高一物理人教版必修1學(xué)案4-5牛頓第三定律

5牛頓第三定律知識點一作用力和反作用力(1)物體之間力的作用總是相互的，所以說施力物體同時也一定是受力物體，物體間相互作用的一對力，叫作作用力和反作用力．(2)把兩個彈簧測力計A和B連接在一起(如圖所示)．用手拉彈簧測力計A，可以看到兩個彈簧測力計的指針同時移動，彈簧測力計B的示數(shù)反映的是彈簧A對彈簧B的作用力F的大小，而彈簧測力計A的示數(shù)反映的是彈簧B對彈簧A的反作用力F′的大小．可以看出，兩彈簧測力計的示數(shù)會同步改變，且示數(shù)相等．這說明作用力和反作用力總是大小相等、方向相反．在某校一次拔河比賽結(jié)束后，獲勝班級的隊員小明，在接受校廣播站小記者采訪時說：“我們班獲得勝利的關(guān)鍵是我們拉對手的力總能大于他們拉我們的力，我們是最棒的！”想一想，小明的關(guān)于獲勝原因的分析是否具有科學(xué)道理？提示：小明的分析是沒有科學(xué)道理的，因為兩隊進行拔河比賽，彼此作用于對方的力是屬于作用力與反作用力，始終都是大小相等的，小明所在班級能夠獲勝的原因是由于他們與地面之間的靜摩擦力大于對手班級對他們的拉力．知識點二牛頓第三定律(1)研究表明，兩個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，這就是牛頓第三定律．(2)作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別在于作用力與反作用力作用在兩個物體上，不能求合力，而平衡力作用在一個物體上，合力為零．如圖所示，跳高運動員從地面上起跳的瞬間，地面對運動員的支持力大于運動員對地面的壓力，這種說法正確嗎？為什么？提示：不正確．跳高運動員從地面上起跳的瞬間，運動員受重力和地面對運動員的支持力，當(dāng)支持力大于重力時，運動員才產(chǎn)生向上的加速度，才能起跳．而地面對運動員的支持力與運動員對地面的壓力是一對作用力和反作用力，大小一定相等．知識點三物體的受力分析(1)概念：把研究對象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出來，并畫出物體所受的力的示意圖，這個過程就是受力分析．(2)受力分析的用途：一個物體的運動狀態(tài)是否改變，可以用加速度描述，加速度的大小是由物體所受各個力的合力決定的．求物體的加速度時，必須先對物體進行受力分析．(3)三種常見作用力：①重力：任何物體都受重力，其方向豎直向下．②彈力：兩個相互接觸的物體相互擠壓，就會產(chǎn)生彈力．其方向與接觸面垂直．③摩擦力：當(dāng)接觸面粗糙且發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時，接觸面處就會產(chǎn)生滑動摩擦力或靜摩擦力．其方向與接觸面平行．如圖所示，兩個等大、反向的水平力F分別作用在物體A和B上，A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)．若各接觸面與水平地面平行，則A、B兩物體各受幾個力(假設(shè)水平地面光滑)(C)A．3個、4個 B．4個、4個C．4個、5個 D．4個、6個考點一牛頓第三定律定律內(nèi)容：兩個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．這里的“總是”是強調(diào)對于任何物體，在任何條件下，作用力和反作用力的關(guān)系都成立．對此，可以從以下幾個方面理解：(1)不管物體大小、形狀如何，例如大物體與大物體之間，或大物體與小物體之間，還是任何形狀的物體之間，其相互作用力總是大小相等、方向相反的；(2)不管物體的運動狀態(tài)如何，例如靜止的物體之間，運動的物體與靜止的物體之間，其相互作用力總是大小相等、方向相反的；(3)作用力和反作用力的產(chǎn)生和消失是同時的．兩者中若有一個產(chǎn)生或消失，則另一個必然同時產(chǎn)生或消失，否則其間的相等關(guān)系就不成立了．【例1】(多選)一個成年人跟一個小孩子站在水平地面上手拉手比力氣，結(jié)果成年人把小孩子拉過來了．對這個過程中作用于雙方的力的關(guān)系，下列說法中正確的是()A．成年人拉小孩子的力一定比小孩子拉成年人的力大B．成年人拉小孩子的力與小孩子拉成年人的力是一對作用力與反作用力C．成年人拉小孩子的力與小孩子拉成年人的力大小一定相等D．只有在成年人把小孩子拉動的過程中，成年人的力才比小孩子的力大，在可能出現(xiàn)的短暫相持過程中，兩人的拉力一樣大解答本題時要把握以下三點：(1)成年人拉小孩子的力與小孩子拉成年人的力是怎樣的關(guān)系．