2024-2025学年高中物理第3章牛顿运动定律4牛顿第三定律教案教科版必修1

PAGE8-牛顿第三定律学习目标知识脉络(老师用书独具)1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念．(重点)2.理解牛顿第三定律的含义，并能用它说明生活中的现象．(重点)3.知道作用力、反作用力与平衡力的区分．(难点)4.知道反冲现象，理解反冲现象产生缘由.一、作用力与反作用力1．力的相互性力是物体对物体的作用，一个力肯定同时存在着受力物体和施力物体．2．作用力和反作用力：两个物体间相互作用的一对力，其中的任一个叫作用力，另一个就叫反作用力．二、牛顿第三定律1．内容：两个物体之间的作用力(F)和反作用力(F′)总是大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上．2．公式：F＝－F′，其中F、F′分别表示作用力与反作用力，“负号”表示作用力与反作用力的方向相反．3．理解：作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，它们总是性质相同的两个力，且同时存在，同时改变，同时消逝．三、反冲现象1．定义：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的现象．2．实例：火箭升空，枪放射子弹，乌贼的游动等．1．思索推断(1)只有物体相互接触时，物体间才存在作用力和反作用力． (×)(2)作用力和反作用力的合力为零． (×)(3)只要大小相等、方向相反的同一条直线上的两个力就是一对作用力和反作用力． (×)(4)作用力是弹力，反作用力可能是摩擦力． (×)(5)牛顿第三定律是个普遍定律，它的成立不受条件限制． (√)2．下列关于作用力与反作用力的说法中正确的是()A．先有作用力，然后才有反作用力B．作用力和反作用力的大小相等、方向相反，合力为零C．物体间的作用力和反作用力肯定同时产生、同时消逝D．只有两物体接触时，才会产生作用力和反作用力C[作用力和反作用力是同时产生、同时消逝的，所以A错误，C正确．由于作用力和反作用力分别作用于两个不同的物体，因此这两个力不能相互抵消，也不能进行合成运算，所以B错误．只要两个物体间能发生力的作用，就存在相互作用力，而两个不接触的物体间也可以产生力的作用，如两块磁铁发生相互作用时就不须要接触，所以D错误．]作用力与反作用力作用力和反作用力的3个特征和4种性质1．3个特征(1)等大：即大小总是相等的．(2)反向：即方向总是相反的．(3)共线：即二者总是在同始终线上．2．4种性质(1)异体性：即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个物体上．(2)相互性：即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的．(3)同时性：即作用力和反作用力同时产生，同时改变，同时消逝．(4)同性性：即二者性质总是相同的．【例1】人走路时，人和地球间的作用力和反作用力的对数有()A．1对 B．2对C．3对 D．4对思路点拨：地球对人有几个作用力，人和地球间就存在几对作用力和反作用力．C[人走路时，受到重力、摩擦力和支持力．人对地球的万有引力和地球对人的万有引力是一对作用力和反作用力；人对地面的摩擦力和地面对人的摩擦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3对力，故C正确．]推断作用力和反作用力的方法(1)看作用点：作用力和反作用力应作用在两个物体上．(2)看产生的缘由：作用力和反作用力是由于相互作用而产生的．(3)看力的性质：作用力与反作用力肯定是同一性质的力．eq\x([跟进训练])1．(多选)如图所示，P、Q叠放在一起，静止在水平桌面上，在下列各对力中，属于作用力和反作用力的有()A．P所受的重力和Q对P的支持力B．Q所受的重力和Q对P的支持力C．P对Q的压力和Q对P的支持力D．Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力CD[作用力和反作用力肯定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等、方向相反，同时产生、同时消逝，满意牛顿第三定律；而平衡力是同一个物体受到的两个力，不会同时产生和消逝．P所受到的重力和Q对P的支持力，很明显，这两个力都作用在一个物体P上，它们是一对平衡力，故A错误；作用力和反作用力是同时产生同时消逝的，当把P从Q的上面去掉之后，Q对P的支持力没了，但Q受到的重力仍旧存在，所以它们不是作用力和反作用力，故B错误；P对Q的压力和Q对P的支持力，它们是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，故C正确；Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力，它们是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，故D正确．]