2021-2022學(xué)年高中新教材物理人教版必修第一冊學(xué)案：3牛頓第三定律

3.牛頓第三定律

核心素養(yǎng)

物理觀念

(1)了解作用力和反作用力的概念.

(2)能正確表述牛頓第三定律，并應(yīng)用牛頓第三定律分析和解決實(shí)際

問題.

(3)會對物體進(jìn)行初步的受力分析.

科學(xué)思維

會區(qū)分一個(gè)力的反作用力和這個(gè)力的平衡力.

科學(xué)探究

通過實(shí)驗(yàn)探究，了解兩個(gè)物體間作用力與反作用力大小和方向的

關(guān)系.

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

具備應(yīng)用物理知識解釋物理現(xiàn)象或者解決實(shí)際問題的科學(xué)態(tài)度.

必備知識?自主學(xué)習(xí)——突出基礎(chǔ)性素養(yǎng)夯基

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

和.

2.兩個(gè)物體之間的作用總是.施力物體同時(shí)也一定是

受力物體.物體間相互作用的這一對力叫作.如圖

所示，尸與尸是一對作用力和反作用力.

彈簧和手受力示意圖

3.作用力和反作用力總是、的，我們可以

把其中任何一個(gè)力叫作作用力，另一個(gè)力叫作反作用力.

二、牛頓第三定律

1.內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是,方

向相反，作用在________上.這就是牛頓第三定律(Newton'sthird

law).

2.應(yīng)用：

車輪受到的力地面受到的力

在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用牛頓第三定律的例子是很多的.

(1)人在劃船時(shí)，槳向后推水，水就向前推漿，將船向前推進(jìn).

(2)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于輪胎和地面之間的摩擦,

車輪向后推地面，地面給車輪一個(gè)向前的反作用力，使汽車前進(jìn).

［舉例1］兩個(gè)物體間的作用力是相互的.

LJ蘋果受重力作用而落向地面，同時(shí)地球也受到了蘋

果對它的引力

人拉彈簧的同時(shí)，彈簧對人也產(chǎn)生拉力（彈力）

猴子爬樹時(shí)樹干給猴子向上的摩擦力，同時(shí)猴子也

給樹干向下的摩擦力作用

柞用力（反荏用力）

相殳作用

物體A物體6

反他用力（作用力）

［注意］受力分析時(shí)的注意事項(xiàng)

（1）作研究對象的受力示意圖時(shí)，通常只畫出根據(jù)性質(zhì)命名的力,

不把按效果分解的力或合成的力畫進(jìn)去.

（2）防止“添力”：找出各力的施力物體，若沒有施力物體，則

該力一定不存在.

三、物體受力的初步分析

1.分析物體受力的兩條思路

斜面上物體受力示意圖

(1)一是根據(jù)物體的變化來分析和判斷其受力情況.(下

一章學(xué)習(xí)的內(nèi)容)

(2)二是根據(jù)各種力的特點(diǎn)，從的角度來分析物體的受

力.

2.受力分析中常見的三種力

(1)重力：任何物體都受重力，其方向.

(2)彈力：兩個(gè)相互接觸的物體,就會產(chǎn)生彈力，其方

向與接觸面.

(3)摩擦力：當(dāng)接觸面粗糙、相互擠壓且發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)或具有相

對運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)一，處就會產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力或靜摩擦力，其方向

與接觸面平行.

甲乙

一對相互一對作用力

平衡的力和反作用力

3.“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”作用在同一物體上，“一對作用力和

反作用力”作用在兩個(gè)物體上.如圖所示，b與G是一對相互平衡的

力,廠'和廠是一對作用力和反作用力.

（2）“一對相互平衡的力”不一定是同一種類的力（例如F是彈

力，而G是重力）.“一對作用力和反作用力”一定是同一種類的力（例

如尸與尸都是彈力）.

口K總結(jié)?圖匯要點(diǎn)》

性質(zhì)相同

作用力和反作用力等大、反向、共線

作伙兩個(gè)不同物體上

等大、反向、共線

牛頓第二定律

作用在不同物體（異體）上

物體受力的初步分析受力分析順序

［舉例2］相互作用力與平衡力的舉例

靜止在水平桌面上的物塊,受到重力G和桌面對它的支持力F支,

這兩個(gè)力是一對相互平衡的力，而物塊受到的支持力FN（即F支）與桌

面受到的壓力KF］kN/是一對作用力與反作用力.

_￡__L

［拓展］作用力、反作用力的大小、方向:

（1）與物體大小、形狀無關(guān)；

(2)與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；

(3)與選擇何種參考系無關(guān)；

(4)與物體受不受其他力無關(guān).

