2019人教版 必修一 第三章 第三节 牛顿第三定律

2019人教版必修一第三章第三节牛顿第三定律【学习目标】1.知道作用力和反作用力的概念.2.理解牛顿第三定律的确切含义.3.理解一对平衡力与一对作用力和反作用力的区别.4.能用牛顿第三定律解决简单问题。1.作用力与反作用力:(1)定义:两个物体之间的作用是_____的,物体之间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力,我们可以把其中的任意一个力叫作作用力,则另一个力就叫作_________。相互反作用力【课前自主预习】(2)施力物体与受力物体:_________的两个物体互为施力物体和受力物体。相互作用(3)几对常见的作用力和反作用力:作用力反作用力重力地球对物体的吸引物体对_____的吸引拉力手对弹簧的拉力_____对手的拉力压力重物对水平桌面的压力水平桌面对_____的支持力地球弹簧重物2.牛顿第三定律:(1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_____,方向_____,作用在_________上。(2)表达式:(作用力)F=-F′(反作用力),式中的“-”号表示方向_____。相等相反一条直线相反1.关于作用力与反作用力的说法中,正确的是(

)A.作用力与反作用力的性质不一定相同B.作用力与反作用力的大小相等、方向相反、它们的作用效果可以抵消【题组自测】C.书静止在水平桌面上,书受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力D.大人和小孩掰手腕,虽然小孩输了,但是小孩给大人的力等于大人给小孩的力【解析】选D。作用力和反作用力同性质,同大小,作用在不同物体上,因此效果不能抵消。故A、B、C错,D对。2.下列说法正确的是(

)A.起重机用钢索加速吊起货物时,钢索对货物的力大于货物对钢索的力B.子弹能射入木块是因为子弹对木块的力大于木块对子弹的阻力C.大人与小孩相撞时,大人对小孩的撞击力大于小孩对大人的撞击力D.将图钉按入木板,图钉对木板的力和木板对图钉的力大小是相等的【解析】选D。钢索对货物的力与货物对钢索的力是一对作用力与反作用力,总是大小相等,选项A错误;子弹对木块的力与木块对子弹的力是一对作用力与反作用力,选项B错误;大人对小孩的撞击力与小孩对大人的撞击力是一对作用力与反作用力,总是大小相等,选项C错误;图钉对木板的力和木板对图钉的力是一对作用力与反作用力,大小相等,选项D正确。3.物体静止在一固定在水平地面上的斜面上,下列说法正确的是(

)A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C.物体所受重力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力D.物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力【解析】选B。作用力和反作用力一定是同种性质的力,并且分别作用在两个物体上;而一对平衡力不一定是同种性质的力,且作用在一个物体上。A项中两力性质相同,并分别作用在两个物体上,故是一对作用力和反作用力,而不是一对平衡力,A错误;B项中也是同种性质的力,并分别作用在两个相互作用的物体上,是一对作用力和反作用力,B正确;物体所受重力的施力物体是地球,重力的反作用力应作用在地球上,斜面对物体的作用力是作用在物体上,C错误;另外,对物体所受重力的分解,无论怎样分解,任何一个分力都应该作用在物体上,而不是作用在斜面上,D错误。主题一作用力与反作用力【问题探究】1.如图甲所示,用手向下压桌子。如图乙所示,A、B两队人员进行拔河比赛。如图丙所示,磁铁相互吸引而使小车运动。【课堂合作探究】试完成表格中的问题。两物体的情景两物体间是否存在作用力和反作用力(选填“是”或“否”)运动时___静止时___接触时___不接触时___是是是是2.由1我们可以得出作用力和反作用力有怎样的依赖关系?(1)作用力和反作用力总是_________。(2)作用力和反作用力同时_____,同时_____,同时_____。互相依存产生变化消失【探究总结】作用力和反作用力的三点性质(1)同质性:作用力和反作用力是同一性质的力,即作用力是弹力,反作用力也是弹力。(2)异体性:作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各自对自己的受力物体产生作用效果,所以它们产生的作用效果不会抵消。(3)普遍性:作用力和反作用力的关系适用于任何物体之间,与物体的运动状态无关,与参考系的选择也无关。【典例示范】2016年8月21日里约奥运会中国排球队主攻手朱婷得到179分,在朱婷用手掌奋力将球击出时,下列说法正确的是(