作用力与反作用力和平衡力的比较作用力与反作用力平衡力共同点大小相等、方向相反、作用在同始终线上不同点受力物体两个相互作用的物体同一个物体作用时间同时产生，同时改变，同时消逝，不行单独存在不肯定同时产生或消逝力的性质相同不肯定相同作用效果作用在两个物体上，各自产生作用效果，不能求合力一对平衡力的合力为零，作用效果抵消特殊提示：作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同性同存”，而平衡力是“同体、共线、反向、等大”．【例2】物体静止于水平桌面上，则()A．桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力思路点拨：①一对作用力和反作用力最显著的特点是：两力是否是相互作用产生的．②一对平衡力最显著的特点是：两力是否作用在同一个物体上．A[物体受到重力和支持力处于平衡状态，因此支持力和重力是一对平衡力，A对，B错．重力和压力是性质不同的两种力，C错．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是作用力与反作用力，不是平衡力，D错．]作用力和反作用力与一对平衡力最直观的区分一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区分是：看作用点，一对平衡力的作用点肯定在同一个物体上，作用力和反作用力的作用点肯定分别作用在两个物体上，还可以看它们是不是相互作用产生的．eq\x([跟进训练])2．如图为第31届里约奥运会跳水竞赛男子三米跳板决赛中跳水前的起跳动作．下列说法正确的是()A．运动员对跳板的压力大于板对他的支持力B．运动员对跳板的压力小于板对他的支持力C．运动员所受的支持力和重力是一对平衡力D．运动员所受的合外力肯定向上D[运动员对跳板的压力与跳板对他的支持力是作用力和反作用力，大小相等、方向相反，选项A、B错误；运动员起跳过程，是由静止获得速度的过程，因而有竖直向上的加速度，合外力竖直向上，运动员所受的支持力大于重力，选项C错误，D正确．]牛顿第三定律、反冲现象1．对牛顿第三定律的理解(1)牛顿第三定律的公式表达：F＝－F′.负号表示两者方向相反，等号表示两者大小相等．(2)牛顿第三定律的物理意义：揭示了物体之间相互作用的规律．反映了作用力和反作用力的大小、方向特点，揭示了相互作用的物体间的联系．(3)应用牛顿第三定律应留意的问题：①定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的．②牛顿第三定律说明白作用力和反作用力中，若一个产生或消逝，则另一个必定同时产生或消逝，否则就违反了“相互关系”．(4)牛顿第肯定律和其次定律是对单个物体而言的，只解决了一个物体的运动规律．牛顿第三定律揭示了力作用的相互性，反映了物体的相互作用规律，是整个力学的基础.2．反冲运动产生的缘由当物体的一部分抛出时，该部分与其余部分要产生力的作用，依据牛顿第三定律可判定它们作用在不同的物体上，方向相反，属于作用力与反作用力，因此作用效果不能抵消，它们会向相反方向运动．【例3】关于车拉马、马拉车的问题，下列说法中正确的是()A．马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力B．马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力C．马拉车，不论车动还是不动，马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小D．马拉车不动或车匀速前进时，马拉车的力与车拉马的力才大小相等思路点拨：①某一物体是否发生运动状态的改变，是由该物体所受的合力确定的．②物体之间的作用力与反作用力始终符合牛顿第三定律，其作用效果分别体现在彼此作用的两个物体上，彼此不能抵消．C[由牛顿第三定律可知，马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力，大小始终相等．而车的运动状态的改变，是由车受到的合力确定的．当马拉车的力较小时，拉力与车受到地面的摩擦力大小相等，车保持静止；当马拉车的力大于车所受到的地面摩擦力时，车就起先运动并加速前进．依据牛顿第三定律作出推断，马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力，大小始终相等．正确选项为C.]牛顿第三定律的应用思路(1)要正确相识物体间的相互作用．(2)选取合适的探讨对象．(3)明确作用力和反作用力的方向．(4)作规范的受力分析图．eq\x([跟进训练])3．