2024-2025學(xué)年高中物理第3章牛頓運動定律4牛頓第三定律教案教科版必修1

PAGE8-牛頓第三定律學(xué)習(xí)目標知識脈絡(luò)(老師用書獨具)1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念．(重點)2.理解牛頓第三定律的含義，并能用它說明生活中的現(xiàn)象．(重點)3.知道作用力、反作用力與平衡力的區(qū)分．(難點)4.知道反沖現(xiàn)象，理解反沖現(xiàn)象產(chǎn)生緣由.一、作用力與反作用力1．力的相互性力是物體對物體的作用，一個力肯定同時存在著受力物體和施力物體．2．作用力和反作用力：兩個物體間相互作用的一對力，其中的任一個叫作用力，另一個就叫反作用力．二、牛頓第三定律1．內(nèi)容：兩個物體之間的作用力(F)和反作用力(F′)總是大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上．2．公式：F＝－F′，其中F、F′分別表示作用力與反作用力，“負號”表示作用力與反作用力的方向相反．3．理解：作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上，它們總是性質(zhì)相同的兩個力，且同時存在，同時改變，同時消逝．三、反沖現(xiàn)象1．定義：當(dāng)物體中的一部分向某方向拋出時，其余部分就會同時向相反方向運動的現(xiàn)象．2．實例：火箭升空，槍放射子彈，烏賊的游動等．1．思索推斷(1)只有物體相互接觸時，物體間才存在作用力和反作用力． (×)(2)作用力和反作用力的合力為零． (×)(3)只要大小相等、方向相反的同一條直線上的兩個力就是一對作用力和反作用力． (×)(4)作用力是彈力，反作用力可能是摩擦力． (×)(5)牛頓第三定律是個普遍定律，它的成立不受條件限制． (√)2．下列關(guān)于作用力與反作用力的說法中正確的是()A．先有作用力，然后才有反作用力B．作用力和反作用力的大小相等、方向相反，合力為零C．物體間的作用力和反作用力肯定同時產(chǎn)生、同時消逝D．只有兩物體接觸時，才會產(chǎn)生作用力和反作用力C[作用力和反作用力是同時產(chǎn)生、同時消逝的，所以A錯誤，C正確．由于作用力和反作用力分別作用于兩個不同的物體，因此這兩個力不能相互抵消，也不能進行合成運算，所以B錯誤．只要兩個物體間能發(fā)生力的作用，就存在相互作用力，而兩個不接觸的物體間也可以產(chǎn)生力的作用，如兩塊磁鐵發(fā)生相互作用時就不須要接觸，所以D錯誤．]作用力與反作用力作用力和反作用力的3個特征和4種性質(zhì)1．3個特征(1)等大：即大小總是相等的．(2)反向：即方向總是相反的．(3)共線：即二者總是在同始終線上．2．4種性質(zhì)(1)異體性：即作用力和反作用力是分別作用在彼此相互作用的兩個物體上．(2)相互性：即作用力和反作用力總是相互的、成對出現(xiàn)的．(3)同時性：即作用力和反作用力同時產(chǎn)生，同時改變，同時消逝．(4)同性性：即二者性質(zhì)總是相同的．【例1】人走路時，人和地球間的作用力和反作用力的對數(shù)有()A．1對 B．2對C．3對 D．4對思路點撥：地球?qū)θ擞袔讉€作用力，人和地球間就存在幾對作用力和反作用力．C[人走路時，受到重力、摩擦力和支持力．人對地球的萬有引力和地球?qū)θ说娜f有引力是一對作用力和反作用力；人對地面的摩擦力和地面對人的摩擦力是一對作用力和反作用力；人對地面的壓力和地面對人的支持力是一對作用力和反作用力，共有3對力，故C正確．]推斷作用力和反作用力的方法(1)看作用點：作用力和反作用力應(yīng)作用在兩個物體上．(2)看產(chǎn)生的緣由：作用力和反作用力是由于相互作用而產(chǎn)生的．(3)看力的性質(zhì)：作用力與反作用力肯定是同一性質(zhì)的力．eq\x([跟進訓(xùn)練])1．(多選)如圖所示，P、Q疊放在一起，靜止在水平桌面上，在下列各對力中，屬于作用力和反作用力的有()A．P所受的重力和Q對P的支持力B．Q所受的重力和Q對P的支持力C．P對Q的壓力和Q對P的支持力D．Q對桌面的壓力和桌面對Q的支持力CD[作用力和反作用力肯定是兩個物體之間的相互作用力，并且大小相等、方向相反，同時產(chǎn)生、同時消逝，滿意牛頓第三定律；而平衡力是同一個物體受到的兩個力，不會同時產(chǎn)生和消逝．P所受到的重力和Q對P的支持力，很明顯，這兩個力都作用在一個物體P上，它們是一對平衡力，故A錯誤；作用力和反作用力是同時產(chǎn)生同時消逝的，當(dāng)把P從Q的上面去掉之后，Q對P的支持力沒了，但Q受到的重力仍舊存在，所以它們不是作用力和反作用力，故B錯誤；P對Q的壓力和Q對P的支持力，它們是兩個物體之間的相互作用力，是一對作用力和反作用力，故C正確；Q對桌面的壓力和桌面對Q的支持力，它們是兩個物體之間的相互作用力，是一對作用力和反作用力，故D正確．]