暑假新高一985培優(yōu)講義：第13講 牛頓第三定律（解析版）

第13講牛頓第三定律1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。2.理解牛頓第三定律的含義，并能用它解釋生活中的現(xiàn)象。3.知道作用力、反作用力與平衡力的區(qū)別。一、作用力和反作用力牛頓第三定律1.力：力是物體對(duì)物體的作用，任何力一定同時(shí)存在著受力物體和施力物體。2.作用力和反作用力：當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)前一個(gè)物體也施加了力。物體間相互作用的這一對(duì)力，通常叫作作用力和反作用力。作用力和反作用力總是相互依賴、同時(shí)存在的。3.牛頓第三定律：兩個(gè)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。4.牛頓第三定律的表達(dá)式：F＝－F′，式中的“－”號(hào)表示作用力與反作用力方向相反。5.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，除了“等大”“反向”“共線”，我們還需要著重掌握以下四個(gè)特征。異體作用力和反作用力分別作用在相互作用的兩個(gè)物體上同性作用力和反作用力性質(zhì)總是相同的同時(shí)作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失排他物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和其他受力情況，對(duì)作用力和反作用力的關(guān)系沒有影響6.一對(duì)作用力、反作用力與一對(duì)平衡力的比較作用力和反作用力平衡力受力物體兩個(gè)一個(gè)力的性質(zhì)相同無(wú)要求作用效果不可抵消相互抵消生死存亡相互依賴，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失無(wú)要求；注意變化后可能不再是一對(duì)平衡力二、物體受力的初步分析1.受力分析：分析物體受到哪些力，并將它們以力的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)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化分析。(2)根據(jù)各種力的特點(diǎn)，從相互作用的角度分析。3.判斷力是否存在的方法：(1)依據(jù)力的產(chǎn)生條件：根據(jù)各種性質(zhì)的力產(chǎn)生的條件進(jìn)行判斷，如彈力產(chǎn)生的條件是相互接觸且發(fā)生彈性形變；摩擦力產(chǎn)生的條件是相互接觸、有彈力且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。(2)依據(jù)作用力和反作用力的關(guān)系：利用作用力和反作用力的關(guān)系來檢驗(yàn)力是否存在，因?yàn)檠芯繉?duì)象所受的每個(gè)力都有施力物體或反作用力，找不到施力物體或沒有反作用力的力是不存在的。(3)依據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：力的作用效果與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間有著相互制約的關(guān)系。當(dāng)有些力是否存在或力的方向難以確定時(shí)，可依據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)用物體的平衡條件或運(yùn)動(dòng)規(guī)律來判斷，必要時(shí)可以假設(shè)某個(gè)力存在或不存在。4.受力分析的方法和步驟：(1)明確研究對(duì)象：可以是某個(gè)物體、物體的一部分或幾個(gè)物體組成的整體。(2)按照順序分析受力：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(duì)象接觸的物體，并逐個(gè)分析這些物體對(duì)研究對(duì)象是否有彈力作用；然后分析摩擦力，對(duì)凡有彈力作用處逐一進(jìn)行分析；最后分析其他力。(3)畫受力示意圖：每分析一個(gè)力的同時(shí)畫出它的示意圖，為了便于觀察，物體所受的各個(gè)力集中畫在同一個(gè)作用點(diǎn)上。5.