牛顿第三定律

【知识点名称】牛顿第三定律

【三维目标】

(鲁科J)1．知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。

(鲁科J)2．理解牛顿第三定律，能用该定律解释生活中的有关问题。

(鲁科J)3．能区分一对平衡力与一对作用力、反作用力。

【教学建议】

(鲁科J)1．本节课文先用生活中的实例讨论了作用力与反作用力的概念，接着通过实验讨论并给出了牛顿第三定律，最后用该定律解释了生产和生活中的一些问题。

(鲁科J)2．虽然在此之前学生对力是物体间的相互作用已经有了初步的了解，但印象并不深。本节的学习要更加深化学生对力的概念的理解，尤其是要通过一些实例的分析，让学生了解物体间力的作用都是相互的，并且作用力与反作用力是一对性质相同的力，它们总是同时存在的，而绝不是先有作用力，然后才产生反作用力。

(鲁科J)3．在本节学习中，要学生从形式上记住牛顿第三定律的内容，并不十分困难。但要真正理解该定律，并在解决实际问题时能正确地应用它，却并不容易。有的学生会误认为作用力与反作用力只有在物体处于平衡状态时才是相等的；对于有些现象的解释，学生有时会凭直觉认为在有的时候作用力大于反作用力、有的时候作用力小于反作用力；教学中要注意帮助学生纠正这些错误。

(鲁科J)4．初学时学生往往不易区分平衡力和作用力反作用力，教师要引导学生通过对典型事例的分析，把握这两对力的异同点，尤其要强调作用力与反作用力是分别作用在两个不同物体上的力，因而根本不可能平衡。

(鲁科J)5．本节中对牛顿第三定律的应用，都是较简单的实际问题，教学中应注意不宜过早涉及连接体问题。

【课型安排】

【课时安排】

【相关知识准备】

【导语引入】

沪科K）全部科学不外是日常想法的提炼。

——爱因斯坦

（沪科K）金色的阳光洒满校园，操场上人声鼎沸，高一年级的拔河比赛正在紧张激烈地进行。一场比赛下来，胜者不免得意洋洋，负者倒也不很气馁，因为他们发现拔河中有许多力学问题值得探讨：

（沪科K）·根据初中学过的力的知识，是否可以判断出拔河时每个运动员受到了哪几种力的作用?

（沪科K）·相持时双方的拉力一定大小相等，方向相反；当甲方齐心协力把绳子缓缓朝他们方向拉过去的时候，甲方的拉力一定比乙方大吗?

【知识点讲解】

相互作用力与平衡力

(鲁科K)当你用手拍桌子时，你就对桌子施加了作用力；同时，你会感觉手痛，这是因为桌子对你的手施加了作

用力(图6-22)。

(鲁科K)当你推动桌子的时候，其实桌子也同时在推你，不信的话，你可以换上旱冰鞋再来推桌子，这回被推动

的不是桌子而是你自己(图6-23)。

(鲁科K)可见，当两个物体相互接触时，如果一个物体施力于另一个物体，另一个物体同时也会反过来对前一个物

体施加力的作用。

(鲁科K)那么，当两个物体不直接接触时，如果一个物体施力于另一个物体，另一个物体是否也同时会对前一个物

体施加力的作用呢?

(鲁科K)所有这类现象都表明，力的作用总是相互的。在物理学中，物体间的这一对相互作用力，叫做作用力(action)

和反作用力 (reaction)。我们可以把其中的任意一个力叫做作用力，另一个力就叫做反作用力。

(鲁科J)既然作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，那么，这一对力是否可能相互抵消而达到平衡呢?

