暑假新高一985培优讲义：第13讲 牛顿第三定律（解析版）

第13讲牛顿第三定律1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。2.理解牛顿第三定律的含义，并能用它解释生活中的现象。3.知道作用力、反作用力与平衡力的区别。一、作用力和反作用力牛顿第三定律1.力：力是物体对物体的作用，任何力一定同时存在着受力物体和施力物体。2.作用力和反作用力：当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。作用力和反作用力总是相互依赖、同时存在的。3.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。4.牛顿第三定律的表达式：F＝－F′，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反。5.牛顿第三定律的重要意义：牛顿第三定律全面揭示了作用力和反作用力的关系，除了“等大”“反向”“共线”，我们还需要着重掌握以下四个特征。异体作用力和反作用力分别作用在相互作用的两个物体上同性作用力和反作用力性质总是相同的同时作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失排他物体的运动状态和其他受力情况，对作用力和反作用力的关系没有影响6.一对作用力、反作用力与一对平衡力的比较作用力和反作用力平衡力受力物体两个一个力的性质相同无要求作用效果不可抵消相互抵消生死存亡相互依赖，同时产生，同时变化，同时消失无要求；注意变化后可能不再是一对平衡力二、物体受力的初步分析1.受力分析：分析物体受到哪些力，并将它们以力的示意图的形式表示出来，这一过程及方法叫受力分析。2.两条思路：(1)根据物体运动状态的变化分析。(2)根据各种力的特点，从相互作用的角度分析。3.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。当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运动规律来判断，必要时可以假设某个力存在或不存在。4.受力分析的方法和步骤：(1)明确研究对象：可以是某个物体、物体的一部分或几个物体组成的整体。(2)按照顺序分析受力：一般先分析重力；再分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；然后分析摩擦力，对凡有弹力作用处逐一进行分析；最后分析其他力。(3)画受力示意图：每分析一个力的同时画出它的示意图，为了便于观察，物体所受的各个力集中画在同一个作用点上。5.整体法与隔离法的选择项目整体法隔离法概念将运动状态相同的几个物体作为一个整体进行受力分析的方法将研究对象与周围物体分隔开进行受力分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力研究单个物体所受的作用力注意问题受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用一般隔离受力较少的物体考点一：作用力和反作用力牛顿第三定律【例1】如图所示，体育项目“押加”实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是（）A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜【答案】BD【详解】根据题意，由牛顿第三定律可知，甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对相互作用力，无论何种状态，都是大小相等，方向相反，对甲、乙两人及绳子为一整体进行研究，水平方向的外力就是地面分别对甲、乙两人的摩擦力；整体从静止到运动起来产生了加速度，故受外力不平衡，由此可判断甲所受摩擦力大于乙所受摩擦力。故选BD。考点二：受力分析【例2】如图所示，水平推力F使物体静止于斜面上，则（）A．物体一定受3个力的作用B．物体可能受3个力的作用C．物体一定受沿斜面向下的静摩擦力D．物体可能受沿斜面向下的静摩擦力【答案】BD【详解】设斜面与水平面的夹角为，若则物体所受摩擦力为零，物体受重力、支持力及推力3个力作用，若物体受到沿斜面向下的摩擦力，受物体受重力、支持力、推力和摩擦力4个力的作用，若物体受到沿斜面向上的摩擦力，受物体受重力、支持力、推力和摩擦力4个力的作用。故选BD。1．下列说法正确的是（）A．只有两物体处于平衡状态时作用力和反作用力才大小相等B．只有两个物体质量相同时作用力和反作用力才大小相等C．凡是大小相等，方向相反，作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力D．