3-3-牛頓第三定律(2019人教版必修第一冊)(解析版)

3.3牛頓第三定律考點精講考點1：對牛頓第三定律的理解1．牛頓第三定律表達式：F＝－F′，式中的“－”號表示作用力與反作用力方向相反。2．作用力與反作用力的“四同”“三異”作用力與反作用力關(guān)系四同等大大小總是相等共線作用在一條直線上同時同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失同性質(zhì)同一性質(zhì)的力三異異向方向相反異體作用在不同的物體上異效效果不能相互抵消，不能認為合力為零【點撥】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）與物體的運動狀態(tài)無關(guān)。（3）與物體受不受其他力無關(guān)。【例1】(2020－2021學(xué)年黑龍江省哈爾濱市黑龍江實驗中學(xué)高一(上)期中)黑龍江省實驗中學(xué)秋季趣味運動會中，高一同學(xué)參加了拔河比賽，如果繩質(zhì)量不計，且保持水平，在甲、乙兩隊的“拔河”比賽中，甲隊獲勝，則下列說法中正確的是()A．甲對乙的拉力始終大于乙對甲的拉力B．甲把乙加速拉過去時，甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力C．只有當(dāng)甲把乙勻速拉過去時，甲對乙的拉力大小才等于乙對甲的拉力大小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【解析】ABC．甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對作用力與反作用力，大小始終相等，與運動狀態(tài)無關(guān)，ABC錯誤；D．即不管哪個獲勝，甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小，只是當(dāng)?shù)孛鎸椎哪Σ亮Υ笥诘孛鎸σ业哪Σ亮?，甲才能獲勝，D正確。故選D。【答案】D【例2】(2020－2021學(xué)年海南省?？谑泻Ｄ现袑W(xué)高一(上)期中)根據(jù)牛頓第三定律分析，游泳時為了更快向前進，應(yīng)當(dāng)()A．雙手向前劃水，雙腳向前蹬水B．雙手向后劃水，雙腳向后蹬水C．雙手向前劃水，雙腳向后蹬水D．雙手向后劃水，雙腳向前蹬水【解析】根據(jù)牛頓第三定律知，力的作用是相互的，雙手向后劃水，水給人向前的力，雙手向前劃水，水給人向前的力；雙腳向后蹬水，水給人向前的力，雙腳向前劃水，水給人向后的力，所以游泳時為了更快向前進，應(yīng)當(dāng)雙手向后劃水，雙腳向后蹬水，故B正確，ACD錯誤。故選B。【答案】B【針對訓(xùn)練】1．(對作用力與反作用力的理解)(2020－2021學(xué)年北京市東城區(qū)第一七一中學(xué)高一(上)期中)第24屆冬季奧林匹克運動會將在2022年由北京市和張家口市聯(lián)合舉辦。越野滑雪是比賽項目之一，如圖為中國運動員在訓(xùn)練中的照片，運動員在賽道上滑行時，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【解析】滑雪板對滑道的作用力的與滑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，ABD錯誤。故選C。【答案】C2．(對牛頓第三定律的理解)關(guān)于牛頓第三定律，下面說法中正確的是()A．兩物體間先有作用力，后有反作用力B．作用力與反作用力可以是不同性質(zhì)的力C．作用力與反作用力同時產(chǎn)生，同時消失D．作用力與反作用力的合力等于零【解析】作用力和反作用力具有同時性，同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失，故A錯誤，C正確；作用力和反作用力必須是同一種性質(zhì)的力，故B錯誤；作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，作用在兩個物體上，故其效果不能相互抵消，也不能進行力的合成，故D錯誤。【答案】C3．(2020－2021學(xué)年黑龍江省哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)高一(上)期中)我們通過學(xué)習(xí)牛頓第三定律，對于一對相互作用力理解正確的是()A．