证能力，结合火箭升空、游泳等实例深化物理观念。助力学生理解概念本质，教师可依托系统资源高效开展教学。

第四章 牛顿运动定律 第四节 牛顿第三定律 1 图解课标要点 2 1.知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念，会区分相 互作用力和平衡力. 2.理解牛顿第三定律，并能应用该定律解释物理现象或解决实际问题. 鸡蛋碰石头，鸡蛋破了而石头无损，是因为石头作用于鸡蛋的力大于鸡蛋作用 于石头的力吗？本节将告诉你答案.#2.1 必备知识解读 知识点1 作用力和反作用力 1 物体间力的作用是相互的 （1）引力的作用是相互的 物体受到重力作用，施力物体是地球，同时，地球也受到了物体对它的力的作 用，对这个力而言，地球是受力物体. 图4-4-1 （2）斥力的作用是相互的 两辆小车上均载有蹄形磁铁，让车上蹄形磁铁的同名磁极相对， 用双手将两辆小车固定在距离较近的位置，如图4-4-1所示，双手 同时撤去后，两辆小车同时向相反的方向运动，说明两辆小车同时 受到了斥力作用. . . 4 图4-4-2 （3）弹力的作用是相互的 如图4-4-2所示，悬挂小球的绳对小球有一个向上的拉力 ，同时， 小球对绳有一个向下的拉力 . （4）摩擦力的作用是相互的 如图4-4-3所示，水平桌面上有一排均匀排列的圆柱形小木棍，在上面放一平木 板，玩具电动小车在平木板上向右运动的同时，平木板向左运动.说明小车受到木板 对它的摩擦力，木板也受到小车对它的摩擦力. 大量的观察与实验都表明，无论是否接触，两个物体之间的作用力总是相互的. 图4-4-3 . . 5 2 作用力与反作用力 一个物体对另一个物体有作用力时，同时也受到另一物体对它的作用力，它们 总是成对出现的.我们把两个物体间的这种相互作用力称为作用力与反作用力，若把 其中一个力叫作作用力，另一个力就叫作反作用力. 6 学思用·典例详解 【想一想丨问题质疑】 人站在地面上时，人和地球间的作用力和反作用力有几对？人走路时，人和地球间 的作用力和反作用力又有几对？分别是哪几对？ 提示 2对.3对.根据人受到的作用力寻找反作用力. 7 例1-1 ［教材第116页“练习”第2题改编］ 火箭点火升空时，燃料连续燃烧释放的燃 气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力.下列观点正确的是( ) C A.喷出的燃气对周围空气的挤压力是火箭获得的推力 B.因为喷出的燃气挤压空气，所以空气对燃气的反作用力是火箭获得的推力 C.燃气被喷出瞬间，燃气对火箭的反作用力是火箭获得的推力 D.燃气被喷出瞬间，火箭对燃气的作用力是火箭获得的推力 【解析】喷出的燃气对周围空气的挤压力作用在周围空气上，受力物体是空气而不 是火箭，故A错误；喷出的燃气挤压空气，空气对燃气的反作用力作用在燃气上， 不是作用在火箭上，故B错误；燃气被喷出瞬间，燃气对火箭的反作用力的施力物体 是喷出的燃气，受力物体是火箭，此反作用力是火箭获得的推力，故C正确；燃气被 喷出瞬间，火箭对燃气的作用力的受力物体是喷出的燃气，不是火箭，故D错误. 8 知识点2 探究作用力与反作用力的关系 1 用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系 （1）进行实验 在水平桌面上把两个弹簧测力计甲、乙的挂钩钩在一起.改变实验条件,观察两个 弹簧测力计的示数. ①固定弹簧测力计乙的一端,用手拉弹簧测力计甲,如图4-4-4所示,观察两测力计 指针移动情况及其示数变化情况.改变手拉弹簧测力计甲的力,重复上述实验. 图4-4-4 ②弹簧测力计甲、乙都不固定,用手在水平桌面上相互对拉甲、乙,观察两测力计 指针移动情况及其示数变化情况. 9 （2）实验结果及结论 无论是单独拉弹簧测力计甲还是相互对拉弹簧测力计甲和乙,都能观察到二者的 指针同时移动,甲的指针向左移动,乙的指针向右移动,稳定后两者指针指示的示数都 相同.这说明甲、乙弹簧测力计间的作用力与反作用力的大小相等. 10 2 用小磁针探究作用力与反作用力的关系 图4-4-5 （1）进行实验 把两个小磁针放在桌面上,磁针位于圆心处,磁针 位于圆周上, 如图4-4-5所示. ①分析磁针和磁针 所受到磁力的方向. ②让磁针绕着磁针在圆周上缓慢运动.在磁针 运动的过程 中,观察两个磁针的指向,分析两个磁针所受磁力的方向. （2）实验结果及结论 磁针和磁针 所受磁力在同一直线上且方向相反.这说明它们之间的作用力与反 作用力的方向相反，作用在同一条直线上. 11 3 用力传感器探究作用力与反作用力的关系 图4-4-6 （1）进行实验 用力传感器代替弹簧测力计进行实验 （如图4-4-6甲所示），在计算机上建立 图像， 记录两个传感器的力随时间变化的图线. ①在保持传感器静止的状态下对拉. ②在传感器运动的状态下对拉.