教科版高中物理必修第一册第4章牛顿运动定律第5节牛顿第三定律课件

第5节牛顿第三定律第四章内容索引010203自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结04随堂练习课标定位1.理解牛顿第三定律。2.能用牛顿第三定律解释生产生活中的有关现象。素养阐释1.通过比较作用力、反作用力与平衡力,形成物理观念。2.通过实验探究作用力与反作用力的规律,体会科学探究方法。3.利用牛顿第三定律解决实际问题,培养科学态度与责任。自主预习·新知导学一、作用力与反作用力1.概念:两个物体间相互作用的一对力叫作作用力和反作用力。我们可以把这一对力中的任一个叫作作用力,则另一个力就叫作这个力的反作用力。2.特点:作用在两个不同的物体上,总是性质相同,且同时存在,同时变化,同时消失。二、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相等,方向相反,作用在同一条直线上。2.用公式表示为F=-F',式中的负号表示作用力与反作用力方向相反。3.实例:当物体中的一部分向某方向抛出时,其余部分就会同时向相反方向运动,这种现象叫作反冲。4.马拉着车向前加速运动,车被拉动的原因是马对车的拉力大于车对马的拉力,这种说法对吗?如果不对,你认为车被拉动的原因是什么?提示:不对。车被拉动的原因是马对车的拉力大于地面对车的摩擦力。【思考讨论】

1.判断下列说法的正误。(1)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。(

)(2)作用力与反作用力的作用效果不能抵消。(

)(3)整体法和隔离法是指选取研究对象的方法。(

)(4)人走在松软的土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力。(

)(5)牛顿第三定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何情况下牛顿第三定律都是成立的。(

)×√√×√2.用牛顿第三定律解析下列说法是否正确。(1)人走路时,只有地对脚的反作用力大于脚蹬地的作用力时,人才能往前进;(2)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;(3)以卵击石,石头未损伤而鸡蛋破了,是因为鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力。提示:(1)人走路时,脚对地的作用力和地对脚的作用力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故错误;(2)A对B的作用力与B对A的作用力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故错误;(3)鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故错误。合作探究·释疑解惑知识点一作用力和反作用力【问题引领】

在光滑的冰面上,两人相对而立,当一人用力去推另一人时,两人同时向相反方向运动;两个小车上粘有磁铁,让两小车停在水平桌面上距离适当的位置,放手后两小车同时运动(相吸或相斥)。(1)物体间的一对作用力与反作用力的产生有先后顺序吗?(2)上述两个例子中一对作用力和反作用力各是什么性质的力?(3)一对作用力和反作用力作用在几个物体上?提示:(1)作用力与反作用力同时产生,无先后顺序。(2)前者相互作用力都是弹力,后者相互作用力都是引力或都是斥力。(3)两个。【归纳提升】

作用力和反作用力的特征与性质

【典型例题】

【例题1】

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,乙物体对甲物体的作用力可以是摩擦力D.作用力和反作用力在任何情况下都不会平衡答案:D解析: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,它们同时产生、同时变化、同时消失,故A、B错误;作用力和反作用力必然是同种性质的力,若甲物体对乙物体的作用力是弹力,则乙物体对甲物体的作用力也是弹力,故C错误;作用力与反作用力作用在两个物体上,在任何情况下都不会平衡,故D正确。判断作用力和反作用力的方法

【变式训练1】

关于作用力与反作用力,下列说法正确的是(

)A.一对作用力和反作用力性质一定相同,总是同时产生、同时变化、同时消失B.某物体若只受一个力的作用,说明可以只有作用力,而没有反作用力C.凡是大小相等、方向相反,作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力D.一对作用力和反作用力的合力为零答案:A解析:作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,性质相同,同时产生、同时变化、同时消失,故A正确;作用力与反作用力是物体间的相互作用,力不可能单独存在,故B错误;由牛顿第三定律可知,作用力与反作用力大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,但不在同一物体上,故C错误;作用力和反作用力作用在不同的物体上,作用效果不能抵消,不能合成,故D错误。知识点二牛顿第三定律【问题引领】

如图(a)所示,木块静止在水平面上。(1)在图中画出木块受到的重力G和支持力N的示意图。重力G和支持力N属于一对什么力?作用在几个物体上?性质相同吗?(2)在图(b)中画出水平面对木块的支持力N和木块对水平面的压力N'。支持力N和压力N'属于一对什么力?分别作用在什么物体上?性质相同吗?(a)(b)提示:(1)如图所示。

重力和支持力属于一对相互平衡的力,作用在一个物体上,性质不同。(2)如图所示。

支持力N和压力N'属于一对作用力和反作用力,支持力N作用在木块上,压力N'作用在水平面上,性质总是相同的。【归纳提升】

一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较

【典型例题】

【例题2】

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作用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答案:B解析:A项中两力性质相同,并分别作用在两个物体上,是一对作用力和反作用力,而不是一对平衡力,A项错误;B项中两力是同性质的力,并分别作用在两个物体上,是一对作用力和反作用力,B项正确;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作用在物体上,这两个力的作用对象都是这一物体,而且斜面对物体的作用力是摩擦力与支持力的合力,与重力是不同性质的力,C项错误;对物体所受重力无论怎样分解,任何一个分力都应该作用在物体上,而不能作用在斜面上,重力垂直斜面方向的分力只是重力的分力,而物体对斜面的压力属于弹力,二者是不同性质的力,D项错误。判断一对力是否是作用力和反作用力,主要看两方面:一是看作用点,作用力和反作用力应作用在两个相互作用的物体上,即有两个作用点;二是看产生原因,作用力和反作用力是由于相互作用而产生的,一定是同一种性质的力。【变式训练2】