(2)小孩子被拉過來是因為小孩子受到的合力指向成年人．(3)根據(jù)牛頓第三定律判斷拉力大小的關(guān)系．【解析】成年人與小孩子手拉手比力氣時，成年人拉小孩子的力與小孩子拉成年人的力是一對作用力與反作用力，因此，無論是在相持階段，還是在小孩子被成年人拉過來的過程中，這兩個力的大小總是相等的，選項B、C正確．【答案】BC總結(jié)提能一對作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上．有作用力，就有反作用力，它們總是成對出現(xiàn)的，同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，而且是同一種性質(zhì)的力．如圖所示，將兩彈簧測力計a、b連接在一起，當(dāng)用力緩慢拉a彈簧測力計時，發(fā)現(xiàn)不管拉力F多大，a、b兩彈簧測力計的示數(shù)總是相等，這個實驗說明(C)A．這是兩個完全相同的彈簧測力計B．彈力的大小與彈簧的形變量成正比C．作用力與反作用力大小相等、方向相反D．力是改變物體運動狀態(tài)的原因解析：實驗中兩彈簧測力計的拉力互為作用力與反作用力，它們一定大小相等、方向相反，選項C正確．考點二一對相互作用力與一對平衡力的區(qū)別【例2】一物體靜止在水平面上的固定斜面上，如圖所示，下列說法正確的是()A．物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力B．物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力是一對作用力和反作用力C．物體所受的重力和斜面對物體的作用力是一對作用力和反作用力D．物體所受的重力和物體對斜面的壓力是一對平衡力解答本題時應(yīng)把握以下三點：(1)一對平衡力是作用在同一個物體上的．(2)一對作用力與反作用力是作用在兩個相互作用的物體上的．(3)作用力與反作用力的性質(zhì)一定相同．【解析】物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力及物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力同屬物體和斜面間的相互作用力，分別作用在斜面和物體上，因此它們是兩對作用力與反作用力，選項A錯誤，B正確；物體所受的重力是地球施加的，其反作用力是物體對地球的吸引力，應(yīng)作用在地球上，選項C錯誤；物體所受的重力作用在物體上，方向豎直向下，物體對斜面的壓力作用在斜面上，方向垂直于斜面向下，故這兩個力不可能是一對平衡力，選項D錯誤．【答案】B總結(jié)提能(1)作用力與反作用力是“異體、共線、反向等大、同性、同存”的，而平衡力是“同體、共線、反向等大”的．(2)一對作用力和反作用力與一對平衡力的最直觀的區(qū)別是：看作用點，一對平衡力的作用點一定在同一個物體上，作用力和反作用力的作用點一定分別作用在兩個物體上，還要看它們是不是相互作用產(chǎn)生的．如圖所示，物體放在水平桌面上，受到一個水平向右的拉力F作用，卻仍然保持靜止，則下列說法中正確的是(D)A．物體受三個力作用，其中有一對平衡力B．物體受三個力作用，其中有一對作用力與反作用力C．物體受四個力作用，其中有兩對作用力與反作用力D．物體受四個力作用，其中有兩對平衡力解析：物體受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力F作用，根據(jù)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體所受合外力為零，所以物體在水平方向除受水平向右的拉力F外，還必須受水平向左的摩擦力Ff，所以物體共受四個力的作用，選項A、B錯誤；由于作用力與反作用力是分別作用在兩個不同物體上的，所以物體所受的四個力中不可能構(gòu)成作用力與反作用力，因此選項C錯誤；物體水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力，其合力為零，為一對平衡力．豎直方向受重力和支持力，也為一對平衡力，所以選項D正確．考點三檢查受力分析是否正確的兩條原則對物體進行受力分析，應(yīng)始終扣住“力是一個物體對另一個物體的作用”的概念，按“重力一定有，彈力看四周，分析摩擦力，不忘電磁浮”的步驟進行．盡管這樣，在畫受力圖時有時還會出現(xiàn)多畫不存在的力和少畫物體實際受到的力的情況，所以在對物體受力分析完成之后，還應(yīng)按下面的兩條原則給予檢查.原則思路例證每個力都能找到施力物體一個力有受力物體，就一定存在這個力的施力物體．掌握了這個原則，就可以避免多畫力．