第5章 第4节 牛顿第三运动定律（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（鲁科版）

本讲义聚焦牛顿第三运动定律这一核心知识点，以作用力与反作用力概念为起点，通过磁铁相互吸引等生活实例引入，结合弹簧测力计实验探究得出定律内容，再通过对比表格明确其与平衡力的区别，构建从概念到定律再到应用的完整学习支架。 该资料突出科学探究与科学思维培养，如设计弹簧测力计实验让学生直观感知作用力等大反向，通过“以卵击石”“掰手腕”等实例辨析加深理解，对比表格助力模型建构。课中辅助教师突破重难点，课后分层练习帮助学生巩固知识，落实物理观念与科学论证能力。

第4节　牛顿第三运动定律 [学习目标]　1.理解作用力和反作用力的概念。2.理解牛顿第三运动定律，并会用其解决简单问题(重点)。 3.知道一对作用力与反作用力和一对平衡力的区别(重难点)。 一、作用力与反作用力 你用手拍桌子的同时你的手会感觉痛；你推别人，别人也在推你。如图所示，把两根条形磁铁放在尽可能光滑的台面上，让它们彼此接近但不直接接触，用两手分别按住它们以保持静止。当放开一只手或两只手同时放开时，你看到了什么现象？这些现象说明了什么？ 答案　两根条形磁铁同时加速向对方靠近，直至吸在一起，说明了物体间的作用力是相互的。 1.力的作用是相互的。 2.作用力与反作用力：把物体间的一对相互作用力，称为作用力与反作用力。其中任意一个力称为作用力，另一个力则称为反作用力。作用力和反作用力总是相互依赖、同时存在的。 (1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力。(　×　) (2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。(　×　) (3)物体间先有作用力，然后才有反作用力。(　×　) 二、牛顿第三运动定律 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　　　　的，弹力方向相反。  答案　相等 牛顿第三运动定律 (1)内容：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。 (2)表达式：F=-F'(F表示作用力，F'表示反作用力)。 (3)意义：揭示了物体之间相互作用的规律，使人们不仅可以研究单个物体的运动，还可以把存在相互作用的各个物体的运动联系起来进行研究。 提醒：(1)作用力和反作用力分别作用在发生相互作用的两个物体上。 (2)作用力和反作用力总是同一种类的力(即同一性质的力)。 1.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，蛋对石头的作用力大，还是石头对蛋的作用力大？ (2)为什么会出现“卵碎石全”的不同效果？ 答案　(1)以卵击石时，蛋对石头的作用力与石头对蛋的作用力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可知，两个力等大、反向； (2)虽然蛋对石头的作用力与石头对蛋的作用力等大，但由于二者能承受的最大外力不同，所以会有不同的作用效果。 2.如图所示，假如你在静止于水面的小船上从船头走向船尾，小船会向什么方向运动？试解释这一现象。 答案　小船会沿与人运动的方向相反的方向运动。当人由静止从船头走向船尾时，人与船发生相互作用，人脚受到的摩擦力方向从船头指向船尾。根据牛顿第三运动定律，船受到摩擦力的方向从船尾指向船头。由于船受到水的阻力较小，船受到的合力方向从船尾指向船头，根据牛顿第二定律知，船的加速度方向也从船尾指向船头，故船的运动方向与人的运动方向相反。 例1　(来自教材)关于马拉车，若马拉车的力大小为F1，车拉马的力大小为F2。下列说法正确的是(　　) A.马拉车不动，是因为F1小于F2 B.马拉车前进，是因为F1大于F2 C.不论车如何运动，F1总等于F2 D.只有当马拉车不动或马拉车匀速前进时，F1才等于F2 答案　C 例2　(2024·宁德市高一期末)如图所示，甲、乙两同学掰手腕，甲获胜。若甲对乙的力大小为F1，乙对甲的力大小为F2，则(　　) A.F1先于F2产生 B.F2先于F1产生 C.F1>F2 D.F1=F2 答案　D 解析　甲对乙的力与乙对甲的力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，同时产生，同时消失，则有F1=F2，故选D。 三、作用力与反作用力和平衡力的比较 如图所示，小球静止在轻绳下端。 (1)画出小球的受力示意图，分析这两个力有什么关系？它们的施力物体各是什么？力的性质是否相同？ (2)这两个力的反作用力是什么力？它们的施力物体各是什么？这两个力和各自的反作用力性质是否相同？ 答案　(1)受力示意图如图所示，重力与拉力是一对平衡力，重力的施力物体为地球，拉力的施力物体为绳，力的性质不同。 (2)重力的反作用力为小球对地球的引力，施力物体为小球，拉力的反作用力是小球对绳子的拉力，施力物体为小球，作用力和它的反作用力性质相同。 比较对象 作用力与反作用力 平衡力 相同点 大小 相等 相等 方向 相反 相反 是否共线 是 是 不同点 作用对象 相互作用的两个物体 同一物体 作用效果能否抵消 不可以 可以 作用时间 同时产生、 同时消失 不一定同时 产生和消失 力的性质 相同 可以不同 (1)物体静止放在水平桌面上，物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力。(　√　) (2)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对平衡力。(　×　) 例3　(2024·厦门大学附属科技中学高一月考)如图所示，把一本书放在水平桌面上保持静止，下列说法中正确的是(　　) A.书对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的 B.书对桌面的压力是书受到的重力 C.书保持静止是由于书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力 D.