第5章 第4节 牛顿第三运动定律-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第一册教师用书word（鲁科版）

本讲义聚焦牛顿第三运动定律这一核心知识点，从作用力与反作用力的定义及特点入手，系统阐述定律内容（大小相等、方向相反、作用在同一直线）、表达式F=-F'，并通过对比明确与平衡力的区别，构建从概念到规律再到应用的学习支架。 资料以情境思辨（如撑杆跳高正误判断）、实验探究（弹簧测力计示数相等实验）和典例分析（狗拉雪橇、猴子吊树枝）为特色，培养学生科学思维与科学探究能力。课中辅助教师引导学生理解规律，课后通过练习题帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

第4节　牛顿第三运动定律 素养目标 物理观念：（1）知道力的作用是相互的，了解作用力和反作用力的概念。（2）理解牛顿第三定律的内容。（3）知道作用力、反作用力与平衡力的区别 科学思维：（1）能用牛顿第三定律解释生活中的现象。（2）能综合应用牛顿第二定律与牛顿第三定律对一些动力学问题进行分析和推理，获得结论 科学探究：通过实验探究，了解两个物体间作用力与反作用力的大小、方向和作用线有怎样的关系 科学态度与责任：通过实验探究，渗透物理方法的教育，培养分析问题、解决问题的能力；能应用牛顿第三定律分析和解决实际问题 知识点一　作用力与反作用力 1.定义：物理学中，把物体间的一对　相互作用力　称为作用力和反作用力。可以把其中的任意一个力称为作用力，则另一个力就称为反作用力。 2.特点：力的作用总是相互的。相互的作用力和反作用力既可以存在于相互接触的物体之间，也可以存在于不接触的物体之间。 知识点二　牛顿第三运动定律及其意义 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'　，其中F、F'分别表示作用力与反作用力，负号表示两个力的方向相反。 3.意义：揭示了物体之间相互作用的规律，使人们不仅可研究单个物体的运动，还可把存在相互作用的各个物体的运动联系起来进行研究。 4.应用 （1）跳水运动员在跳板上起跳时，他对跳板的蹬力与　跳板　对他的弹力是一对相互作用力。 （2）火箭发射升空时，燃料燃烧产生气体，气体受力向下喷出，这些气体反过来给　火箭　施加了一个反作用力，把火箭送上太空。 【情境思辨】 　撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。撑杆跳高的过程中包含很多物理知识。 （1）持杆助跑过程，重力的反作用力是地面对运动员的支持力。（　×　） （2）撑杆向前助跑过程，地面对人的摩擦力大于人对地面的摩擦力。（　×　） （3）撑杆起跳上升阶段，弯曲的撑杆对人的作用力大小等于人对撑杆的作用力大小。（　√　） （4）最高点手已离开撑杆，运动员还能继续越过横杆，是因为受到了一个向前的冲力。（　×　） 要点一　对牛顿第三运动定律的理解 【探究】 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，根据上述情境，试回答以下问题： （1）甲方的拉力一定比乙方的拉力大吗？ 提示：甲方的拉力一定等于乙方的拉力，因为这两个力是作用力与反作用力。 （2）请分析甲获胜的原因。 提示：甲获胜是因为地面给甲的最大静摩擦力大于地面给乙的最大静摩擦力。 【归纳】 1.一对作用力与反作用力的关系 相同点 同大小 大小相同 同直线 作用在一条直线上 同时性 同时产生，同时变化，同时消失 同性质 力的性质总是相同的 不同点 异向 方向相反 异体 作用在不同的物体上 异效 在不同的物体上分别产生不同的作用效果，不能相互抵消 特别提醒 　　作用力与反作用力作用在不同物体上，所以不能合成与分解，不能认为作用力和反作用力的合力为零。 2.作用力与反作用力的普适性 作用力和反作用力的关系适用于任何物体之间，与物体的运动状态无关，与参考系的选择也无关。 3.牛顿第三运动定律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，而且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。 【典例1】　如图所示，狗拉着雪橇在雪道上行驶，根据牛顿运动定律可知（　　） A.若加速前进，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力 B.若加速前进，狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力平衡 C.若减速前进，狗拉雪橇的力小于雪橇拉狗的力 D.狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力大小始终相等 答案：D 解析：无论雪橇如何运动，狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对作用力与反作用力，因此它们始终大小相等、方向相反，注意雪橇的运动状态是由雪橇所受合外力决定的，故A、B、C错误，D正确。 