人教版高中物理必修牛頓第三定律

第3節(jié)牛頓第三定律核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.知道兩個物體間的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。2.理解牛頓第三定律的含義，能夠區(qū)分平衡力與相互作用力的異同點(diǎn)。3.能夠根據(jù)各種力的特點(diǎn)，分析物體的受力。通過彈簧測力計探究作用力和反作用力的關(guān)系。能運(yùn)用牛頓第三定律解釋生產(chǎn)、生活中的有關(guān)現(xiàn)象。知識點(diǎn)一作用力和反作用力[觀圖助學(xué)]作用力和反作用力：當(dāng)一個物體對另一個物體施加了力，后一個物體一定

對前一個物體也施加了力。物體間相互作用的這一對力，通常叫作作用力和反作用力。其中任何一個力叫作

，另一個力叫作

。作用力和反作用力總是相互

、同時存在的。[思考判斷](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。(

)同時作用力反作用力依賴××√×知識點(diǎn)二牛頓第三定律[觀圖助學(xué)](1)如圖所示，兩個彈簧測力計對拉，它們的讀數(shù)相等嗎？(2)在拔河游戲中，兩隊(duì)通過繩子中的張力作用，對彼此施加的力大小和方向怎樣？牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小

，方向

，作用在

直線上。相等相等同一條[思考判斷](1)作用力與反作用力總是大小相等、方向相反。(

)(2)一對作用力與反作用力的性質(zhì)可以不同。(

)(3)一對作用力與反作用力的合力為零。(

)√××知識點(diǎn)三物體受力的初步分析1.受力分析

分析物體受到哪些力，并將它們以示意圖的形式表示出來，這一過程及方法叫受力分析。2.兩條思路 (1)根據(jù)物體

的變化分析。 (2)根據(jù)各種力的特點(diǎn)，從

的角度分析。,運(yùn)動狀態(tài)相互作用作用力和反作用力的理解[要點(diǎn)歸納]

1.各種性質(zhì)的力的作用都是相互的 (1)引力的作用是相互的

物體受到重力作用，施力物體是地球，同時，地球也受到了物體對它的力的作用，對這個力而言，地球是受力物體。 (2)彈力的作用是相互的

如圖甲所示，放在水平桌面上的木塊，由于桌面發(fā)生形變，給木塊一個向上的支持力FN，同時，由于木塊發(fā)生形變，對桌面有一個向下的壓力FN′。核心要點(diǎn)如圖乙所示，懸掛小球的繩由于發(fā)生形變，對小球有一個向上的拉力F，同時，由于小球發(fā)生形變，對繩有一個向下的拉力F′。(3)摩擦力的作用是相互的。如圖所示，黑板擦受到黑板摩擦力作用的同時，黑板也受到黑板擦的摩擦力作用。結(jié)論：大量實(shí)例說明，任何性質(zhì)的力的作用都是相互的。2.對作用力和反作用力的理解(1)只要有力發(fā)生，就一定有受力物體和施力物體。施力物體同時也是受力物體(2)物體間的力的作用是相互的，說明力是成對出現(xiàn)的。(3)作用力與反作用力是相對的，如果定義其中一個力是作用力，則另一個力就是反作用力。[試題案例][例1]

下列說法中正確的是(

) A.地球附近的物體的重力沒有反作用力 B.相互作用的兩個力究竟哪一個力是作用力(或反作用力)是人為規(guī)定的 C.“雞蛋碰石頭”的過程中，雞蛋對石頭的力必為作用力，石頭對雞蛋的力必為反作用力 D.凡是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上且作用在同一個物體上的兩個力必定是一對作用力與反作用力解析物體受到的重力屬于地球?qū)ξ矬w的吸引力，它的反作用力是物體對地球的吸引力，選項(xiàng)A錯誤；一對相互作用力，究竟哪一個力是作用力，哪一個力是反作用力，是相對而言的，選項(xiàng)B正確，C錯誤；作用力和反作用力分別作用在兩個相互作用的物體上，選項(xiàng)D錯誤。答案B[針對訓(xùn)練1]

用錘頭敲玻璃，玻璃被打碎，而錘頭未碎。對于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是(

) A.錘頭對玻璃的作用力大于玻璃對錘頭的作用力，所以玻璃才碎裂 B.玻璃對錘頭的作用力大于錘頭對玻璃的作用力，只是由于錘頭比玻璃能夠承受更大的力才沒有碎裂 C.錘頭和玻璃之間的作用力是等大的，只是由于錘頭比玻璃能夠承受更大的力才沒有碎裂 D.因?yàn)椴磺宄N頭和玻璃的其他受力情況，所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小