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力 答案　D 解析　书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的，故A错误；书对桌面的压力在数值上等于书受到的重力，但二者不是同一个力，故B错误；书保持静止是由于书受到的重力与桌面对书的支持力是一对平衡力，故C错误；书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力，故D正确。 例4　(2024·宁德市高一开学考)如图所示，一个物体在水平恒力F1的作用下压在竖直的墙壁上保持静止。物体受到的重力为G，墙壁对物体的摩擦力为f，物体对墙壁的压力为F2，墙壁对物体的支持力为F3，则下列说法中正确的是(　　) A.G和f是一对平衡力 B.F2和F3是一对平衡力 C.F1与F2是一对相互作用力 D.F1和F3是一对相互作用力 答案　A 解析　重力G和摩擦力f大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上，满足二力平衡的条件，是一对平衡力，故A正确；物体对墙壁的压力F2和墙壁对物体的支持力F3，作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故B错误；水平恒力F1和物体对墙壁的压力F2的方向相同，它们既不是平衡力也不是相互作用力，故C错误；水平恒力F1和墙壁对物体的支持力F3作用在同一个物体上，大小相等，方向相反，且在一条直线上，是一对平衡力，不是相互作用力，故D错误。 课时对点练　 [分值：70分] [1~6题，每题4分] 考点一　牛顿第三运动定律的理解 1.(2024·福建三明一中高一月考)关于作用力与反作用力，下列说法正确的是(　　) ①作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，因而合力为零 ②作用力与反作用力是同一性质的力 ③因为地球质量大于物体质量，所以地球对物体的作用力大于物体对地球的反作用力 ④作用力与反作用力总是同时产生，同时消失 A.①② B.③④ C.②④ D.①③ 答案　C 解析　作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，因作用在两个物体上故不能合成，①错误；作用力与反作用力是同一性质的力，故②正确；虽然地球质量大于物体质量，地球对物体的作用力大小仍等于物体对地球的反作用力，③错误；作用力与反作用力总是同时产生，同时消失，故④正确。综合上述分析可知，C正确，A、B、D错误。 2.用计算机辅助实验系统探究作用力与反作用力的关系，点击实验菜单中“力的相互作用”，把两个探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，如图甲所示，观察显示器屏幕上出现的结果如图乙所示。观察分析两个相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论，正确的是(　　) 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探头都处于静止状态下得到的 答案　B 解析　分析两个相互作用力随时间变化的曲线可知，作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，故选B。 3.纤夫在拉船加速前进的过程中(　　) A.绳对船的拉力大于船对绳的拉力 B.绳对船的拉力小于船对绳的拉力 C.纤夫对绳的拉力大于绳对纤夫的拉力 D.纤夫对绳的拉力等于绳对纤夫的拉力 答案　D 解析　纤夫在拉船加速前进的过程中，绳对船的拉力与船对绳的拉力为一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，故A、B错误；纤夫在拉船加速前进的过程中，纤夫对绳的拉力与绳对纤夫的拉力为一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，故C错误，D正确。 考点二　相互作用力与平衡力的比较 4.(2024·三明市高一期末)如图，小华将图钉按压进木板的过程中，若手对图钉的压力为F1，图钉对手的弹力为F2，则(　　) A.F1>F2 B.F1<F2 C.F1与F2是一对平衡力 D.F1与F2是一对相互作用力 答案　D 解析　根据题意F1和F2是一对相互作用力，大小相等。故选D。 5.(2024·福州市高一期末)俯卧撑运动可以锻炼人体的多个肌肉，如图所示为小华开始做俯卧撑运动时的姿势，下列说法正确的是(　　) A.人对地面的压力就是人受到的重力 B.地面对手的支持力是由于地面发生形变引起的 C.手对地面的压力与地面对手的支持力是一对平衡力 D.人对地面的压力与人受到的重力是一对相互作用力 答案　B 解析　人对地面的压力是弹力，人受到的重力是引力，两个力大小相同，方向相同，力的性质和施、受力物体不同，故不能说人对地面的压力就是人受到的重力，也不能说两者是一对相互作用力，故A正确，D错误；地面对手的支持力是由于地面发生形变要恢复原状引起的，故B正确；手对地面的压力与地面对手的支持力是一对相互作用力，故C错误。 6.(2024·赤峰市高一期中)一木箱在水平拉力作用下，在水平地面上做匀加速直线运动。下列说法正确的是(　　) A.木箱受到的重力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力 B.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力 C.地面对木箱的摩擦力和木箱对地面的摩擦力是一对平衡力 D.水平拉力和地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力 答案　B 解析　木箱受到的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力，故A错误；木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力，故B正确；地面对木箱的摩擦力和木箱对地面的摩擦力是一对作用力与反作用力，故C错误；水平拉力和地面对木箱的摩擦力都作用在木箱上，不是一对作用力和反作用力，故D错误。 [7~12题，每题6分] 7.