【學與練】高中物理粵教2019版必修1：第4章4牛頓第三定律學案

第四節(jié)牛頓第三定律學習目標STSE情境導學1.清楚力的作用是相互的，記住作用力和反作用力的概念.2.能理解牛頓第三定律的確切含義，會用它解決簡單的問題.（重點）3.能區(qū)別平衡力和作用力與反作用力的異同.（難點）船槳向后推水，水則反作用于槳飛機螺旋槳對空氣產(chǎn)生向下壓力，空氣則反作用于螺旋槳，產(chǎn)生向上的反作用力知識點一作用力與反作用力的關(guān)系1.定義.兩個物體之間的作用力總是相互的.一個物體對另一物體有作用力時，同時也受到另一物體對它的作用力，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.作用力和反作用力的關(guān)系.作用力和反作用力同時產(chǎn)生，同一性質(zhì)，大小相等，方向相反，作用在不同的物體上.知識點二牛頓第三定律1.牛頓第三定律：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.2.表達式：F＝－F′，負號表示作用力F與反作用力F′方向相反.小試身手1.（多選）關(guān)于作用力和反作用力，下列說法中正確的是（）A.物體發(fā)生相互作用時，先有作用力，后產(chǎn)生反作用力B.作用力與反作用力大小相等、方向相反C.作用力與反作用力的作用效果相互抵消D.作用力與反作用力性質(zhì)相同答案：BD2.粗糙水平地面上有一木箱，現(xiàn)用一水平力拉著木箱勻速前進，則（）A.木箱所受的拉力和地面對木箱的摩擦力是一對作用力和反作用力B.木箱對地面的壓力和木箱所受的重力是一對作用力和反作用力C.木箱所受的重力和地面對木箱的支持力是一對平衡力D.木箱對地面的壓力和地面對木箱的支持力是一對平衡力答案：C探究一對牛頓第三定律的理解1.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，同時也受到另一個物體對它的反作用力，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）實驗與探究.如圖所示，把兩個彈簧測力計A和B連接在一起，用手拉A，發(fā)現(xiàn)兩個彈簧測力計的示數(shù)相等.改變拉力，彈簧測力計的示數(shù)都隨著變化，但兩者的示數(shù)總是相等，這說明作用力和反作用力大小相等，方向相反.2.牛頓第三定律.（1）牛頓第三定律表達式：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理解.①三個性質(zhì).②作用力和反作用力的關(guān)系可總結(jié)為“四同三異”.項目作用力與反作用力的關(guān)系四同1.等大：大小相等，不能認為只有物體處于平衡狀態(tài)時作用力和反作用力才大小相等.2.共線：作用在一條線上.3.同時：同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，不能認為先有作用力后有反作用力.4.同性質(zhì)：不同性質(zhì)的力不可能是作用力和反作用力的關(guān)系三異1.反向：方向相反.2.異體：作用在不同的物體上.3.不同效果：在不同的物體上分別產(chǎn)生不同的作用效果，不能相互抵消，因此，不能認為作用力和反作用力的合力為零【典例1】一個榔頭敲在一塊玻璃上，玻璃碎了.對于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.榔頭敲玻璃的力大于玻璃對榔頭的作用力，所以玻璃才碎裂B.榔頭受的力大于玻璃受到的力，只是由于榔頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂C.榔頭和玻璃之間的作用力是等大的，只是由于榔頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂D.因為不清楚榔頭和玻璃的其他受力情況，所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小關(guān)系解析：榔頭與玻璃間的相互作用力一定是等大的，而玻璃碎裂，是因為相互作用力大于玻璃能夠承受的力的緣故，故選項C正確.答案：C正確理解牛頓第三定律中“總是”的含義“總是”是強調(diào)對于任何物體，在任何情況下，作用力與反作用力的關(guān)系都成立.對此，我們可以從以下幾個方面理解.（1）不管物體的大小、形狀如何，例如，大物體與大物體之間，大物體與小物體之間，任何形狀的物體之間，其作用力與反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，運動的物體之間，靜止與運動的物體之間，其作用力與反作用力總是大小相等、方向相反的.