牛顿第三定律、受力分析(解析版)

牛顿第三定律、受力分析
一、牛顿第三定律
1．内容：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，作用在同一直线上。

2．表达式：F＝－F′(负号表示方向相反)
3．对作用力和反作用力的理解(三个特征、四种性质)
三个特征：
(1)等值，即大小总是相等的。

(2)反向，即方向总是相反的。

(3)共线，即二者总是在同一直线上。

四种性质：
(1)异体性：即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个物体上。

(2)同时性：即作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失。

(3)相互性：即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的。

(4)同性性，即二者性质总是相同的。

4.作用力和反作用力分别作用在两个物体上，其作用效果分别体现在各自的受力物体上，所以作用力和反作用力产生的效果不一定相同。

小试牛刀：
例：关于牛顿第三定律，下列说法中正确的是（）
A. 作用力和反作用力总是大小相等
B. 作用力和反作用力是一对平衡力
C. 作用力和反作用力作用在同一物体上
D. 作用力和反作用力可以独立存在
【答案】A
【解析】【解答】两个物体之间的作用力和反作用力，总是作用在同一条直线上，大小相等，A符合题意；两个物体之间的作用力和反作用力，作用在两个物体上，作用的效果不可能相互抵消，不是平衡力，B不符合题意；作用力和反作用力作用在两个物体上，C不符合题意；力的作用是相互的。

同时出现，同时消失，不可以独立存在，D不符合题意。

所以A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A
二、作用力与反作用力
1.力的作用总是相互的，物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力。

作用力和反作用力总是相互依存，同时存在的。

2.重点解读：
(1)物体间的作用是相互的，这种相互性决定了力总是成对出现的。

(2)作用力和反作用力是相对的，其中一个力是作用力，另一个力就是反作用力。

(3)一对作用力与反作用力的性质总是相同的，即作用力是弹力，其反作用力也一定是弹力；作用力是摩擦力，其反作用力也一定是摩擦力。

小试牛刀：
例：一小球用一细绳悬挂于天花板上，以下几种说法中正确的是()
A．小球所受的重力和细绳对它的拉力是一对作用力和反作用力
B．小球对细绳的拉力就是小球所受的重力
C．小球所受重力的反作用力作用在地球上
D．小球所受重力的反作用力作用在细绳上
【答案】C
【解析】小球受到的重力和细绳对它的拉力不是相互作用力，A错；拉力和重力是性质不同的力，故B 错；小球受到的重力是由于地球的吸引产生的。

故其反作用力应是小球对地球的吸引力，作用在地球上，C 对，D错。

三、一对作用力与反作用力和一对平衡力的区别与联系
一对平衡力一对作用力与反作用力
不同点两个力作用在同一物体上两个力作用在相互作用的两个物体上
两个力性质不一定相同两个力性质一定相同
一个力的产生、变化、消失
不一定影响另一个力
两个力同时产生、同时变化、同时消失
两个力共同作用，效果是使
物体处于平衡状态且所受
合力为零
两个力各有各的作用效果，故对其中任一物
体不能说是合力
相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
小试牛刀：
例：物体静止放置于水平桌面上，则()
A．桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对相互平衡的力B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力
C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力
D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力
【答案】A
【解析】此题要分析的是各个力的关系，因此要对物体的受力及物体对桌面的作用力进行正确的分析。

设物体所受的重力为G，桌面对物体的支持力为F N，物体对桌面的压力为F′N，如图所示。

因为物体处于静止状态，且F N和G作用于同一物体，因此F N和G是一对平衡力，故选项A正确；因为作用力和反作用力分别作用于两个物体上，故选项B错；因为压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的两种力，故选项C错；由于支持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压)而产生的，因此F N和F′N是一对作用力和反作用力，故选项D错。

四、物体的受力分析
1．受力分析的一般顺序
一般先分析重力；再分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；然后分析摩擦力，对凡有弹力作用处逐一进行分析；最后是其他力。