)A.手掌对排球作用力的大小大于排球对手掌作用力的大小B.手掌对排球作用力的大小等于排球对手掌作用力的大小C.排球对手掌的作用力晚于手掌对排球的作用力D.手掌对排球作用力与排球对手掌作用力是平衡力【解析】选B。排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等、方向相反,故A、D错误,B正确;一对作用力与反作用力同时产生、同时消失,所以排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力同时产生,故C错误。【探究训练】1.关于作用力与反作用力,下列说法中正确的有(

)A.物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,故这两个力合力为零C.作用力与反作用力可以是不同性质的力,例如,作用力是弹力,其反作用力可能是摩擦力D.作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上【解题指南】解答本题时可以把握以下两点:(1)作用力与反作用力的依赖关系。(2)作用力与反作用力的性质。【解析】选D。物体相互作用时,作用力与反作用力同时产生,A错,D对;因为作用力与反作用力不作用在同一物体上,谈不上合力为零,B错;作用力与反作用力是同性质的力,故C错。2.如图,人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有(

)A.一对B.两对C.三对 D.四对【解析】选C。人走路时受到三个力的作用,即重力、地面对人的支持力和地面对人的摩擦力。因为力的作用总是相互的,是成对出现的,所以这三个力的反作用力分别是人对地球的吸引力、人对地面的压力和人对地面的摩擦力,所以人走路时与地球间有三对作用力和反作用力,故C选项正确,A、B、D错误。【补偿训练】1.(多选)一物体静止在水平桌面上,则下列说法正确的是(

)A.桌面对物体的支持力与物体所受的重力是一对平衡力B.物体对桌面的压力就是物体的重力,它们的性质相同C.物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力D.物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对平衡力【解析】选A、C。物体受重力和支持力作用而静止,处于二力平衡状态,选项A正确。物体对桌面的压力在性质上是弹力,物体的重力与这个弹力是不同性质的力,选项B错误。物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力,选项C正确,选项D错误。2.(多选)下面关于飞行器与火箭上天的情形叙述正确的是(

)A.火箭尾部向外喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力D.飞行器进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力【解析】选A、D。火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推动力,此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关,因此选项B、C错误,选项A正确。飞行器进入轨道之后,飞行器与地球之间依然存在相互吸引力,即地球吸引飞行器,飞行器吸引地球,这就是一对作用力与反作用力,故选项D正确。3.(多选)如图所示,P和Q叠放在一起,静止在水平桌面上,在以下各对力中属于作用力和反作用力的是

(

)A.P所受重力和Q对P的支持力B.P对Q的压力和Q对P的支持力C.P所受重力和P对Q的压力D.Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力【解析】选B、D。P所受重力和Q对P的支持力是一对平衡力;P对Q的压力和Q对P的支持力是一对作用力和反作用力;P所受重力和P对Q的压力两力虽等大同向,但性质、作用物体等均不相同;Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力是一对作用力与反作用力,故B、D正确,A、C错误。4.(多选)一根轻质弹簧竖直悬挂在天花板上,下端悬挂一小球,小球和弹簧的受力如图所示,下列说法正确的是(

