新人教版高中物理必修第二冊學案：3.3　牛頓第三定律

新人教版高中物理必修第一冊PAGEPAGE13牛頓第三定律[學科素養(yǎng)與目標要求]物理觀念：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.理解牛頓第三定律．科學思維：1.會用牛頓第三定律分析、解決簡單問題.2.理解一對平衡力與一對作用力和反作用力的區(qū)別.3.能對一些簡單問題進行初步的受力分析．科學探究：通過實驗探究作用力和反作用力的關(guān)系．一、作用力和反作用力1．力是物體對物體的作用．只要談到力，就一定存在著受力物體和施力物體．2．兩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，通常叫作作用力和反作用力．3．作用力和反作用力總是互相依賴、同時存在的．我們可以把其中任何一個力叫作作用力，另一個力叫作反作用力．二、牛頓第三定律1．實驗探究：如圖1所示，把A、B兩個彈簧測力計連接在一起，B的一端固定，用手拉測力計A，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個彈簧測力計的示數(shù)是相等的．改變拉力，彈簧測力計的示數(shù)也隨著改變，但兩個彈簧測力計的示數(shù)總是相等的，方向相反．圖12．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相等，方向相反，作用在同一條直線上．三、“一對相互平衡的力”和“一對作用力和反作用力”的區(qū)別1．一對相互平衡的力作用在一個物體上，一對作用力和反作用力作用在兩個物體上．(均選填“一個”或“兩個”)2．一對作用力和反作用力一定是同一種類的力，而一對相互平衡的力不一定是同一種類的力．(均選填“一定”或“不一定”)判斷下列說法的正誤．(1)物體間可能只有作用力，而沒有反作用力．(×)(2)兩個物體只有接觸才存在作用力和反作用力．(×)(3)物體間先有作用力，然后才有反作用力．(×)(4)物體間的作用力和反作用力等大、反向，可以抵消．(×)(5)物塊靜止放在水平桌面上，物塊所受重力和桌面對物塊的支持力是一對相互平衡的力．(√)(6)物體對桌面的壓力與桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力．(×)一、對牛頓第三定律的理解導學探究1．在光滑的冰面上，兩人相對而立．當一人用力去推另一人時，兩人同時向相反方向運動；兩個小車上粘有磁鐵，讓兩小車停在水平桌面上距離適當?shù)奈恢?，放手后兩小車同時運動(相吸或相斥)．(1)物體間的一對作用力和反作用力的產(chǎn)生有先后順序嗎？(2)上述兩個例子中一對作用力和反作用力各是什么性質(zhì)的力？(3)一對作用力和反作用力作用在幾個物體上？答案(1)作用力和反作用力同時產(chǎn)生，無先后順序．(2)前者相互作用力都是彈力，后者相互作用力都是磁力．(3)兩個．2．拔河比賽時，甲隊勝了乙隊，是不是甲隊對乙隊的拉力大于乙隊對甲隊的拉力呢？答案不是，兩隊之間的拉力相等．知識深化作用力和反作用力的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作用在同一條直線上同性質(zhì)作用力和反作用力的性質(zhì)總是相同的用錘頭敲玻璃，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．因為不清楚錘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答案C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和反作用力，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均錯誤．如圖2所示，一匹馬拉著車前行，關(guān)于馬拉車的力和車拉馬的力的大小關(guān)系，下列說法中正確的是()圖2A．馬拉車的力總是大于車拉馬的力B．馬拉車的力總是等于車拉馬的力C．加速運動時，馬拉車的力大于車拉馬的力D．減速運動時，馬拉車的力小于車拉馬的力答案B解析馬向前拉車的力和車向后拉馬的力是一對作用力和反作用力，它們總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，與運動狀態(tài)無關(guān)．加速運動或者減速運動時，馬向前拉車的力都等于車向后拉馬的力，故A、C、D錯誤，B正確．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，作用力和反作用力的關(guān)系都成立．(1)不管物體的大小、形狀如何，任意兩物體間作用力和反作用力總是大小相等、方向相反．(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，其作用力和反作用力總是大小相等、方向相反．(3)作用力和反作用力的產(chǎn)生和消失總是同時的．二、一對作用力和反作用力與一對平衡力的比較導學探究如圖3所示，木塊靜止在水平面上．圖3(1)在圖中畫出木塊受到的重力G和支持力FN的示意圖．重力G和支持力FN屬于一對什么力？作用在幾個物體上？性質(zhì)相同嗎？(2)在圖4中，畫出水平面對木塊的支持力FN和木塊對水平面的壓力FN′.圖4支持力FN和壓力FN′屬于一對什么力？分別作用在什么物體上？性質(zhì)相同嗎？答案(1)如圖所示重力和支持力屬于一對平衡力；作用在一個物體上；性質(zhì)不同．