高中物理人教版（2019）必修第一册 3牛顿第三定律 学案

3牛顿第三定律

［课标引领］

学业质量水平要求

1.形成初步的作用力与反作用力概念,能用牛顿第三定律

合格性解决实际生活中的相关问题。

考试2.能够通过现代仪器,设计实验,验证牛顿第三定律的正确

性

1.理解牛顿第三定律内容,会应用牛顿第三定律解释日常

生活中看似矛盾的现象。

选择性

2.能区分平衡力与作用力、反作用力，并通过转换对象，进

考试

行问题求解。

3.能正确的对物体进行受力分析

基-础盘宣■■形成概念•掌握新知

®情境化导学

一、作用力和反作用力

1.力是物体对物体的作用。只要谈到力,就一定存在着受力物体和施

力物体。

2.两个物体之间的作用总是相互的。物体间相互作用的这一对力称为

作用力和反作用力。作用力和反作用力总是互相依赖，同时存在的。

我们把其中任何一个力叫作作用力,另一个力叫作反作用力。

二、牛顿第三定律

Q问题情境

以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨”，石头却“安然无恙”。是因为鸡蛋对石

头的作用力小,而石头对鸡蛋的作用力大吗？

答案:不是,鸡蛋与石头相撞击时,鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力

是一对作用力和反作用力。根据牛顿第三定律,这两个力是大小相等

的,但是蛋壳能承受的力较小,石头能承受的力较大,故鸡蛋会破碎，

石头安然无恙。

1.实验探究:如图,两个弹簧测力计A、B连接在一起,用手拉A,结果

发现两个弹簧测力计的示数是相篁的。改变拉力,弹簧测力计的示数

也随之改变，但两个弹簧测力计的示数总是相笠,这说明作用力和反

作用力大小相等，方向相反。

2.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。

三、物体受力的初步分析

Q问题情境

如图所示,一位同学用水平推力F把一块木块紧压在竖直墙上，使木

块处于静止状态。请在图中画出木块所受的力。在此情境中出现了几

对平衡力？

答案:木块受力如图所示。有两对平衡力。木块受到的重力G和木块

受到墙对它的静摩擦力F静、手推木块的力F和墙对木块的弹力FNO

1.分析思路:一是根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况;

二是根据各种力的特点,从相互作用的角度来分析物体的受力。

2.常遇到的力:重力、弹力、摩擦力。

3.区分某一个力的平衡力和反作用力

(1)一对平衡力：作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反,

作用在同一条直线上,一对平衡力不一定是同一种类的力。

⑵一对作用力和反作用力：同一相互作用中的两个力,分别作用在两

仝物体上,且同时产生,同时消失,一定是同一种类的力。

®思考与自测

1.判断

⑴物体间先有作用力，然后才有反作用力。(X)

⑵物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力。

(X)

⑶受力分析时，只分析物体受到的力。(V)

2.如图所示，假如你在静止于水面的小船上从船头走向船尾，小船会

向什么方向运动?试解释这一现象。

答案:小船会沿与人运动的方向相反的方向运动。当人由静止从船头

走向船尾时,人与船发生相互作用，人受到的摩擦力方向从船头指向

船尾,根据牛顿第三定律,船受到摩擦力的方向从船尾指向船头。由于

船受到水的阻力较小,船受到的合力方向从船尾指向船头,故船的运

动方向与人的运动方向相反。

3.一物体悬挂在弹簧测力计上,并处于静止状态。请证明弹簧测力计

的示数等于物体受到的重力的大小。

答案:弹簧测力计读数等于物体对弹簧的拉力大小。设物体对弹簧的

拉力大小为F,物体受到弹簧的拉力为F，，物体受到的重力为G,物体

静止时，根据二力平衡条件有3=G。

F与F，是作用力和反作用力，根据牛顿第三定律F=F，,所以F=G，即

弹簧测力计的示数等于物体受到的重力的大小。

作,一探一穿.突破要点,提升关健

探究点一对牛顿第三定律的理解

力问题情境

“掰腕子”是比较臂力大小的一种常见比赛。在一次“掰腕子”比赛

中，甲轻松地胜了乙,那么我们就说甲对乙的力大于乙对甲的力，这种

说法对吗？

答案:不对；甲取胜的原因是甲对乙的力大于乙的承受能力，但是甲对

乙的力与乙对甲的力大小一定相等。

力归纳拓展

1.表达式:F=-F，,负号表示作用力F与反作用力1的方向相反。

2.作用力与反作用力的“四同”“三异”