作用力與反作用力和平衡力的比較作用力與反作用力平衡力共同點大小相等、方向相反、作用在同始終線上不同點受力物體兩個相互作用的物體同一個物體作用時間同時產(chǎn)生，同時改變，同時消逝，不行單獨存在不肯定同時產(chǎn)生或消逝力的性質(zhì)相同不肯定相同作用效果作用在兩個物體上，各自產(chǎn)生作用效果，不能求合力一對平衡力的合力為零，作用效果抵消特殊提示：作用力與反作用力是“異體、共線、反向、等大、同性同存”，而平衡力是“同體、共線、反向、等大”．【例2】物體靜止于水平桌面上，則()A．桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力，這兩個力是一對平衡力B．物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力C．物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同一種性質(zhì)的力D．物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡力思路點撥：①一對作用力和反作用力最顯著的特點是：兩力是否是相互作用產(chǎn)生的．②一對平衡力最顯著的特點是：兩力是否作用在同一個物體上．A[物體受到重力和支持力處于平衡狀態(tài)，因此支持力和重力是一對平衡力，A對，B錯．重力和壓力是性質(zhì)不同的兩種力，C錯．物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是作用力與反作用力，不是平衡力，D錯．]作用力和反作用力與一對平衡力最直觀的區(qū)分一對作用力和反作用力與一對平衡力的最直觀的區(qū)分是：看作用點，一對平衡力的作用點肯定在同一個物體上，作用力和反作用力的作用點肯定分別作用在兩個物體上，還可以看它們是不是相互作用產(chǎn)生的．eq\x([跟進訓(xùn)練])2．如圖為第31屆里約奧運會跳水競賽男子三米跳板決賽中跳水前的起跳動作．下列說法正確的是()A．運動員對跳板的壓力大于板對他的支持力B．運動員對跳板的壓力小于板對他的支持力C．運動員所受的支持力和重力是一對平衡力D．運動員所受的合外力肯定向上D[運動員對跳板的壓力與跳板對他的支持力是作用力和反作用力，大小相等、方向相反，選項A、B錯誤；運動員起跳過程，是由靜止獲得速度的過程，因而有豎直向上的加速度，合外力豎直向上，運動員所受的支持力大于重力，選項C錯誤，D正確．]牛頓第三定律、反沖現(xiàn)象1．對牛頓第三定律的理解(1)牛頓第三定律的公式表達：F＝－F′.負號表示兩者方向相反，等號表示兩者大小相等．(2)牛頓第三定律的物理意義：揭示了物體之間相互作用的規(guī)律．反映了作用力和反作用力的大小、方向特點，揭示了相互作用的物體間的聯(lián)系．(3)應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)留意的問題：①定律中的“總是”說明對于任何物體，在任何條件下牛頓第三定律都是成立的．②牛頓第三定律說明白作用力和反作用力中，若一個產(chǎn)生或消逝，則另一個必定同時產(chǎn)生或消逝，否則就違反了“相互關(guān)系”．(4)牛頓第肯定律和其次定律是對單個物體而言的，只解決了一個物體的運動規(guī)律．牛頓第三定律揭示了力作用的相互性，反映了物體的相互作用規(guī)律，是整個力學(xué)的基礎(chǔ).2．反沖運動產(chǎn)生的緣由當(dāng)物體的一部分拋出時，該部分與其余部分要產(chǎn)生力的作用，依據(jù)牛頓第三定律可判定它們作用在不同的物體上，方向相反，屬于作用力與反作用力，因此作用效果不能抵消，它們會向相反方向運動．【例3】關(guān)于車拉馬、馬拉車的問題，下列說法中正確的是()A．馬拉車不動，是因為馬拉車的力小于車拉馬的力B．馬拉車前進，是因為馬拉車的力大于車拉馬的力C．馬拉車，不論車動還是不動，馬拉車的力的大小總是等于車拉馬的力的大小D．馬拉車不動或車勻速前進時，馬拉車的力與車拉馬的力才大小相等思路點撥：①某一物體是否發(fā)生運動狀態(tài)的改變，是由該物體所受的合力確定的．②物體之間的作用力與反作用力始終符合牛頓第三定律，其作用效果分別體現(xiàn)在彼此作用的兩個物體上，彼此不能抵消．C[由牛頓第三定律可知，馬拉車的力和車拉馬的力是一對作用力和反作用力，大小始終相等．而車的運動狀態(tài)的改變，是由車受到的合力確定的．當(dāng)馬拉車的力較小時，拉力與車受到地面的摩擦力大小相等，車保持靜止；當(dāng)馬拉車的力大于車所受到的地面摩擦力時，車就起先運動并加速前進．依據(jù)牛頓第三定律作出推斷，馬拉車的力和車拉馬的力是一對作用力和反作用力，大小始終相等．正確選項為C.]牛頓第三定律的應(yīng)用思路(1)要正確相識物體間的相互作用．(2)選取合適的探討對象．(3)明確作用力和反作用力的方向．(4)作規(guī)范的受力分析圖．eq\x([跟進訓(xùn)練])3．