它們可以平衡B．一定等大，反向C．可以是不同性質(zhì)的力D．大小可以不等【解析】A．一對相互作用力作用在兩個對象上，不能進行合成，也不能相互平衡，A錯誤；BD．一對相互作用力和一對平衡力都具有等大、反向、共線的三同特點，B正確，D錯誤；C．一對相互作用力一定是同一個原因產(chǎn)生的，它們是相互依存的關(guān)系，則一定同性，C錯誤。故選B?！敬鸢浮緽考點2：一對平衡力和一對作用力與反作用力的區(qū)別作用力、反作用力與平衡力的比較作用力和反作用力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，且合力為零不同點力的性質(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，作用在一條直線上【例2】引體向上是同學(xué)們經(jīng)常做的一項健身運動。該運動的規(guī)范動作是：兩手正握單杠，由懸垂開始，上拉時，下顎須超過單杠面。下放時，兩臂放直，不能曲臂，如圖所示，這樣上拉下放，重復(fù)動作，達到健身的目的。關(guān)于做引體向上動作時人的受力，以下判斷正確的是()A．在加速上拉過程中，單杠對人的作用力大于人對單杠的作用力B．在加速下放過程中，單杠對人的作用力等于人對單杠的作用力C．懸垂靜止時，單杠對人的作用力與人對單杠的作用力是一對平衡力D．在加速下放過程中，在某瞬間人可能不受力的作用【分析】①作用力與反作用力分別作用在兩個物體上，并且總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。②一對平衡力作用在同一個物體上?！窘馕觥緽無論是上拉過程，還是下放過程，還是懸垂靜止中，單杠對人的作用力總等于人對單杠的作用力，是一對相互作用力，與人的運動狀態(tài)無關(guān)，選項A、C錯誤，B正確；在下放過程中，若在某瞬間人向下的加速度為重力加速度g，則人只受到一個重力的作用，故D錯誤。區(qū)分作用力、反作用力和平衡力的方法區(qū)分作用力、反作用力和平衡力，最簡單的方法是看涉及的物體的個數(shù)。1作用力與反作用力只涉及兩個相互作用的物體，是甲物體對乙物體，乙物體對甲物體的關(guān)系。2平衡的一對力涉及三個物體，即兩個施力物體同時作用在一個受力物體上?！踞槍τ?xùn)練】1．一木塊靜止放在水平桌面上，則下列說法正確的是()A．木塊對桌面的壓力與桌面對木塊的支持力是一對平衡力B．用手豎直向下壓木塊時，木塊對桌面的壓力大于桌面對木塊的支持力C．木塊對桌面的壓力就是木塊的重力D．木塊對桌面的壓力與桌面對木塊的支持力是一對作用力和反作用力【解析】對木塊、桌面進行受力分析。設(shè)木塊所受的重力為G，桌面對木塊的支持力為FN，木塊對桌面的壓力為FN′，如圖所示。木塊對桌面的壓力與桌面對木塊的支持力是一對作用力和反作用力，故A、B錯誤；木塊對桌面的壓力是木塊的形變產(chǎn)生的，木塊的重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，二者不是同一種力，故C錯誤；桌面對木塊的支持力和木塊對桌面的壓力是一對作用力與反作用力，故D正確?！敬鸢浮緿2．(2020－2021學(xué)年吉林省長春市實驗中學(xué)高一(上)期中)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P連接，P的斜面與固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于斜面體P此時受力情況的說法中正確的是()A．P一定受2個力 B．P一定受3個力C．P可能受3個力 D．P可能受2個彈力【解析】(1)如果彈簧對斜面體P的彈力對斜面體P受力分析如圖，斜面體P受力可以平衡，故斜面體P可能受2個力的作用(2)如果彈簧對斜面體P的彈力，斜面體P不可能平衡。(3)如果彈簧對斜面體P的彈力斜面體P有沿MN向上運動的趨勢，會受到擋板MN的彈力和摩擦力，受力分析如圖故斜面體P可能受4個力的作用。綜上所述：P可能的受力個數(shù)是2個或4個。故選D。【答案】D3．(2020－2021學(xué)年吉林省長春市東北師大附中高一(上)期中)把一木塊放在水平桌面上保持靜止，下面說法正確的是()A．木塊對桌面的壓力就是木塊受的重力，施力物體是地球B．