等大大小总是相等

共线作用在同一条直线上

四同

同时同时产生、同时变化、同时消失

同性质同一性质的力

异向方向相反

三异异体作用在不同的物体上

异效效果不能相互抵消

［例1］如图所示,马拉车在水平路面上前进,下列说法正确的是

(C)

A.马对车的拉力大于车对马的拉力

B.马对车的拉力小于车对马的拉力

C.马对车的拉力等于车对马的拉力

D.只有当马车匀速前进时,马对车的拉力才等于车对马的拉力

解析:马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力与反作用力，

它们总是大小相等、方向相反,与运动状态没有关系，故A、B、D错误,C

正确。

@规律总结

正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义

“总是”是强调对于任何物体,在任何情况下，作用力与反作用力的关

系都成立。

⑴与物体的大小、形状无关。大物体与大物体之间，大物体与小物体

之间，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。

⑵与物体的运动状态无关。静止的物体之间、运动的物体之间、静

止与运动的物体之间，其相互作用力总是大小相等、方向相反。

⑶不存在先后的问题。作用力与反作用力的产生和消失总是同丽7

两者中若有一个力产生或消失,则另一个力必然同时产生或消失「

［针对训练1］（多选）在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，如

图甲所示,某同学用两个力传感器进行实验,通过计算机得到图乙。下

列由图乙得到的实验结论中正确的是（ABC）

A.两传感器间的作用力与反作用力大小相等

B.两传感器间的作用力与反作用力方向相反

C.两传感器间的作用力与反作用力同时变化

D.两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上

解析:根据图像可知，两传感器间的作用力与反作用力总是大小相等,

方向相反，故A、B正确;作用力与反作用力同时产生，同时变化，同时

消失,故C正确;作用力与反作用力作用在不同的物体上,故D错误。

探究点二一对平衡力与一对作用力和反作用力的比较

力问题情境

如图所示,放于水平面上的木块受到重力G和支持力F支的作用，木块

对水平面的压力为F压。

(1)重力G和支持力F支的大小、方向存在什么关系?它们分别作用在

什么物体上?性质相同吗?属于一对什么力？

答案:G和F支大小相等、方向相反，作用在同一物体上，都作用在木块

上,二者性质不同,是一对平衡力。

⑵支持力F支和压力F压的大小、方向存在什么关系?它们分别作用在

什么物体上?性质相同吗?属于一对什么力？

答案:F支和F压大小相等、方向相反，作用在两个不同物体上,F支作用

在木块上,F压作用在水平面上,二者性质相同，是一对作用力和反作用

力。

力归纳拓展

一对相互作用力与一对平衡力之间的比较

一对相互作用力一对平衡力

共同点大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上

作用两个力作用在同一

两个力分别作用在两个物体上

对象个物体上

不

无依赖关系,撤除

依赖相互依存,不可单独存在，同时产生，

同一个,另一个可依

关系同时变化，同时消失

然存在

点

力的不一定是同性质的

一定是同性质的力

性质力

因为一对作用力与反作用力作用在两一对平衡力的作用

作用

个物体上,各自产生作用效果,故不能效果是使物体处于

效果

作为使物体平衡的条件平衡状态

［例2］一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一灯泡，则（C）

A.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力

B.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力

C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力

D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力

解析:灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力,选项A、B错误;

灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力,绳对天

花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力和反作用力,选项C正

确,D错误。

@规律总结

区分作用力、反作用力和平衡力的方法

区分作用力、反作用力和平衡力，最简单的方法是看涉及的物体的个

数。

（1）作用力与反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙物

体，乙物体对甲物体的关系。

⑵平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用在一下复

力物体上。

［针对训练2］（多选）2019年1月3日10时26分，我国“嫦娥四号”