(2)如圖所示支持力FN和壓力FN′屬于一對作用力和反作用力；支持力FN作用在木塊上，壓力FN′作用在水平面上；性質(zhì)相同．知識深化一對作用力和反作用力與一對平衡力的比較內(nèi)容比較一對作用力和反作用力一對平衡力不同點作用對象作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系相互依存，不可單獨存在，同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失無依賴關(guān)系，撤除一個，另一個依然可存在疊加性兩力作用效果不可疊加，不可求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，且合力為零力的性質(zhì)一定是同種性質(zhì)的力可以是同種性質(zhì)的力，也可以是不同種性質(zhì)的力相同點大小相等、方向相反、作用在同一條直線上(多選)如圖5所示，用水平力F把一個物體緊壓在豎直墻壁上，使其保持靜止，下列說法中正確的是()圖5A．水平力F與墻壁對物體的彈力是一對作用力與反作用力B．物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力C．水平力F與物體對墻壁的壓力是一對作用力與反作用力D．物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的彈力是一對作用力與反作用力答案BD解析水平力F與墻壁對物體的彈力是一對平衡力，A錯誤；物體在豎直方向上受豎直向下的重力以及墻壁對物體豎直向上的靜摩擦力，這兩個力是一對平衡力，B正確；水平力F作用在物體上，而物體對墻壁的壓力作用在墻壁上，這兩個力既不是平衡力，也不是相互作用力，C錯誤；物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的彈力是一對作用力與反作用力，D正確．針對訓練如圖6所示，人沿水平方向拉牛(可視為質(zhì)點)，但沒有拉動．下列說法正確的是()圖6A．繩拉牛的力小于牛拉繩的力B．繩拉牛的力與牛拉繩的力是一對平衡力C．繩拉牛的力與地面對牛的摩擦力是一對平衡力D．繩拉牛的力與地面對牛的摩擦力是作用力與反作用力答案C解析繩拉牛的力和牛拉繩的力是作用力與反作用力，大小相等、方向相反，故A、B錯誤；繩拉牛的力與地面對牛的摩擦力是一對平衡力，故C正確，D錯誤．三、物體受力的初步分析1．首先明確研究對象，即分析哪個物體所受的力．2．通常按重力、彈力、摩擦力的順序來分析：(1)重力：任何物體都受重力，其方向豎直向下．(2)彈力：兩個相互接觸的物體相互擠壓時就會產(chǎn)生彈力，其方向與接觸面垂直．(3)摩擦力：當兩個粗糙且相互擠壓的接觸面發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時，接觸面處就會產(chǎn)生滑動摩擦力或靜摩擦力，其方向與接觸面平行．畫出圖7中物體A所受力的示意圖，并寫出力的名稱和施力物體：(1)物體A靜止，接觸面光滑；(2)A沿固定粗糙斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接觸面光滑，A靜止．圖7答案見解析解析(1)物體A受重力G、推力F、地面的支持力FN、墻壁對A向左的彈力FN′，施力物體分別是地球、推A的物體、地面、墻壁；(2)物體A受豎直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力FN、沿斜面向下的滑動摩擦力Ff，施力物體分別是地球、斜面、斜面；(3)物體A受重力G、支持力FN、滑動摩擦力Ff，施力物體分別是地球、水平面、水平面；(4)物體A受重力G、拉力FT、彈力FN，施力物體分別是地球、繩子、墻壁．溫馨提示在分析受力時，只需畫出研究對象受到的力，它對其他物體的力則不能畫出．1．(作用力和反作用力)對于作用力和反作用力的理解，下列說法中正確的是()A．當作用力產(chǎn)生后，再產(chǎn)生反作用力；當作用力消失后，反作用力才慢慢消失B．彈力和摩擦力都有反作用力，而重力無反作用力C．甲物體對乙物體的作用力是彈力，乙物體對甲物體的反作用力可以是摩擦力D．作用力和反作用力在任何情況下都不會平衡答案D解析作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失的，它們之間沒有先后順序，A錯誤；任何力都有反作用力，B錯誤；作用力和反作用力一定是同種性質(zhì)的力，C錯誤；由于作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上，因而它們在任何情況下都不會平衡，D正確．2．(牛頓第三定律)(2019·溫州市新力量聯(lián)盟高一第一學期期末)如圖8所示，船夫用撐桿撐船前行，則()圖8A．船對人的力小于人對船的力B．船對水的力大于水對船的力C．人對撐桿的力與撐桿對人的力大小相等D．撐桿對河底的力大于河底對撐桿的力答案C3.(一對平衡力與作用力和反作用力)電動滑板車是繼傳統(tǒng)滑板之后的又一滑板運動的新型產(chǎn)品形式，深受年輕人的喜愛．如圖9所示，電動滑板車置于水平地面上，下列說法正確的是()圖9A．人站在滑板車上保持靜止時，人所受的重力和地面對滑板車的支持力是一對平衡力B．人站在滑板車上保持靜止時，滑板車對人的支持力與滑板車對地的壓力是一對作用力和反作用力C．人向上起跳時，滑板車對人的支持力等于人對滑板車的壓力D．人向上起跳時，人所受的支持力大于人對滑板車的壓力答案C解析人站在滑板車上保持靜止時，人所受