找不到施力物體的力是不存在的拋出去的籃球在空中受到幾個力？在分析時，同學(xué)們往往認為在空中飛行的籃球除受到重力外，還受到一個“推力”，但我們想想，這個“推力”的施力物體是誰？顯然，這個施力物體是無法找到的，故“推力”是不存在的物體的受力情況必須與物體的運動狀態(tài)相符合力是使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因，掌握了這個原則，不但可以檢查出多畫的力，也可以檢查出少畫的力例：如圖甲，A、B疊放在光滑的水平面上，B受到一個外力F后，A、B保持相對靜止且相對地面做勻加速運動，分析物體A的受力情況．同學(xué)們往往只考慮A受到重力GA和B對A的支持力FN，而漏畫了B對A的靜摩擦力Ff.因為A、B整體在外力F作用下做勻加速運動，而A物體做水平方向的勻加速運動是什么力作用的結(jié)果呢？這個水平力只能是B對A的靜摩擦力Ff了．如圖乙所示【例3】(多選)如圖所示，質(zhì)量均為m的兩木塊a與b疊放在水平面上，a、b分別受到兩個水平拉力的作用，兩個力的大小均為F，兩木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，則()A．a(chǎn)、b之間一定存在靜摩擦力B．b與地面之間一定存在靜摩擦力C．b與地面之間一定不存在靜摩擦力D．地面對b的支持力一定大于2mg解答本題時應(yīng)把握以下兩點：(1)分析b與地面之間的靜摩擦力及地面對b的支持力時應(yīng)以a、b整體為研究對象．(2)分析a、b之間的靜摩擦力時應(yīng)以a為研究對象．【解析】由于兩木塊保持靜止，對a進行受力分析可知a、b之間一定存在靜摩擦力，選項A正確；對a、b整體進行受力分析可知b與地面之間一定不存在靜摩擦力，且地面對b的支持力等于2mg，選項B、D錯誤，C正確．【答案】AC總結(jié)提能對物體進行受力分析時，首先要明確研究對象；然后根據(jù)不同的力產(chǎn)生條件的不同，按順序分析物體所受的力，一般按重力、彈力、摩擦力、其他外力的順序進行，正確畫出物體的受力示意圖；最后要檢查，防止錯畫力、多畫力和漏畫力．L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連，如圖所示．若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力．則木板P的受力個數(shù)為(C)A．3B．4C．5D．6解析：取木板P為研究對象，它因地球的吸引而受到重力，斜面對P有支持力，因P、Q一起沿斜面勻速下滑，所以斜面對P有沿斜面向上的摩擦力，P上表面光滑，故Q使彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧給P沿斜面向下的彈力，Q與P接觸且相互擠壓，Q給P垂直斜面向下的壓力．所以木板P共受5個力的作用．1．(多選)下列說法中正確的是(AC)A．甲物體受到乙物體的作用，則乙物體一定同時受到甲物體的作用B．甲物體對乙物體的作用一定是作用力，而乙物體對甲物體的作用一定是反作用力C．若把甲、乙兩物體看成質(zhì)點，則甲、乙兩物體間的作用力和反作用力一定在甲、乙兩物體的連線上D．甲物體對乙物體的作用力豎直向上，則乙物體對甲物體的作用力也一定是豎直向上解析：根據(jù)牛頓第三定律知，作用力和反作用力是兩個物體相互作用而產(chǎn)生的．如果把其中一個叫做作用力，另一個就是反作用力，作用力與反作用力的命名是任意的，作用力與反作用力作用在同一直線上，方向相反，根據(jù)以上敘述可判定選項A、C正確，選項B、D錯誤．2．關(guān)于作用力與反作用力，下列說法正確的是(C)A．馬拉車加速行駛，馬拉車的力大于車拉馬的力B．從井里將水桶提上來，繩子對桶的拉力大于桶對繩子的拉力C．不論電梯是加速、勻速還是減速上升，人對電梯底板的壓力和底板對人的支持力總是大小相等的D．作用力與反作用力等大、反向，合力為零解析：對于任何物體，在任何條件下，作用力與反作用力的大小一定相等，故馬拉車的力等于車拉馬的力，繩子對桶的拉力等于桶對繩子的拉力，人對電梯底板的壓力等于底板對人的支持力，選項A、B錯，C對；作用力與反作用力等大、反向，但作用在不同的物體上，各自產(chǎn)生不同的效果，不能求合力，選項D錯．3．(多選)下列情形中，涉及牛頓第三定律原理的有(ACD)A．氣墊船靠旋轉(zhuǎn)的螺旋槳獲得動力B．戰(zhàn)斗機在行進途中拋棄副油箱C．噴水龍頭自動旋轉(zhuǎn)使水噴得均勻D．玩具火箭靠噴出氣體飛上天空解析：戰(zhàn)斗機在行進途中拋棄副油箱是為了減小慣性，提高靈活性．4．(多選)對“畫陰影”的物體受力分析正確的是(BD)5．質(zhì)量分別