木塊對桌面的壓力是彈力，是由于桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的C．木塊對桌面的壓力是彈力，是由于木塊發(fā)生形變而產(chǎn)生的D．木塊保持靜止是由于木塊對桌面的壓力與桌面對木塊的支持力保持平衡【解析】A．木塊對桌面的壓力，施力物體是木塊，而木塊所受的重力中施力物體是地球，兩力是兩種不同性質(zhì)的力，A錯誤；BC．木塊對桌面的壓力是彈力，是由于木塊發(fā)生形變而產(chǎn)生的，B錯誤C正確；D．由平衡條件可知，木塊放在水平桌面上保持靜止，是因為木塊受到的重力和桌面給的支持力是一對平衡力，根據(jù)牛頓第三定律分析得知，木塊對桌面的壓力在數(shù)值上等于木塊受的重力．但性質(zhì)不同，D錯誤．【答案】C考點3：物體受力的初步分析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行分析；最后是其他力。2．受力分析常用的方法（1）整體法與隔離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個物體作為一個整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開分析的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意問題受力分析時不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力一般隔離受力較少的物體（2）假設(shè)法：在受力分析時，若不能確定某力是否存在，可先對其做出存在或不存在的情況假設(shè)，然后再就該力存在與否對物體運動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在。3．受力分析的步驟【例3】(多選)如圖所示，放在水平地面上的物體M上疊放著物體m，m與M之間有一處于壓縮狀態(tài)的彈簧，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列關(guān)于m和M的受力情況分析正確的是()A．m給M向左的摩擦力 B．M給m向左的摩擦力C．地面對M的摩擦力向右 D．地面對M無摩擦力作用【分析】①整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明m和M所受的合力均為零。②處于壓縮狀態(tài)的彈簧對m有向左的彈力?！窘馕觥緼D對m受力分析，m受到重力、支持力、水平向左的彈力和M對m向右的摩擦力，根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系，則m對M的摩擦力向左，A正確，B錯誤；對整體受力分析，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，在豎直方向上，受到重力和支持力平衡，水平方向上，若地面對M有摩擦力，則整體不能平衡，故地面對M無摩擦力作用，C錯誤，D正確?！咀兪接?xùn)練】上例中，若將壓縮狀態(tài)的彈簧改為伸長狀態(tài)的彈簧，則m和M的受摩擦力情況如何？【解析】m給M向右的摩擦力，M給m向左的摩擦力，地面對M無摩擦力作用。1根據(jù)各種性質(zhì)的力產(chǎn)生的條件進行判斷。2依據(jù)作用力和反作用力的關(guān)系：因為研究對象所受的每個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)物體所處的運動狀態(tài)：對有些力是否存在，或力的方向難以確定時，可依據(jù)物體所處的運動狀態(tài)，運用物體的平衡條件或牛頓運動定律來判斷?！踞槍τ?xùn)練】1．(2020－2021學(xué)年北京市海淀區(qū)101中學(xué)高一(上)期中)如圖所示為研究物塊與木板之間摩擦力大小的實驗裝置。將一物塊和木板疊放于水平桌面上。輕質(zhì)彈簧測力計一端固定，另一端用細線與物塊水平相連。現(xiàn)在用繩索與長木板連接，用手向右水平拉繩索，使長木板在桌面上滑動。彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定后，下列說法正確的是()A．物塊與木板之間的摩擦力是滑動摩擦力B．