探测器成功着陆在月球背面南极附近的预选着陆区,人类探测器首次

登陆月球背面。在着陆过程最后阶段，“嫦娥四号”开启发动机，先悬

停在距月面100m高处,再以较小速度到着陆点上方4m处,最终关闭

发动机以自由落体方式完美着陆在月面,关于该探测器从距月面上方

100m高处缓慢下降到着陆点上方4m处的过程中，下列说法正确的

是（CD）

A.探测器受到喷射气体的反冲力与自身重力是一对相互作用力

B.探测器受到喷射气体的反冲力与自身重力是一对平衡力

C.探测器对喷射气体的力与喷射气体对探测器的反冲力是一对相互

作用力

D.探测器对喷射气体的力与喷射气体对探测器的反冲力大小相等

解析:探测器受到喷射气体的反冲力的受力物体是探测器,探测器自

身重力的受力物体也是探测器,不是一对相互作用力，故A错误;探测

器下降的过程中没有说明运动的状态，所以探测器受到喷射气体的反

冲力与自身重力不一定是一对平衡力，故B错误;探测器对喷射气体

的力与喷射气体对探测器的反冲力是一对相互作用力，它们大小相等,

故C、D正确。

探究点三物体的受力分析

Q问题情境

如图所示是滑雪运动员沿斜坡下滑的过程,有人说:运动员受重力、斜

坡的支持力、下滑力和运动员对斜坡的压力四个力的作用，对吗？

答案:不对。运动员受重力、斜坡的支持力和摩擦力，如图所示，重力

产生使运动员沿斜坡向下滑的效果,不是运动员受到的力,不存在下

滑力。

Q归纳拓展

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,并画出受力示意图,这就是受力分析。

2.受力分析的一般顺序

一般先分析重力,然后分析弹力,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；再分析摩

擦力，最后是其他力。

3.受力分析常用的方法

(1)整体法与隔离法

整体法隔离法

将加速度相同的几个物体作将研究对象与周围物体分

概念

为一个整体来分析的方法隔开分析的方法

选用研究系统外的物体对系统整研究系统内物体之间的相

原则体的作用力互作用力

注意受力分析时不要再考虑系统

一般隔离受力较少的物体

问题内物体间的相互作用力

(2)假设法:在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出

存在或不存在的情况假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影

响的不同来判断该力是否存在。

4.受力分析的步骤

即确定受力分析的物体，研究对象

［明确研I可以是单个物体，也可以是多个物

〔疝建J［体的组合

将研究对象从周围物体中隔离出来，

进而分析周围有哪些物体对它施加

了力的作用

X_____________________________________________Z

边分析边将力一一画在受力示意图

上，准确标出各力的方向

检查画出的每一个力能否找出它的

施力物体，检查分析结果能否使研

究对象处于题目所给的物理状态

<______J

［例3］如图所示,A物体沿竖直墙自由下滑,B、C、D物体均静止，各

接触面均粗糙。下列说法正确的是（C）

A.A物体受到三个力的作用

B.B物体受到四个力的作用

C.C物体受到三个力的作用

D.D物体受到三个力的作用

解析:A物体沿竖直墙自由下滑，“自由”说明A物体与竖直墙之间没

有弹力和摩擦力，因此A物体只受重力作用，故A错误;B物体处于静

止状态，受到重力、弹力、摩擦力三个力的作用，故B错误;C物体受

到重力和两个绳子的拉力，故C正确;D物体处于静止状态,受到重力、

支持力、绳子的拉力和静摩擦力四个力的作用，故D错误。

@规律总结

受力分析要注意的五个问题

⑴研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力。

⑵区分内力和外力:对几个物体组成的系统进行受力分析时,这几个

物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现;当把其中的某一物体

单独隔离分析时,原来的内力变成外力,要画在受力图上。

⑶防止“添力”：找出各力的施力物体,若没有施力物体,则该力一定

不存在。

⑷防止“漏力”：严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行

分析是防止“漏力”的有效办法。

⑸受力分析时还要密切注意物体的运动状态,运用平衡条件或牢领

运动定律判定未知力的有无及方向。

[针对训练3](多选)如图所示,在粗糙的水平面上,物体A向着弹簧

运动,且使弹簧压缩,则关于物体A的受力情况,下列说法正确的是

(BD)