【思考辨析】

(1)相互作用的一對力中，稱哪一個(gè)力為作用力是任意的.()

(2)作用力和反作用力的受力物體是同一物體.()

(3)只有靜止的兩個(gè)物體作用時(shí)一，作用力和反作用力才大小相

等.()

(4)一個(gè)人在用力打拳，可見一個(gè)力可以只有施力物體沒有受力

物體.()

(5)先有作用力后有反作用力.()

(6)作用力與反作用力一定是同一種類的力.()

關(guān)鍵能力?合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成

探究點(diǎn)一對牛頓第三定律的理解

問題探究

如圖所示，把兩個(gè)彈簧測力計(jì)A和B連接在一起，B的一端固

定，用手拉A.

(1)觀察兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)尸與尸的大小關(guān)系？

(2)改變拉力，彈簧測力計(jì)的示數(shù)/與P是否變化？大小關(guān)系如

何？

歸納總結(jié)

1.作用力和反作用力的四個(gè)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

作用力和反作用力總是作用在同一條直線

共線

上

同性作用力和反作用力總是同一種類的力(即同

質(zhì)一性質(zhì)的力)

2.牛頓第三定律中“總是”的含義

“總是”是指對于任何物體、在任何情況下，作用力和反作用力

的關(guān)系都成立.

⑴不管物體的大小、形狀、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，其作用力和反作用

力總是大小相等、方向相反.

（2）作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力.

（3）作用力和反作用力的產(chǎn)生和消失總是同時(shí)的，兩者中若有一

個(gè)產(chǎn)生或消失，則另一個(gè)必然同時(shí)產(chǎn)生或消失.

典例示范

例1第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會將在2022年由北京市和張家

口市聯(lián)合舉辦，越野滑雪是比賽項(xiàng)目之一，如圖為中國運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練

中的照片，運(yùn)動(dòng)員在賽道上滑行時(shí)，關(guān)于滑雪板與賽道之間的相互作

用力，下列說法正確的是（）

A.滑雪板對賽道的作用力大于賽道對滑雪板的作用力

B.滑雪板對賽道的作用力小于賽道對滑雪板的作用力

C.滑雪板對賽道的作用力與賽道對滑雪板的作用力大小相等

D.滑雪板對賽道的作用力與賽道對滑雪板的作用力方向相同

素養(yǎng)訓(xùn)練1（多選）下列說法正確的是（）

A.跳高運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)，地面對運(yùn)動(dòng)員的支持力大小等于運(yùn)動(dòng)員

對地面的壓力大小

B.汽車行駛時(shí)，通過排氣筒向后排出尾氣，從而獲得很小的反

作用力

C.雞蛋撞擊石頭，蛋碎石全，是因?yàn)殡u蛋對石頭的作用力小于

石頭對雞蛋的作用力

D.鋼絲繩很快地吊起貨物，鋼絲繩對貨物的拉力大于貨物對鋼

絲繩的拉力

素養(yǎng)訓(xùn)練2如圖所示的情形中，不涉及牛頓第三定律的有

()

A.氣墊船通過旋轉(zhuǎn)的螺B.戰(zhàn)斗機(jī)在行進(jìn)途中

旋槳獲得動(dòng)力拋棄副汕箱

C.玩具火箭靠噴出火D.噴水龍頭自動(dòng)旋轉(zhuǎn)

藥飛上天空使噴水均勻

探究點(diǎn)二一對相互作用力和一對相互平衡的力的區(qū)別

歸納總結(jié)

1.一對作用力和反作用力與一對相互平衡的力的比較

一對作用力和反作用力一對相互平衡的力

作用對

分別作用在不同物體上作用在同一物體上

象

可以求合力，且合力一定為

疊加特不可以求合力，力的作用效

零，作用效果可以抵消（考慮

八占、、果不可抵消

形變時(shí)不可抵消）

力的性兩個(gè)力的性質(zhì)一定相同兩個(gè)力的性質(zhì)不一定相同

質(zhì)

作用效作用在兩個(gè)物體上，各自獨(dú)兩個(gè)力共同作用的效果是使

果立產(chǎn)生作用效果物體處于平衡狀態(tài)

依賴關(guān)同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)不存在依賴關(guān)系，撤去一個(gè)

系消失，不會單獨(dú)存在力時(shí)另一個(gè)力依然可存在

共同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同一條直線上

2.區(qū)別作用力和反作用力與平衡力的方法:

簡單準(zhǔn)確的方法是看力的作用點(diǎn)，一對相互平衡的力的作用點(diǎn)一

定在同一個(gè)物體上，而作用力和反作用力的作用點(diǎn)一定在兩個(gè)物體

上，但作用在兩個(gè)物體上的力不一定是作用力與反作用力，還必須是

因?yàn)橄嗷プ饔枚a(chǎn)生的.