木板必須在桌面上做勻速直線運動C．測力計示數(shù)一定大于物塊受到的摩擦力D．測力計示數(shù)一定等于木板受到的摩擦力【解析】A．物塊與木板之間的摩擦力是滑動摩擦力，選項A正確；B．滑動摩擦力大小與相對運動的速度無關(guān)，則木板在桌面上不需要一定做勻速直線運動，選項B錯誤；C．對木塊而言，水平方向受力平衡，則測力計示數(shù)一定等于物塊受到的摩擦力，選項C錯誤；D．根據(jù)牛頓第三定律可知，木板對木塊的摩擦力等于木塊對木板的摩擦力，則測力計示數(shù)一定等于木塊對木板的摩擦力，但不是木板受的所有摩擦力，選項D錯誤。故選A?！敬鸢浮緼2．(2020－2021學(xué)年天津市第一中學(xué)高一(上)期中)如圖所示，物體A置于傾斜的傳送帶上，它能隨傳送帶一起向上或向下做勻速運動，下列關(guān)于物體A在上述兩種情況下的受力描述，正確的是()A．物體A隨傳送帶一起向上運動時，A所受的摩擦力沿斜面向下B．物體A隨傳送帶一起向下運動時，A所受的摩擦力沿斜面向下C．物體A隨傳送帶一起向下運動時，A不受摩擦力作用D．無論A隨傳送帶一起向上還是向下運動，傳送帶對物體A的作用力均相同【解析】因為物體隨傳送帶勻速運動，所以物體A隨傳送帶一起向上運動時，A所受的摩擦力沿斜面向上；物體A隨傳送帶一起向下運動時，A所受的摩擦力也沿斜面向上；傳送帶對物體A的作用力均相同大小等于A的重力。故選D。【答案】D3．(2020－2021學(xué)年吉林省長春市東北師大附中高一(上)期中)如圖所示，木箱A中放一個光滑的鐵球B，它們一起靜止于斜面上，如果分別對鐵球B和木箱A進行受力分析，則()A．鐵球B受到3個力作用B．鐵球B受到4個力作用C．木箱A受到4個力作用D．木箱A受到6個力作用【解析】鐵球B受力有：豎直向下的重力、A給B的垂直于AB接觸面的兩個支持力，一共3個力作用；木箱A受力有：豎直向下的重力、B給A的垂直于AB接觸面的兩個壓力、斜面給A的垂直于斜面向上的支持力、斜面給A的沿斜面向上的摩擦力，共5個力作用，故選A?！敬鸢浮緼考點一對牛頓第三定律的理解1．對牛頓第三定律的理解，下列說法中正確的是()A．當(dāng)作用力產(chǎn)生后，再產(chǎn)生反作用力；當(dāng)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，這兩個力在任何情況下都不會平衡【解析】D作用力和反作用力是等大、反向、同時產(chǎn)生、同時消失、同性質(zhì)的力，作用效果不能被抵消，故D正確。2．一個榔頭敲在一塊玻璃上把玻璃打碎了。對于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．榔頭對玻璃的作用力大于玻璃對榔頭的作用力，所以玻璃才碎裂B．榔頭受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔頭比玻璃能夠承受更大的力才沒有碎裂C．榔頭和玻璃之間的作用力是等大的，只是由于榔頭比玻璃能夠承受更大的力才沒有碎裂D．因為不清楚榔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】C榔頭對玻璃的作用力與玻璃對榔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。3．(多選)下列說法正確的是()A．跳高運動員起跳時，地面對運動員的支持力大小等于運動員對地面的壓力大小B．汽車加速前進時，車對人向上的支持力與人對車向下的壓力大小相等C．雞蛋撞擊石頭，蛋碎石全，是因為雞蛋對石頭的作用力小于石頭對雞蛋的作用力D．乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球的慣性小【解析】ABD跳高運動員起跳時，地面對運動員的支持力與運動員對地面的壓力是一對相互作用力，等大、反向、共線，故A正確；汽車對人向上的支持力與人對汽車向下的壓力是一對相互作用力，它們始終大小相等，方向相反，故B正確；雞蛋對石頭的力與石頭對雞蛋的力是一對相互作用力，總是等大、反向、共線，故C錯誤；慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越小，慣性越小，乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球的慣性小，故D正確。4．