观察两条图线（如图乙所示）. （2）实验结果及结论 两条图线关于 轴对称.不管是静止状态还是运动状态，两个力传感器之间的作用 力与反作用力总是大小相等、方向相反. 12 学思用·典例详解 图4-4-7 例2-2 [链接教材第113页“实验1”] 如图4-4-7所示，把、 两个弹簧 测力计连接在一起，的一端固定，用手沿水平方向拉测力计 ，测 力计受到的拉力为，测力计受到的拉力为 ，则( ) A A.与大小相等 B. 的方向水平向左 C.的方向水平向右 D.作用在测力计 上 【解析】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，A正确；由题可知，测力计受到的拉力的方向水平向右，测力计 受 到的拉力的方向水平向左，作用在 上，故B、C、D错误. 13 图4-4-8 例2-3 [链接教材第114页“实验3”] 图4-4-8甲是用力传感器“探 究作用力与反作用力的关系”的实验装置，图乙是实验中与力 传感器相连的计算机屏幕上显示的两个力随时间变化的图线. 根据图线可以得出的结论是( ) B A.作用力变大时，反作用力变小 B.作用力和反作用力的方向总是相反的 C.作用力先变化，反作用力后变化 D.此图线一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的 【解析】由图线可知，作用力变大时，反作用力也变大，故A错误；作用力和反作用 力的方向总是相反的，故B正确；作用力和反作用力同时变化，故C错误；此图线不一 定是在两个传感器都处于静止状态下得到的，也可能都处于运动状态，故D错误. 14 知识点3 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（任何物体，无论何时、何地、何种 情况、何种条件都适用.）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.即 .（负号表示二力作用在同一直线上，方向相反.） 2 对牛顿第三定律的理解 （1）三个特征 等值 作用力与反作用力总是大小相等. 反向 作用力和反作用力总是方向相反. 共线 作用力和反作用力总是在同一条直线上. . . . . 15 （2）四个性质 异体性 作用力和反作用力分别作用在彼此相互作用的两个物体上，在两个物体 上都产生各自的作用效果，这两个作用效果是绝对不可抵消的. 同时性 作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的，没有先后之 分，也没有主次之别. 相互性 作用力和反作用力是一对相互作用力. 同性质 作用力和反作用力的性质总是相同的.例如，作用力是弹力，反作用力 一定也是弹力. 16 学思用·典例详解 图4-4-9 例3-4 如图4-4-9所示，大人跟小孩掰手腕，很容易把小孩的手压到 桌面上.若大人对小孩的力记为，小孩对大人的力记为 ，则 ( ) B A. B.和 大小相等 C.先于产生 D.后于 产生 【解析】大人对小孩的力与小孩对大人的力是作用力与反作用力，大小相等，方向 相反，同时产生、变化、消失，故只有B正确. 17 【想一想丨问题质疑】 以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨”，但石头却“安然无恙”，是不是鸡蛋对石头的力小，而 石头对鸡蛋的力大？ 提示 不是，鸡蛋与石头之间的力互为作用力和反作用力，二者大小相等，但是蛋 壳所能承受的力远小于石头所能承受的力. 18 释疑惑 重难拓展 知识点4 一对平衡力与作用力和反作用力的比较 内容 作用力和反作用力 一对平衡力 不同点 受力物体 分别作用在两个相互作用的 物体上. 作用在同一物体上. 依赖关系 相互依赖，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 可依然存在，只是物体受力不再 平衡. 叠加性 两个力的作用效果不可叠 加，不可求合力. 两个力的作用效果可相互抵消， 可叠加，可求合力，且合力为零. 19 内容 作用力和反作用力 一对平衡力 不同点 力的性质 一定是同性质的力. 可以是同性质的力，也可以是不 同性质的力. 相同点 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上. 【注意】判断一对力是不是作用力和反作用力：一看作用对象，作用力和反作 用力应作用在两个相互作用的物体上；二看产生原因，作用力和反作用力是由于相 互作用而产生的，一定是同一种性质的力. 续表 20 图4-4-10 例如：如图4-4-10所示，静止的物块放在桌面上，物块受重力 ，桌面的支持力作用.重力和支持力是一对平衡力.