)A.F1的施力者是弹簧B.F2的反作用力是F3C.F3的施力者是小球 D.F4的反作用力是F1【解析】选B、C。F1是小球的重力,其施力物体是地球,故选项A错误;F2是弹簧对小球的拉力,F3是小球对弹簧的拉力,两力是一对作用力与反作用力,故选项B正确;F3是小球对弹簧的拉力,所以F3的施力物体是小球,故选项C正确;F4与F1没有直接关系,不是一对作用力与反作用力,故选项D错误。主题二牛顿第三定律【问题探究】1.如图所示,把A、B两只弹簧测力计连接在一起,用手拉弹簧测力计。两弹簧测力计的读数有什么关系?拉力的方向有什么关系?提示:两弹簧测力计的读数相同,拉力的方向相反。2.结合表格分析两只弹簧测力计的读数的关系。条件A、B读数是否相同A弹簧测力计不动,用B弹簧测力计拉A_____B弹簧测力计不动,用A弹簧测力计拉B_____A、B对拉,同时两弹簧测力计匀速运动_____A、B对拉,同时两弹簧测力计加速运动_____相同相同相同相同3.由1、2我们可以得出作用力和反作用力的关系是怎样的?两物体之间的作用力和反作用力_______________________。总是大小相等,方向相反【探究总结】1.牛顿第三定律中“总是”的含义:(1)不管物体大小形状如何,例如大物体与大物体之间,或者大物体与小物体之间,还是任何形状的物体之间,其相互作用力总是大小相等、方向相反的。(2)不管物体的运动状态如何,例如静止的物体之间,运动的物体与静止的物体之间,其相互作用力总是大小相等、方向相反的。(3)作用力和反作用力的产生、变化和消失总是同时的,两者中若有一个产生、变化或消失,则另一个必然同时产生、变化或消失。2.作用力与反作用力和平衡力的区别:一对力比较项目一对平衡力一对作用力与反作用力不同点作用对象两个力作用在同一物体上两个力分别作用在两个不同物体上涉及物体三个物体两个物体力的性质性质不一定相同性质一定相同一对力比较项目一对平衡力一对作用力与反作用力不同点作用效果两个力共同作用的效果是使物体处于平衡状态两个力的效果分别表现在相互作用的两个物体上,各自独立产生作用效果共同点

大小相等、方向相反、作用在同一条直线上【典例示范】(多选)如图所示的“押加”是我国少数民族体育项目之一,又称大象拔河。比赛中,甲、乙双方通过腿、腰、肩和颈用“力”拖动布带互拉,以决胜负。以下关于比赛过程中的说法正确的是(

)A.在僵持状态下,甲拉绳的力与乙拉绳的力是一对平衡力B.在僵持状态下,乙对甲的拉力与乙对地面的摩擦力是一对平衡力C.甲若获胜是因为甲的拉力大于乙的拉力D.甲、乙拖动布带互拉的力一定大小相等【解题指南】解答本题应明确以下两点:(1)僵持的条件:绳的拉力与任何一方受地面的静摩擦力平衡。(2)胜负的条件:与地面的最大静摩擦力较大的一方获胜。【解析】选A、D。在僵持状态下,绳处于静止状态,在水平方向上,甲与乙的拉力相互平衡,是一对平衡力,选项A正确;乙对甲的拉力是甲受到的,乙对地面的摩擦力是地面受到的力,两个力不在同一物体上,不是平衡力,选项B错误;甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对相互作用力,大小相等,所以选项C错误,选项D正确。【探究训练】如图所示,用细绳把小球悬挂起来,当小球静止时,下列说法中正确的是(

)A.小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力B.小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力C.小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力D.小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力【解析】选C。对小球受力分析,受地球对其的重力,细绳对其向上的拉力,小球保持静止状态,加速度为零,合力为零,故重力和拉力是一对平衡力;细绳对小球的拉力的反作用力是小球对细绳向下的拉力,这两个力是一对相互作用力,故A、B、D错误,C正确。【补偿训练】1.用牛顿第三定律判断下列说法中正确的是(

)A.马拉车时,只有马对车的拉力大于车对马的拉力时才能前进B.物体A静止在物体B上,A的质量是B的质量的10倍,所以A作用于B的力大于B作用于A的力C.轮船的螺旋桨旋转时向后推水,水同时给螺旋桨一个作用力D.发射火箭燃料点燃后,喷出的气体给空气一个作用力,空气施加的反作用力推动火箭前进【解析】选C。马对车的拉力和车对马的拉力是一对作用力与反作用力,大小始终相等,选项A错误;A对B的压力与B对A的支持力是一对作用力与反作用力,大小相等,选项B错误;力的作用是相互的,轮船的螺旋桨对水施力的同时,水对螺旋桨也施力,选项C正确;火箭喷出气体时,火箭受到气体的反作用力而获得前进的动力,选项D错误。2.(多选)下列说法正确的是

(

)A.拔