典例示范

例2（教材P67圖3.3—8改編）猴子吊在空中靜止，卜列說法正

確的是（）

A.猴子受的拉力施力物體是猴子

B.猴子受的重力施力物體是樹枝

C.猴子處于靜止?fàn)顟B(tài)受兩個(gè)力

D.樹枝對猴子的拉力與猴子對樹枝的拉力是一對相互平衡的力

素養(yǎng)訓(xùn)練3

如圖所示，人靜止在水平地面上的測力計(jì)上，下列說法正確的是

（）

A.人對測力計(jì)的壓力和測力計(jì)對人的支持力是一對作用力與反

作用力

B.人對測力計(jì)的壓力和測力計(jì)對人的支持力是一對相互平衡的

力

C.人對測力計(jì)的壓力大于測力計(jì)對人的支持力

D.人對測力計(jì)的壓力小于人的重力

素養(yǎng)訓(xùn)練4

（多選）如圖所示，用水平力廠把一個(gè)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（）

A.水平力廠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相互平衡的力

C.水平力廠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

探究點(diǎn)三物體的受力分析

歸納總結(jié)

1.受力分析：把指定物體(研究對象)在特定的物理環(huán)境中受到的

所有力找出來，并畫出受力示意圖，這就是受力分析.

2.受力分析的順序

(1)先分析重力；

(2)再分析接觸力(彈力和摩擦力)；

(3)最后分析其他外力.

3.受力分析的四個(gè)步驟:

檢查每個(gè)力能否找到施力物體］

q分析結(jié)果，判斷狀態(tài)，需對應(yīng)］

思維方法

(1)防止“添力”：找出各力的施力物體，若沒有施力物體，則該力

一定不存在.

(2)防止“漏力”：按照重力、彈力、摩擦力、其他力的步驟進(jìn)行分

析，這是防止“漏力”的有效方法.

(3)受力分析還要密切注意物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)用平衡條件或牛

頓運(yùn)動(dòng)定律判定未知力的有無、大小及方向.

典例示范

例3如圖所示，作出物體在以下情況下的力的示意圖.

⑴物體沿光滑斜面下滑；

(2)物體沿光滑斜面上滑；

(3)物體靜止在斜面上；

(4)物體沿粗糙斜面上滑.

素養(yǎng)訓(xùn)練5如圖所示的是運(yùn)動(dòng)員立定跳遠(yuǎn)蹬地起跳瞬間的受力

示意圖.其中正確的是()

ABCD

素養(yǎng)訓(xùn)練6

（多選）如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端

與斜面體尸連接，尸的斜面與固定擋板接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則

斜面體尸此刻所受的外力個(gè)數(shù)有可能為（）

A.2個(gè)B.3個(gè)

C.4個(gè)D.5個(gè)

隨堂演練?自主檢測——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達(dá)標(biāo)

1.一建筑塔吊向右上方勻速提升建筑物料，如圖所示.若忽略空

氣阻力，則下列有關(guān)物料的受力圖正確的是（）

2.

人們通常認(rèn)為一個(gè)大人和一個(gè)小孩拔河比賽，小孩勝出那是異想

天開.如圖所示，頑皮的小孩就讓大人踩著滑板拔河比賽，小孩竟然

拉著大人往左邊加速運(yùn)動(dòng)，大人心服口服，明白了這樣的道理（）

A.小孩拉大人的力一定大于大人拉小孩的力

B.大人拉小孩的力還是大于小孩拉大人的力

C.決定勝負(fù)的關(guān)鍵是雙方力氣大小，質(zhì)量大小的較量

D.決定勝負(fù)的關(guān)鍵是拉力大小和受到地面最大靜摩擦力的較量

3.如圖所示，A物體沿豎直墻自由下滑，B、C、D物體均靜止,

各接觸面均粗糙.下列說法正確的是（）

A.A物體受到三個(gè)力作用

B.B物體受到四個(gè)力作用

C.C物體受到三個(gè)力作用

D.D物體受到三個(gè)力作用

4.（多選）有一個(gè)木塊放在水平地面上，如圖所示，用彈簧測力

計(jì)拉著細(xì)繩水平牽引木塊，彈簧測力計(jì)有示數(shù)但木塊沒有移動(dòng)，以下

判斷正確的是（）

A.涉及木塊的作用力和反作用力一共有3對

B.涉及木塊的作用力和反作用力一共有4對

C.木塊一共受到2對平衡力的作用

D.木塊一共受到3對平衡力的作用

5.下列各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)一切摩擦，則對物體的受

力分析一定正確的是()

3.牛頓第三定律

必備知識?自主學(xué)習(xí)

1.受力物體施力物體

2.相互的作用力和反作用力

3.互相依賴同時(shí)存在

—?、

1.大小相等同一條直線

三、

1.(1)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(2)相互作用

2.(1)豎直向下(2)相互擠壓垂直(3)接觸面

【思考辨析】

答案：(1)J(2)X(3)X(4)X(5)X(6)J

關(guān)鍵能力?合作探究

探究點(diǎn)一

【問題探究】

提示：(1)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)相同.