(多选)我国安排在将来几年将人类送上月球，其中用到火箭和载人航天飞船，下面关于飞船与火箭上天的情形，其中正确的叙述是()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作用力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．飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍旧存在一对作用力与反作用力AD[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，此动力并不是由四周的空气对火箭的反作用力供应的．因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关．故A选项正确，B、C选项错误．飞船进入运行轨道后，飞船与地球之间依旧存在相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船吸引地球，这是一对作用力与反作用力，故D选项正确．]牛顿第三定律的综合应用【例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的猴子沿杆以0.4g的加速度加速下滑，则底座对地面的压力为多少？思路点拨：①以猴子为探讨对象求猴子与杆的摩擦力．②以杆和底座为探讨对象求地面对底座的支持力．[解析]设猴子受到杆的摩擦力为f，则有mg－f＝ma，对滑杆和底座受力分析，受重力Mg、支持力N、猴子对杆的摩擦力f′，受力分析如图．三力平衡：N＝Mg＋f′，由牛顿第三定律得：f′＝f，解得N＝Mg＋0.6mg，由牛顿第三定律得底座对地面的压力为N′＝N＝Mg＋0.6mg.[答案]Mg＋0.6mg求解某个力的大小和方向，一般状况下选取该力的受力物体进行分析，但有些状况不便于干脆求解时，可先通过转换探讨对象，求解其反作用力的大小和方向，进而应用牛顿第三定律求得该力的大小和方向.eq\x([跟进训练])4．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为eq\f(1,3)g，g为重力加速度．人对电梯底部的压力大小为()A.eq\f(1,3)mg B．2mgC．mg D.eq\f(4,3)mgD[设电梯对人的支持力为N，由牛顿其次定律得N－mg＝eq\f(1,3)mg，N＝eq\f(4,3)mg.由牛顿第三定律知人对电梯的压力大小为N′＝N＝eq\f(4,3)mg.]1．关于物体间的作用力与反作用力，以下说法正确的是()A．重力和弹力肯定不行以成为作用力与反作用力B．“四两拨千斤”说明四两的作用力可以有千斤的反作用力C．“主动出击”说明物体间可以先有作用力，然后才有反作用力D．“以卵击石”说明鸡蛋对石头的作用力可以小于石头对鸡蛋的作用力A[物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，同时产生、同时改变、同时消逝，性质相同，故选项A正确，选项B、C、D错误．]2．如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑的，则下列说法正确的是()A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C．若甲的质量比乙的大，则甲能赢得“拔河”竞赛的成功D．若乙收绳的速度比甲的快，则乙能赢得“拔河”竞赛的成功C[依据牛顿第三定律知甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，选项A错误；因为甲对绳的拉力和乙对绳的拉力都作用在绳上，故不是作用力与反作用力，选项B错误；绳对甲、乙的拉力大小相等，由于甲的质量大，加速度小，相同时间内的位移小，故甲会成功，选项C正确；收绳速度的快慢并不能确定“拔河”竞赛的输赢，选项D错误．]3．如图所示，吊在大厅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，扇叶水平转动起来后，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．电扇水平转动后，固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力C[电扇不转时，明显有F＝G，而扇叶转动起来后，向下吹风，对空气有向下的作用力，依据牛顿第三定律，空气对叶片有向上的作用力，此时杆对电扇的拉力F′<G，得F′<F，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，C正确，D错误．]4．如图所示，质量为m1的木棒用细线悬挂在天花板上，套在木棒上的质量为m2的金属环正以加速度a沿木棒加速下滑，此时悬挂木棒的细线对天花板的拉力大小为(