yY

00000000A

TTTiTrTTTTTTTTTTTTTTTTiTTTTTTiTTl

A.受重力、支持力、动力、摩擦力和弹簧的弹力

B.受重力、支持力、摩擦力和弹簧的弹力

C.弹簧的弹力是动力,而摩擦力是阻力

D.弹簧的弹力和摩擦力均与物体运动方向相反

解析：选取A为研究对象,对它进行受力分析可知,物体A受到重力、

水平面对A的支持力及摩擦力、弹簧的弹力,故选项A错误,B正确；

弹簧处于压缩状态,A受到的弹力方向向右,与运动的方向相反,所以

是阻力;滑动摩擦力的方向与物体A运动的方向相反,是阻力,弹簧弹

力与摩擦力的方向一致,都是水平向右的,故选项C错误,D正确。

课.堂结,

学考基础练

知识点一对牛顿第三定律的理解

1.关于牛顿第三定律，下面说法中正确的是（C）

A.两物体间先有作用力,后有反作用力

B.作用力与反作用力可以是不同性质的力

C.作用力与反作用力同时产生，同时消失

D.作用力与反作用力的效果相互抵消

解析:作用力和反作用力具有同时性，同时产生，同时变化，同时消失，

故A错误,C正确;作用力和反作用力必须是同一种性质的力，故B错

误;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，作

用在两个物体上,故其效果不能相互抵消，故D错误。

2.关于力，以下说法中正确的是（D）

A.只有接触物体之间才可能有相互作用力

B.马拉车加速前进时,马拉车的力大于车拉马的力

C.地球上的物体受到重力作用，这个力没有反作用力

D.作用力和反作用力产生的效果没有制约关系

解析:两个不接触的物体也可以产生力，例如磁铁,故A错误;马拉车

的力和车拉马的力是一对作用力与反作用力,大小相等,故B错误;重

力的反作用力是物体对地球的吸引力，故C错误;作用力和反作用力

虽然大小相等,方向相反，作用在同一条直线上,但它们作用在两个物

体上,所产生的效果没有制约关系，故D正确。

3.竹蜻蜓是一种中国传统的民间儿童玩具,流传甚广。如图所示，竹蜻

蜓由竹柄和“翅膀”两部分组成。玩儿时,双手一搓竹柄,然后双手松

开,竹蜻蜓就会旋转着飞上天空,过一会儿落下来。松手后,关于竹蜻

蜓和空气间的相互作用力，下列说法中正确的是（c）

A.竹蜻蜓对空气的作用力大于空气对竹蜻蜓的作用力

B.竹蜻蜓对空气的作用力小于空气对竹蜻蜓的作用力

C.竹蜻蜓对空气的作用力等于空气对竹蜻蜓的作用力

D.竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力方向相同

解析:竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力是一对作用力

与反作用力,根据牛顿第三定律,它们大小相等、方向相反,故选Co

4.电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮

和双轮两类。如图，一电动平衡车突然在水平面上做加速直线运动，

人对平衡车的压力大小发生变化吗?为什么？

解析:根据牛顿第三定律可知,人对平衡车的压力等于平衡车对人的

支持力。因人在竖直面内处于平衡状态，即平衡车对人的支持力与人

受到的重力二力平衡，故人对平衡车的压力不因为平衡车的加速而

变化。

答案:见解析

知识点二一对平衡力与一对作用力和反作用力的比较

5.如图所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是（B）

A.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力

B.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作

用力

C.人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力

D.人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力