相互作用的一对力究竟称哪一个力是作用力是任意的【答案】D【详解】作用力与反作用力必是同时产生，一个力伴随着另一个力产生，如果是毫无关系的两个力即使是大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且分别作用在两个物体上，也不是作用力与反作用力，作用力与反作用力与物体质量关系无关，与物体运动状态无关，作用力与反作用力称哪个是作用力是任意的。故选D。2．如图，课本静止在水平桌面上，设课本对桌面的压力为F1，桌面对它的支持为F2，下列说法正确的是（）A．F1>F2 B．F1<F2 C．F1与F2方向相同 D．F1与F2方向相反【答案】D【详解】课本对桌面的压力与桌面对课本的支持力是一对相互作用力，二者大小相等，方向相反，作用于两个物体。故选D。3．如图所示，杯子置于水平桌面时，则下列说法正确的是（）A．力F1和力F2是一对平衡力 B．力F1和力F2是一对作用力和反作用力C．力F2和杯子的重力G施力物体相同 D．力F1的大小大于力F2的大小【答案】B【详解】ABD．杯子对桌面的压力和桌面对杯子的支持力是等大，反向，共线，作用于两个物体，两个物体之间的相互作用，所以是一对作用力和反作用力，故AD错误，B正确；C．力与杯子的重力都作用在杯子上，力的施力物体是桌面，杯子的重力的施力物体是地球，故C错误。故选B。4．在“用力传感器探究作用力与反作用力关系”的实验中，把两只力传感器勾在一起并与计算机相连，获得了如图所示的图像。由图像可知（）A．作用力与反作用力作用在同一个物体上B．作用力与反作用力合力为零C．作用力先变化，反作用力后变化D．作用力与反作用力等大【答案】D【详解】根据牛顿第三定律可知作用力与反作用力作用在不同的两个物体上，等大，反向，同时变化，两个力不能进行合成。故选D。5．如图所示，质量分别为mA、mB的物体A、B叠在一起，靠着竖直墙面由静止释放。它们沿粗糙墙面下落过程中，不计空气阻力。若，则物体A的受力示意图是（）A． B． C． D．【答案】A【详解】对AB整体进行受力分析，可知只受到重力的作用，墙壁对其没有支持力，否则物体会向右运动，因为整体与墙壁间没有弹力，所以不受到墙壁的摩擦力，即整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故AB间无弹力，对物体A进行受力分析可知只受到重力作用。故选A。6．一圆球和两块光滑板接触，底下的一块板水平。能正确画出小球受力图的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【详解】假设没有斜面，小球仍然处于静止，可知斜面与小球之间虽然接触，但是没有弹力，小球受重力和地面的支持力平衡。故选B。7．如图，小球A系在竖直拉紧的细线的下端，球恰好与光滑斜面接触并处于静止状态，则小球受到的力是（）A．重力和线的拉力B．重力、线的拉力和斜面对球的弹力C．重力和斜面对球的弹力D．重力和球对斜面的弹力【答案】A【详解】如图所示细绳竖直拉紧，说明细绳对小球的力为竖直方向，假设小球受斜面的弹力则弹力一定垂直于斜面向上，而重力竖直向下，拉力向上，则三力的合力不可能为零，故小球不可能处于平衡状态，故小球一定不受斜面的弹力，故小球只受重力和绳子对它的拉力。故选A。8．如图所示，一根竖直的轻弹簧悬挂在天花板上，下端连接一个质量为m的光滑，小球处于斜面和挡板之间，小球和斜面挡板均接触，下列说法正确的是（）A．若小球和斜面之间有弹力，则小球和挡板之间一定有弹力B．若小球与斜面之间有弹力，则小球和弹簧之间不一定有弹力C．若小球与挡板之间有弹力，则小球与弹簧之间一定有弹力D．若小球与挡板之间有弹力，则小球与斜面之间不一定有弹力【答案】AB【详解】AB．已知小球处于静止状态，即小球受力平衡。对小球受力分析，有重力，若小球和斜面之间有弹力，弹力方向斜向左上方与斜面垂直，将这个弹力分解到水平方向和竖直方向。要想使小球受力平衡：若小球与弹簧之间有弹力，则小球与挡板之间一定有弹力；若小球与弹簧之间没有弹力，则小球与挡板之间一定有弹力。所以，小球与挡板之间一定有弹力，小球与弹簧之间不一定有弹力，故AB正确；CD．已知小球处于静止状态，即小球受力平衡。对小球受力分析，有重力，若小球与挡板之间有弹力，弹力方向水平向右。要想使小球受力平衡：若小球与弹簧之间有弹力，小球与斜面之间一定有弹力；若小球与弹簧之间没有弹力，小球与斜面之间一定有弹力。所以若小球与挡板之间有弹力，小球与弹簧之间不一定有弹力，小球与斜面之间一定有弹力，故CD错误。故选AB。1．如图所示，甲、乙两位同学相隔一定距离站立在水平面上，然后伸出双掌水平相抵且稍微发力，若甲、乙两位同学始终处于静止状态。则（）A．甲对乙的推力是由于的乙手掌发生形变B．甲对乙的推力可能大于乙对甲的推力C．甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对相互作用力D．甲、乙两位同学受到的摩擦力与各自的重力成正比【答案】C【详解】A．