2．受力分析常用的方法
(1)整体法与隔离法：
整体法隔离法
概念将加速度相同的几个物体作为一个整体
来分析的方法
将研究对象与周围物体分隔
开分析的方法
选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力
或系统整体的加速度
研究系统内物体之间的相互
作用力
注意问题受力分析时不要再考虑系统内物体间的
相互作用力
一般隔离受力较少的物体
【特别提醒】：整体法、隔离法在受力分析时要灵活选用：
①当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用。

②当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间相互作用的内力就会
变为各个独立物体的外力。

(2)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的情况假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在。

3．受力分析的步骤
4．受力分析要注意的五个问题
(1)研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的力或合成的力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解，以免造成混乱。

(2)区分内力和外力：对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上。

(3)防止“添力”；找出各力的施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在
(4)防止“漏力”：严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行分析是防止“漏力”的有效办法。

(5)受力分析时还要密切注意物体的运动状态，运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向。

小试牛刀：
例：如图所示，物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上。

a、b处于静止状态，对于a、b两物体的受力情况，下列说法不正确的是()
A. a受到两个摩擦力的作用
B．a共受到四个力的作用
C．b共受到四个力的作用
D．a受到墙壁的摩擦力的大小不随F的增大而增大
【答案】B
【解析】要使b处于平衡状态，a须对b产生一个竖直向上的摩擦力，则a受到b的摩擦力向下(大小等于b的重力)，a要处于平衡状态，还要受到墙壁竖直向上的摩擦力，由整体受力平衡知a 受到墙壁的摩擦力大小不变，由a、b的受力知它们分别受到5个、4个力的作用，综上所述可知A、C 、D正确。

精选练习
A组基础练
1.如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止，物体B的受力个数为()
A．2个B．3个
C．4个D．5个
【答案】C
【解析】以A、B整体为研究对象进行受力分析可知，整体只受竖直向下的重力和竖直向上的力F作用，如图甲所示，墙壁对A无作用力。

对A进行受力分析如图乙所示。

再以B为研究对象，结合牛顿第三定律，其受力情况如图丙所示，要保持B静止，B应受到重力、压力、摩擦力、力F，共4个力的作用。

2.如图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是（）
A．作用力F跟墙壁对物体的压力不是一对平衡力
B．作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力
C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦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
【答案】D
【解析】
A.物体在水平方向受到作用力F跟墙壁对物体的压力两个力，它们是一对平衡力，故A错误。

B.作用力F与物体对墙壁的压力不是作用在同一个物体上，不是平衡力；故B错误。

C.物体竖直方向受到重力和墙壁对物体的静摩擦力两个作用，物体处于静止状态，则这两个力是一对平衡力，故C错误。

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。

故D正确。

3.甲、乙两队拔河，甲队获胜，则下列说法正确的是（）
A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲队获胜
B．只有在甲队把乙队匀速拉过去时，甲对乙的拉力才等于乙对甲的拉力
C．当甲队把乙队加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D．甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力，只是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力，所以甲队获胜
【答案】D
【解析】
ABC.物体间力的作用是相互的，对于拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力，双方之间的拉力并不是决定胜负的因素，故ABC错误；
D.获胜只取决于哪边的最大静摩擦力大，甲队获胜，表示地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力，故D正确。

4．一个球在墙角处挨着竖直墙壁停放在水平地板上,在给出的球的受力示意图中,正确的是( )
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】小球静置于水平面上,在竖直方向上受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力,由于墙与球间没
有挤压，所以在水平方向上不受力的作用。

5．用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如图所示，下列说法正确的是
A．F3的施力物体是地球
B．F1的施力物体是弹簧
C．F4的反作用力是F1
D．F2的反作用力是F3
【答案】D
【解析】
A.F3是小球对弹簧的拉力，所以F3的施力物体是小球．故A错误；
B. F1是小球的重力，其施力物体是地球．故B错误；
C.F4与F1没有直接关系，不是一对作用力与反作用力．故C错误；
D.F2弹簧对小球的拉力，F3小球对弹簧的拉力，两力是一对作用力与反作用力．故D正确。

