3.3 牛顿第三定律（培优教学课件）物理人教版必修第一册

3.3 牛顿第三定律 第三章 相互作用 ——力 人教版必修第一册 物理观念 理解牛顿第三定律内容，明确作用力与反作用力的关系，建立力的相互性物理观念。 科学思维 通过对比辨析作用力反作用力与平衡力，培养分类对比、逻辑辨析的物理思维。 科学探究 通过弹簧测力计对拉实验，自主探究相互作用力的大小、方向、作用时间规律。 科学态度 与责任 认识力的相互性普遍规律，体会物理规律在生活、运动、工程中的广泛应用，养成严谨求实的科学态度。 学习目标 重点 1. 掌握牛顿第三定律的内容与表达式，熟知相互作用力的四大特点。 2. 能够准确区分作用力反作用力与一对平衡力。 3. 会利用牛顿第三定律解释生活中的相互作用现象。 难点 1. 理解相互作用力异体、等大、反向、共线的核心特征。 2. 精准辨析相互作用力与平衡力的本质区别。 3. 破除“主动力大于被动力”的错误直觉，理解作用力反作用力始终等大。 重点难点 1. 作用力与反作用力 2. 牛顿第三定律 3. 物体受力的初步分析 4. 课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练 学习内容 导入新课 观察： 两物体间力的作用总是相互的 一、作用力与反作用力 第3节 牛顿第三定律 手指 钉子 施力物体 受力物体 受力物体 施力物体 钉子 手指 体验手按钉子时，手与钉子的受力情况 一、作用力与反作用力 左手 右手 左手 右手 施力物体 受力物体 受力物体 施力物体 体验鼓掌时两手的受力情况 思考：为什么鼓掌时两手都疼？ 思考：当两个物体不直接接触时，如果一个物体施力于另一物体，是否也有类似情况？ 磁铁的吸引作用 F1 F2 磁铁的排斥作用 F1 F2 左磁铁 右磁铁 施力物体 受力物体 受力物体 施力物体 一、作用力与反作用力 1.力是 的作用.只要谈到力，就一定存在着 物体和_____ 物体. 2.两个物体之间的作用总是 的，物体间相互作用的这一对力，通常叫作 和 . 3.作用力和反作用力总是互相 、同时 的.我们可以把其中任何一个力叫作 ，另一个力叫作 . 受力 物体对物体 相互 作用力 施力 反作用力 依赖 存在 作用力 反作用力 分析了几个实例，你能得出什么结论呢？ 一、作用力与反作用力 作用力和反作用力的大小和方向有什么关系? 等大 反向 一、作用力与反作用力 一、作用力与反作用力 【典例1】某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（　　） A．只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力 B．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力 C．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力 D．桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力 【详解】绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对相互作用力，不管是桶匀速上升过程、加速上升过程或者减速向上运动过程，绳子对桶的拉力总是等于桶对绳子的拉力。 C 二、牛顿第三定律 第3节 牛顿第三定律 1.改变两手的拉力，观察并记录两只弹簧测力计的示数如何变化？ 2.作用力与反作用力的大小、方向和作用线分别有怎样的关系？ 等大 反向 用弹簧测力计探究作用力与反作用力 实验探究1 二、牛顿第三定律 用力传感器探究作用力与反作用力 实验探究2 二、牛顿第三定律 1、根据图像观察，力学传感器之间的相互作用力的大小、方向具有什么样的关系？ 等大 反向 2、作用力与反作用力随时间的变化有什么样的关系？ 同时产生、同时消失、同时变化的一一对应关系 二、牛顿第三定律 相等 相反 同一条直线上 1.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 ，方向 ，作用在 . 。 2.数学表达式：F= -F’ (负号表示方向相反) 含义：无论任何状态，作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，同时产生，同时变化，同时消失. 二、牛顿第三定律 导学探究 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？ 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，根据牛顿第三定律可知，两个力等大、反向； (2)为什么会出现“卵碎石全”的不同效果？ 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. 