甲对乙的推力是由于甲的手掌发生形变，从而产生对乙的推力，故A错误；BC．甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对相互作用力，大小相等，故B错误，C正确；D．甲、乙两位同学受到的静摩擦力与各自的重力无关，故D错误。故选C。2．以卵击石，鸡蛋破碎而石头完好，在这一相互作用过程中，下列说法正确的是（）A．鸡蛋对石头的作用力比石头对鸡蛋的作用力小B．先有鸡蛋对石头的作用力，后有石头对鸡蛋的作用力C．鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力是一对平衡力D．鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等，方向相反，但不能抵消【答案】D【详解】鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，同时出现，作用效果不能相互抵消，故ABC错误，D正确；故选D。3．艺术课上，老师将学生们的剪纸作品进行展出时，用一枚小磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上，关于各物体的受力情况，下列说法正确的是（）A．磁铁对剪纸的压力是剪纸发生形变引起的B．黑板对剪纸的作用力与剪纸对黑板的作用力大小不相等C．磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等D．磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对平衡力【答案】C【详解】A．磁铁对剪纸的压力是磁铁发生形变引起的，故A错误；B．黑板对剪纸的作用力与剪纸对黑板的作用力是一对相互作用力，其大小相等，方向相反，故B错误；C．对剪纸受力分析，在竖直方向有由此可知，磁铁对剪纸的摩擦力小于黑板对剪纸的摩擦力，故C正确；D．磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对相互作用力，故D错误。故选C。4．如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止，若A与B的接触面是水平的，且。则关于B的受力个数可能为（）A．3个，4个 B．4个，5个 C．5个，6个 D．4个，6个【答案】B【详解】先对AB整体进行受力分析，受重力。水平外力F以及支持力；当水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力时，整体有上滑的趋势；当水平力F平行下面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力时，有下滑的趋势；当水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时，无滑动趋势。对A进行受力分析，受水平力F、重力、支持力和向左的静摩擦力，共4个力；最后对B受力分析，受重力，A对B的压力和向右的静摩擦力，斜面对B的支持力，若B物体相对斜面有滑动的趋势，还要受到斜面的静摩擦力，若相对斜面无滑动趋势，则不受斜面的静摩擦力，即物体B可能受4个力，也可能受5个力。故选B。5．如图所示，物体放在水平桌面上，受到一个水平向右的拉力F作用，却仍然保持静止，则下列说法正确的是（

）A．物体受三个力作用，其中有一对平衡力B．物体受三个力作用，其中有三对作用力和反作用力C．物体受四个力作用，其中有两对作用力和反作用力D．物体受四个力作用，其中有两对平衡力【答案】D【详解】物体受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力F，根据物体处于静止状态知，物体在水平方向还必须受水平向左的摩擦力f，所以物体共受四个力的作用，物体水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力，为一对平衡力，竖直方向上受重力和支持力，也为一对平衡力。故选D。6．一个木块以一定的初速度冲上一个粗糙的斜面，下列对木块上滑过程中的受力分析正确的是（）A． B．C． D．【答案】D【详解】木块受到重力，支持力和摩擦力的作用，重力竖直向下，支持力垂直斜面向上，物体相对于斜面向上运动，摩擦力沿斜面向下。故选D。7．如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体连接，的斜面与固定挡板接触且处于静止状态，此时轻弹簧弹力的大小大于斜面体重力的大小，则斜面体所受力的个数为（）A．2个 B．3个 C．4个 D．5个【答案】C【详解】根据题意可知，对斜面体进行受力分析，斜面体一定受重力和弹簧的弹力，由于轻弹簧弹力的大小大于斜面体所受重力的大小，则斜面体与墙之