6．下列情景中，关于力的大小关系，说法正确的是( )
A．跳高运动员起跳，地对人的支持力大于人对地的压力
B．火箭加速上升时，火箭发动机的推力大于火箭的重力
C．鸡蛋撞击石头，鸡蛋破碎，鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
D．钢丝绳吊起货物加速上升时，钢丝绳对货物的拉力大于货物对钢丝绳的拉力
【答案】B
【解析】
A．人对地面的压力和地面对人的支持力是作用力与反作用力，大小相等方向相反，故A错误。

B．火箭加速上升是因为火箭发动机产生的推力大于火箭自身的重力，合力向上，故B正确。

C．鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是作用力与反作用力，等大反向，鸡蛋破碎是因为鸡蛋的强度较小，故C错误。

D．钢丝绳对货物的拉力与货物对钢丝绳的拉力为作用力与反作用力，等大反向，故D项错误。

7.物体静止在斜面上，以下的几种分析中正确的是()
A. 物体所受到静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力
B. 物体所受重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力
C. 物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力
D. 物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力
【答案】D
【解析】物体受到的静摩擦力的反作用力是物体对斜面的静摩擦力，A不符合题意；物体所受重力沿垂直斜面的分力施力物体是地球，物体对斜面的压力受力物体是斜面，两者不是同一个受力物体，所以不是同一个力，B不符合题意；物体所受重力的反作用力就是物体对地球的吸引力，C不符合题意；物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力，D符合题意。

故答案为：D
8.一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示，已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱子对地面压力大小为多少？
【答案】Mg＋F f
【解析】环在竖直方向上受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力F f，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力F f，故箱子在竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力F N，及环给它的摩擦力，受力情况如图乙所示，由平衡条件如：
F N＝Mg＋F′f，F f＝F′f
再由牛顿第三定律可得箱子对地面的压力为F′N＝F N，F′N＝Mg＋F f。

B组提高练
1.如图所示，一个大人(甲)跟一个小孩(乙)站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了。

对这个过程中作用于双方的力的关系，正确的说法是()
A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B．大人与小孩间的拉力是一对作用力与反作用力
C．大小拉小孩的力与小孩拉大人的合力一定为零
D．只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，有可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大
【答案】B
【解析】大人拉小孩与小孩拉大人构成一对相互作用力，它们之间的关系满足牛顿第三定律，所以二者永远大小相等，方向相反，两力作用在不同的人身体上，不能求合力，小孩被拉动是因为他受的拉力大于摩擦力的缘故。

故选B。

2.“嫦娥二号”的成功发射，一方面表明中国航天事业已走在了世界的前列，另一方面“嫦娥二号”的发射也带动了高科技的发展。

目前计算机的科技含量已相当高，且应用于各个领域或各个方面。

如图是利用计算机记录的“嫦娥二号”发射时，火箭和地面的作用力和反作用力变化图线，根据图线可以得出的结论是()
A．作用力大时，反作用力小
B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D．牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用
【答案】B
【解析】作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上的，A、C错，B对。

牛顿第三定律反映的规律与运动状态无关，D错。

3.如图所示，杯子从空中落到水平桌面时，杯子对桌面的作用力F1，杯底受到的作用力F2。

则下列说法正确的是()
A. 力F1是桌子发生形变而产生的
B. 力F1和力F2是一对平衡力
C. 力F1和力F2是一对作用力和反作用力
D. 力F1的大小大于力F2的大小
【答案】C
【解析】
A、力F1是杯子对桌子的压力,是杯子发生形变而产生的,A不符合题意;
B、力F1是杯子对桌子的压力,力F2是桌子对杯子的支持力,是一对作用力和反作用力,B不符合题意,C
符合题意;
D、力F1和力F2是一对作用力和反作用力,大小相等、方向相反.D不符合题意;
故答案为：C
4.均匀长杆一端搁在地面上，另一端用细线系在天花板上，如图所示的受力分析示意图中，正确的是
()
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】因为重力mg和地面支持力F N的方向都在竖直方向上，若拉力F在竖直方向上，则地面对木棒就没有摩擦力作用(木棒对地面无相对运动趋势)，所以A符合题意；若拉力F的方向与竖直方向有夹角，则必然在水平方向上有分力，使得木棒相对地面有运动趋势，则木棒将受到地面的静摩擦力F f，且方向与F的水平分力方向相反，才能使木棒在水平方向上所受合力为零，故C、D符合题意，B不合题意。