二、牛顿第三定律 3.作用力和反作用力的三个性质 二、牛顿第三定律 4.作用力和反作用力的四个特征 等值 作用力和反作用力的大小总是相等的 反向 作用力和反作用力的方向总是相反的 共线 作用力和反作用力总是作用在同一条直线上 同性质 作用力和反作用力总是同一种类的力(即同一性质的力) 二、牛顿第三定律 二、牛顿第三定律 视频：牛顿第三定律的应用实例 有人认为，在拔河比赛中，既然双方的作用力与反作用力大小相等，应该不可能分出胜负。实际上却总有一方获胜，这是否违背牛顿第三定律？ 质 疑 ： 二、牛顿第三定律 F甲 f甲 F乙 f乙 甲 乙 F乙> f乙m f甲m>f乙m 假设甲队胜出 f甲m > F甲 拔河比赛到底比什么? 二、牛顿第三定律 有人认为：既然作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上，那么这两个力就是相互平衡的力，这种说法对不对？为什么？ 二、牛顿第三定律 将一个电灯悬挂在天花板上 灯对绳的拉力 绳对灯的拉力 灯的重力 作用力与反作用力（异物） 平衡力（同物） 实例分析四 二、牛顿第三定律 1.一对相互平衡的力作用在 物体上，一对作用力和反作用力作用在 物体上.(均选填“一个”或“两个”) 2.一对作用力和反作用力 是同一种类的力，而一对相互平衡的力 是同一种类的力.(均选填“一定”或“不一定”) 一个 两个 一定 不一定 二、牛顿第三定律 导学探究 如图所示，牧童沿水平方向拉牛，但没有拉动. 牛受到重力G、地面对牛的支持力FN、绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力Ff，共四个力作用，受力示意图如图所示； (1)牛受到几个力的作用？画出牛受力的示意图. (2)牛受到的几个力中，哪些是一对平衡力？ 牛受到的重力G和地面对牛的支持力FN是一对平衡力；绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力Ff是一对平衡力； 二、牛顿第三定律 导学探究 (3)指出牛受到的几个力的反作用力. 牛受到重力G的反作用力是牛对地球的吸引力；地面对牛的支持力FN的反作用力是牛对地面的压力；绳对牛的拉力F的反作用力是牛对绳的拉力；地面对牛的摩擦力Ff的反作用力是牛对地面的摩擦力. 二、牛顿第三定律 一对作用力与反作用力 一对平衡力 性质 作用时间 作用点 效果 大小　 方向　 是否共线　 不同点 相同点 大小相等，方向相反，作用在一条直线上 性质可以不相同 两力必性质相同 同时出现，同时消失 可以不同时消失 分别作用在两个物体上 同时作用在一个物体上 两个力各自效果,不能抵消 两个力的总效果使物体平衡 二、牛顿第三定律 【典例2】一个大人跟一个小孩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，不正确的说法是( 　　) A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大 B．大人与小孩间的拉力是一对作用力、反作用力 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 A 二、牛顿第三定律 三、物体受力的初步分析 第3节 牛顿第三定律 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 三、物体受力的初步分析 对A： 地球吸引A产生重力G，竖直向下 在重力作用下挤压斜面，受到垂直斜面向上的支持力N1 B挤压A物体，给A一个竖直向下的压力N2 对A： 地球吸引A产生重力G，竖直向下 在重力作用下挤压地面，受到地面给物体竖直向上的支持力N 在绳子的拉动下，受到绳子沿收缩方向的拉力T 根据摩擦力条件，受到水平向左的滑动摩擦力 A B A v 物体A处于匀速状态 G N1 N2 G N f f 物体A处于静止状态 三、物体受力的初步分析 A A 对A： 地球吸引A产生重力G，竖直向下 在重力作用下挤压斜面，受到垂直斜面向上的支持力N 在重力作用下有沿斜面下滑的趋势，受到沿斜面向上的摩擦力 f 物体A处于静止状态 G N f 对A： 地球吸引A产生重力G，竖直向下 在重力作用下挤压斜面，受到垂直斜面向右的支持力N 在重力作用下有向下拉动绳子的效果，受到绳子沿收缩方向的拉力T G N T 3.根据力的特点分析 三、物体受力的初步分析 三、物体受力的初步分析 【典例3】在图中画出物体A所受弹力的示意图（已知图中物体A均处于静止状态，各接触面都是光滑的）。       FBA FN1 FN2 FN2 FN1 FN 四、课堂总结 第3节 牛顿第三定律 四、课堂总结 1.作用力和反作用力 2. 牛顿第三定律：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. 3.相互作用力与平衡力的关系 4.