2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章牛頓運(yùn)動定律第4節(jié)牛頓第三定律教案粵教版必修第一冊

PAGE8-第四節(jié)牛頓第三定律學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.[物理觀念]知道作用力與反作用力的概念，理解牛頓第三定律的內(nèi)容，并能說明相關(guān)物理現(xiàn)象．2.[科學(xué)思維]駕馭牛頓第三定律的內(nèi)涵，能區(qū)分一對作用力與反作用力和一對平衡力，能解決相關(guān)問題，提高解題實(shí)力．3.[科學(xué)探究]通過對作用力與反作用力特點(diǎn)的探究，學(xué)會與他人合作溝通，得出試驗(yàn)結(jié)論，提高試驗(yàn)實(shí)力．4.[科學(xué)看法與責(zé)任]在說明物理現(xiàn)象中發(fā)揚(yáng)實(shí)事求是的精神，激發(fā)學(xué)習(xí)物理科學(xué)的愛好與熱忱．閱讀本書教材，回答第115頁“探討與溝通”并梳理必要學(xué)問點(diǎn)．教材P115“探討與溝通”提示：1．書受重力、支持力，這兩個力是一對平衡力；書對桌面的壓力與桌面對書的支持力是一對作用力與反作用力．一對平衡力作用在同一物體上性質(zhì)可以不同，效果抵消；一對作用力與反作用力作用在兩個物體上、性質(zhì)相同，效果不能抵消．2．不違反牛頓第三定律．站在岸上的取勝．取勝確定因素是雙方以外的物體對他們施加的外力，外力大的一方勝．一、探究作用力與反作用力的關(guān)系1．作用力與反作用力：一個物體對另一個物體有作用力時，同時也受到另一物體對它的反作用力，它們總是成對出現(xiàn)的．我們把兩個物體間的這種相互作用力稱為作用力與反作用力．2．試驗(yàn)與探究把兩個彈簧測力計(jì)A和B連結(jié)在一起，用手拉A，發(fā)覺兩個彈簧測力計(jì)的示數(shù)相同．變更拉力，彈簧測力計(jì)的示數(shù)都隨著變更，但兩者的示數(shù)總是相同．這說明作用力和反作用力大小相等，方向相反．說明：作用力與反作用力總是作用在不同的物體上．二、牛頓第三定律1．內(nèi)容：兩個物體之間的作用力F和反作用力F′總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上．2．作用力和反作用力特點(diǎn)：分別作用在兩個不同的物體上，它們同時產(chǎn)生、同時消逝，是同種性質(zhì)的力．3．公式表達(dá)：F＝－F′.說明：這里負(fù)號表示這兩個力的方向相反．1．思索推斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)力的作用是相互的，有一個力，必有一個反作用力． (√)(2)作用力與反作用力總是同時產(chǎn)生、同時消逝的． (√)(3)作用力和反作用力大小相等、方向相反，在同一條直線上，因此它們的合力為零． (×)(4)摩擦力的反作用力肯定是摩擦力． (√)2.跳水始終是我國的優(yōu)勢項(xiàng)目，如圖所示，一運(yùn)動員站在3m跳板上，圖中F1表示人對跳板的彈力，F(xiàn)2表示跳板對人的彈力，則()A．F1和F2是一對平衡力B．F1和F2是一對作用力和反作用力C．先有力F1，后有力F2D．F1和F2方向相反，大小不相等B[F1是人對跳板的彈力，受力物體是跳板．F2是跳板對人的彈力，受力物體是人，故F1、F2不是平衡力，A錯誤；F1、F2性質(zhì)都是彈力，是一對作用力和反作用力，B正確；F1、F2同時產(chǎn)生，C錯誤；F1、F2不論是運(yùn)動員站立，還是起跳時，大小總相等，故D錯誤．]3．(多選)用計(jì)算機(jī)協(xié)助試驗(yàn)系統(tǒng)做驗(yàn)證牛頓第三定律的試驗(yàn)，點(diǎn)擊試驗(yàn)菜單中“力的相互作用”．如圖甲所示，把兩個探頭的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動，視察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果如圖乙所示．視察分析兩個相互作用力隨時間變更的曲線，可以得到以下試驗(yàn)結(jié)論，正確的是()A．作用力與反作用力時刻相同B．作用力與反作用力作用在同一物體上C．作用力與反作用力大小相等D．作用力與反作用力方向相反CD[由圖乙可知，作用力和反作用力的圖線關(guān)于t軸對稱，說明作用力和反作用力的大小時刻相等，即同時增大，同時減小，變更完全一樣，由于圖像中的正、負(fù)表示方向，所以作用力和反作用力方向相反．作用力與反作用力作用在不同物體上．A、B錯誤，C、D正確．]作用力與反作用力和一對平衡力的比較機(jī)器人的研發(fā)和運(yùn)用給人們生活帶來極大的便利，如圖是一個重為G的掃地機(jī)器人在水平地板上行駛．