答案为ACD
5.如图所示，竖直放置的轻质弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜放其上的固定档板MN接触且处于静止状态。

则斜面体P此刻所受力的个数有可能为（）
A. 2个
B. 3个
C. 4个
D. 5个
【答案】AC
【解析】若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg，则MN对P没有力的作用，如图(a)所示，P受到2个力，故A合题意；若弹簧弹力大于P的重力，则MN对P有压力F N，只有压力F N则P不能平衡，一定存在向右或有向右分量的力，只能是MN对P的摩擦力F f，因此P此时受到4个力，如图(b)所示，C合题意。

6．如图所示，光滑球A在固定斜面上被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A的受力，以下说法正确的是
A．球A受两个力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下
B．球A受三个力作用，一个水平向右，一个重直斜面向上，一个竖直向下
C．球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上
D．球A受三个力的作用，三个力的合力竖直向上
【答案】BC
【解析】球A受三个力作用，挡板的弹力，水平向右；斜面的弹力，重直斜面向上；重力的作用，竖直向下。

故BC正确，AD错误。

7．如图所示，在斜面上，木块A与B的接触面是水平的。

连接木块A的绳子呈水平状态，两木块均保持静止。

则木块A和木块B可能的受力个数分别为（）
A．2个和4个B．3个和4个C．4个和5个D．4个和6个
【答案】AC
【解析】
B至少受到重力、A对B的压力和静摩擦力、斜面的支持力四个力。

斜面对物体B可能有静摩擦力，也有可能没有静摩擦力，因此B受到4个力或5个力；而A受到力支持力与重力外，可能受到拉力与B对A的摩擦力。

因此A可能受到2个力或4个力。

A．2个和4个．故A符合题意．
B．3个和4个．故B不符合题意．
C．4个和5个．故C符合题意．
D．4个和6个．故D不符合题意．
8．画出下图中静止物体A所受的力的示意图（球面是光滑的，其他粗糙）.
【答案】
【解析】
第1个图：物体A受到重力、斜面的支持力和静摩擦力.第2个图：物体A受到重力、地面的支持力和向左的静摩擦力、绳的拉力，第3个图：物体A受到重力、半球的支持力和绳的拉力.第4个图：物体A受到重力、挡板的支持力和斜面的支持力.分别作出力图如图所示.
C组新题速递
1．（2021·云南省大姚县第一中学高一期中）一铁块m被竖直悬挂的磁性黑板紧紧吸住不动，如图，下列说法正确的是（）
A．铁块受到四个力作用，其中有三个力的施力物体均是黑板
B．铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力
C．铁块所受的磁力和弹力是一对相互作用力
D．只有磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动
【答案】AB
【详解】
A．铁块受到四个力：重力，施力物体是地球；支持力、摩擦力、磁力，这三个力的施力物体都是磁性黑板，A正确；
B．黑板对铁块有支持力，则铁块对黑板有压力，这两个力是一对相互作用力；黑板对铁块有磁力，反过来，铁块对黑板有大小相等的磁力，这两个力是一对相互作用力；所以水平方向有两对相互作用力；黑板对物块有摩擦力，则物块对黑板也有摩擦力作用，这两个力是一对作用力和反作用力，但这两个力在竖直方向；B正确；
CD．铁块所受的磁力和弹力是一对平衡力，大小相等，但不是相互作用力，CD错误。

