人教版必修一 4.5牛頓第三定律 學(xué)案.doc

第5節(jié)牛頓第三定律學(xué)習(xí)目標(biāo)核心提煉1.知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。2個概念作用力與反作用力1個定律牛頓第三定律1個區(qū)別一對平衡力與一對作用力和反作用力的區(qū)別1種分析方法轉(zhuǎn)換法2.理解牛頓第三定律的確切含義，會用它解決簡單的問題。3.理解一對平衡力與一對相互作用力。一、作用力和反作用力閱讀教材第81頁“作用力與反作用力”部分，知道什么是作用力與反作用力。兩個物體之間的作用總是相互的。物體間相互作用的這一對力，通常叫做作用力和反作用力。思維判斷(1)有的力可能只有受力物體，沒有施力物體。()(2)兩個物體只有接觸才存在作用力和反作用力。()(3)物體間不可能只有作用力，而沒有反作用力。()(4)先有作用力，然后才有反作用力。()二、牛頓第三定律閱讀教材第8182頁“牛頓第三定律”部分，并結(jié)合圖4.53 和圖4.55，體會作用力與反作用力的大小、方向及作用點的關(guān)系。兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。思維拓展(1)“掰手腕”是比較臂力大小的一種常見比賽。在一次“掰手腕”比賽中，甲輕松地戰(zhàn)勝了乙，這是因為甲對乙的作用力大于乙對甲的作用力嗎？提示掰手較力時雙方的作用力與反作用力大小總是相等的，只是人的手腕的承受能力有差異。(2)成語“以卵擊石”是指拿蛋去碰石頭。比喻不估計自己的力量，自取滅亡。那么是否蛋碰石頭的力小于石頭碰蛋的力呢？提示不是，以卵擊石時，卵與石之間的力是一種作用力與反作用力，大小相等，只是效果不同而已。三、物體的受力分析閱讀教材第8384頁“物體的受力分析”部分，了解受力分析的意義，知道對物體進行受力分析的一般步驟。1受力分析及意義(1)任何物體的加速度都是由它所受各個力的合力決定，要了解物體的運動就必須對它的受力情況進行分析。(2)受力分析就是要分析研究對象受到的力。2受力分析的步驟(1)明確研究對象，可以是某個物體、物體的一部分或某個作用點，也可以是幾個物體組成的整體。(2)按照先重力、再彈力、后摩擦力、最后其他力的順序，逐個確定物體受到哪些力的作用。(3)依據(jù)物體受到的各個力的方向，畫出受力示意圖，為了便于觀察，物體所受的各個力集中畫在同一個作用點上。思維拓展如圖所示是滑雪運動員沿斜坡下滑的過程，有人說運動員受到了下滑力的作用，你認(rèn)為這種說法對嗎？提示不對。運動員沿斜坡下滑過程中受到豎直向下的重力，垂直斜坡向上的彈力，沿斜坡向上的摩擦力，根本就不存在下滑力。運動員沿斜坡下滑的原因是合力作用的效果。預(yù)習(xí)完成后，請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3正確理解牛頓第三定律要點歸納1牛頓第三定律表達(dá)式：ff，式中的“”號表示作用力與反作用力方向相反。2作用力和反作用力的理解(1)三個性質(zhì)(2)四個特征等值作用力和反作用力大小總是相等的反向作用力和反作用力方向總是相反的共線作用力和反作用力總是在同一條直線上同性質(zhì)作用力和反作用力性質(zhì)總是相同的3.牛頓第三定律的適用范圍牛頓第三定律是個普遍規(guī)律。所闡明的作用力與反作用力的關(guān)系不僅適用于靜止的物體之間，也適用于相對運動的物體之間，這種關(guān)系與作用力性質(zhì)、物體質(zhì)量大小、作用方式(接觸還是不接觸)、物體運動狀態(tài)及參考系的選擇均無關(guān)。 精典示例例1 如圖1所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”。兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方過分界線者為贏。若繩子質(zhì)量不計，冰面可看成光滑的，則下列說法正確的是()圖1a甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力b甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力c若甲的質(zhì)量比乙的大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利d若乙收繩的速度比甲的快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利思路點撥解答本題時應(yīng)把握以下三點：(1)作用力與反作用力分別作用在兩個物體上，并且總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。