2023-2024学年粤教版必修第一册 第四章　第四节　牛顿第三定律 课件（54张）

第四节牛顿第三定律核心素养目标物理观念(1)知道力的作用是相互的，了解作用力和反作用力的概念。(2)能正确表述牛顿第三定律。科学思维(1)能把一个力的反作用力和这个力的平衡力区分开。(2)会对物体进行初步的受力分析，并解释物理现象或者解决实际问题。科学探究通过实验探究，了解两个物体间作用力与反作用力大小和方向的关系。科学态度与责任能应用牛顿第三定律分析和解决实际问题。CONTENTS目录新知预览·抓必备素养浸润·提能力知能演练·重落实课时跟踪检测新知预览·抓必备高效学习夯基固本1知识点一作用力与反作用力1．力的作用是相互的：力是物体与物体之间的________，只要有力，就一定存在着受力物体和____物体。2．作用力与反作用力：一个物体对另一个物体有作用力时，____也受到另一物体对它的作用力，它们总是成对出现的。我们把两个物体间的这种相互作用力称为作用力与反作用力。相互作用施力同时知识点二探究作用力与反作用力的关系1．实验1：过程如图甲所示，把两个弹簧测力计甲和乙连接在一起，用手拉甲。(1)实验过程：a.两个弹簧测力计的示数F与F′是相等的；b.改变拉力，弹簧测力计的示数F与F′也都随之改变，但两个示数F与F′总相等。(2)实验结论：作用力与反作用力大小____、方向____。相等相反2．实验2：把两个小磁针放在桌面上，小磁针A位于圆心处，磁针B位于圆周上，如图乙所示。(1)实验过程：分析磁针A和磁针B所受到磁力的方向。让磁针B绕着磁针A在圆周上缓慢运动。在磁针B运动的过程中，观察两个磁针的指向，分析两个磁针所受磁力的方向。(2)实验结论：磁针A和磁针B所受磁力在同一直线上且方向相反。这说明它们之间的作用力与反作用力的方向相反，作用在同一直线上。3．实验3：用力传感器替代实验1中的弹簧测力计(如图丙所示)。在计算机上建立F­t图像，记录两个传感器的力随时间变化的图线。(1)实验过程：在保持传感器静止的状态下对拉。在传感器运动的状态下对拉。观察两条图线(如图丁所示)，会有什么发现？(2)实验结论：两条图线关于t轴对称，如图丁所示，不管是静止状态还是运动状态，两个力传感器之间的作用力总是大小相等、方向相反。知识点三牛顿第三定律的表述1．内容：两个物体之间的作用力F与反作用力F′总是大小____、方向____，作用在__________上。2．表达式：F＝－F′(负号表示方向相反)。相等相反同一条直线如图所示的是游客乘坐马车观光的场景，马拉着车在公路上加速前进。(1)由于马车加速前进，马拉车的力大于车拉马的力。

()(2)只有马车匀速前进，马拉车的力才等于车拉马的力。

()(3)马拉车的力与车拉马的力是一对平衡力，大小始终相等。

()(4)马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力，大小始终相等。()(5)马拉车的力与车拉马的力是同一性质的力。

()×××√√素养浸润·提能力互动探究重难突破2要点一对牛顿第三定律的理解在拔河游戏中，两个队通过绳子中的张力作用，对彼此施加的力大小和方向怎样？提示：大小相等、方向相反。1．作用力和反作用力的三个性质2．作用力和反作用力的四个特征等值作用力和反作用力大小总是相等的反向作用力和反作用力方向总是相反的共线作用力和反作用力总是作用在同一条直线上同性质作用力和反作用力的性质总是相同的【典例1】第24届“冬季奥林匹克运动会”于2022年由北京市和张家口市联合举办。越野滑雪是比赛项目之一，如图所示，运动员在赛道上滑行时，关于滑雪板与赛道之间的相互作用力，下列说法正确的是(