1.〔多选〕关于牛顿第三定律，下列说法正确的是（　　） A.对重力、弹力、摩擦力等都适用 B.当相互作用的两个物体相距很远时不适用 C.当相互作用的两个物体加速运动时不适用 D.相互作用的两个物体没有直接接触时也适用 解析：AD　牛顿第三定律适用于弹力、摩擦力、重力等几乎所有的力，而且不管相互作用的两物体的质量如何、运动状态怎样、是否相互接触等都适用，例如地球吸引地球表面上的石块，石块同样以相同大小的力吸引地球，且不管接触不接触，都互相吸引，B、C错误，A、D正确。 2.如图所示，击球员用棒球棍回击飞过来的棒球时，球棒击棒球的力（　　） A.比球撞击球棒的力更早产生 B.与球撞击球棒的力同时产生 C.大于球撞击球棒的力 D.小于球撞击球棒的力 解析：B　根据牛顿第三定律可知作用力和反作用力总是等大反向、同时产生、同时消失，故只有B正确。 要点二　一对相互作用力和一对平衡力的比较 【探究】 如图甲所示，猴子吊在空中。猴子受到重力G，还受到树枝对它的拉力F；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，如图乙所示。 （1）上面涉及的两组力分别是什么力？ 提示：猴子在重力G和树枝对它的拉力F作用下保持静止，所以拉力F和重力G是一对相互平衡的力；树枝拉猴子的力F和猴子拉树枝的力F'是一对作用力与反作用力。 （2）这两组力有什么不同之处？ 提示：①平衡力作用于同一物体上，作用力与反作用力作用在两个物体上； ②作用力与反作用力一定是同一种性质的力，平衡力则不一定是同一种性质的力； ③平衡力合力为零，相互作用力不能求合力。 【归纳】 　一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较 一对作用力与反作用力 一对平衡力 共同点 大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上 不同点 作用对象 作用在两个物体上 作用在同一个物体上 力的性质 一定是同性质的力 不一定是同性质的力 作用效果 作用在两个物体上，各自产生作用效果，故不能作为使物体平衡的条件，不能求合力 一对平衡力的作用效果相互抵消，是使物体处于平衡状态，合力为零 依赖关系 两个力一定同时产生、同时变化、同时消失，不可能单独存在 不存在依赖关系，撤除一个力时另一个力可依然存在，不受影响 【典例2】　〔多选〕如图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法正确的是（　　） A.作用力F跟墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力 B.作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力 C.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 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：CD 解析：作用力F跟墙壁对物体的支持力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，是一对平衡力，A错误。作用力F作用在物体上而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不能成为平衡力，也不是作用力和反作用力，B错误。物体在竖直方向上受竖直向下的重力和墙壁对物体竖直向上的静摩擦力，因物体处于静止，故这两个力是一对平衡力，C正确。物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力，是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，D正确。 规律方法 区分一对作用力与反作用力和一对平衡力的技巧 （1）看研究对象：一对作用力与反作用力作用在不同物体上，而一对平衡力作用在同一物体上。 （2）看依存关系：一对作用力与反作用力同生同灭、相互依存，而一对平衡力则彼此没有依存关系。 　两轮自平衡电动车具有运动灵活、智能控制、操作简单、绿色环保、转弯半径为零等优点，如图所示，警察正脚踏自平衡电动车巡逻。下列分析正确的是（　　） A.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面的压力 B.地面对自平衡电动车的支持力是因地面发生形变而产生的 C.自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力是一对平衡力 D.