(2)一對平衡力作用在同一個物體上。(3)該拔河比賽中取勝的關(guān)鍵是加速度小，在相等的時間內(nèi)位移小。解析根據(jù)牛頓第三定律知甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對作用力與反作用力，選項a錯誤；因為甲對繩的拉力和乙對繩的拉力都作用在繩上，故選項b錯誤；繩對甲、乙的拉力大小相等，由于甲的質(zhì)量大，加速度小，相同時間內(nèi)的位移小，故甲會勝利，選項c正確，d錯誤。答案c正確理解牛頓第三定律中“總是”的含義“總是”是強調(diào)對于任何物體，在任何情況下，作用力與反作用力的關(guān)系都成立。對此，我們可以從以下幾個方面理解。(1)不管物體的大小、形狀如何，例如，大物體與大物體之間，大物體與小物體之間，任何形狀的物體之間，其相互作用力總是大小相等、方向相反的。(2)不管物體的運動狀態(tài)如何，例如，靜止的物體之間，運動的物體之間，靜止與運動的物體之間，其相互作用力總是大小相等、方向相反的。(3)作用力與反作用力的產(chǎn)生和消失總是同時的。兩者中若有一個產(chǎn)生或消失，則另一個必然同時產(chǎn)生或消失。針對訓(xùn)練1 關(guān)于馬拉車的下列說法正確的是()圖2a馬拉車不動，是因為馬拉車的力小于車?yán)R的力b馬拉車前進，是因為馬拉車的力大于車?yán)R的力c不論車如何運動，馬拉車的力大小總等于車?yán)R的力d只有當(dāng)馬拉車不動或馬拉車勻速前進時，馬拉車的力大小才等于車?yán)R的力解析馬拉車時，不論車如何運動，馬拉車的力與車?yán)R的力都是一對相互作用力，二者總是大小相等的，故c對，a、b、d錯。答案c一對作用力與反作用力和一對平衡力的比較要點歸納作用力與反作用力平衡力共同點大小相等，方向相反，作用在同一直線上不同點作用對象作用在兩個物體上作用在同一個物體上作用時間同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失，不可單獨存在不一定同時產(chǎn)生、變化或消失，可以單獨存在，只是不再平衡力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力不一定是同性質(zhì)的力作用效果因為一對作用力與反作用力作用在兩個物體上，各自產(chǎn)生作用效果，故不能求合力一對平衡力的作用效果是使物體處于平衡狀態(tài)，合力為零精典示例例2 一根輕繩的上端懸掛在天花板上，下端掛一燈泡，則()圖3a燈泡受的重力和燈泡對繩的拉力是一對平衡力 b燈泡受的重力和繩對燈泡的拉力是一對作用力和反作用力c燈泡對繩的拉力和繩對燈泡的拉力是一對作用力和反作用力 d繩對天花板的拉力和天花板對繩的拉力是一對平衡力 思路點撥(1)作用力和反作用力與平衡力的比較：作用力和反作用力的關(guān)系：等大、反向、共線，作用在_上。一對平衡力的關(guān)系：等大、反向、共線，作用在_上。答案兩個物體一個物體(2)作用力和反作用力與平衡力分別涉及幾個物體，它們的關(guān)系是怎樣的？提示作用力和反作用力涉及相互作用的兩個物體，相平衡的兩個力涉及三個物體，是兩個物體對研究對象施加力的作用。解析燈泡受的重力和繩對燈泡的拉力是一對平衡力，選項a、b錯誤；燈泡對繩的拉力和繩對燈泡的拉力是一對作用力和反作用力，繩對天花板的拉力和天花板對繩的拉力是一對作用力和反作用力，選項c正確，選項d錯誤。 答案c(1)作用力與反作用力和一對平衡力的共同點是等大、反向、共線。(2)區(qū)分作用力與反作用力和一對平衡力的要點看研究對象：作用力與反作用力作用在不同物體上，而一對平衡力作用在同一物體上。看依存關(guān)系：作用力與反作用力同生同滅，相互依存，而一對平衡力則彼此沒有依存關(guān)系。針對訓(xùn)練2 如圖4所示，人靜止站在測力計上，下列說法中正確的是()圖4a人對測力計的壓力和測力計對人的支持力是一對平衡力b人對測力計的壓力和測力計對人的支持力是一對作用力與反作用力c人所受的重力和人對測力計的壓力是一對平衡力d人所受的重力和人對測力計的壓力是一對作用力與反作用力解析人對測力計的壓力和測力計對人的支持力是一對作用力與反作用力，故a錯誤，b正確；人所受的重力和人對測力計的壓力，既不是一對平衡力，也不是作用力與反作用力，故c、d錯誤。