)A．滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力B．滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力C．滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等D．滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同解析滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力是一对作用力和反作用力，二者大小相等、方向相反，故C正确，A、B、D错误。C|规律方法|牛顿第三定律中“总是”的含义及理解“总是”是指对于任何物体、在任何情况下，作用力和反作用力的关系都成立。具体理解：(1)不管物体的大小、形状如何，其作用力和反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，其作用力和反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和消失总是同时的。两者中若有一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失。

1．用球拍将飞来的乒乓球打回，下列说法正确的是(

)A．若球被打回的速度较大，球拍击球的力大于球对球拍的力B．若球被打回的速度较大，球拍击球的力小于球对球拍的力C．球拍击球的力总大于球对球拍的力D．球拍击球的力与球对球拍的力总是大小相等解析：用球拍将飞来的乒乓球打回，球拍击球的力与球对球拍的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知它们总是大小相等、方向相反，故选D。D

2．关于在日常生活和生产中应用反作用力的例子，下列说法中错误的是(

)A．运动员在跳高时总是要用力蹬地面，才能向上弹起B．大炮发射炮弹时，炮身会向后退C．农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管会自动旋转D．乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去B

解析：运动员在跳高时总是要用力蹬地面，当他对地面的力大于重力时，根据牛顿第三定律，地面对他的力也大于重力，此时他才能向上弹起，故A正确；大炮发射炮弹时，炮身会向后退，这是需要防止的，而不是应用，故B错误；农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，由于水的反作用力，弯管会自动旋转，故C正确；乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，由于水的反作用力，乌贼就会向相反方向游去，故D正确。要点二一对相互作用力与一对平衡力的比较1．一对相互作用力与一对平衡力的比较

一对相互作用力一对平衡力

不同点

作用对象作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在叠加性两力作用效果不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为零力的性质一定是同种性质的力可以是同种性质的力，也可以是不同性质的力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上2．区分一对相互作用力与一对平衡力的方法(1)看研究对象：一对作用力和反作用力作用在不同物体上，而一对平衡力作用在同一物体上。(2)看依存关系：一对作用力和反作用力同生同灭，相互依存，而一对平衡力则彼此没有依存关系。【典例2】如图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上，静止不动，下列说法正确的是(

)A．水平力F跟墙壁对物体的支持力是一对作用力和反作用力B．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力和反作用力C．物体受到的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对平衡力解析

水平力F跟墙壁对物体的支持力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，在一条直线上，是一对平衡力，A错误；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是作用力和反作用力，B错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力和墙壁对物体的竖直向上的静摩擦力，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，C正确；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力和反作用力，D错误。

C1．有一种台灯，灯头与底座通过一根可调整弯曲程度的塑料细杆相连。如图所示，甲、乙为同一台灯放在水平桌面上细杆弯曲程度不同的两种状态，以下说法正确的是(

)A．甲状态台灯对桌面的压力比乙的大B．甲状态细杆对灯头的弹力比乙的大C．乙状态台灯受到的重力与桌面对台灯的支持力是一对相互作用力D．乙状态台灯对桌面的压力与桌面对台灯的支持力是一对相互作用力D

解析：由整体法，甲、乙两种状态时台灯对桌面压力的大小都等于台灯重力的大小，所以A错误；甲、乙两种状态时细杆对灯头弹力的大小都等于灯头的重力，所以B错误；乙状态时台灯受到的重力与桌面对台灯的支持力是一对平衡力，所以C错误；乙状态时台灯对桌面的压力与桌面对台灯的支持力是一对相互作用力，所以D正确。2．“肥胖”已成为当前影响人类健康的一大问题，因此有一个标准的身材已成为很多人的理想，为使全民有一个健康的体魄，很多医院都有测量“肥胖指数”的身高、体重测量计。如图所示，人静止站在测力计上，下列说法中正确的是(

)A．人对测力计的压力与测力计对人的支持力是一对平衡力B．人对测力计的压力与测力计对人的支持力是一对作用力和反作用力C．人所受的重力与人对测力计的压力是一对平衡力D．人所受的重力与人对测力计的压力是一对作用力和反作用力解析：人对测力计的压力与测力计对人的支持力是一对作用力和反作用力，故选项A错误，选项B正确；人所受的重力和人对测力计的压力，既不是一对平衡力，也不是一对作用力和反作用力，故选项C、D错误。B