重力 的 反作用力是物块对地球的吸引力，支持力 的反作用力是物块对桌 面的压力. 21 学思用·典例详解 例4-5 新传统文化 “三英战吕布”的故事家喻户晓，在迎战的初期，张飞单挑吕布， 某个瞬间，张飞的丈八蛇矛与吕布的方天画戟相碰.从物理学中受力的角度来分析， 下列说法正确的是( ) B A.丈八蛇矛对方天画戟的力要大于方天画戟对丈八蛇矛的力 B.丈八蛇矛受到的重力方向竖直向下 C.丈八蛇矛对方天画戟的力的施力物体是张飞 D.吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力是一对平衡力 【解析】丈八蛇矛对方天画戟的力与方天画戟对丈八蛇矛的力是作用力与反作用力， 两者大小相等，故A错误；重力的方向始终竖直向下，故B正确；丈八蛇矛对方天画 戟的力的施力物体是丈八蛇矛，故C错误；因为方天画戟还受到重力作用，故吕布对 方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力不是一对平衡力，D错误. 22 知识点5 三个牛顿运动定律的区别和联系 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 区别 内容 一切物体总保持匀速直 线运动状态或静止状 态，直到有外力迫使它 改变这种状态. 物体加速度的大小与 所受合外力的大小成 正比，与物体的质量 成反比，加速度方向 与合外力方向相同. 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. 公式 —— 意义 加深了对力的认识，指 出了力是改变物体运动 状态的原因，即力是产 生加速度的原因. 揭示了加速度是力作 用的结果，给出了 力、质量、加速度的 定量关系. 揭示了物体间力的作 用的相互性，明确了 作用力与反作用力的 关系. 23 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 区别 研究 方法 根据理想实验归纳得出. 用控制变量法研究 、、 之间的关 系. 由实验现象归纳总结 得出. 能否 验证 不能直接用实验验证. 可用实验验证. 可用实验验证. 联系 牛顿三大运动定律是一个整体，是动力学的基础.牛顿第二定律以牛顿 第一定律为基础，由实验总结得出.牛顿第三定律为解决力学问题时转 换研究对象提供了理论依据，拓宽了牛顿第二定律的应用范围. 续表 24 学思用·典例详解 图4-4-11 例5-6 质量为的人站在地面上，用绳通过光滑定滑轮将质量为 的重物向上提起，如图4-4-11所示，若重物以加速度 上升，则人对 地面的压力大小为( ) A A. B. C. D. 25 【解析】设绳中张力大小为 ，对重物，由牛顿第二定律可得 ① 则 ② 人所受重力、绳向上的拉力及地面的支持力 的合力为零，所以有 ③ 由②③得 人对地面的压力和地面对人的支持力 互为作用力和反作用力，由牛顿第三定律 可得 ，方向竖直向下. 26 关键能力构建 题型1 作用力与反作用力关系的理解与应用 例7 （多选）一个大人（甲）跟一个小孩（乙）站在水平地面上手拉手比力气，结 果大人把小孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系，说法正确的是 ( ) BC A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大 B.大人拉小孩的力和小孩拉大人的力是一对相互作用力 C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等 D.只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂 相持过程中，两人的拉力一样大 27 思路点拨 大人和小孩间的拉力是一对作用力和反作用力，而大人能将小孩拉动的 关键在于地面对他们的最大静摩擦力不同.如图4-4-12所示，分别画出他们在水平方 向上的受力情况.因为和大小相等，所以只有当 时，小孩才会 被大人拉过来，如果让大人穿上溜冰鞋站在水泥地上，两人再比力气时，小孩就可 以把大人拉过来. 图4-4-12 【解析】作用力与反作用力总是大小相等的.大人与小孩手拉手比力气时，无论是在 相持阶段还是在小孩被大人拉过来的过程中，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的 大小总是相等的，所以说法B、C正确. 28 作用力与反作用力关系的理解要点 1.“四同”：同大小，同性质，同一条直线，同时产生、变化和消失. 2.“三异”：反向、异体、不同效果. 3.“三无关”：与物体的种类无关，与物体运动状态无关，与有无其他物体作用无关. 4.