如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫作“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.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.地面对甲的摩擦力等于地面对乙的摩擦力 答案　B 解析　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，与运动状态无关，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，乙所受的拉力大于乙的最大静摩擦力，故B正确，A、C、D错误。 8.(2024·厦门市高一期末)如图所示，一张卡纸被磁条压在白板上并保持静止，白板表面竖直，则(　　) A.磁条受到3个力的作用 B.卡纸受到4个力的作用 C.白板对卡纸的摩擦力大于卡纸的重力 D.白板对卡纸的支持力和磁条对卡纸的压力是一对相互作用力 答案　C 解析　磁条受到重力、卡纸对磁条的摩擦力，白板对磁条的支持力和磁场力，共4个力的作用，选项A错误；卡纸受到重力、磁条和白板的摩擦力、白板的支持力和磁条的压力，共5个力的作用，选项B错误；白板对磁条的摩擦力向上，则磁条对白板的摩擦力向下，白板对卡纸的摩擦力等于磁条对白纸的摩擦力和卡纸的重力之和，可知白板对卡纸的摩擦力大于卡纸的重力，选项C正确；白板对卡纸的支持力和磁条对卡纸的压力同时作用在卡纸上，不是一对相互作用力，选项D错误。 9.如图是一种有趣好玩的感应飞行器的示意图，主要通过手控感应飞行，它的底部设置了感应装置，只需要将手置于离飞行器底部一定距离外，就可以使飞行器静止悬浮在空中，操作十分方便，下列说法正确的是(　　) A.空气对飞行器的作用力方向竖直向上 B.手对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力 C.空气对飞行器的作用力和空气对手的作用力是一对作用力和反作用力 D.因为空气会流动，所以螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的作用力大小不相等 答案　A 解析　飞行器静止悬浮在空中时受到重力和空气对飞行器的作用力，处于平衡状态，可知空气对飞行器的作用力大小与重力相等，方向竖直向上，故A正确；结合A的分析可知，空气对飞行器的作用力和飞行器的重力是一对平衡力，手对飞行器没有作用力，故B错误；空气对飞行器的作用力的施力物体是空气，受力物体是飞行器，空气对手的作用力的施力物体是空气，受力物体是手，两个力涉及三个物体，不是一对作用力和反作用力，故C错误；螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，方向相反，故D错误。 10.(2021·广东卷)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是(　　) A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大 B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大 C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 D.直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 答案　B 解析　将拉力F正交分解如图所示，则在x方向可得出Fx曲 = Fsin α，Fx直 = Fsin β 在y方向可得出Fy曲 = Fcos α，Fy直 = Fcos β 由题知α<β，则sin α<sin β，cos α>cos β 则可得到Fx曲 < Fx直，Fy曲 > Fy直，A错误，B正确； 耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，与加速还是匀速运动状态无关，C、D错误。 11.如图所示，滑杆和底座静止在水平地面上，总质量为M，一质量为m的猴子沿杆以0.4g的加速度加速下滑，g为重力加速度，则底座对地面的压力大小为 (　　) A.Mg+0.4mg B.Mg+0.6mg C.(M+m)g D.Mg 答案　B 解析　以猴子为研究对象，分析猴子的受力如图甲所示： 竖直方向受重力mg和杆对猴子的摩擦力f，则有mg-f=ma ① 滑杆和底座受力如图乙所示， 受重力Mg、支持力N，猴子对杆的摩擦力f' 可得N=Mg+f' ② 由牛顿第三运动定律得f'=f ③ 由①②③解得N=Mg+0.6mg 由牛顿第三运动定律得底座对地面的压力大小为 N'=N=Mg+0.6mg。故选项B正确。 12.如图所示，物体A、B质量分别是5 kg和12 kg，不计滑轮与绳间摩擦及绳的重力，整个系统静止。则B对地面的摩擦力和对地面的压力大小分别为(g取10 m/s2，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6)(　　) A.30 N　70 N B.30 N　80 N C.70 N　30 N D.80 N　30 N 答案　B 解析　由于A处于平衡状态，受力分析可知绳子上的拉力T=mAg ① 对物体B受力分析，如图所示， 由于B静止，则有 水平方向：Tcos 53°=f ② 由①②两式得地面对B的摩擦力f=30 N 对物体B，在竖直方向，有mBg=Tsin 53°+N 代入数据解得N=80 N 由牛顿第三定律可知f'=30 N，N'=80 N，即物体B对地面的摩擦力和压力大小分别为30 N和80 N，故选项B正确。 [10分] 13.如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重力G=10 N的金属块，使金属块部分浸入台秤上的烧杯中(烧杯中的水不会溢出)，若弹簧测力计的示数变为T'=6 N，则台秤的示数(　　) A.保持不变 B.增加10 N C.增加6 N D.增加4 N 答案　D 解析　金属块部分浸入水中后，水对金属块产生浮力F。由弹簧测力计的示数知，浮力的大小为F=G-T'=(10-6) N=4 N。根据牛顿第三定律知，金属块对水施加的反作用力大小F'=F=4 N，则台秤的示数增加4 N，故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $