高中物理人教版（2019） 必修 第一冊第三章 3　牛頓第三定律 學(xué)案

3牛頓第三定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道力的作用是相互的，了解作用力和反作用力的概念。了解兩個(gè)物體間作用力與反作用力大小和方向的關(guān)系(重點(diǎn))。2.能正確表述牛頓第三定律，并應(yīng)用牛頓第三定律分析解決實(shí)際問題(重點(diǎn))。3.會對物體進(jìn)行初步的受力分析，并解釋物理現(xiàn)象或者解決實(shí)際問題(重難點(diǎn))。一、作用力和反作用力說一說下列情景中哪些力的作用是相互的？________________________________________________________________________________________________________________________________________________作用力與反作用力1．力是________________的作用。只要談到力，就一定存在著________物體和________物體。2．兩個(gè)物體之間的作用總是________的，物體間相互作用的這一對力，通常叫作________和________________。3．作用力和反作用力總是互相________、同時(shí)______的。我們可以把其中任何一個(gè)力叫作__________，另一個(gè)力叫作____________。(1)物體間可能只有作用力，而沒有反作用力。()(2)兩個(gè)物體只有接觸才存在作用力和反作用力。()(3)物體間先有作用力，然后才有反作用力。()二、牛頓第三定律1.實(shí)驗(yàn)探究：如圖所示，把A、B兩個(gè)彈簧測力計(jì)連接在一起，B的一端固定，用手拉測力計(jì)A，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)是相等的。改變拉力，彈簧測力計(jì)的示數(shù)也隨著改變，但兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)總是______的，彈力方向相反。2．牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小________，方向________，作用在________________。特別提醒：(1)作用力和反作用力分別作用在發(fā)生相互作用的兩個(gè)物體上。(2)作用力和反作用力總是同一種類的力(即同一性質(zhì)的力)。成語“以卵擊石”是指拿蛋去碰石頭，比喻不自量力，自取滅亡。(1)如圖所示，以卵擊石時(shí)，卵對石頭的作用力大，還是石頭對卵的作用力大？(2)為什么會出現(xiàn)“卵碎石全”的不同效果？________________________________________________________________________________________________________________________________________________例1(2023·鹽城市響水中學(xué)高一?？计谥?如圖所示，我國有一種傳統(tǒng)的民族體育項(xiàng)目叫作“押加”，實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)人拔河，如果繩的質(zhì)量不計(jì)，且保持水平，甲、乙兩人在“押加”比賽中，甲獲勝，則下列說法中正確的是()A．甲對乙的拉力始終大于乙對甲的拉力B．當(dāng)甲把乙加速拉過去時(shí)，甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力C．只有甲把乙勻速拉過去時(shí)，甲對乙的拉力大小才等于乙對甲的拉力大小D．甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小，只是地面對甲的摩擦力大于地面對乙的摩擦力正確理解牛頓第三定律中“總是”的含義“總是”是強(qiáng)調(diào)對于任何物體，在任何情況下，作用力和反作用力的關(guān)系都成立。(1)不管物體的大小、形狀如何，任意兩物體間作用力和反作用力總是大小相等、方向相反。(2)不管物體的運(yùn)動狀態(tài)如何，例如，靜止的物體之間，運(yùn)動的物體之間，靜止與運(yùn)動的物體之間，其作用力和反作用力總是大小相等、方向相反。三、作用力和反作用力與平衡力的比較如圖所示，小球靜止在輕繩下端。(1)畫出小球的受力示意圖，分析這兩個(gè)力有什么關(guān)系？它們的施力物體各是什么？力的性質(zhì)是否相同？(2)這兩個(gè)力的反作用力是什么力？它們的施力物體各是什么？這兩個(gè)力和各自的反作用力性質(zhì)是否相同？