整體法與隔離法的選擇項(xiàng)目整體法隔離法概念將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體進(jìn)行受力分析的方法將研究對(duì)象與周圍物體分隔開進(jìn)行受力分析的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力研究單個(gè)物體所受的作用力注意問題受力分析時(shí)不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用一般隔離受力較少的物體考點(diǎn)一：作用力和反作用力牛頓第三定律【例1】如圖所示，體育項(xiàng)目“押加”實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)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(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力，所以甲獲勝B．當(dāng)甲把乙勻速拉過去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力等于乙對(duì)甲的拉力C．當(dāng)甲把乙加速拉過去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力D．甲對(duì)乙的拉力大小始終等于乙對(duì)甲的拉力大小，只是地面對(duì)甲的摩擦力大于地面對(duì)乙的摩擦力，所以甲獲勝【答案】BD【詳解】根據(jù)題意，由牛頓第三定律可知，甲對(duì)乙的拉力與乙對(duì)甲的拉力是一對(duì)相互作用力，無(wú)論何種狀態(tài)，都是大小相等，方向相反，對(duì)甲、乙兩人及繩子為一整體進(jìn)行研究，水平方向的外力就是地面分別對(duì)甲、乙兩人的摩擦力；整體從靜止到運(yùn)動(dòng)起來產(chǎn)生了加速度，故受外力不平衡，由此可判斷甲所受摩擦力大于乙所受摩擦力。故選BD?？键c(diǎn)二：受力分析【例2】如圖所示，水平推力F使物體靜止于斜面上，則（）A．物體一定受3個(gè)力的作用B．物體可能受3個(gè)力的作用C．物體一定受沿斜面向下的靜摩擦力D．物體可能受沿斜面向下的靜摩擦力【答案】BD【詳解】設(shè)斜面與水平面的夾角為，若則物體所受摩擦力為零，物體受重力、支持力及推力3個(gè)力作用，若物體受到沿斜面向下的摩擦力，受物體受重力、支持力、推力和摩擦力4個(gè)力的作用，若物體受到沿斜面向上的摩擦力，受物體受重力、支持力、推力和摩擦力4個(gè)力的作用。故選BD。1．下列說法正確的是（）A．只有兩物體處于平衡狀態(tài)時(shí)作用力和反作用力才大小相等B．只有兩個(gè)物體質(zhì)量相同時(shí)作用力和反作用力才大小相等C．凡是大小相等，方向相反，作用在同一直線上且分別作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力必定是一對(duì)作用力和反作用力D．相互作用的一對(duì)力究竟稱哪一個(gè)力是作用力是任意的【答案】D【詳解】作用力與反作用力必是同時(shí)產(chǎn)生，一個(gè)力伴隨著另一個(gè)力產(chǎn)生，如果是毫無(wú)關(guān)系的兩個(gè)力即使是大小相等、方向相反、作用在同一直線上，且分別作用在兩個(gè)物體上，也不是作用力與反作用力，作用力與反作用力與物體質(zhì)量關(guān)系無(wú)關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，作用力與反作用力稱哪個(gè)是作用力是任意的。故選D。2．如圖，課本靜止在水平桌面上，設(shè)課本對(duì)桌面的壓力為F1，桌面對(duì)它的支持為F2，下列說法正確的是（）A．F1>F2 B．F1<F2 C．F1與F2方向相同 D．F1與F2方向相反【答案】D【詳解】課本對(duì)桌面的壓力與桌面對(duì)課本的支持力是一對(duì)相互作用力，二者大小相等，方向相反，作用于兩個(gè)物體。故選D。3．如圖所示，杯子置于水平桌面時(shí)，則下列說法正確的是（）A．力F1和力F2是一對(duì)平衡力 B．力F1和力F2是一對(duì)作用力和反作用力C．力F2和杯子的重力G施力物體相同 D．力F1的大小大于力F2的大小【答案】B【詳解】ABD．杯子對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)杯子的支持力是等大，反向，共線，作用于兩個(gè)物體，兩個(gè)物體之間的相互作用，所以是一對(duì)作用力和反作用力，故AD錯(cuò)誤，B正確；C．力與杯子的重力都作用在杯子上，力的施力物體是桌面，杯子的重力的施力物體是地球，故C錯(cuò)誤。故選B。4．在“用力傳感器探究作用力與反作用力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，把兩只力傳感器勾在一起并與計(jì)算機(jī)相連，獲得了如圖所示的圖像。由圖像可知（）A．作用力與反作用力作用在同一個(gè)物體上B．作用力與反作用力合力為零C．作用力先變化，反作用力后變化D．作用力與反作用力等大【答案】D【詳解】根據(jù)牛頓第三定律可知作用力與反作用力作用在不同的兩個(gè)物體上，等大，反向，同時(shí)變化，兩個(gè)力不能進(jìn)行合成。