要点三物体的受力分析1．受力分析常用的两种方法方法步骤方法优点整体法将整个系统或整个过程进行整体分析、研究的方法避开了中间环节的繁琐推算隔离法将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析的方法看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形2．受力分析的四个步骤【典例3】(多选)如图所示，质量均为m的两木块a与b叠放在水平地面上，a、b分别受到两个水平拉力的作用，两力大小均为F，两木块保持静止状态，则(

)A．a、b之间一定存在静摩擦力B．b与地面之间一定存在静摩擦力C．b与地面之间一定不存在静摩擦力D．地面对b的支持力一定大于2mg解析由于两木块静止，对a进行受力分析可知，a受向右的拉力作用而有向右的运动趋势，故a一定受到b对a向左的静摩擦力作用，选项A正确；对a、b整体分析可知，整体在水平方向上所受的拉力的合力为0，故b与地面间没有摩擦力，选项B错误，选项C正确；对a、b整体分析可知，在竖直方向上受力平衡，故地面对b的支持力一定等于2mg，选项D错误。AC|规律方法|判断力是否存在的方法(1)依据力的产生条件：根据各种性质的力产生的条件进行判断，如弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变；摩擦力产生的条件是相互接触、有弹力且有相对运动或相对运动趋势。(2)依据作用力和反作用力的关系：利用作用力和反作用力的关系来检验力是否存在，因为研究对象所受的每个力都有施力物体或反作用力，找不到施力物体或没有反作用力的力是不存在的。(3)依据物体所处的运动状态：力的作用效果与物体的运动状态之间有着相互制约的关系。对有些力是否存在，或力的方向难以确定时，可依据物体所处的运动状态，运用物体的平衡条件或牛顿运动定律来判断。

1．如图所示的是某选手骑摩托车飞跃过程中的极限动作的频闪照片。关于骑手(含摩托车)在空中的受力情况分析，说法正确的是(

)A．不受力的作用B．受重力、空气阻力的作用C．受重力和牵引力、空气阻力的作用D．仅受到重力作用解析：当骑手(含摩托车)在空中运动时，由于速度较快，骑手的迎风面积较大，所以要考虑空气阻力作用，由于已离开地面，不受地面的摩擦力作用，则不受牵引力作用，因此骑手受重力和空气阻力的作用，故B正确。B

2．下图中各物体的受力示意图或受力分析正确的是(

)A

解析：A项中物体随皮带向下匀速运动，受到重力、皮带的支持力和静摩擦力，物体有沿皮带向下运动的趋势，受到的静摩擦力沿皮带向上，A正确；B项中的铁块受三个力不能平衡，少了墙壁给它的水平向左的弹力，B错误；C项中木板受到重力、墙的弹力和地面的弹力以及地面的静摩擦力，其中墙对木板的弹力应该是水平向右的，C错误；D项中木块在推力F、墙壁的支持力和重力的共同作用下，可能不会与墙壁产生相对运动趋势，所以木块可能不受摩擦力，D错误。知能演练·重落实内化知识巩固技能31．如图所示，将吹足气的气球由静止释放，气球内气体向后喷出，气球会向前运动，这是因为气球受到(

)A．重力B．手的推力C．空气的浮力D．喷出气体对气球的反作用力解析：气球内气体向后喷出时，气球对喷出的气体有向后的作用力，喷出的气体对气球有向前的反作用力，使气球向前运动。故D正确。D

2．如图所示，吊在天花板上的电扇所受重力为G，静止时固定杆对它的拉力为F，扇叶水平转动后，固定杆对它的拉力为F′，则(

)A．F＝G、F＝F′B．F＝G、F＜F′C．电扇静止时，固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力D．扇叶水平转动后，固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力解析：电扇静止时，有F＝G，而扇叶水平转动后，向下吹风，对空气有向下的作用力，根据牛顿第三定律，空气对扇叶有向上的作用力，此时固定杆对电扇的拉力F′＜G，得F′＜F，选项A、B错误；固定杆对电扇的作用力与电扇对固定杆的作用力为一对作用力和反作用力，故两者总是等大反向，选项C正确，D错误。C

3．如图所示，重力为G的扫地机器人在水平地板上行驶，地板对扫地机器人的支持力为FN，扫地机器人对地板的压力为FN′，下列说法正确的是(

)A．当扫地机器人加速行驶时，FN大于FN′B．当扫地机器人减速行驶时，FN大于FN′C．当扫地机器人匀速行驶时，G与FN′是一对平衡力D．无论扫地机器人如何运动，FN的大小和FN′的大小总相等解析：扫地机器人在水平地面上行驶，地面对扫地机器人的支持力和扫地机器人对地面的压力是一对相互作用力，总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，与扫地机器人如何运动无关；G与FN是一对平衡力，故选项A、B、C错误，D正确。D

4．如图所示，滑杆和底座静止在水平地面上，质量为M，一质量为m的猴子沿杆匀速下滑，则底座对地面的压力为(

)A．mg

B．MgC．(M－m)g D．(M＋m)g解析：以猴子为研究对象，分析猴子的受力如图甲所示。在竖直方向上受重力mg和杆对猴子的摩擦力f，则有mg＝f ①滑杆和底座受力如图乙所示，受重力Mg、支持力FN，猴子对杆的摩擦力f′三力平衡，则有FN＝Mg＋f′ ②由牛顿第三定律得f′＝f ③由①②③解得FN＝Mg＋mg由牛顿第三定律得底座对地面的压力为FN′＝FN＝Mg＋mg，方向竖直向下。故选项D正确。D

课时跟踪检测41．对牛顿第三定律的理解，下列说法正确的是(

)A．当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失B．弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力C．甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力D．作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡解析：作用力和反作用力是等大、反向、同时产生、同时变化、同时消失、同性质的力，作用效果不能抵消，故只有选项D正确。D

2．下列对于作用力、反作用力和平衡力的认识，正确的是(

)A．平衡力的合力为零，作用效果相互抵消；作用力与其反作用力的合力也为零，作用效果也相互抵消B．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，平衡力的性质不一定相同C．作用力和反作用力同时产生、同时消失、同时变化，平衡力也是如此D．先有作用力，接着才有反作用力，平衡力却是同时作用在同一物体上解析：平衡力等大、反向、作用在同一物体上，力的性质可以不同，作用效果可以抵消；作用力和反作用力等大、反向、同时产生、同时变化、同时消失且力的性质相同，作用效果不能抵消，故选项B正确。B

A．受重力、斜面支持力、沿斜面向下的摩擦力B．受重力、沿斜面向上的冲力、斜面的支持力C．受重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的摩擦力D．受重力、斜面的支持力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的摩擦力3．如图所示，高速公路的长陡下坡路段右边通常会建避险车道，避险车道是指在长陡下坡路段行车道外侧增设的供刹车失灵车辆驶离主道安全减速的专用车道。有一辆货车刹车失灵，司机关闭发动机后冲上避险车道，在向上冲的过程中，关于该货车受到的力，下列说法正确的是(

)解析：车受重力、斜面支持力、沿斜面向下的摩擦力，没有冲力，A正确，B、C、D错误。A

4．如图所示的是一种有趣好玩的感应飞行器的示意图，主要通过手控感应飞行，它的底部设置了感应装置。只需要将手置于离飞行器底部一定距离处，就可以使飞行器静止悬浮在空中，操作十分方便。下列说法正确的是(

)A．空气对飞行器的作用力方向竖直向上B．手对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力C．空气对飞行器的作用力和空气对手的作用力是一对作用力和反作用力D．因为空气会流动，所以螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的作用力大小不相等A