第24屆冬季奧林匹克運動會將在2022年由北京市和張家口市聯(lián)合舉辦。越野滑雪是比賽項目之一，如圖所示是運動員在賽道上滑行的簡化情境，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【解析】C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。5．(多選)關(guān)于反作用力在日常生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，下列說法中正確的是()A．在平靜的水面上，靜止著一只小船，船上有一人，人從靜止開始從小船的一端走向另一端時，船向相反方向運動B．汽車行駛時，通過排氣筒向后排出尾氣，從而獲得向前的反作用力即動力C．如圖所示，是農(nóng)田灌溉用的自動噴水器，當(dāng)水從彎管的噴嘴噴射出來時，彎管會自動轉(zhuǎn)向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】ACD人從小船的一端走向另一端時，要受到船給人的摩擦力，方向與人行走的方向相同，根據(jù)牛頓第三定律知，人對小船也有一個摩擦力，其方向與人行走的方向相反，因此船將在這個摩擦力的作用下改變運動狀態(tài)，向人行走的相反方向運動，選項A正確；汽車行駛時，通過排氣筒向后排出尾氣，雖然尾氣對排氣筒有反作用力，但畢竟很小，并不是汽車動力的來源，選項B錯誤；農(nóng)業(yè)灌溉用的自動噴水器，當(dāng)水從彎管的噴嘴噴射出來時，彎管在水的反作用力的推動下會自動旋轉(zhuǎn)，大大增加了噴水的面積，選項C正確；烏賊通過身體側(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，選項D正確。6．關(guān)于馬拉車的下列說法正確的是()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．不論車如何運動，馬拉車的力大小總等于車拉馬的力D．只有當(dāng)馬拉車不動或馬拉車勻速前進時，馬拉車的力大小才等于車拉馬的力【解析】C馬拉車時，不論車如何運動，馬拉車的力與車拉馬的力都是一對相互作用力，二者總是大小相等的，故C正確，A、B、D錯誤。7．如圖甲所示，把兩個力傳感器的掛鉤鉤在一起，讓一個大人與一個小孩向相反方向拉，大人很輕松地就能將小孩拉過來。如果兩個力傳感器與計算機相連，就能很容易地顯示出兩個拉力隨時間變化的圖像，如圖乙所示。由圖像可以得出的正確結(jié)論是()甲乙A．作用力與反作用力的大小總是相等B．作用力與反作用力的大小不相等C．作用力與反作用力的作用時間不相等D．作用力與反作用力的方向相同【解析】A觀察F-t圖像，圖線關(guān)于t軸對稱，表明作用力和反作用力的大小始終相等，方向始終相反，變化的情況完全相同，故A正確，B、D錯誤；從圖像中可看出，作用力與反作用力同時產(chǎn)生、同時消失，作用時間相同，C錯誤?？键c二一對平衡力與一對作用力與反作用力的區(qū)別8．如圖所示是火箭加速上升時的照片，此時噴出氣體對火箭作用力的大小()A．等于火箭的重力B．等于火箭對噴出氣體的作用力C．小于火箭對噴出氣體的作用力D．大于火箭對噴出氣體的作用力【解析】B火箭勻速上升時，噴出氣體對火箭作用力才等于火箭的重力，選項A錯誤；噴出氣體對火箭的作用力與火箭對噴出氣體的作用力是一對作用力與反作用力，大小相等，選項B正確，C、D錯誤。9．如圖所示，用質(zhì)量不計的輕細繩L1和L2將A、B兩重物懸掛起來，下列說法正確的是()A．L1對A的拉力和L2對A的拉力是一對平衡力B．L2對A的拉力和L2對B的拉力是一對作用力與反作用力C．L2對B的拉力和B受到的重力是一對作用力與反作用力D．L2對B的拉力和B對L2的拉力是一對作用力和反作用力【解析】DA受到重力、L1的拉力和L2的拉力處于平衡狀態(tài)，故L1對A的拉力和L2對A的拉力不是一對平衡力，A錯誤；L2對A的拉力和L2對B的拉力，施力物體相同，故不是一對相互作用力，B錯誤；L2對B的拉力和B受到的重力是一對平衡力，C錯誤；L2對B的拉力和B對L2的拉力是一對作用力與反作用力，D正確?？键c三物體受力的初步分析10．如圖所示，質(zhì)量為m的AB桿靠在平臺的拐角上處于靜止?fàn)顟B(tài)，拐角處光滑，則地面對桿A端施加的作用力為()A．支持力和摩擦力 B．支持力C．摩擦力 D