【学与练】高中物理粤教2019版必修1：第4章4牛顿第三定律学案

第四节牛顿第三定律学习目标STSE情境导学1.清楚力的作用是相互的，记住作用力和反作用力的概念.2.能理解牛顿第三定律的确切含义，会用它解决简单的问题.（重点）3.能区别平衡力和作用力与反作用力的异同.（难点）船桨向后推水，水则反作用于桨飞机螺旋桨对空气产生向下压力，空气则反作用于螺旋桨，产生向上的反作用力知识点一作用力与反作用力的关系1.定义.两个物体之间的作用力总是相互的.一个物体对另一物体有作用力时，同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.2.作用力和反作用力的关系.作用力和反作用力同时产生，同一性质，大小相等，方向相反，作用在不同的物体上.知识点二牛顿第三定律1.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.2.表达式：F＝－F′，负号表示作用力F与反作用力F′方向相反.小试身手1.（多选）关于作用力和反作用力，下列说法中正确的是（）A.物体发生相互作用时，先有作用力，后产生反作用力B.作用力与反作用力大小相等、方向相反C.作用力与反作用力的作用效果相互抵消D.作用力与反作用力性质相同答案：BD2.粗糙水平地面上有一木箱，现用一水平力拉着木箱匀速前进，则（）A.木箱所受的拉力和地面对木箱的摩擦力是一对作用力和反作用力B.木箱对地面的压力和木箱所受的重力是一对作用力和反作用力C.木箱所受的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力D.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力答案：C探究一对牛顿第三定律的理解1.探究作用力与反作用力的关系.（1）作用力与反作用力：一个物体对另一个物体有作用力时，同时也受到另一个物体对它的反作用力，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.（2）实验与探究.如图所示，把两个弹簧测力计A和B连接在一起，用手拉A，发现两个弹簧测力计的示数相等.改变拉力，弹簧测力计的示数都随着变化，但两者的示数总是相等，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.（1）牛顿第三定律表达式：F＝－F′，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反.（2）作用力与反作用力的理解.①三个性质.②作用力和反作用力的关系可总结为“四同三异”.项目作用力与反作用力的关系四同1.等大：大小相等，不能认为只有物体处于平衡状态时作用力和反作用力才大小相等.2.共线：作用在一条线上.3.同时：同时产生、同时变化、同时消失，不能认为先有作用力后有反作用力.4.同性质：不同性质的力不可能是作用力和反作用力的关系三异1.反向：方向相反.2.异体：作用在不同的物体上.3.不同效果：在不同的物体上分别产生不同的作用效果，不能相互抵消，因此，不能认为作用力和反作用力的合力为零【典例1】一个榔头敲在一块玻璃上，玻璃碎了.对于这一现象，下列说法正确的是（）A.榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂B.榔头受的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C.榔头和玻璃之间的作用力是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D.因为不清楚榔头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小关系解析：榔头与玻璃间的相互作用力一定是等大的，而玻璃碎裂，是因为相互作用力大于玻璃能够承受的力的缘故，故选项C正确.答案：C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.对此，我们可以从以下几个方面理解.（1）不管物体的大小、形状如何，例如，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，其作用力与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，例如，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力与反作用力总是大小相等、方向相反的.（3）作用力与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.下列关于马拉车的说法正确的是（）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.不论车如何运动，马拉车的力的大小总等于车拉马的力的大小D.只有当马拉车不动或马拉车匀速前进时，马拉车的力的大小才等于车拉马的力的大小解析：马拉车时，不论车如何运动，马拉车的力与车拉马的力都是一对相互作用力，二者总是大小相等，故C正确，A、B、D错误.答案：C2.如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜.若父亲对儿子的力记为F1，儿子对父亲的力记为F2，则（）A.F1>F2B.F1和F2大小相等C.F1先于F2产生D.F1后于F2产生解析：父亲对儿子的力F1与儿子对父亲的力F2是一对作用与反作用力，总是大小相等，方向相反，同时产生，同时消失，故A、C、D错误，B正确.故选B.答案：B探究二作用力、反作用力与平衡力的比较一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较.比较项作用力与反作用力一对平衡力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上不同点作用对象两个力分别作用在两个物体上两个力作用在同一个物体上作用时间同时产生，同时变化，同时消失，不可单独存在不一定同时产生或消失力的种类一定是同种类的力不一定是同种类的力作用效果因为一对作用力与反作用力作用在两个物体上，各自产生作用效果，故不能求合力一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态，合力为零简记为：作用力和反作用力是“异体、同类、同存，不同效”；平衡力是“同体、可异、非同存、效果抵消”.【典例2】（多选）如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是（）A.水平力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力解析：水平力F跟墙壁对物体的压力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，且作用在一条直线上，是一对平衡力，选项A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，选项B正确；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，也不是相互作用力，选项C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，选项D正确.答案：BD区别作用力、反作用力和平衡力的方法（1）作用力和反作用力作用在两个物体上，平衡力作用在一个物体上.（2）作用力和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；平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用在平衡的物体上.【典例3】（多选）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解析：电扇不转时，显然有F＝G，而扇叶转动起来后，向下吹风，对空气有向下的作用力，根据牛顿第三定律，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，B正确，A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.答案：BC3.如图所示，人静止站在体重计上，下列说法中正确的是（）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与反作用力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测力计的压力是一对作用力与反作用力解析：人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力，故A错误，B正确；人所受的重力和人对体重计的压力，既不是一对平衡力，也不是一对作用力与反作用力，故C、D错误.答案：B4.红军长征时，环境十分恶劣.过草地时，有的地方看上去是草，而下面可能就是淤泥，人一不小