自平衡电动车及人受到的重力和地面对他们的支持力是一对相互作用力 解析：B　轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面间的摩擦力，故A项错误；弹力是由施力物体的形变产生的，所以地面对自平衡电动车的支持力是因地面发生形变而产生的，故B项正确；自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力方向相同，不是一对平衡力，故C项错误；自平衡电动车及人受到的重力和地面对他们的支持力作用在同一个物体上，大小相等、方向相反，是一对平衡力，故D项错误。 要点三　牛顿第三运动定律的综合应用 　应用牛顿第三运动定律转换研究对象 求解某个未知力，一般情况下优先选取该力的受力物体进行分析，但有些情况以受力物体为研究对象不便于直接求解该力时，可先通过转换研究对象，求解其反作用力的大小和方向，然后应用牛顿第三运动定律间接求得该力的大小和方向。 【典例3】　质量为M的人站在地面上，用绳通过光滑定滑轮将质量为m的重物从低处拉起，如图所示，若重物以加速度a上升，则人对地面的压力大小为（　　） A.（M＋m）g－ma B.M（g－a）－ma C.（M－m）g－ma D.Mg－ma 答案：C 解析：设绳的拉力为F，对重物，由牛顿第二定律可得F－mg＝ma 绳的拉力F＝mg＋ma 人所受重力、绳向上的拉力及地面的支持力N的合力为零，所以有Mg＝N＋F 联立得N＝Mg－F＝（M－m）g－ma 人对地面的压力N'和地面对人的支持力N是一对作用力和反作用力，由牛顿第三定律可得N'＝（M－m）g－ma，方向竖直向下。 1.物块A和B的质量分别为m1和m2，并叠放在质量为m的水平桌面上，如图所示，重力加速度大小为g。下列说法中正确的是（　　） A.桌子受到A和B的作用，它们的合力等于（m1＋m2）g B.桌子受到B对它的作用，作用力的大小等于m2g C.地面对桌子的作用力的大小等于（m1＋m2＋m）g D.桌子受到重力作用，大小等于（m1＋m2＋m）g 解析：C　桌子受到B对它的压力，大小为（m1＋m2）g，但不受物块A的作用力，故A、B均错误；桌子受到的重力为mg，与其他物体无关，D错误；地面对桌子的支持力与桌子对地面的压力是一对作用力与反作用力，大小等于（m1＋m2＋m）g，C正确。 2.如图所示，滑杆和底座静止在水平地面上，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，则底座对地面的压力为（　　） A.Mg＋0.4mg B.Mg＋0.6mg C.（M＋m）g D.Mg 解析：B　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' 由三力平衡得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，方向竖直向下。 故选项B正确。 要点回眸 1.以卵击石，鸡蛋破碎，在这一过程中（　　） A.鸡蛋对石头的作用力比石头对鸡蛋的作用力小 B.鸡蛋对石头的作用力比石头对鸡蛋的作用力大 C.鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等 D.鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力互相平衡 解析：C　鸡蛋与石头间的作用是相互的，故鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等，鸡蛋破碎是因为同样的力产生了不同的作用效果，鸡蛋没有石头坚固，其承受能力弱，C正确，A、B错误。鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力作用在两个物体上，不可能平衡，故D错误。 2.人走路时，人和地球间的作用力和反作用力的对数有（　　） A.1对 B.2对 C.3对 D.4对 解析：C　人走路时，受到重力、摩擦力和支持力。人对地球的万有引力和地球对人的万有引力是一对作用力和反作用力，人对地面的摩擦力和地面对人的摩擦力是一对作用力和反作用力，人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力，共有3对作用力和反作用力，故C正确。 3.亲子活动中，聪明的小孩站在地面上，让大人站在滑板上进行手拉手的拔河比赛，小孩获得了胜利。在比赛过程中（　　） A.小孩拉大人的力大于大人拉小孩的力 B.小孩拉大人的力小于大人拉小孩的力 C.决定胜负的关键是双方最大力气的较量 D.决定胜负的关键是两者受到地面最大静摩擦力的较量 解析：D　小孩拉大人的力与大人拉小孩的力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，故A、B错误；对于双方拔河者来说，当所受的拉力大于其与地面的最大静摩擦力时就要被拉动而失败，则决定胜负的关键是两者受到地面最大静摩擦力的较量，故C错误，D正确。 4.某建筑工地上，工人师傅推车情形如图所示，以下判断正确的是（　　） A.工人对车的力与车对工人的力是一对平衡力 B.工人受到的重力与工人对地面的压力是一对平衡力 C.