故選D。5．如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的物體A、B疊在一起，靠著豎直墻面由靜止釋放。它們沿粗糙墻面下落過程中，不計(jì)空氣阻力。若，則物體A的受力示意圖是（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】對(duì)AB整體進(jìn)行受力分析，可知只受到重力的作用，墻壁對(duì)其沒有支持力，否則物體會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檎w與墻壁間沒有彈力，所以不受到墻壁的摩擦力，即整體做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，故AB間無(wú)彈力，對(duì)物體A進(jìn)行受力分析可知只受到重力作用。故選A。6．一圓球和兩塊光滑板接觸，底下的一塊板水平。能正確畫出小球受力圖的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【詳解】假設(shè)沒有斜面，小球仍然處于靜止，可知斜面與小球之間雖然接觸，但是沒有彈力，小球受重力和地面的支持力平衡。故選B。7．如圖，小球A系在豎直拉緊的細(xì)線的下端，球恰好與光滑斜面接觸并處于靜止?fàn)顟B(tài)，則小球受到的力是（）A．重力和線的拉力B．重力、線的拉力和斜面對(duì)球的彈力C．重力和斜面對(duì)球的彈力D．重力和球?qū)π泵娴膹椓Α敬鸢浮緼【詳解】如圖所示細(xì)繩豎直拉緊，說明細(xì)繩對(duì)小球的力為豎直方向，假設(shè)小球受斜面的彈力則彈力一定垂直于斜面向上，而重力豎直向下，拉力向上，則三力的合力不可能為零，故小球不可能處于平衡狀態(tài)，故小球一定不受斜面的彈力，故小球只受重力和繩子對(duì)它的拉力。故選A。8．如圖所示，一根豎直的輕彈簧懸掛在天花板上，下端連接一個(gè)質(zhì)量為m的光滑，小球處于斜面和擋板之間，小球和斜面擋板均接觸，下列說法正確的是（）A．若小球和斜面之間有彈力，則小球和擋板之間一定有彈力B．若小球與斜面之間有彈力，則小球和彈簧之間不一定有彈力C．若小球與擋板之間有彈力，則小球與彈簧之間一定有彈力D．若小球與擋板之間有彈力，則小球與斜面之間不一定有彈力【答案】AB【詳解】AB．已知小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，即小球受力平衡。對(duì)小球受力分析，有重力，若小球和斜面之間有彈力，彈力方向斜向左上方與斜面垂直，將這個(gè)彈力分解到水平方向和豎直方向。要想使小球受力平衡：若小球與彈簧之間有彈力，則小球與擋板之間一定有彈力；若小球與彈簧之間沒有彈力，則小球與擋板之間一定有彈力。所以，小球與擋板之間一定有彈力，小球與彈簧之間不一定有彈力，故AB正確；CD．已知小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，即小球受力平衡。對(duì)小球受力分析，有重力，若小球與擋板之間有彈力，彈力方向水平向右。要想使小球受力平衡：若小球與彈簧之間有彈力，小球與斜面之間一定有彈力；若小球與彈簧之間沒有彈力，小球與斜面之間一定有彈力。所以若小球與擋板之間有彈力，小球與彈簧之間不一定有彈力，小球與斜面之間一定有彈力，故CD錯(cuò)誤。故選AB。1．如圖所示，甲、乙兩位同學(xué)相隔一定距離站立在水平面上，然后伸出雙掌水平相抵且稍微發(fā)力，若甲、乙兩位同學(xué)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。則（）A．甲對(duì)乙的推力是由于的乙手掌發(fā)生形變B．甲對(duì)乙的推力可能大于乙對(duì)甲的推力C．甲對(duì)乙的推力與乙對(duì)甲的推力是一對(duì)相互作用力D．甲、乙兩位同學(xué)受到的摩擦力與各自的重力成正比【答案】C【詳解】A．甲對(duì)乙的推力是由于甲的手掌發(fā)生形變，從而產(chǎn)生對(duì)乙的推力，故A錯(cuò)誤；BC．甲對(duì)乙的推力與乙對(duì)甲的推力是一對(duì)相互作用力，大小相等，故B錯(cuò)誤，C正確；D．甲、乙兩位同學(xué)受到的靜摩擦力與各自的重力無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。2．以卵擊石，雞蛋破碎而石頭完好，在這一相互作用過程中，下列說法正確的是（）A．雞蛋對(duì)石頭的作用力比石頭對(duì)雞蛋的作用力小B．先有雞蛋對(duì)石頭的作用力，后有石頭對(duì)雞蛋的作用力C．雞蛋對(duì)石頭的作用力與石頭對(duì)雞蛋的作用力是一對(duì)平衡力D．