解析:人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作

用力，故A错误,B正确;人所受的重力和人对体重计的压力方向相同,

既不是相互作用力，也不是平衡力，故C、D错误。

6.戈I］船时，船桨向后划水,船向前运动。下列说法正确的是（D）

A.船桨对水的力大于水对船桨的力

B.船桨对水的力小于水对船桨的力

C.船桨对水的力和水对船桨的力是一对平衡力

D.船桨对水的力和水对船桨的力是一对作用力与反作用力

解析:船桨对水的力和水对船桨的力是一对作用力与反作用力，大小

相等,方向相反,作用在两个物体上,不能平衡,故D正确。

7.如图所示,所受重力为G的压路机在水平路面上缓慢行驶,路面对

压路机的支持力为FN,压路机对路面的压力为F压，关于G、F.、F压，下

列说法正确的是（B）

A.F压大于FN

B.F压与G大小相等

C.F压和FN是一对平衡力

D.FN和G是一对作用力和反作用力

解析:路面对压路机的支持力FN和压路机对路面的压力F压是一对作用

力和反作用力,FN与G是一对平衡力,故C、D错误;又由牛顿第三定律

和二力平衡条件可知,F压与FN大小相等,FN与G大小相等,故F压与G

大小相等，故A错误,B正确。

知识点三物体受力的初步分析

8.黑板擦被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动，下列说法正确的是

(A)

A.黑板擦受到四个力的作用，其中有三个力的施力物体是黑板

B.黑板擦与黑板间在水平方向有一对相互作用力

C.磁力和弹力是一对作用力与反作用力

D.摩擦力大于重力,黑板擦才不会掉下来

解析:黑板擦受到四个力,重力G,施力物体是地球;支持力FN、摩擦力

Ff、磁力F,这三个力的施力物体都是磁性黑板,故A正确;黑板对黑板

擦有支持力，则黑板擦对黑板有压力,这两个力是一对相互作用力；黑

板对黑板擦有磁力，反过来,黑板擦对黑板有大小相等的磁力，这两个

力是一对相互作用力,所以水平方向有两对相互作用力,故B错误;黑

板擦所受的磁力和弹力是一对平衡力,大小相等,故C错误;只有黑板

擦所受的最大静摩擦力大于等于重力，黑板擦才不会掉下来，故D

错误。

9.下列处于静止状态的物体的受力分析图示中，正确的是（C）

解析:A图中小球只受两个力,重力、水平面的支持力,左侧木块对小

球没有弹力，如有,小球不能保持平衡,将向右运动，故A错误;B图中

物体有向右运动的趋势,所受静摩擦力向左，故B错误;C图中物体受

到重力、汽车的支持力,汽车向左加速运动,物体相对汽车有向右运动

的趋势，受到的静摩擦力向左，故C正确;D图中小球受到挡板和斜面

的支持力,方向均垂直于接触面,故D错误。

选考提升练

10.人静止在地面上时，人和地球间的作用力和反作用力有（B）

A.1对B.2对C.3对D.4对

解析:人静止在地面上时,受到地球对人的吸引力、支持力,人对地球

的吸引力与地球对人的吸引力是一对作用力和反作用力;人对地面的

压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力,共有2对，故B

正确。

11.人在沼泽地行走容易下陷，下陷时（B）

A.人对沼泽地地面的压力大于沼泽地地面对人的支持力

B.人对沼泽地地面的压力等于沼泽地地面对人的支持力

C.人对沼泽地地面的压力小于沼泽地地面对人的支持力

D.人的重力等于沼泽地地面对人的支持力

解析:人对沼泽地地面的压力和沼泽地地面对人的支持力是作用力与

反作用力,故二力一定相等，故A、C错误,B正确;对人分析,人受到重

力和支持力，由于下陷，故重力大于支持力，则人的重力大于沼泽地地

面对人的支持力，故D错误。

12.（多选）机场常用传送带为顾客运送行李，传送带运送行李主要有

水平运送和沿斜面运送两种形式,如图所示,a为水平传送带,b为倾

斜传送带。当行李随传送带一起匀速运动时，下列判断正确的是

（AC）

A.a情形中的行李受到重力、支