故选AB。

2．（2021·河北武强中学高一月考）春天，河边上的湿地很松软，人在湿地上行走时容易下陷，在人下陷时（）
A．人对湿地地面的压力就是他受的重力
B．人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力
C．人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力
D．人对湿地地面的压力小于他受到的重力
【答案】CD
【详解】
A．人对湿地地面的压力和他受的重力，是两种不同的力。

故A错误；
BC．根据牛顿第三定律可知人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力。

故B错误；C正确；
D．人下陷时，竖直方向加速，故支持力小于重力，即压力小于重力。

故D正确。

故选CD。

3．（2021·浙江高一月考）如图所示，将一台电视机静止放在水平集面上，则以下说法中正确的是（）
A．它对桌面的压力和桌面对它的支持力是一对平衡力
B．它所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C．桌面对它支特力的大小等于它所受的重力大小，这两个力是一对平衡力
D．它对桌面的压力就是它所受的重力，这两个力是同一种性质的力
【答案】C
【详解】
A．它对桌面的压力和桌面对它的支持力是一对相互作用力，故A错误；
B．它所受的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力，故B错误；
C．桌面对它支特力的大小等于它所受的重力大小，并且这两个力方向相反，是一对平衡力，故C正确；
D．它对桌面的压力属于弹力，不是它所受的重力，这两个力产生原因不同，不是同一种性质的力，故
D错误。

故选C。

4．（2021·北京二中高一期末）一本书静止在水平桌面上（）
A．书对水平桌面的压力就是书所受的重力
B．书对水平桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
C．书对水平桌面的压力和桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
D．书所受重力没有反作用力
【答案】C
【详解】
A．书对桌面的压力是由于书的重力而产生的，但不能说就是书的重力，它们是不同性质的力，施力物体和受力物体也不同，故A错误；
B．书对桌面的压力和桌面对它的支持力，等值、反方、共线，是两个物体受到的力，是一对相互作用力，故B错误；
C．书对水平桌面的压力和桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力，故C正确。

D．重力是指地面附近的物体由于受到地球的吸引而产生的力，所以书所受重力的施力物体是地球，所以书所受重力的反作用力是书对地球的吸引力。

故D错误。

故选C。

5．（2021·汕头市东方中学高一月考）机车a拉着一节车厢b向右行驶。

用F ab和F ba分别表示a对b 和b对a的作用力，则F ab和F ba的大小关系是（）
A．F ab>F ba B．F ab=F ba C．F ab<F ba D．无法确定
【答案】B
【详解】
a对b和b对a的作用力是一对作用力和反作用力，总是等大反向，即
F ab=F ba
故选B。

6．（2021·浙江高一期中）每年农历五月初五，是中国民间的传统节日-端午节。

每逢端午节，最具节日特色的是赛龙舟了。

2011年5月23日，赛龙舟经国务院批准列入第三批国家级非物质文化遗产名录。

当船正在加速向右运动时（）
A．队员只受到重力、支持力的作用
B．水对船的作用力水平向左
C．水对桨的作用力大于桨对水的作用力
D．水对桨的作用力与桨对水的作用力大小一定相等
【答案】D
【详解】
A．队员跟着船向右加速运动，则水平方向一定受力不为零，则不只受到重力、支持力的作用，选项A 错误；
B．船向右加速运动，则水对船的作用力水平向右，选项B错误；
CD．水对桨的作用力与桨对水的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，则水对桨的作用力等于桨对水的作用力，选项C错误，D正确。

故选D。

7．（2021·浙江高一期中）千峡湖，位于浙江省丽水市景宁县和青田县境内。

是浙江省最大的峡湾型人工湖，有着罕见的高山峡湾风光和生态美景。

上世纪七八十年代，阅尽沧桑的小溪中有许多船夫，如图所示，船夫用撑杆撑船前行，则（）
A．船对人的力小于人对船的力
B．船对水的力大于水对船的力
C．人对撑杆的力与撑杆对人的力大小相等
D．撑杆对河底的力大于河底对撑杆的力
【答案】C
【详解】
AB．船对人的力与人对船的力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，选项AB错误；。