解析：飞行器静止悬浮在空中时受到重力和空气对飞行器的作用力，处于平衡状态，可知空气对飞行器的作用力大小与重力相等，方向竖直向上，故A正确；结合A的分析可知，空气对飞行器的作用力和飞行器的重力是一对平衡力，手对飞行器没有作用力，故B错误；空气对飞行器的作用力的施力物体是空气，受力物体是飞行器，空气对手的作用力的施力物体是空气，受力物体是手，两个力涉及三个物体，不是一对作用力和反作用力，故C错误；螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等、方向相反，故D错误。5．矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼­20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力f，下列受力分析示意图可能正确的是(

)解析：由题给信息可知，升力F2与速度方向垂直，B、D错误；空气阻力f与速度方向相反，C错误，故A正确。A

6．一高中校运动会跳远比赛时，某同学进行比赛，如图所示，则下列说法正确的是(

)A．该同学起跑时，地面对他的作用力大于他对地面的作用力B．该同学踩在踏板上腾空的瞬间，踏板对他的作用力大于他对踏板的作用力C．该同学陷进沙坑的过程中，沙对他的作用力小于他对沙的作用力D．该同学陷进沙坑的过程中，沙对他的作用力等于他对沙的作用力解析：地面对人的作用力与人对地面的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，A错误；踏板对人的作用力与人对踏板的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，B错误；该同学陷进沙的过程中，沙对人的作用力与人对沙的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，C错误，D正确。D

7．如图所示，在孩子与爸爸“掰手腕”的游戏中，下列说法正确的是(

)A．爸爸“掰倒”孩子时，爸爸对孩子的力大于孩子对爸爸的力B．爸爸“掰倒”孩子时，爸爸对孩子的力等于孩子对爸爸的力解析：物体间力的作用是相互的，在孩子与爸爸“掰手腕”的游戏中，不管是爸爸“掰倒”孩子还是孩子“掰倒”爸爸，爸爸对孩子的力都等于孩子对爸爸的力，选项B正确。B

C．孩子“掰倒”爸爸时，孩子对爸爸的力大于爸爸对孩子的力D．孩子“掰倒”爸爸时，孩子对爸爸的力小于爸爸对孩子的力8．如图所示，只有B物体左面是光滑的，其余各接触面都是粗糙的。如果用水平力F将物体A和B压紧在竖直墙上不动，则物体A受到的摩擦力的情况是(

)A．左、右都受向上的摩擦力B．左侧受向上的摩擦力，右侧受向下的摩擦力C．左、右都受向下的摩擦力D．左侧受向下的摩擦力，右侧受向上的摩擦力解析：B物体左面是光滑的，说明B左侧只受水平力F的作用，B右侧受到向上的摩擦力，与其重力平衡，A物体左侧受B右侧施加的向下的摩擦力，A还受到向下的重力，则A物体右侧一定受向上的摩擦力，故D正确。D

9．如图所示的情形中，没有涉及牛顿第三定律的是(

)A．气垫船靠旋转的螺旋桨获得动力

B．战斗机在行进途中抛弃副油箱C．喷水龙头自动旋转使喷水均匀

D．玩具火箭靠喷出火药飞上天空

解析：气垫船旋转的螺旋桨推动水的作用力与水推动螺旋桨的作用力(动力)是一对作用力和反作用力；战斗机在行进途中抛弃副油箱是为了减小惯性，提高灵活性；喷水龙头向外喷水的力与水对水龙头的力是一对作用力和反作用力；玩具火箭喷出火药的力与火药对玩具火箭的力是一对作用力与反作用力。综上所述，没有涉及牛顿第三定律的选项是B。B

10．一架客机在起飞不久后遭遇小鸟撞击，导致两个发动机中的一个无法正常工作，下列关于小鸟和飞机相撞时的说法正确的是(

)A．小鸟对飞机的作用力比飞机对小鸟的作用力大B．飞机对小鸟的作用力比小鸟对飞机的作用力大C．小鸟对飞机的作用力与飞机对小鸟的作用力一样大D．主动撞击的一方产生的作用力大解析：小鸟撞飞机的力与飞机撞小鸟的力是一对相互作用力，二者大小相等，故C正确，A、B、D错误。C

11．(多选)有一个木块放在水平