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________比較對象作用力與反作用力平衡力相同點(diǎn)大小相等相等方向相反相反是否共線是是不同點(diǎn)作用對象相互作用的兩個(gè)物體同一物體作用效果能否抵消不可以可以作用時(shí)間同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失不一定同時(shí)產(chǎn)生和消失力的性質(zhì)相同可以不同(1)物體靜止放在水平桌面上，物體所受重力和桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力。()(2)物體對桌面的壓力與桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力。()例2如圖所示，嫦娥五號探測器成功降落在月球表面上，當(dāng)探測器靜止時(shí)，探測器對月球表面的壓力()A．就是探測器的重力B．與月球表面對探測器的支持力方向相同C．與月球表面對探測器的支持力是一對相互平衡的力D．與月球表面對探測器的支持力是一對作用力和反作用力例3如圖所示，水平力F把一個(gè)物體緊壓在豎直墻壁上靜止不動，下列說法中正確的是()A．力F與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力B．物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力C．力F與物體對墻壁的壓力是一對平衡力D．力F與物體對墻壁的壓力是一對作用力與反作用力四、物體受力的初步分析根據(jù)研究的問題，選取合適的物體作為研究對象，分析它受到哪些力的作用，并畫出所受力的示意圖，這一過程即為物體的受力分析。例4如圖所示，一個(gè)木塊靜止在粗糙的斜面上。(1)請按重力、彈力和摩擦力的順序來分析木塊的受力情況。(2)木塊對斜面施加了幾個(gè)力的作用，并說明哪些力是一對作用力和反作用力？在對木塊受力分析時(shí)，這些力能否同時(shí)在木塊上畫出？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例5畫出圖中物體A所受力的示意圖，并寫出力的名稱和施力物體：(1)物體A靜止，接觸面均光滑；(2)物體A沿固定粗糙斜面上滑；(3)物體A沿粗糙水平面滑行；(4)接觸面光滑，物體A靜止；(5)物體A靜止在粗糙水平面上。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________受力分析的幾個(gè)注意點(diǎn)：(1)只分析其他物體對研究對象施加的力，而研究對象對外施加的力不要畫在示意圖中。(2)每分析一個(gè)力，都要找出它的施力物體，以防止漏力和添力。(3)以多個(gè)物體組成的整體為研究對象時(shí)，分析的是外力，而不用分析系統(tǒng)之間的內(nèi)力。3牛頓第三定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道力的作用是相互的，了解作用力和反作用力的概念。了解兩個(gè)物體間作用力與反作用力大小和方向的關(guān)系(重點(diǎn))。2.能正確表述牛頓第三定律，并應(yīng)用牛頓第三定律分析解決實(shí)際問題(重點(diǎn))。3.會對物體進(jìn)行初步的受力分析，并解釋物理現(xiàn)象或者解決實(shí)際問題(重難點(diǎn))。一、作用力和反作用力說一說下列情景中哪些力的作用是相互的？答案人劃船時(shí)，槳給水一個(gè)推力，水也給槳一個(gè)反向的推力；火箭升空時(shí)，火箭給氣體向下的力，氣體也給火箭一個(gè)向上的推力；直升機(jī)飛行時(shí)，槳葉給空氣向下的作用力，空氣也給槳葉向上的作用力。作用力與反作用力1．力是物體對物體的作用。只要談到力，就一定存在著受力物體和施力物體。2．兩個(gè)物體之間的作用總是相互的，物體間相互作用的這一對力，通常叫作作用力和反作用力。3．作用力和反作用力總是互相依賴、同時(shí)存在的。我們可以把其中任何一個(gè)力叫作作用力，另一個(gè)力叫作反作用力。(1)物體間可能只有作用力，而沒有反作用力。(×)(2)兩個(gè)物體只有接觸才存在作用力和反作用力。(×)(3)物體間先有作用力，然后才有反作用力。(×)二、牛頓第三定律1.實(shí)驗(yàn)探究：如圖所示，把A、B兩個(gè)彈簧測力計(jì)連接在一起，B的一端固定，用手拉測力計(jì)A，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)是相等的。改變拉力，彈簧測力計(jì)的示數(shù)也隨著改變，但兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)總是相等的，彈力方向相反。2．牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。特別提醒：(1)作用力和反作用力分別作用在發(fā)生相互作用的兩個(gè)物體上。(2)作用力和反作用力總是同一種類的力(即同一性質(zhì)的力)。成語“以卵擊石”是指拿蛋去碰石頭，比喻不自量力，自取滅亡。(1)如圖所示，以卵擊石時(shí)，卵對石頭的作用力大，還是石頭對卵的作用力大？(2)為什么會出現(xiàn)“卵碎石全”的不同效果？