雞蛋對(duì)石頭的作用力與石頭對(duì)雞蛋的作用力大小相等，方向相反，但不能抵消【答案】D【詳解】雞蛋對(duì)石頭的作用力與石頭對(duì)雞蛋的作用力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，同時(shí)出現(xiàn)，作用效果不能相互抵消，故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選D。3．藝術(shù)課上，老師將學(xué)生們的剪紙作品進(jìn)行展出時(shí)，用一枚小磁鐵將剪紙作品吸在豎直的磁性黑板上，關(guān)于各物體的受力情況，下列說法正確的是（）A．磁鐵對(duì)剪紙的壓力是剪紙發(fā)生形變引起的B．黑板對(duì)剪紙的作用力與剪紙對(duì)黑板的作用力大小不相等C．磁鐵對(duì)剪紙的摩擦力與黑板對(duì)剪紙的摩擦力大小不相等D．磁鐵對(duì)剪紙的摩擦力與剪紙對(duì)磁鐵的摩擦力是一對(duì)平衡力【答案】C【詳解】A．磁鐵對(duì)剪紙的壓力是磁鐵發(fā)生形變引起的，故A錯(cuò)誤；B．黑板對(duì)剪紙的作用力與剪紙對(duì)黑板的作用力是一對(duì)相互作用力，其大小相等，方向相反，故B錯(cuò)誤；C．對(duì)剪紙受力分析，在豎直方向有由此可知，磁鐵對(duì)剪紙的摩擦力小于黑板對(duì)剪紙的摩擦力，故C正確；D．磁鐵對(duì)剪紙的摩擦力與剪紙對(duì)磁鐵的摩擦力是一對(duì)相互作用力，故D錯(cuò)誤。故選C。4．如圖所示，在水平力F作用下，A、B保持靜止，若A與B的接觸面是水平的，且。則關(guān)于B的受力個(gè)數(shù)可能為（）A．3個(gè)，4個(gè) B．4個(gè)，5個(gè) C．5個(gè)，6個(gè) D．4個(gè)，6個(gè)【答案】B【詳解】先對(duì)AB整體進(jìn)行受力分析，受重力。水平外力F以及支持力；當(dāng)水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力時(shí)，整體有上滑的趨勢(shì)；當(dāng)水平力F平行下面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力時(shí)，有下滑的趨勢(shì)；當(dāng)水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力時(shí)，無(wú)滑動(dòng)趨勢(shì)。對(duì)A進(jìn)行受力分析，受水平力F、重力、支持力和向左的靜摩擦力，共4個(gè)力；最后對(duì)B受力分析，受重力，A對(duì)B的壓力和向右的靜摩擦力，斜面對(duì)B的支持力，若B物體相對(duì)斜面有滑動(dòng)的趨勢(shì)，還要受到斜面的靜摩擦力，若相對(duì)斜面無(wú)滑動(dòng)趨勢(shì)，則不受斜面的靜摩擦力，即物體B可能受4個(gè)力，也可能受5個(gè)力。故選B。5．如圖所示，物體放在水平桌面上，受到一個(gè)水平向右的拉力F作用，卻仍然保持靜止，則下列說法正確的是（

）A．物體受三個(gè)力作用，其中有一對(duì)平衡力B．物體受三個(gè)力作用，其中有三對(duì)作用力和反作用力C．物體受四個(gè)力作用，其中有兩對(duì)作用力和反作用力D．物體受四個(gè)力作用，其中有兩對(duì)平衡力【答案】D【詳解】物體受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力F，根據(jù)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)知，物體在水平方向還必須受水平向左的摩擦力f，所以物體共受四個(gè)力的作用，物體水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力，為一對(duì)平衡力，豎直方向上受重力和支持力，也為一對(duì)平衡力。故選D。6．一個(gè)木塊以一定的初速度沖上一個(gè)粗糙的斜面，下列對(duì)木塊上滑過程中的受力分析正確的是（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】木塊受到重力，支持力和摩擦力的作用，重力豎直向下，支持力垂直斜面向上，物體相對(duì)于斜面向上運(yùn)動(dòng)，摩擦力沿斜面向下。故選D。7．如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體連接，的斜面與固定擋板接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)輕彈簧彈力的大小大于斜面體重力的大小，則斜面體所受力的個(gè)數(shù)為（）A．2個(gè) B．3個(gè) C．4個(gè) D．5個(gè)【答案】C【詳解】根據(jù)題意可知，對(duì)斜面體進(jìn)行受力分析，斜面體一定受重力和彈簧的彈力，由于輕彈簧彈力的大小大于斜面體所受重力的大小，則斜面體與墻之