关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识,正确的是(

)A.一对平衡力的合力为零,作用效果相互抵消,一对作用力与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,且性质相同,平衡力的性质却不一定相同C.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且一对平衡力也是如此D.先有作用力,接着才有反作用力,一对平衡力却是同时作用在同一个物体上答案:B解析:一对平衡力的合力为零,作用效果相互抵消,一对作用力与反作用力作用在两个不同的物体上,作用效果不能相互抵消,故A错误;作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且性质相同,平衡力的性质却不一定相同,例如物体放在水平地面上,受重力和弹力平衡,故B正确;作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,一对平衡力不一定同时产生、同时变化、同时消失,例如物体放在手上受重力和支持力处于静止状态,突然释放,物体只受重力,故C错误;作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,故D错误。知识点三物体的受力分析【问题引领】

如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。

A与B之间一定有摩擦力吗?斜面体A和B受几个力?对A和B进行受力分析。画出A和B的受力分析示意图。提示:先整体法分析墙壁对斜面体B的作用力,再隔离法分析斜面体A和B的受力。对A、B整体受力分析,受到向下的重力和向上的推力F,由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力,因此也不可能有摩擦力。对B受力分析如图(a)所示,其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态,故B受到三个力;对A受力分析,如图(b)所示,受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力,共四个力。A与B之间一定有摩擦力。(a)(b)【归纳提升】

1.受力分析:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有力找出来,画出受力示意图。2.受力分析的判断依据(1)条件判断:根据力的产生是否满足条件来判断物体是否受到某个力的作用。(2)效果判断:根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到某个力的作用。(3)相互作用判断:利用力的作用的相互性,即施力物体同时也是受力物体,从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的反作用力的作用。3.受力分析的顺序(1)先分析重力,作用点在物体的重心上。(2)再分析接触力(弹力和摩擦力),围绕研究对象观察,看研究对象跟其他物体有几个接触点(面),对每个接触点(面)分析是否有弹力;若有弹力再分析是否有摩擦力。(3)最后分析其他外力。4.受力分析的步骤

【典型例题】

【例题3】

如图所示,物体A放在物体B上,物体B为一个斜面体,且放在粗糙的水平地面上,A、B均静止不动,则物体B的受力个数为(

)A.2

B.3

C.4

D.5答案:C解析:对物体A受力分析,如图(a)所示;由于A、B均静止,故可将A、B视为一个整体,其水平方向无外力作用,B相对地面也就无运动趋势,故地面对B无摩擦力,A、B整体受力如图(b)所示;对物体B受力分析,如图(c)所示,共有四个力,选项C正确。(a)(b)(c)受力分析时应注意的六个问题(1)受力分析时,必须确定研究对象,并把研究对象从周围环境中隔离出来,建立恰当的物理模型。(2)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体施加的力。例如以A物体为研究对象,则要找出“甲对A”“乙对A”……的力,而“A对甲”“A对乙”……的力就不是A物体所受到的力。(3)对于分析出的物体受到的每一个力,都必须明确其来源,即每一个力都应找出其施力物体,不能无中生有,也不能丢三落四,既不能多力,也不能少力。(4)只分析根据性质命名的力,如重力、弹力、摩擦力等,不分析根据效果命名的力,如下滑力、动力、阻力等。(5)区分内力和外力。对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现,当把某一物体隔离分析时,原来的内力变成外力,要画在受力示意图上。(6)画受力示意图时,一般把物体看作质点,可把物体受到的各个力的作用点都画在其重心上。【变式训练3】

如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止。现用力F沿斜面向上推A,但A、B并未运动。下列说法正确的是(

)A.B对A的摩擦力方向一定沿斜面向下B.B对A的摩擦力可能变大C.B与墙之间可能没有摩擦力D.弹簧对B的弹力一定变小答案:B解析:对A,开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡,当施加F后,仍然处于静止状态,开始A所受的静摩擦力大小为mAgsinθ,若F>2mAgsinθ(小于最大静摩擦力),则静摩擦力变大;若F<2mAgsinθ,则静摩擦力变小;若F=2mAgsinθ,则A、B之间的摩擦力大小不变;故A错误,B正确。对整体分析,施加推力F后,由于A、B不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变;开始弹簧的弹力等于A、B的总重力,施加F后,F在竖直方向上有分量,弹簧的弹力不变,总重力不变,根据平衡知,则B与墙之间一定有摩擦力,且方向向下,故C、D错误。课堂小结随堂练习1.(反冲)下列图片所描述的事例或应用中,没有利用反冲原理的是(

)答案:D解析:喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的,属于反冲运动,故A错误;章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用,故B错误;火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力,利用了反冲运动,故C错误;码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间,从而减小作用力,不是利用反冲作用,故D正确。2.(一对平衡力与作用力和反作用力)电动滑板车是继传统滑板之后的又一滑板运动的新型产品,深受年轻人的喜爱。如图所示,电动滑板车置于水平地面上,下列说法正确的是(

)A.人站在滑板车上保持静止时,人所受的重力和地面对滑板车的支持力是一对平衡力B.人站在滑板车上保持静止时,滑板车对人的支持力与滑板车对地的压力是一对作用力和反作用力C.人竖直向上加速起跳阶段,滑板车对人的支持力等于人对滑板车的压力D.人竖直向上加速起跳阶段,人所受的重力等于人对滑板车的压力答案:C解析:人站在滑板车上保持静止时,人所受的重力和地面对滑板车的支持力分别作用在两个不同的物体上,不是一对平衡力,A错误;人站在滑板车上保持静止时,滑板车对人的支持力与人对滑板车的压力是一对作