（3）作用力與反作用力的產(chǎn)生和消失總是同時的.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.1.下列關(guān)于馬拉車的說法正確的是（）A.馬拉車不動，是因為馬拉車的力小于車拉馬的力B.馬拉車前進，是因為馬拉車的力大于車拉馬的力C.不論車如何運動，馬拉車的力的大小總等于車拉馬的力的大小D.只有當馬拉車不動或馬拉車勻速前進時，馬拉車的力的大小才等于車拉馬的力的大小解析：馬拉車時，不論車如何運動，馬拉車的力與車拉馬的力都是一對相互作用力，二者總是大小相等，故C正確，A、B、D錯誤.答案：C2.如圖所示，一對父子掰手腕，父親讓兒子獲勝.若父親對兒子的力記為F1，兒子對父親的力記為F2，則（）A.F1>F2B.F1和F2大小相等C.F1先于F2產(chǎn)生D.F1后于F2產(chǎn)生解析：父親對兒子的力F1與兒子對父親的力F2是一對作用與反作用力，總是大小相等，方向相反，同時產(chǎn)生，同時消失，故A、C、D錯誤，B正確.故選B.答案：B探究二作用力、反作用力與平衡力的比較一對作用力與反作用力和一對平衡力的比較.比較項作用力與反作用力一對平衡力相同點大小相等、方向相反、作用在同一條直線上不同點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，同時變化，同時消失，不可單獨存在不一定同時產(chǎn)生或消失力的種類一定是同種類的力不一定是同種類的力作用效果因為一對作用力與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)，合力為零簡記為：作用力和反作用力是“異體、同類、同存，不同效”；平衡力是“同體、可異、非同存、效果抵消”.【典例2】（多選）如圖所示，用水平力F把一個物體緊壓在豎直墻壁上靜止，下列說法中正確的是（）A.水平力F跟墻壁對物體的壓力是一對作用力與反作用力B.物體的重力跟墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力C.水平力F與物體對墻壁的壓力是一對作用力與反作用力D.物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的壓力是一對作用力與反作用力解析：水平力F跟墻壁對物體的壓力作用在同一物體上，大小相等，方向相反，且作用在一條直線上，是一對平衡力，選項A錯誤；物體在豎直方向上受豎直向下的重力以及墻壁對物體豎直向上的靜摩擦力的作用，因物體處于靜止狀態(tài)，故這兩個力是一對平衡力，選項B正確；水平力F作用在物體上，而物體對墻壁的壓力作用在墻壁上，這兩個力不是平衡力，也不是相互作用力，選項C錯誤；物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的壓力是兩個物體間的相互作用力，是一對作用力與反作用力，選項D正確.答案：BD區(qū)別作用力、反作用力和平衡力的方法（1）作用力和反作用力作用在兩個物體上，平衡力作用在一個物體上.（2）作用力和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；平衡的一對力涉及三個物體，即兩個施力物體同時作用在平衡的物體上.【典例3】（多選）吊在大廳天花板上的電扇所受重力為G，靜止時固定桿對它的拉力為F，扇葉水平轉(zhuǎn)動起來后，桿對它的拉力為F′，則（）A.F＝G，F(xiàn)＝F′B.F＝G，F(xiàn)>F′C.電扇靜止時，固定桿對它的作用力等于它對固定桿的作用力D.電扇水平轉(zhuǎn)動后，固定桿對它的作用力小于它對固定桿的作用力解析：電扇不轉(zhuǎn)時，顯然有F＝G，而扇葉轉(zhuǎn)動起來后，向下吹風，對空氣有向下的作用力，根據(jù)牛頓第三定律，空氣對葉片有向上的作用力，此時桿對電扇的拉力F′<G，得F′<F，B正確，A錯誤；固定桿對電扇的作用力與電扇對固定桿的作用力為一對作用力和反作用力，故兩者總是等大反向，C正確，D錯誤.答案：BC3.如圖所示，人靜止站在體重計上，下列說法中正確的是（）A.人對體重計的壓力和體重計對人的支持力是一對平衡力B.人對體重計的壓力和體重計對人的支持力是一對作用力與反作用力C.人所受的重力和人對體重計的壓力是一對平衡力D.人所受的重力和人對測力計的壓力是一對作用力與反作用力解析：人對體重計的壓力和體重計對人的支持力是一對作用力與反作用力，故A錯誤，B正確；人所受的重力和人對體重計的壓力，既不是一對平衡力，也不是一對作用力與反作用力，故C、D錯誤.答案：B4.紅軍長征時，環(huán)境十分惡劣.過草地時，有的地方看上去是草，而下面可能就是淤泥，人一不小