答案(1)以卵擊石時(shí)，卵對石頭的作用力與石頭對卵的作用力是一對作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律可知，兩個(gè)力等大、反向；(2)雖然卵對石頭的作用力與石頭對卵的作用力等大，但由于二者能承受的最大外力不同，所以會有不同的作用效果。例1(2023·鹽城市響水中學(xué)高一?？计谥?如圖所示，我國有一種傳統(tǒng)的民族體育項(xiàng)目叫作“押加”，實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)人拔河，如果繩的質(zhì)量不計(jì)，且保持水平，甲、乙兩人在“押加”比賽中，甲獲勝，則下列說法中正確的是()A．甲對乙的拉力始終大于乙對甲的拉力B．當(dāng)甲把乙加速拉過去時(shí)，甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力C．只有甲把乙勻速拉過去時(shí)，甲對乙的拉力大小才等于乙對甲的拉力大小D．甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小，只是地面對甲的摩擦力大于地面對乙的摩擦力答案D解析由牛頓第三定律可知，甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小，與所處的狀態(tài)無關(guān)，故A、B、C均錯(cuò)誤；分析兩人水平方向受力情況，除了受到繩的拉力外，還受到地面的摩擦力，甲獲得比賽勝利，說明甲受到的摩擦力比繩的拉力大，故D正確。正確理解牛頓第三定律中“總是”的含義“總是”是強(qiáng)調(diào)對于任何物體，在任何情況下，作用力和反作用力的關(guān)系都成立。(1)不管物體的大小、形狀如何，任意兩物體間作用力和反作用力總是大小相等、方向相反。(2)不管物體的運(yùn)動狀態(tài)如何，例如，靜止的物體之間，運(yùn)動的物體之間，靜止與運(yùn)動的物體之間，其作用力和反作用力總是大小相等、方向相反。三、作用力和反作用力與平衡力的比較如圖所示，小球靜止在輕繩下端。(1)畫出小球的受力示意圖，分析這兩個(gè)力有什么關(guān)系？它們的施力物體各是什么？力的性質(zhì)是否相同？(2)這兩個(gè)力的反作用力是什么力？它們的施力物體各是什么？這兩個(gè)力和各自的反作用力性質(zhì)是否相同？答案(1)受力示意圖如圖所示，重力與拉力是一對平衡力，重力的施力物體為地球，拉力的施力物體為繩，力的性質(zhì)不同。(2)重力的反作用力為小球?qū)Φ厍虻囊?，施力物體為小球，拉力的反作用力是小球?qū)K子的拉力，施力物體為小球，作用力和它的反作用力性質(zhì)相同，一種為引力，一種為彈力。比較對象作用力與反作用力平衡力相同點(diǎn)大小相等相等方向相反相反是否共線是是不同點(diǎn)作用對象相互作用的兩個(gè)物體同一物體作用效果能否抵消不可以可以作用時(shí)間同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失不一定同時(shí)產(chǎn)生和消失力的性質(zhì)相同可以不同(1)物體靜止放在水平桌面上，物體所受重力和桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力。(√)(2)物體對桌面的壓力與桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力。(×)例2如圖所示，嫦娥五號探測器成功降落在月球表面上，當(dāng)探測器靜止時(shí)，探測器對月球表面的壓力()A．就是探測器的重力B．與月球表面對探測器的支持力方向相同C．與月球表面對探測器的支持力是一對相互平衡的力D．與月球表面對探測器的支持力是一對作用力和反作用力答案D解析探測器對月球表面的壓力與月球表面對探測器的支持力是一對相互用力，二者方向相反，故D項(xiàng)正確。例3如圖所示，水平力F把一個(gè)物體緊壓在豎直墻壁上靜止不動，下列說法中正確的是()A．力F與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力B．物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力C．力F與物體對墻壁的壓力是一對平衡力D．力F與物體對墻壁的壓力是一對作用力與反作用力答案B解析力F與墻壁對物體的支持力是一對平衡力，故A錯(cuò)誤；物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力，故B正確；力F與物體對墻壁的壓力方向相同，但作用在不同物體上，所以兩個(gè)力不是一對平衡力，也不是一對作用力與反作用力，故C、D錯(cuò)誤。四、物體受力的初步分析根據(jù)研究的問題，選取合適的物體作為研究對象，分析它受到哪些力的作用，并畫出所受力的示意圖，這一過程即為物體的受力分析。例4如圖所示，一個(gè)木塊靜止在粗糙的斜面上。(1)請按重力、彈力和摩擦力的順序來分析木塊的受力情況。(2)木塊對斜面施加了幾個(gè)力的作用，并說明哪些力是一對作用力和反作用力？在對木塊受力分析時(shí)，這些力能否同