請?zhí)骄浚?1)地板對機(jī)器人的支持力，與機(jī)器人受到的重力是一對作用力與反作用力，這種觀點(diǎn)正確嗎？(2)對機(jī)器人進(jìn)行受力分析，并找出作用力與反作用力，和一對平衡力？提示：(1)不正確．(2)機(jī)器人受重力和支持力的作用，它們是一對平衡力；支持力與機(jī)器人對地面壓力是作用力與反作用力；重力與機(jī)器人對地球的引力是一對作用力與反作用力．作用力與反作用力一對平衡力相同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同一條直線上不同點(diǎn)作用對象兩個力分別作用在兩個物體上兩個力作用在同一個物體上作用時間同時產(chǎn)生，同時變更，同時消逝，不行單獨(dú)存在不肯定同時產(chǎn)生或消逝力的種類肯定是同性質(zhì)的力不肯定是同性質(zhì)的力作用效果因?yàn)橐粚ψ饔昧εc反作用力作用在兩個物體上，各自產(chǎn)生作用效果，故不能求合力一對平衡力的作用效果是使物體處于平衡狀態(tài)，合力為零【例1】(多選)將一木箱置于粗糙的水平地面上，現(xiàn)用一水平繩拉著木箱勻速前進(jìn)，則()A．木箱所受到的拉力和水平地面對木箱的摩擦力是一對作用力與反作用力B．木箱對水平地面的壓力和水平地面對木箱的支持力是一對作用力與反作用力C．木箱所受的重力和水平地面對木箱的支持力是一對平衡力D．木箱對水平地面的壓力和水平地面對木箱的支持力是一對平衡力[思路點(diǎn)撥]①明確每個力的受力物體和施力物體．②平衡力肯定作用于同一物體，而作用力與反作用力肯定作用在兩個物體上．BC[木箱勻速前進(jìn)，木箱所受到的拉力和水平地面對木箱的摩擦力是一對平衡力；木箱所受的重力和水平地面對木箱的支持力是一對平衡力．木箱對水平地面的壓力和水平地面對木箱的支持力是一對作用力與反作用力。所以選項(xiàng)B、C正確，A、D錯誤．]區(qū)分作用力、反作用力和平衡力的方法(1)作用力與反作用力只涉及兩個相互作用的物體，是甲物體對乙物體，乙物體對甲物體的關(guān)系．(2)平衡的一對力涉及三個物體，即兩個施力物體同時作用在一個受力物體上．[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．下列關(guān)于作用力、反作用力和一對平衡力的相識，正確的是()A．一對平衡力的合力為零，作用效果相互抵消，一對作用力與反作用力的合力也為零，作用效果也相互抵消B．作用力和反作用力同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝，且性質(zhì)相同，平衡力的性質(zhì)卻不肯定相同C．作用力和反作用力同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝，且一對平衡力也是如此D．先有作用力，接著才有反作用力，一對平衡力卻是同時作用在同一個物體上B[作用力與反作用力作用在兩個不同的物體上，作用效果不能抵消，A錯誤；作用力與反作用力具有同時性、性質(zhì)相同的特點(diǎn)，平衡力不肯定具備這些特點(diǎn)，B正確，C、D錯誤．]牛頓第三定律的理解如圖所示，有兩個穿著溜冰鞋的人站在冰面上，當(dāng)其中一個人A從背后用勁推另一個人B時．甲乙請?zhí)骄浚?1)從乙圖看B向前運(yùn)動了，為什么A會向后運(yùn)動？(2)假如mA<mB，在A同學(xué)推B同學(xué)的過程中，誰的加速度更大些？提示：(1)依據(jù)牛頓第三定律知，A會受到向后的反作用力，因而A會向后運(yùn)動．(2)由F＝ma知，當(dāng)F相等時，m越大，a越小，故A同學(xué)的加速度會更大些．1．牛頓第三定律表達(dá)式：F＝－F′，式中的“－”號表示作用力與反作用力方向相反．2．作用力與反作用力的“四同”“三異”：四同等大大小總是相等共線作用在一條直線上同時同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝同性質(zhì)同一性質(zhì)的力三異異向方向相反異體作用在不同的物體上異效效果不能相互抵消，不能認(rèn)為合力為零【例2】(多選)如圖所示，我國有一種傳統(tǒng)的民族體育項(xiàng)目叫作“押加”，事實(shí)上相當(dāng)于兩個人拔河，假如甲、乙兩人在押加競賽中，甲獲勝，則下列說法中正確的是()A．甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力，所以甲獲勝B．當(dāng)甲把乙勻速拉過去時，甲對乙的拉力大小等于乙對甲的拉力大小C．當(dāng)甲把乙加速拉過去時，甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力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，所以甲獲勝[思路點(diǎn)撥]甲對乙的拉力與乙對甲的拉力是一對作用力與反作用力，大小總相等．摩擦力大的一方獲勝．