(2)改變拉力，彈簧測力計(jì)的示數(shù)都隨著變化，但兩者的示數(shù)總

是相同，這說明作用力和反作用力大小相等，方向相反.

【典例示范】

例1詳細(xì)分析：滑雪板對賽道的作用力與賽道對滑雪板的作用

力是一對作用力與反作用力，二者大小相等，方向相反，C正確，A、

B、D錯(cuò)誤

答案：C

素養(yǎng)訓(xùn)練1詳細(xì)分析：跳高運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)，地面對運(yùn)動(dòng)員的支

持力與運(yùn)動(dòng)員對地面的壓力是一對作用力與反作用力，等大、反向、

共線，故A正確；汽車行駛時(shí)，通過排氣筒向后排出尾氣，會受到

反作用力，但很小，故B正確；雞蛋對石頭的力與石頭對雞蛋的力

是一對作用力與反作用力，等大、反向、共線，故C錯(cuò)誤；鋼絲繩

對貨物的拉力與貨物對鋼絲繩的拉力是一對作用力與反作用力，等大

反向，故D錯(cuò)誤.

答案：AB

素養(yǎng)訓(xùn)練2詳細(xì)分析:氣墊船螺旋槳給空氣一個(gè)向后的作用力，

反過來空氣給氣墊船一個(gè)向前的反作用力，屬于牛頓第三定律的應(yīng)

用；戰(zhàn)斗機(jī)飛行過程中，拋棄副油箱，減小質(zhì)量，不涉及牛頓第三定

律；發(fā)射火箭、噴水龍頭自動(dòng)旋轉(zhuǎn)使噴水均勻，是作用力與反作用力

的關(guān)系，屬于牛頓第三定律的應(yīng)用.故選B.

答案：B

探究點(diǎn)二

【典例示范】

例2詳細(xì)分析：猴子受的拉力施力物體是樹枝，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

猴子受的重力施力物體是地球，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；猴子處于靜止?fàn)顟B(tài)

受重力和樹枝的拉力兩個(gè)力，故選項(xiàng)C正確；樹枝對猴子的拉力與

猴子對樹枝的拉力是一對作用力和反作用力，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

答案：C

素養(yǎng)訓(xùn)練3詳細(xì)分析：A對，B、C錯(cuò)：人對測力計(jì)的壓力和

測力計(jì)對人的支持力是一對作用力與反作用力，二者大小相等，方向

相反.D錯(cuò)：人靜止在水平地面上的測力計(jì)上，人對測力計(jì)的壓力等

于人的重力.

答案：A

素養(yǎng)訓(xùn)練4詳細(xì)分析：水平力尸與墻壁對物體的彈力是一對相

互平衡的力，A錯(cuò)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，因物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，故這兩個(gè)力是一

對相互平衡的力，B正確；水平力/作用在物體上，而物體對墻壁的

壓力作用在墻壁上，這兩個(gè)力既不是平衡力，也不是相互作用力，C

錯(cuò)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.

答案：BD

例3詳細(xì)分析：地面附近的一切物體不管是靜止的，還是運(yùn)動(dòng)

的，都受到重力作用，所以對物體進(jìn)行受力分析時(shí)，不管在什么情況

下，首先應(yīng)考慮物體的重力，且重力的方向總是豎直向下的，接下來

考慮與物體直接接觸的其他物體對研究對象的作用，有擠壓則一定有

彈力作用，因此在上述四種情況中，物體均受到垂直于斜面向上的支

持力的作用.最后考慮摩擦力的作用，如圖所示，在(1)、(2)中，斜

面光滑，說明二者之間沒有摩擦力的作用；在⑶中，物體靜止在斜

面上，顯然有向下滑動(dòng)的趨勢，所以受到的靜摩擦力沿斜面向上；在

(4)中，物體受到的滑動(dòng)摩擦力與相對運(yùn)動(dòng)方向相反，即沿斜面向下.

答案：見解+析

素養(yǎng)訓(xùn)練5詳細(xì)分析：運(yùn)動(dòng)員受到重力、地面對他向上的支持

力以及向前的靜摩擦力作用，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤.

答案：A

素養(yǎng)訓(xùn)練6詳細(xì)分析：

以斜面體尸為研究對象，很顯然斜面體P受到重力機(jī)g和彈簧彈

力B的作用，二力共線.若凡=解，二力使尸處于平衡狀態(tài)，即尸

僅受兩個(gè)力的作用，如圖甲所示.

若Fi