解析錘頭對玻璃的作用力與玻璃對錘頭的作用力是一對作用力與反作用力，總是大小相等，方向相反，作用在不同物體上，因物體的承受能力不同，所以產(chǎn)生的作用效果不同，故C正確，A、B、D錯誤。

答案C牛頓第三定律的理解及應(yīng)用成語“以卵擊石”是指拿蛋去碰石頭。比喻不自量力，自取滅亡。那么是否蛋對石頭的力小于石頭對蛋的力？答案不是，以卵擊石時，卵與石之間的力是一對作用力與反作用力，大小相等，只是作用效果不同而已。[觀察探究]核心要點(diǎn)[探究歸納]

1.牛頓第三定律表達(dá)式：F＝－F′，式中的“－”號表示作用力與反作用力方向相反。2.牛頓第三定律的重要意義

牛頓第三定律全面揭示了作用力和反作用力的關(guān)系，可歸納為三個性質(zhì)和四個特征。 (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)總是相同的溫馨提示牛頓第三定律中“總是”表現(xiàn)在以下三個方面(1)與物體的大小和形狀無關(guān)。(2)與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。(3)與物體受不受其他力無關(guān)。[試題案例][例2]

(多選)如圖所示，我國有一種傳統(tǒng)的民族體育項(xiàng)目叫作“押加”，實(shí)際上相當(dāng)于兩個人拔河，如果甲、乙兩人在“押加”比賽中，甲獲勝，則下列說法中正確的是(

)A.甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力，所以甲獲勝B.當(dāng)甲把乙勻速拉過去時，甲對乙的拉力大小等于乙對甲的拉力大小C.當(dāng)甲把乙加速拉過去時，甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力D.甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小，只是地面對甲的摩擦力大于地面對乙的摩擦力，所以甲獲勝

解析不論物體處于何種狀態(tài)，物體間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，由于它們作用在不同的物體上，所以其效果可以不同。甲獲勝的原因是甲受到的地面的摩擦力大于繩子對甲的拉力；乙后退的原因是繩子對乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根據(jù)牛頓第三定律，甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小。選項(xiàng)B、D正確。答案BD[例3]

一根輕繩的上端懸掛在天花板上，下端掛一燈泡，則(

) A.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

解析燈泡受的重力和繩對燈泡的拉力是一對平衡力，選項(xiàng)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(xiàng)C正確，D錯誤。

答案C溫馨提示作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別

作用力和反作用力平衡力共同點(diǎn)大小相等，方向相反，作用在同一直線上不同點(diǎn)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(dú)存在不一定同時產(chǎn)生、變化或消失，可以單獨(dú)存在，只是不再平衡不同點(diǎn)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?yàn)橐粚ψ饔昧εc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[針對訓(xùn)練2]

(多選)在“探究作用力與反作用力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，如圖甲所示，某同學(xué)用兩個力傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過計算機(jī)得到圖乙。下列由圖乙得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論中正確的是

(

)A.兩傳感器間的作用力與反作用力大小相等B.兩傳感器間的作用力與反作用力方向相反C.兩傳感器間的作用力與反作用力同時變化D.兩傳感器間的作用力與反作用力作用在同一物體上解析根據(jù)圖像可知，兩傳感器間的作用力與反作用力大小相等，方向始終相反，A、B正確；作用力與反作用力同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失，C正確；作用力與反作用力作用在不同的物體上，D錯誤。答案ABC[要點(diǎn)歸納]

1.受力分析的一般順序

一般先分析重力；再分析彈力，環(huán)繞物體一周，找出跟研究對象接觸的物體，并逐個分析這些物體對研究對象是否有彈力作用；然后分析摩擦力，對凡有彈力作用處逐一進(jìn)行分析；最后分析其他力。物體的受力分析核心要點(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)上。[試題案例][例4]