牛顿第三定律不仅适用于静止的物体之间，也适用于相对运动的物体之间，这种 关系与作用力的性质、物体的质量大小、作用方式（接触或不接触）、物体的运动 状态及参考系的选取均无关. . . . . . . . . . . . . 29 【学会了吗丨变式题】 1.新体育运动 2024年11月1日，在2024年世界泳联游泳世界杯新加坡站男子100米自 由泳决赛中，中国运动员潘展乐以46秒09的成绩夺得冠军.如图4-4-13所示为潘展乐 在比赛中的某一瞬间，下列说法正确的是( ) A 图4-4-13 A.潘展乐划水前进时，水对潘展乐的力是动力 B.潘展乐在水中前进时，受到水的浮力始终等于他受到的重力 C.水对潘展乐的浮力与潘展乐受到的重力是一对作用力和反作用力 D.潘展乐划水加速前进时，水对潘展乐的作用力大于潘展乐对水的 作用力 30 【解析】 选项 分析 正误 A 潘展乐划水前进时，受到水整体向前的力，水对他的力是动力. √ B 潘展乐在水中前进时，竖直方向上会上下浮动，不会一直处于平衡状 态，运动员受到水的浮力不会始终等于重力. C 水对潘展乐的浮力与潘展乐受到的重力的受力物体都是潘展乐，不是 一对作用力和反作用力. D 潘展乐划水加速前进（【明易错】作用力和反作用力的关系与物体大 小、形状及运动状态无关.）时，水对潘展乐的作用力与潘展乐对水的 作用力是一对作用力和反作用力，大小相等. . . 31 题型2 牛顿第二定律、牛顿第三定律的综合应用 图4-4-14 例8 如图4-4-14所示，汽车坐垫表面与水平面间通常有一 定的倾角.某驾驶员将手机放在副驾驶坐垫上，手机质量 为，与坐垫之间的动摩擦因数为 .坐垫表面可视为平 面，且与水平面的夹角为 .重力加速度为 . （1）若汽车匀速行驶时手机与坐垫保持相对静止，求手机对坐垫的压力大小 ； 【答案】 【解析】汽车匀速行驶时，手机受力如图甲所示 根据平衡条件有 根据牛顿第三定律有 . 32 （2）若驾驶员突然发现前方有障碍物，立即刹车，汽车停止前的运动可视为匀减速 直线运动.假定刹车过程中手机与坐垫保持相对静止且不受摩擦力，求刹车过程中汽 车加速度的大小 ； 【答案】 【解析】刹车过程中，手机受力如图乙所示 根据牛顿第二定律有 水平方向： 竖直方向： 解得 . 33 （3）若汽车以加速度 匀加速直线行驶，手机与坐垫仍能保持相对静止，求手机对 坐垫的摩擦力大小. 【答案】 【解析】汽车以加速度 匀加速直线行驶时，手机受力如图丙所示,根据牛顿第二定 律有 水平方向： 竖直方向： 解得 根据牛顿第三定律知，手机对坐垫的摩擦力大小 . 34 建构导图明思路 35 对于两个关联的运动状态中的不同物体，不宜采用整体法进行受力分析，要分别进 行受力分析.一般先对处于平衡状态的物体进行受力分析，求出它们之间的相互作用 力的大小，再对受力不平衡的物体进行受力分析，运用牛顿第二定律列式求解，应 用牛顿第三定律判断是否有添力、漏力的情况及确定相互作用力的大小. 36 【学会了吗丨变式题】 2.（多选）如图4-4-15所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量.不 计轴承、绳与滑轮间的摩擦.初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向 上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮.下列说法正 确的是( ) BD 图4-4-15 A.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对相互作用力 B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力 C.若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮 D.若甲的质量较大，则乙先到达滑轮 37 【解析】甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力，选项A错误，B正确；由于滑 轮光滑，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，则甲受到的绳子的拉力等于乙受到的绳 子的拉力，若甲的质量大，则甲攀爬时，乙的加速度大于甲的加速度，所以乙会先 到达滑轮，选项C错误，D正确. 38 核心素养聚焦 考情揭秘 素养点击 基本考查点 对作用力和反作用力的理 解，牛顿第三定律的应用. 1.理解牛顿第三定律，知道力的作用 是相互的. 2.区别相互作用力与平衡力，运用牛 顿第三定律解释生活中的相关现象. 3.运用作用力和反作用力规律分析求 解相关问题. 热点及难点 牛顿第三定律. 题型及难度 选择题或计算题，难度中等. 高考中地位 很少单独命题. 39 $