(鲁科J)我们可以用实例，来进一步分析一对相互作用力所具有的特点。

(鲁科J)当锤子敲在铁钉上时，锤子与铁钉之间就产生了一对作用力与反作用力[图6．6(a)]。而一旦锤子被重新举起离开铁钉，这一对相互作用力也就随之消失，直到锤子再一次落到铁钉上时，这一对相互作用力又同时产生。可见，作用力与反作用力总是同时产生、同

时消失、相互依存，没有先后之分、没有因果之分。

(鲁科J)人在走路时用脚蹬地，脚对地面施加一个向后的作用力，因为鞋在地面上没有打滑，所以这个力是静摩擦力；同时地面也给人施加一个向前的反作用力，这个力也是静摩擦力，正是这个力使人得以前进[图6．5(b)]。可见，作用力与反作用力必是同一种性质的力。

(鲁科J)排球比赛中，运动员垫球时双臂对球的作用力作用在球上，而球的反作用力则是作用在人的双臂上[图6．5(c)]。可见，作用力与反作用力总是分别作用在两个物体上，各自产生自己的作用效果，所以一对相互作用力绝不可能相互抵消。

(鲁科J)相比之下。一对平衡力就不具有以上特点。例如，物体被放到凳子上之前，就已经受到重力G的作用，但是还没有受到凳子

的支持力。放到凳子上后才又受到支持力N的作用。由于支持力N与重力G大小相等、方向相反，作用在一条直线上，又都作用在同一个物体上。所以是一对平衡力(图6．7)。可见，一对平衡力不一定同时产生、互相依存，也可以是不同性质的力。但是，一对平衡力一定是作用在同一个物体上，否则，就根本谈不上平衡。

(人教K)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。

用手拉弹簧，弹簧受到手的拉力，同时弹簧发生形变，手也就受到弹簧的拉力。坐在椅子上用力推桌子，会感到桌子也在推我们，我们的身体要向后仰。在平静的水面上，一只船上的人用力推另一只船，另一只船也要推前一只船，两只船将同时从静止开始向相反方向运动(图4．5-2)。我们常说，地面上的物体受到地球的吸引(重力)，其实，地球也在受着地面上的物体的吸引，地球和地面上物体之间的作用也是相互的。如此等等，不胜枚举。

观察和实验表明，两个物体之间的作用总是相互的。一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定同时对前一物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力(action)和反作用力(reaction)。作用力和反作用力总是互相依存，同时存在的，没有因果之分。我们可以把其中任何一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力。

②作用力和反作用力

虽然从初中我们开始接触物理学，就讲力是物体间的相互作用，但是，学生在学习牛顿第三定律时仍存在一些错误的认识。例如：·认为作用力在先，反作用力在后；

·认为相互作用的物体处于平衡状态时，作用力和反作用力才大小相等；

·作用力和反作用力既然是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，因此，作用力和反作用力就可以相互抵消……

对于这些错误的认识，教师应通过演示实验等方法逐步帮助学生去纠正。

例如：学生会认为图4-5弹簧秤的示数与图4-6弹簧秤的示数一定不同。

③有些同学认为，相互接触的物体问的相互作用力大小相等，方向相反，但对不接触的物体之间的相互作用是不是有同样的结论是怀疑的，教师也可以设计一个小实验让学生体验。例如：在水中放两个软木塞，木塞上各放一个小磁铁，当同名磁极相对时，相互排斥，两木塞向相反的方向运动。当异名磁极相对时，相互吸引，做相向运动，以此来说明互相不接触物体间的作用也是相互的。

牛顿第三定律

既然力是物体与物体之间的相互作用，那么，物体间的作用力与反作用力存在怎样的关系呢?

(鲁科K)牛顿在长期研究的基础上，总结并提出了牛顿第三运动定律(Newton’S third law of motiOn)：

(鲁科K)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，作用在一条直线上。

(鲁科K)如果用F表示作用力，用尸表示反作用力，那么牛顿第三定律可用公式表示为

F=-F′

式中的负号表示作用力F与反作用力9，的方向相反。

(鲁科K)牛顿第三定律揭示了物体之间的相互联系，使人们不仅可以研究单个物体的运动，而且可以把存在相互作用

的各个物体的运动联系起来进行研究。

(鲁科K)牛顿第三定律可以用来解释许多现象。在硬气功表演中，人的手和被劈断的砖头所受的力大小相等、方向相

反，是一对相互作用力。跳水运动员在跳板上起跳时，他对跳板的蹬力与跳板对他的弹力也是一对相互作用力。火箭或航

天飞机发射升空时，作用力把燃料燃烧释放出来的气体向下喷出，这些气体则反过来给火箭和航天飞机施加了一个反作用力，把它们送上