工人对车的力与车对工人的力是一对作用力和反作用力 D.工人受到的重力与地面对工人的支持力是一对作用力和反作用力 解析：C　工人对车的力和车对工人的力是两个物体之间的相互作用，所以是一对作用力和反作用力，A错误，C正确；工人受到的重力与工人对地面的压力分别作用在两个不同的物体上，所以不是一对平衡力，B错误；工人受到的重力与地面对工人的支持力都作用在工人上，不是一对作用力和反作用力，是一对平衡力，D错误。 1.对于牛顿第三定律的理解，下列说法中正确的是（　　） A.当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失 B.弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力 C.甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力 D.作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡 解析：D　根据牛顿第三定律知，两个物体之间的相互作用力，大小相等，方向相反，性质相同，同时产生，同时消失，故可判定A、B、C错误；作用力和反作用力分别作用在两个物体上，作用力和反作用力不是平衡力，在任何情况下都不会平衡，故D正确。 2.关于作用力和反作用力，下列说法正确的是（　　） A.作用力和反作用力一定发生在两个相互接触的物体之间 B.作用力和反作用力等大反向，二者合力为零 C.作用力和反作用力同时产生，同时消失 D.作用力和反作用力作用在不同的物体上，产生的作用效果一定相同 解析：C　两个不接触的物体之间也可以产生力的作用，如重力等，故A错误；作用力和反作用力作用在两个物体上，不能求合力，故B错误；根据作用力与反作用力的特点可知，作用力和反作用力同时产生，同时消失，故C正确；作用力和反作用力作用在两个物体上，一般产生不同的效果，故D错误。 3.气球冒险家利用一簇气球使一座房屋成功升空。图示时刻房屋正在加速上升，此时（　　） A.绳对房屋的拉力与房屋对绳的拉力大小相等 B.房屋对绳的拉力与房屋所受的重力大小相等 C.房屋受到的绳的拉力与房屋所受的重力是一对平衡力 D.房屋对绳的拉力与房屋所受的重力是一对作用力和反作用力 解析：A　绳对房屋的拉力与房屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力，则大小相等，A正确；房屋对绳的拉力与绳对房屋的拉力大小相等，因加速上升，则绳对房屋的拉力大于房屋所受的重力，则房屋对绳的拉力大于房屋所受的重力，B错误；因加速上升，则房屋受到的绳的拉力与房屋所受的重力不是一对平衡力，C错误；房屋对绳的拉力与房屋所受的重力不是一对作用力和反作用力，D错误。 4.如图所示，将两弹簧测力计a、b连接在一起，当用力缓慢拉a弹簧测力计时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明（　　） A.这是两只完全相同的弹簧测力计 B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比 C.作用力与反作用力大小相等、方向相反 D.力是改变物体运动状态的原因 解析：C　实验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力，它们一定大小相等、方向相反，C正确。 5.〔多选〕（2025·高一上福建厦门期末）在2024国际篮联三人篮球挑战赛雄安站比赛中，中国球队夺得冠军。如图所示为篮球比赛中击地传球的示意图，在篮球与地面接触的过程中，以下说法正确的是（　　） A.地面对篮球的支持力是由于地面发生形变而产生的 B.地面对篮球的支持力与篮球的重力是一对相互作用力 C.地面对篮球的支持力与篮球对地面的压力是一对相互作用力 D.地面对篮球的支持力与篮球对地面的压力是一对平衡力 解析：AC　地面对篮球的支持力是由于地面发生形变而产生的，选项A正确；地面对篮球的支持力与篮球对地面的压力是一对相互作用力，两个力等大反向，选项B、D错误，C正确。 6.汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，以下说法正确的是（　　） A.汽车能拉着拖车加速前进，是因为汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B.汽车对拖车的拉力大小与拖车对汽车的拉力大小相等 C.汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力 D.汽车对拖车的拉力大小与拖车所受地面对它的摩擦力大小相等 解析：B　汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，这两个力总是大小相等、方向相反并且作用在同一条直线上，故A错误，B正确；汽车对拖车施加拉力和拖车对汽车的拉力是同时产生的，C错误；汽车对拖车的拉力大于拖车所受地面对它的摩擦力大小，所以拖车做加速运动，D错误。 