答案b轉(zhuǎn)換研究對象法對物體受力分析要點歸納求解某個力的大小和方向，一般情況下選取該力的受力物體進行分析，但有些情況不便于直接求解該力時，可先通過轉(zhuǎn)換研究對象，求解其反作用力的大小和方向，進而應(yīng)用牛頓第三定律求得該力的大小和方向。精典示例例3 如圖5所示，滑桿和底座靜止在水平地面上，質(zhì)量為m，一質(zhì)量為m的猴子沿桿以0.4g的加速度加速下滑，則底座對地面的壓力為()圖5amg0.4mgbmg0.6mgc(mm)gdmg思路點撥(1)根據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對象，把求解壓力轉(zhuǎn)換為求解支持力。(2)把求解猴子對桿向下的摩擦力轉(zhuǎn)換為求解桿對猴子向上的摩擦力。解析以猴子為研究對象，分析猴子的受力如圖甲所示：豎直方向受重力mg和桿對猴子的摩擦力ff，則有mgffma 滑桿和底座受力如圖乙所示，受重力mg、支持力fn，猴子對桿的摩擦力ff三力平衡：fnmgff由牛頓第三定律得ffff由解得fnmg0.6mg由牛頓第三定律得底座對地面的壓力為fnfnmg0.6mg，方向豎直向下。故選b。答案b針對訓(xùn)練3 物塊a和b的質(zhì)量分別為m1和m2，并疊放在質(zhì)量為m的水平桌面上，如圖6所示。下列說法中正確的是()圖6a桌子受到a和b的作用力，它們的合力等于(m1m2)gb桌子受到b對它的作用，作用力的大小等于m2gc地面對桌子的作用力的大小等于(m1m2m)gd桌子受到重力作用，大小等于(m1m2m)g解析以桌子為研究對象，它受到三個力作用，分別是重力mg，地面對桌子的支持力fn1，物體b對桌面的壓力fn2。 由于桌子靜止，所以fn1mgfn2。再以a、b作為一個整體進行受力分析，受到兩個力的作用，分別是重力(m1m2)g和桌面的支持力fn2，又因為fn2(m1m2)g，根據(jù)牛頓第三定律知fn2fn2(m1m2)g，所以fn1(mm1m2)g，故c對，a、b、d都錯。答案c1(多選)在排球比賽中，運動員用手掌將排球奮力擊出。關(guān)于排球與運動員手掌之間的作用力，下列說法正確的是()a排球?qū)\動員手掌的作用力大于運動員手掌對排球的作用力b排球?qū)\動員手掌的作用力和運動員手掌對排球的作用力大小相等 c排球?qū)\動員手掌的作用力比運動員手掌對排球的作用力產(chǎn)生稍晚d排球?qū)\動員手掌的作用力和運動員手掌對排球的作用力同時消失解析排球?qū)\動員手掌的作用力與運動員手掌對排球的作用力是一對作用力和反作用力，大小相等，同時產(chǎn)生，同時消失，故b、d對。答案bd2某同學(xué)沿水平方向用力推一文具盒，使其在水平面上做勻速直線運動，下列說法中正確的是 ()a文具盒對桌面的壓力和文具盒所受的重力是一對平衡力b桌面對文具盒的支持力和文具盒對桌面的壓力是一對平衡力c手對文具盒的推力和桌面對文具盒的摩擦力是一對作用力和反作用力d桌面對文具盒的摩擦力和文具盒對桌面的摩擦力是一對作用力和反作用力 解析一對平衡力的受力物體是同一物體，而文具盒對桌面的壓力受力物體是桌面，a錯誤；b中的受力物體分別是文具盒和桌面，b錯誤；c項中的兩個力不是作用在同一物體上，而且也不是相互作用的兩個力，c錯誤；d項中的兩個力符合作用力與反作用力的條件，d正確。答案d3(多選)重物a用一根輕彈簧懸于天花板下，畫出重物和彈簧的受力圖如圖7所示。關(guān)于這四個力的以下說法正確的是()圖7af1的反作用力是f4bf2的反作用力是f3cf1的施力物體是彈簧df3的施力物體是物體a解析f1是指彈簧對重物a的拉力，f3是指重物a對彈簧的拉力，f4是指天花板對彈簧的拉力，f2為重物a的重力。f1的反作用力是f3。故a錯誤；f2的反作用力是物體對地球的引力，故b錯誤；f1是物體受到的彈簧的拉力，施力物體是彈簧。故c正確；f3是彈簧受到的物體a的拉力，f3的施力物體是物體a，故d正確。答案cd4質(zhì)量為m的人站在地面上，用繩通過定滑輪將質(zhì)量為m的重物從高處放下，如圖8所示，若重物以加速度a下降(ag)，則人對地面的壓力大小為()圖8a(mm)gmabm(ga)mac(mm)gmadmgma解析 對重物，設(shè)繩的拉力為ft，由牛頓第二