《牛顿第三定律》课件人教版高中物理

(2)在如图 2 中，画出水平面对木块的支持力 FN 和木块对水平面 的压力 FN′.
支持力 FN 和压力 FN′属于一对什么力？分别作用在什么物体 上？性质相同吗？
如图所示
支持力 FN 和压力 FN′属于一对作用力和反作用力 支持力 FN 作用 在木块上，压力 FN′作用在水平面上 性质总是相同的
3．“一对相互平衡的力”和“一对作用力和反作用力”的区别 (1)“一对相互平衡的力”作用在同一物体上． “一对作用力和反作用力”作用在两个物体． 如图所示，FT 与 G 是一对相互平衡的力，FT′与 FT 是一对作用力和反 作用力．
(2)“一对相互平衡的力”不一定是同一种类的力(例如 FT 是弹力，而 G 是重力)．
作用力、反作用力的大小、方向： ①与物体大小、形状无关； ②与物体的运动状态无关； ③与选择何种参考系无关； ④与物体受不受其他力无关．
2.正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义 “总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力与反作用 力的关系都成立．
成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头．比喻不自量力，自取灭 亡．其实蛋对石头的力等于石头对蛋的力．
解析：机器人在水平地板上行驶，地板对机器人的支持力和机器人对 地板的压力分别作用在两个不同的物体上，是地板与机器人之间的相互作 用力，根据牛顿第三定律可知这两个力总是大小相等、方向相反、作用在 同一条直线上，与机器人如何运动无关；故 A、B、C 错误，D 正确．
答案：D
训练 2 2019 年 1 月 3 日，“嫦娥四号”着陆器与“玉兔二号”巡视器成 功分离，“玉兔二号”在月背表面留下第一道痕迹， 这是值得世界航天史上浓墨重彩的大事．若“玉兔二 号”在月面上匀速运动，下列说法正确的是( )
3.牛顿第三定律
知识网络导引
核心素养目标
物理观念
作用力与反作用力、牛顿第三定律
科学探究
探究作用力与反作用力的关系
(1)会用牛顿第三定律分析、解决简单问题
科学思维 (2)理解一对相互平衡的力与一对作用力和反作用力
的区别
科学态度与责任
用牛顿第三定律解决分析实际问题
基础导学·研读教材 一、作用力和反作用力 (自学教材第 64 页“作用力和反作用力”部分) 1．力是物体对物体的作用，只要谈到力，就一定存在着受 __力__物__体__ 和_施__力__物__体_． 2．两个物体之间的作用总是_相__互__的___．施力物体同时也一定是受 力物体．物体间相互作用的这一对力叫作作__用__力__和__反__作__用__力．如图所示， F′与 F 是一对作用力和反作用力．
【典例示范】
例 1 如图所示是我国一种传统的民族体育项目“押加”，实际 上相当于两个人拔河，如果绳质量不计，且保持水平，甲、乙两人在 “押加”比赛中甲获胜，则下列说法中正确的是( )
A．甲对绳的拉力始终大于乙对绳的拉力 B．甲对绳的拉力大小始终等于乙对绳的拉力大小 C．甲对绳的拉力和乙对绳的拉力是一对相互作用力 D．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对绳的拉力大小才等于乙对 绳的拉力大小
答案：C
例 4 如图所示，两块小磁铁质量均为 0.5 kg，A 磁铁用轻质弹 簧吊在天花板上，B 磁铁在 A 正下方的地面上，弹簧的原长 L0＝10 cm， 劲度系数 k＝100 N/m.当 A、B 均处于静止状态时，弹簧的长度为 L＝ 11 cm.不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的电磁力， 求 B 对地面的压力大小．(g 取 10 m/s2)
A．物体 A 可能只受到两个力的作用 B．物体 A 一定只受到三个力的作用 C．物体 A 一定受到了四个力的作用 D．物体 A 可能受到了四个力的作用
解析：物体一定受重力，拉力 F 产生两个作用效果，水平向右拉物 体，竖直向上拉物体，由于物体做匀速直线运动，受力平衡，水平方向必 有摩擦力与拉力的水平分量平衡，即一定有摩擦力，结合摩擦力的产生条 件可知，必有支持力，因而物体一定受到四个力的作用，选项 C 正确．
【教材解疑】
(第 65 页) 用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系 如图，把 A、B 两个弹簧测力计连接在一起，B 的一端固定，用手 拉测力计 A.可以看到两个测力计的指针同时移动．这时，测力计 B 受 到 A 的拉力 F，测力计 A 则受到 B 的拉力 F′.F 与 F′有什么关系呢？
提示：弹簧测力计 A 无论快拉还是慢拉，拉力增大还是减小，F 和 F′始终大小相等，方向相反．
例 2 如图所示，重力为 G 的扫地机器人在水平地板上行驶，地 板对机器人的支持力为 FN，机器人对地板的压力为 F′N，下列说法 正确的是( )
A．当扫地机器人加速行驶时，FN 大于 F′N B．当扫地机器人减速行驶时，FN 大于 F′N C．当扫地机器人匀速行驶时，G 与 F′N 是一对相互平衡的力 D．无论扫地机器人如何运动，FN 的大小和 F′N 的大小总相等
二、牛顿第三定律 (自学教材第 64～65 页“牛顿第三定律”部分) 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__条__直_线__上．这就是牛顿第三定律(Newton's third law)．
三、物体受力的初步分析
(自学教材第 66～67 页“物体受力的初步分析”部分) 1．两条思路 (1)一是根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况(下一 章学习的内容)． (2)二是根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体的受 力．
答案：B
要点二 作用力、反作用力与一对相互平衡的力的比较 【问题探究】 如图 1 所示，木块静止在水平面上．
(1)在图中画出木块受到的重力 G 和支持力 FN 的示意图． 重力 G 和支持力 FN 属于一对什么力？作用在几个物体上？性质 相同吗？
如图所示
重力和支持力属于一对相互平衡的力 作用在一个物体上 性质不同
【探究总结】 作用力与反作用力和一对相互平衡的力的比较
区分作用力、反作用力和一对相互平衡的力最简单的方法 看涉及的物体的个数 (1)作用力与反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙 物体，乙物体对甲物体的关系． (2)平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用在一个 受力物体上．
【典例示范】
A．马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力 B．马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力 C．马拉车，不论车动还是不动，马拉车的力的大小总是等于车 拉马的力的大小 D．马拉车不动或车匀速前进时，马拉车的力与车拉马的力才大 小相等
解析：由牛顿第三定律可知，马拉车与车拉马的力是一对作用力和反 作用力，大小始终相等．而车的运动状态的变化，是由车受到的合力决定 的．当马拉车的力较小时，拉力与车受到的地面的摩擦力大小相等，车保 持静止；当马拉车的力大于车所受到的地面的摩擦力时，车就开始运动并 加速前进．只有 C 项正确．
课堂互动·合作探究 要点一 正确理解牛顿第三定律
【问题探究】 1．如图所示，两个弹簧测力计对拉，它们的读数相等吗？
提示：相等．
2.
“掰腕子”是比较臂力大小的一种常见比赛．在一次“掰腕子” 比赛中，甲轻松地胜了乙，所以甲对乙的作用力大小大于乙对甲的作 用力的大小，试讨论这个分析对吗？
提示：不对．甲、乙两人手间的力为作用力与反作用力，这两个力 的大小始终相等，甲之所以战胜了乙，是因为甲的手腕能承受的力大于 乙的手腕能承受的力．
思维导图：解答本题应按以下思路进行分析：
解析：分析 A 的受力如图 1 所示，由平衡条件得 k(L－L0)－mg－F＝0 代入数据得 F＝－4 N 故 B 对 A 的磁力大小为 4 N，方向竖直向上． 由牛顿第三定律得 A 对 B 的磁力 F′＝－F＝4 N，方向竖直向下 分析 B 的受力如图 2 所示，由平衡条件得 FN－ mg－F′＝0 解得 FN＝9 N 由牛顿第三定律得 B 对地面的压力大小为 9 N. 答案：9 N
易错提醒： ①易漏力，即受力分析时漏掉一些力．防止漏力的措施是按顺序 分析受力． ②易添力，即受力分析时添加了多余的力．防止添力的措施是寻 找每个力的施力物体，找不到施力物体的力不存在． ③易混淆：只分析物体受到的力，不分析物体对外施加的力．
【典例示范】
例 3 如图所示，水平地面上的物体 A 在斜向上的拉力 F 的作用 下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是( )
A．月面对“玉兔二号”的支持力与“玉兔二 号”的重力大小相等，这两个力是一对相互平衡的力
B．“玉兔二号”所受的重力与月面对它的支持 力是一对作用力和反作用力
C．“玉兔二号”对月面的压力就是“玉兔二号”的重力，这两个力是 同性质的力
D．“玉兔二号”对月面的压力和月面对“玉兔二号”的支持力是一对 相互平衡的力
2．常见的三种力 (1)重力：任何物体都受重力，其方向_竖__直__向__下_． (2)弹力：两个相互接触的物体_相__互__挤__压_，就会产生弹力，其方向 与接触面_垂__直_____． (3)摩擦力：当接触面粗糙、相互挤压且发生相对运动或具有相对 运动趋势时，__接__触__面__处就会产生滑动摩擦力或静摩擦力，其方向与 接触面__平__行____．
解析：“玉兔二号”受重力和月面支持力处于平衡，这两个力是一对 相互平衡的力，选项 A 正确，B 错误；“玉兔二号”对月面的压力是弹 力，与“玉兔二号”的重力性质不同，选项 C 错误；“玉兔二号”对月 面的压力和月面对“玉兔二号”的支持力是一对相互作用力，选项 D 错 误．
答案：A
要点三 物体的受力分析 1.受力分析：把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的 所有力找出来，并画出受力示意图，这就是受力分析． 2．受力分析的顺序 (1)先分析重力． (2)再分析接触力(弹力和摩擦力)． (3)最后分析其他外力．
相互作用的物体不一定接触．(像图中的磁铁与磁铁的作用就不需 要接触，以后学习．)
【探究总结】 1．作用力和反作用力的特征与性质
特征 性质
等值：大小总是相等的 反向：方向总是相反的 共线：二者总是在同一条直线上 异体性：F 与 F′作用在两个物体上，产生效果不能抵消 同时性：F 与 F′同时产生、同时变化、同时消失 相互性：F 与 F′总是成对出现的 同质性：F 与 F′性质相同
3．作用力和反作用力总是互__相__依__赖__、_同__时__存__在_的，我们可以把其 中的任何一个力叫作作用力，另一个力叫作反作用力．
【思考】 甲船上的小孩用力推乙船时，甲船和小孩也会受到力的作用吗？
提示：物体间的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体， 所以甲船和小孩也一定受到力的作用．
解析：甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小始终 相等，与运动状态无关，故 A、C、D 错误，B 正确．
答案：B
训练 1 如图所示的情形中，不涉及牛顿第三定律的有( )
解析：气垫船螺旋桨给空气一个向后的作用力，反过来空气给气垫船 一个向前的反作用力，属于牛顿第三定律的应用；战斗机飞行过程中，抛 弃副油箱，减小质量，减小惯性，不涉及牛顿第三定律；发射火箭、喷水 龙头自动旋转使喷水均匀，都利用了反冲，是作用力与反作用力的关系， 属于牛顿第三定律的应用，故选 B.
“一对作用力和反作用力”一定是同一种类的力(例如 FT 和 FT′都是弹 力)．
【思考判断】
(1)相互作用的一对力中，称哪一个力为作用力是任意的．( √ ) (2)作用力和反作用力的受力物体是同一物体．( × ) (3) 只 有 静 止 的 两 个 物 体 作 用 时 ， 作 用 力 和 反 作 用 力 才 大 小 相 等．( × ) (4)一个人在用力打拳，可见一个力可以只有施力物体没有受力物 体．( × ) (5)先有作用力后有反作用力．( × ) (6)作用力与反作用力一定是同一种类的力．( √ )
训练 3 (多选)木块沿固定的粗糙斜面运动，下列对木块的受力分 析正确的是( )
解析：当木块沿斜面向上滑行时，木块受到重力、弹力、沿着斜面向 下的滑动摩擦力，故 A 错误，B 正确；当木块沿斜面向下滑行时，木块 受到重力、弹力、沿着斜面向上的滑动摩擦力，故 C 正确，D 错误．
答案：BC
随堂演练·达标检测 1．关于车拉马、Leabharlann Baidu拉车的问题，下列说法中正确的是( )