BD[物體的運(yùn)動狀態(tài)是由其自身的受力狀況確定的，只有當(dāng)物體所受的合外力不為零時，物體的運(yùn)動狀態(tài)才會變更，不論物體處于何種狀態(tài)，物體間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，由于它們作用在不同的物體上，所以其效果可以不同．甲獲勝的緣由是甲受到的地面的摩擦力大于繩子對甲的拉力；乙后退的緣由是繩子對乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，依據(jù)牛頓第三定律，甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大?。瓸、D正確．]有關(guān)牛頓第三定律的兩點(diǎn)提示(1)作用力與反作用力在產(chǎn)生上沒有先后關(guān)系，也沒有因果關(guān)系．不能說先有作用力，后有反作用力；也不能說因?yàn)橛辛俗饔昧Γ庞蟹醋饔昧Γ?2)作用力與反作用力雖然等大、反向，但由于它們分別對相互作用的兩個物體起作用，這兩個力不能求合力，不能相互抵消．把上題變?yōu)橄聢D情境：身高和質(zhì)量完全相同的兩人穿同樣的鞋在同一水平面上通過一輕桿進(jìn)行頂牛競賽，企圖迫使對方后退．設(shè)甲、乙兩人對桿的推力分別是F1、F2，甲、乙兩人身體因前傾而偏離豎直方向的夾角分別為α1、α2，傾角α越大，此刻人手和桿的端點(diǎn)位置就越低，如圖所示，若甲獲勝，則()A．F1＝F2，α1>α2 B．F1>F2，α1＝α2C．F1＝F2，α1<α2 D．F1>F2，α1>α2A[由于桿是輕桿，把桿當(dāng)作甲或乙的一部分，由牛頓第三定律，F(xiàn)1＝F2，故B、D錯誤；甲獲勝是由于甲所受地面的最大靜摩擦力大于乙的，故甲端桿的端點(diǎn)位置較低，由受力分析和幾何關(guān)系可知，α1>α2，故A正確．][跟進(jìn)訓(xùn)練]2.如圖所示，馬拖著一根質(zhì)量為m的樹干在粗糙的水平地面上做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為a，已知馬對樹干的拉力大小為F1，樹干對馬的拉力大小為F2，則有()A．F1>F2 B．F1＝F2C．F1<F2 D．F1＝maB[F1與F2是一對作用力和反作用力，大小相等，選項(xiàng)B正確；樹干除受馬的拉力外，水平方向還受地面的摩擦力，樹干所受合外力不等于F1，所以選項(xiàng)D錯誤．]1．物理觀念：作用力與反作用力、牛頓第三定律．2．科學(xué)思維：一對作用力與反作用力和一對平衡力的區(qū)分、牛頓第三定律的理解與應(yīng)用．3．科學(xué)方法：試驗(yàn)法、比較法．1．如圖所示，將吹足氣的氣球由靜止釋放，氣球內(nèi)氣體向后噴出，氣球會向前運(yùn)動，這是因?yàn)闅馇蚴艿?)A．重力 B．手的推力C．空氣的浮力 D．噴出氣體對氣球的作用力D[氣球內(nèi)氣體向后噴出時，氣球?qū)怏w有向后的作用力，氣體對氣球有向前的反作用力使氣球向前運(yùn)動，選項(xiàng)D正確．]2.如圖所示，人站立在體重計(jì)上，下列說法正確的是()A．人對體重計(jì)的壓力和體重計(jì)對人的支持力是一對平衡力B．人對體重計(jì)的壓力和體重計(jì)對人的支持力是一對作用力和反作用力C．人所受的重力和人對體重計(jì)的壓力是一對平衡力D．人所受的重力和人對體重計(jì)的壓力是一對作用力和反作用力B[人對體重計(jì)的壓力和體重計(jì)對人的支持力是一對作用力和反作用力，A錯，B對；人所受的重力和人對體重計(jì)的壓力大小相等，方向相同，既不是作用力與反作用力，也不是一對平衡力，C、D錯．]3．關(guān)于作用力與反作用力，下列說法中正確的是()A．物體相互作用時，先有作用力而后才有反作用力B．作用力與反作用力大小相等、方向相反，作用在一條直線上，因此它們的合力為零C．彈力的反作用力肯定是彈力D．馬能將車?yán)瓌樱且驗(yàn)轳R拉車的力大于車?yán)R的力C[A錯：物體相互作用時，作用力與反作用力同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝；B錯：作用力與反作用力大小相等，方向相反，但是作用在兩個物體上，不能進(jìn)行力的合成；C對：作用力與反作用力的性質(zhì)相同，彈力的反作用力肯定是彈力；D錯：車被馬拉動，是因?yàn)轳R拉車的力大于車所受的阻力，而馬拉車的力與車?yán)R的力是作用力與反作用力，大小相等，方向相反．]4．用錘頭敲玻璃，玻璃被打碎，而錘頭未碎．對于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．錘頭對玻璃的作用力大于玻璃對錘頭的作用力，所以玻璃才碎裂B．玻璃對錘頭的作用力大于錘頭對玻璃的作用力，只是由于錘頭比玻璃能夠承受更大的力才沒有碎裂C．錘頭和玻璃之間的作用力是等大的，只是由于錘頭比玻璃能夠承受更大的力才沒有碎裂D．因?yàn)椴磺逦N