(多選)我國安排在將來幾年將人類送上月球，其中用到火箭和載人航天飛船，下面關(guān)于飛船與火箭上天的情形，其中正確的敘述是()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作用力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．火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無法獲得前進的動力D．飛船進入運行軌道之后，與地球之間仍舊存在一對作用力與反作用力AD[火箭升空時，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體．火箭向下噴氣時，噴出的氣體同時對火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動力，此動力并不是由四周的空氣對火箭的反作用力供應(yīng)的．因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關(guān)．故A選項正確，B、C選項錯誤．飛船進入運行軌道后，飛船與地球之間依舊存在相互吸引力，即地球吸引飛船，飛船吸引地球，這是一對作用力與反作用力，故D選項正確．]牛頓第三定律的綜合應(yīng)用【例4】如圖所示，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多少？思路點撥：①以猴子為探討對象求猴子與桿的摩擦力．②以桿和底座為探討對象求地面對底座的支持力．[解析]設(shè)猴子受到桿的摩擦力為f，則有mg－f＝ma，對滑桿和底座受力分析，受重力Mg、支持力N、猴子對桿的摩擦力f′，受力分析如圖．三力平衡：N＝Mg＋f′，由牛頓第三定律得：f′＝f，解得N＝Mg＋0.6mg，由牛頓第三定律得底座對地面的壓力為N′＝N＝Mg＋0.6mg.[答案]Mg＋0.6mg求解某個力的大小和方向，一般狀況下選取該力的受力物體進行分析，但有些狀況不便于干脆求解時，可先通過轉(zhuǎn)換探討對象，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.eq\x([跟進訓(xùn)練])4．一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為eq\f(1,3)g，g為重力加速度．人對電梯底部的壓力大小為()A.eq\f(1,3)mg B．2mgC．mg D.eq\f(4,3)mgD[設(shè)電梯對人的支持力為N，由牛頓其次定律得N－mg＝eq\f(1,3)mg，N＝eq\f(4,3)mg.由牛頓第三定律知人對電梯的壓力大小為N′＝N＝eq\f(4,3)mg.]1．關(guān)于物體間的作用力與反作用力，以下說法正確的是()A．重力和彈力肯定不行以成為作用力與反作用力B．“四兩撥千斤”說明四兩的作用力可以有千斤的反作用力C．“主動出擊”說明物體間可以先有作用力，然后才有反作用力D．“以卵擊石”說明雞蛋對石頭的作用力可以小于石頭對雞蛋的作用力A[物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，同時產(chǎn)生、同時改變、同時消逝，性質(zhì)相同，故選項A正確，選項B、C、D錯誤．]2．如圖所示，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()A．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”競賽的成功D．若乙收繩的速度比甲的快，則乙能贏得“拔河”競賽的成功C[依據(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，故不是作用力與反作用力，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，故甲會成功，選項C正確；收繩速度的快慢并不能確定“拔河”競賽的輸贏，選項D錯誤．]3．如圖所示，吊在大廳天花板上的電扇所受重力為G，靜止時固定桿對它的拉力為F，扇葉水平轉(zhuǎn)動起來后，桿對它的拉力為F′，則()A．F＝G，F(xiàn)＝F′B．F＝G，F(xiàn)<F′C．電扇靜止時，固定桿對它的作用力等于它對固定桿的作用力D．電扇水平轉(zhuǎn)動后，固定桿對它的作用力小于它對固定桿的作用力C[電扇不轉(zhuǎn)時，明顯有F＝G，而扇葉轉(zhuǎn)動起來后，向下吹風(fēng)，對空氣有向下的作用力，依據(jù)牛頓第三定律，空氣對葉片有向上的作用力，此時桿對電扇的拉力F′<G，得F′<F，A、B錯誤；固定桿對電扇的作用力與電扇對固定桿的作用力為一對作用力和反作用力，故兩者總是等大反向，C正確，D錯誤．]4．如圖所示，質(zhì)量為m1的木棒用細線懸掛在天花板上，套在木棒上的質(zhì)量為m2的金屬環(huán)正以加速度a沿木棒加速下滑，此時懸掛木棒的細線對天花板的拉力大小為(