(多選)如圖所示，在粗糙的水平面上，物體A向著彈簧運(yùn)動，且使彈簧壓縮，則關(guān)于物體A的受力情況，下列說法正確的是(

)A.受重力、支持力、動力、摩擦力和彈簧的彈力B.受重力、支持力、摩擦力和彈簧的彈力C.彈簧的彈力是動力，而摩擦力是阻力D.彈簧的彈力和摩擦力均與物體運(yùn)動方向相反解析選取A為研究對象，對它進(jìn)行受力分析可知，物體A受到重力、彈簧的彈力、摩擦力和支持力，故A錯誤，B正確；彈簧處于壓縮狀態(tài)，A受到的彈力方向向右，與運(yùn)動的方向相反，所以是阻力；滑動摩擦力的方向與物體A運(yùn)動的方向相反，是阻力，彈簧彈力與摩擦力的方向一致，都是水平向右的，故C錯誤，D正確。答案BD易錯提示

(1)易漏力，即受力分析時漏掉一些力。防止漏力的措施是按順序分析受力。(2)易添力，即受力分析時添加了多余的力。防止添力的措施是尋找每個力的施力物體，找不到施力物體的力不存在。(3)易混淆：只分析物體受到的力，不分析物體對外施加的力。

[針對訓(xùn)練3]

如圖所示，用水平力F將質(zhì)量為m的木塊壓在豎直墻壁上使木塊保持靜止，重力加速度為g，下列說法中正確的是(

)A.木塊受到三個力的作用B.木塊所受的靜摩擦力大小等于mg，方向豎直向上C.木塊所受的靜摩擦力可能大于mgD.如果F增大，木塊與墻壁間的靜摩擦力也增大答案B科學(xué)態(tài)度與責(zé)任——牛頓第三定律在科技、生活中的應(yīng)用1.在日常生活中的應(yīng)用“鼓掌歡迎聽課老師”。在鼓掌的時候，右手用力拍打左手，兩手都有感覺。說明我們在用右手拍打左手時，右手對左手有力的作用，同時，左手對右手也產(chǎn)生了力的作用。2.在體育中的應(yīng)用“足球運(yùn)動員用頭頂球”，當(dāng)用頭去頂球，球飛出去，說明人對球有力的作用，而同時運(yùn)動員也感覺到了球?qū)θ擞辛Φ淖饔谩?.在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用

中國是火箭的故鄉(xiāng)，早在公元1500年，我國學(xué)者萬戶，首次作了航天的科學(xué)嘗試，他把47枚當(dāng)時最大的火箭捆在自己坐的椅子背面讓別人同時點(diǎn)燃這批火箭升空?；鸺盏脑硪彩桥ｎD第三定律的體現(xiàn)。

[針對訓(xùn)練1]

(多選)關(guān)于反作用力在日常生活和生產(chǎn)技術(shù)中應(yīng)用的例子，下列說法中正確的是(

) A.運(yùn)動員在跳高時總是要用力蹬地面，他才能向上躍起 B.大炮發(fā)射炮彈時，炮身會向后倒退 C.農(nóng)田灌溉用的自動噴水器，當(dāng)水從彎管的噴嘴里噴射出來時，彎管會自動旋轉(zhuǎn) D.軟體動物烏賊在水中經(jīng)過體側(cè)的孔將水吸入鰓腔，然后用力把水?dāng)D出體外，烏賊就會向相反方向游去解析

運(yùn)動員在跳高時總是要用力蹬地面，當(dāng)對地面的力大于重力時，根據(jù)牛頓第三定律，地面對他的力也大于重力，他才能向上躍起，故選項(xiàng)A正確；大炮發(fā)射炮彈時，炮身向后倒退，這是需要防止的，而不是應(yīng)用，故選項(xiàng)B錯誤；農(nóng)田灌溉用的自動噴水器，當(dāng)水從彎管的噴嘴里噴射出來時，由于反沖，彎管會自動旋轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)C正確；烏賊經(jīng)過身體側(cè)面的孔把水吸入鰓腔，然后用力把水經(jīng)過小孔壓出體外，根據(jù)牛頓第三定律可知，烏賊就獲得了方向相反的反作用力，從而向排水的相反方向游去，故選項(xiàng)D正確。答案ACD[針對訓(xùn)練2]

(多選)2018年12月8日，“嫦娥四號”探測器由長征三號乙運(yùn)載火箭發(fā)射升空，下面關(guān)于火箭升空的情形，其中敘述正確的是(

) A.火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用力，從而讓火箭獲得了向上的推力 B.火箭尾部噴出的氣體對空氣產(chǎn)生一個作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力 C