物体受力分析步骤方法和需要注意的问题 牛顿第三定律 五、练习与应用 第3节 牛顿第三定律 1．一个物体静止地放在台式弹簧秤上（图），试证明物体对弹簧秤的压力大小等于物体所受的重力大小。证明时，请在图上标出所涉及的力。 五、练习与应用 【解析】以物体为研究对象，受力如图； 根据平衡条件F支＝G 物体对弹簧秤的压力与弹簧秤对物体的支持力为相互作用力，根据牛顿第三定律F支＝F压 可以证明：物体对弹簧秤的压力大小等于物体所受的重力大小，即F压＝G。 五、练习与应用 2．小强说：“我记得在初中学过，如果两个力的大小相等、方向相反，这两个力就会互相平衡，看不到作用的效果了。既然作用力和反作用力也是大小相等、方向相反的，它们也应该互相平衡呀！” 应该怎么解答小强的疑问？ 【答案】相互平衡力的合力为零，效果抵消，必定是作用在同一个物体上的，而作用力与反作用力是物体之间的相互作用力，分别作用在相互作用的两个物体上的，所以作用效果不会抵消，不相互平衡。 五、练习与应用 3．如图，油桶放在汽车上，汽车停于水平地面。涉及油桶、汽车、地球三个物体之间的作用力和反作用力一共有几对？这几对力中，油桶受哪几个力？汽车受哪几个力？地球受哪几个力？ 【详解】首先对油桶受力分析，受重力和支持力，再对汽车分析，受重力、压力和支持力，地球受到油桶和汽车的引力，汽车的压力 其中涉及油桶、汽车、地球三个物体之间的作用力和反作用力，有 1、油桶与地球间有相互吸引的力 2、油桶和汽车间的相互作用力 3、汽车和地球间有相互吸引的力 4、地面和汽车间的相互作用力，共4对。 五、练习与应用 4．如图，粗糙的长方体木块A、B叠在一起，放在水平桌面上，B木块受到一个水平方向的力的牵引，但仍然保持静止。问B木块受到哪几个力的作用？ 【答案】重力、桌面的支持力、A对B的压力、水平力F、桌面对物体B的摩擦力 【详解】先以A为研究对象受力分析，处于静止即平衡状态，根据平衡条件所受合力为零，则A水平方向不受摩擦力，否则合力将不为零。即AB之间没有摩擦力；与物体B发生相互作用的有地球、水平桌面及A物体，则B物体受重力、桌面的支持力、A对B的压力及水平力F；因在拉力作用下，物体B相对于桌面有相对运动的趋势，故B还受桌面对物体B的摩擦力。 六、提升训练 第3节 牛顿第三定律 六、提升训练 1．如图所示，一队消防员在进行高压水枪训练。若用高压水流冲击静止在水平地面上的小汽车尾部，发现小汽车被推着加速向前运动，下列说法正确的是（     ） A．水对车的力大于车对水的力 B．水对车的力与车对水的力方向相反 C．水枪先对水产生作用力，然后水对水枪产生作用力 D．水对水枪的作用力与水枪对水的作用力是一对平衡力 B 六、提升训练 2．（25-26高一上·广东·期末）将轻质弹簧的一端与水平实验台上的固定挡板相连。用手施加一个水平向左的拉力使弹簧处于伸长状态，保持平衡。如图所示，若弹簧的形变始终在弹性限度内，不计空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．手对弹簧的拉力与弹簧对手的拉力是一对平衡力 B．弹簧对挡板的拉力与手对弹簧的拉力是一对相互作用力 C．手对弹簧先有了拉力，后才产生弹簧对手的拉力 D．弹簧对挡板的拉力大小等于手对弹簧的拉力大小 D 六、提升训练 3．（25-26高一上·河北保定·期末）为欢度2026年元旦，南方某实验学校举行了拔河比赛。如图所示，为甲、乙两队在“拔河”比赛中，甲队获胜，忽略绳子的质量，则下列说法中正确的是（　　） A．甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力，所以甲队获胜 B．只有当甲队把乙队匀速拉过去时，甲队对绳子的拉力大小才等于乙队对绳子的拉力大小 C．当甲队把乙队加速拉过去时，甲队对绳子的拉力大于乙队对绳子的拉力 D．甲队对绳子的拉力大小始终等于乙队对绳子的拉力大小，只是地面对甲队的最大摩擦力大于地面对乙队的最大摩擦力，所以甲队获胜 D 六、提升训练 4．物体静止在固定的斜面上，如图所示，则下述说法中正确的是（     ） A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B．物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 C．斜面对物体的摩擦力和物体所受的重力沿斜面向下的分力是一对作用力和反作用力 D．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力 B 六、提升训练 5．（25-26高一上·江苏盐城·期中）如图所示，粗糙的长方形木块A、B叠在一起，放在水平桌面上。B木块受到一个水平方向的力的牵引，但仍然保持静止，则木块A与B间的相互作用力有（     ） A．1对 B．2对 C．3对 D．4对 A FormatFactory : www.pcfreetime.com $