7.教室里的磁性白板上通常粘有一些小磁铁，可用于“粘”挂纸张。关于小磁铁，下列说法中正确的是（　　） A.磁铁受到五个力的作用 B.磁铁受到的吸引力大于受到的弹力才能被吸住 C.磁铁受到的支持力与白板受到的压力是一对平衡力 D.磁铁受到的支持力与白板受到的压力是一对作用力与反作用力 解析：D　磁铁受重力、静摩擦力、吸引力和弹力共4个力，故A错误；磁铁受到白板的吸引力和磁铁受到白板的弹力是一对平衡力，大小相等，故B错误；磁铁受到的支持力与白板受到的压力是一对作用力与反作用力，故C错误，D正确。 8.〔多选〕2023年10月7日，杭州亚运会女排决赛中，中国女排3比0横扫日本女排实现卫冕，这是中国女排的第九个亚运会冠军。如图为女排运动员向上跳起击球，其慢动作过程为：女排运动员从直立状态开始屈腿下蹲，使重心下移，由静止蹬地起跳后离开地面，竖直向上运动直到最高点，空气阻力忽略不计，对以上运动过程分析正确的是（　　） A.女排运动员屈腿下蹲过程中，女排运动员受到地面的支持力和她对地面的压力是一对平衡力 B.女排运动员蹬地起跳时，女排运动员对地面的压力是由于其鞋子发生形变产生的 C.女排运动员蹬地起跳时，地面受到女排运动员的压力大小和她受到的支持力大小相等 D.女排运动员起跳离开地面到达最高点时，受力平衡 解析：BC　女排运动员屈腿下蹲过程中，女排运动员受到地面的支持力和她对地面的压力是一对作用力与反作用力，选项A错误；女排运动员蹬地起跳时，女排运动员对地面的压力是由于其鞋子发生形变产生的，选项B正确；女排运动员蹬地起跳时，地面受到女排运动员的压力大小和她受到的支持力是一对相互作用力，等大反向，选项C正确；女排运动员起跳离开地面到达最高点时，只受重力作用，受力不平衡，选项D错误。 9.〔多选〕如图所示，P和Q叠放在一起，静止在水平面上，在下列各对力中，属于作用力与反作用力的有（　　） A.P所受的重力和Q对P的支持力 B.P所受的重力和P对Q的压力 C.P对Q的压力和Q对P的支持力 D.Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力 解析：CD　P所受重力的施力物体是地球，Q对P的支持力的施力物体是Q，它们是一对平衡力，A错误；P对Q的压力的施力物体是P，受力物体是Q，P所受的重力和P对Q的压力大小相等，方向相同，但不是同一个力，它们不是一对作用力与反作用力，B错误；P对Q的压力和Q对P的支持力都是弹力，它们分别作用于Q和P，是一对作用力与反作用力，C正确；Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力都是弹力，分别作用于桌面和Q，受力物体分别是桌面和Q，施力物体分别是Q和桌面，它们是一对作用力与反作用力，D正确。 10.一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱子与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知重力加速度为g，环沿杆以加速度a匀加速下滑，则此时箱子对地面的压力大小为（　　） A.Mg＋mg－ma B.Mg－mg＋ma C.Mg＋mg D.Mg－mg 解析：A　环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，以环为研究对象，根据牛顿第二运动定律有mg－f＝ma，根据牛顿第三运动定律可知，环给杆竖直向下的摩擦力f'大小等于f，箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f'，受力情况如图乙所示 以箱子为研究对象，根据平衡条件有N＝f'＋Mg＝f＋Mg＝Mg＋mg－ma，根据牛顿第三运动定律可知，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，即N'＝Mg＋mg－ma，故A正确。 11.如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的足够长的木板，木板上站着一只猫，已知木板的质量是猫的质量的2倍，当绳子突然断开时，猫立即沿着木板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为多少？（取重力加速度为g） 答案：gsin θ 解析：猫立即沿着木板向上跑，保持其相对斜面的位置不变，所以可以理解为猫相对斜面静止，设猫的质量为m，则木板的质量为2m。对猫进行受力分析，猫受重力mg、木板对它的支持力N、木板对它的沿斜面向上的摩擦力f1，有mgsin θ＝f1，木板受重力2mg、支持力、猫给的压力、猫给的沿斜面方向向下的摩擦力f2，且f1与f2是一对相互作用力，所以f1＝f2，在沿斜面方向上有2mgsin θ＋f2＝2ma，解得a＝gsin θ。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $