作用力与反作用力

北京四中

编稿：朱长忠责编：李井军

作用力与反作用力

通过对力的概念进一步认识，从相互作用的观点出发，知道作用力与反作用力的概念，然后在实验基础上总结牛顿第三定律；为加深对此规律的认识，应注意区分平衡力与相互作用力，并要通过如“拔河”、“马拉力“等例子加深对本节内容理解。

【重点难点】

重点：掌握作用力和反作用力的关系，牛顿第三定律。

难点：理解相互作用力与平衡力的区别

【知识要点】

一、力是物体间的相互作用

1、什么是“相互”作用？

就甲和乙作用而言，相互就是说：甲对乙有作用，同时乙对甲也有作用。

当我们用手拍一下桌面时，在手对桌子施加力的时候，桌子对手也有力的作用。分析此例子不难知道每一对相互作用都有两个力，其一是手对桌面的压力，此时手是施力物体，桌面是受力物体；其二是桌面对手的弹力，此时桌面是施力物体，手是受力物体。

综上所述，在相互作用的两个物体中，每个物体既是施力物体，又是受力物体；同时每对相互作用都伴随有两个力的出现，我们把这两个力分别叫作用力和反作用力，即：如果我们把其中一个力叫作用力，那么另一个力就叫反作用力。

2、力的作用是相互的，这一点具有普遍性，在我们所学力中，都具有此特点，现做以下总结：

(1)重力的作用是相互的。物体受到地球施加的重力；同时地球也受到物体对它的力的作用。

(2)弹力的作用是相互的。放在水平桌面上的木块，由于桌面发生形变，给木块一向上的支持力；同时由于木块发生形变，给桌面一个向下的压力。

(3)摩擦力的作用是相互的。放在粗糙地面上的木块向右运动时，受到地面给它的向左的摩擦力；同时木块也给地面一个向右的摩擦力。

3、作用力与反作用力的三个特征：

①、相互性。

②、同一性。作用力和反作用力的性质相同。如当作用力为弹力，则反作用力一定是弹力；当作用力为摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力。

③、同时性。有作用力产生，同时就有了反作用力；作用力发生变化，反作用力随之同样变化；作用力消失，反作用力立即消失。

二、牛顿第三定律

1、实验研究：

取两个弹簧秤让两个弹簧秤在水平桌面上相互对拉，总结可以得到。

(1)两弹簧秤的示数相同；

(2)两个弹簧秤的受力方向相反

(3)改变其中一个弹簧的拉力时，另一个弹簧秤的示数也同时发生变化，但示数总是相同。

由此实验可以得到：示数相同说明两弹簧秤间相互作用力的大小是相同的；弹簧秤受力方向即为作用力或反作用力的方向，且相互作用是反向的，并且它们是同时变化的。可见，物体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、牛顿第三定律：

两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。

3、理解：

①作用力和反作用力大小总是相等，这并不意味着作用效果是相同的。因为作用力和反作用力是发生在两个相互作用的物体上，故不能相互抵消，即作用效果可以不同。

②相互作用是同时发生的，即说明作用力和反作用力同时产生，同时消失，绝不能认为作用力在先，反作用力在后。

③不管物体运动状态如何，物体之间的相互作用力是大小相等的，绝不能认为物体只有处于静止或匀速运动时，作用力与反作用力才大小相等。

三、相互作用力与平衡力间的关系

1、一对平衡力：

作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，且作用在一条直线上，那么这两个力就是一对平衡力。

例如：用手握住酒瓶使酒瓶静止时，在竖直方向上有两对作用力和反作用力；有一对平衡力。它们间的相同处有：

(1)大小都是相同的。(2)方向都是相反的。(3)都是作用在同一直线上。

通过上例分析可知，作用力和反作用力的关系跟两平衡力间的相同之处可以概括为：同值、共线、反向。

2、作用力和反作用力跟两平衡力间的区别可以从作用对象、力的性质、作用效果和作用时间四个方面加以分析。

(1)作用对象间的区别。作用力和反作用力是作用在两个物体上的，而平衡力是作用在同一物体上的。

(2)力的性质间的区别。作用力和反作用力一定是同种性质的力，而平衡力中的两个力不一定是同种性质的力。

(3)作用效果间的区别。作用力和反作用力由于作用在不同的研究对象上，所以，它们的作用效果不能相互抵消，而平衡力中的两个力作用在同一物体上，它们的作用效果是可以相互抵消的，这也正是我们所说的“平衡”的真实体现。

(4)作用时间间的区别。作用力和反作用力是同生、同灭、同变化的；而平衡力都不一定要有这种关系，它可以一个力消失而别一个力独立存在，同时也可以一个力不变而另一个力变化。

3、列表如下：

一对平衡力和一对作用力与反作用力的区别与联系

【典型例题】

例1、物体静止地放在水平桌面上，则( )

A、物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力

B、物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同种性质的力

C、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

D、桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力

解析：判断某一直线上，大小相等、方向相反的两个力为一对平衡力或相互作用力的关键在分析这两个力的作用对象。若作用在同一物体上，则为一对平衡力，若作用在相互作用的两个物体上，则为一对作用力和反作用力，作示意图如下，可知，A、D正确，C错误。物体对桌面的压力，从性质上分应为弹力，故，B错误。

答案：A、D

点评：一对平衡力与作用力和反作用力具有一定的相似性，其直观的区别就在于力的作用对象上，再对各力的产生情况加以正确分析，此类问题即可轻松解答。

例2、甲、乙两队拔河，甲队胜，则下列说法中哪些是正确的?()

A、甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲队胜

B、当甲队把乙队匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力

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，所以甲队胜

解析：对拔河过程中甲、乙两方进行受力分析如图所示：与是一对作用力与反作用

力．由牛顿第三定律可知，无论双方怎样运动，这一对力大小始终相同，故A、C错，B正确。甲、乙双方能否胜利，要看他们所受对方拉力及地面对他的静摩擦力的关系大小。由图可知＝，

故胜利与否关键在谁受到地面对其静摩擦力大些。由题意甲队胜可知，地面对甲的静摩擦力大于地面对乙的静摩擦力，所以D正确。