牛顿第三定律知识点和经典习题

牛顿第三定律知识点和经典习

题

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

牛顿第三定律知识点和经典例习题

一，必过知识点梳理

知识点:

1、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

理解要点：

(1)作用力和反作用力相互依赖性，它们是相互依存，互以对方作为自已存在的前提；（2）作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消失，同时变化，不是先有作用力后有反作用力；（3）作用力和反作用力是同一性质的力；（4）作用力和反作用力是不可叠加的，作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两个力的作用效果不能相互抵消，这应注意同二力平衡加以区别。（5）区分一对作用力反作用力和一对平衡力：一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。

2.物体受力分析的基本程序：（1）确定研究对象；（2）采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力；（3）按照先重力，然后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的弹力和摩擦力（4）画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。

3.超重和失重：（1）超重：物体具有竖直向上的加速度称物体处于超重。处于超重状态的物体对支持面的压力F（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，即F=mg+ma.；（2）失重：物体具有竖直向下的加速度称物体处于失重。处于失重状态的物体对支持面的压力F N（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力mg，即F N=mg－ma，当a=g时，F N=0,即物体处于完全失重。

4、牛顿定律的适用范围：（1）只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于非惯性系；（2）只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；（3）只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。

5、牛顿第三定律讲述的是两个物体之间相互作用的这一对力必须遵循的规律。这对力叫作用力和反作用力，实验结论是：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。

对牛顿第三定律的理解应注意以下几点：

（1）作用与反作用是相对而言的，总是成对出现的，具有四同：即同时发生、存在、消失、同性质。（如果作用力是摩擦力反作用力也是摩擦力，绝不会是弹力或重力。）

（2）一对作用力和反作用力，分别作用于两个相互作用的物体上，不能抵消各自产生各自的效果，（F = m1a1, F = m2a2）不存在相互平衡问题。而平衡力可以抵消也可以是不同性质的力。

（3）作用力与反作用力与相互作用的物体的运动状态无关，无论物体处于静止、作匀速运动，或变速运动，此定律总是成立的。

（4）必须弄清：拔河、跳高或马拉车。

如果拔河：甲队能占胜乙队是由于甲队对乙队的拉力大于乙队受到的摩擦力，而甲队对乙队的拉力和乙队对甲队的拉力是一对作用反作用力。同理跳高是人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力，人只所以能跳起来，是地对人的支持力大于人受到的重力。

（5）应指出的是应用牛顿第三定律解释问题最易出错。

二，典型例题精讲

例1．跳高运动员从地面上起跳的瞬间，下列说法正确的有()

A．运动员对地面的压力大小等于运动员受到的重力

B．地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力

C．地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力

D．运动员与地球作用过程中只有一对作用力与反作用力作用

【解析】运动员起跳瞬间受力如右图所示，运动员要跳起，则地面对运动员的支持力FN 将大于运动员本身的重力mg，运动员对地面的压力F′N与地面对人的支持力FN是作用力与反作用力的关系，两力大小相等，故选B，排除A、C.运动员在与地球作用过程中，除了地面对人的支持力FN和人对地面的压力F′N是一对作用力与反作用力之外，人和地球也相互作用，人的重力和人对地球的吸引力也是一对作用力与反作用力，故D也错误．误选A、C的原因在于不能正确分析运动员所受作用力与反作用力之间的关系，把同一方向上的力认为是同一个力，错选D的原因在于误认为重力没有反作用力．【答案】B

例2．如右图所示，两物体A、B受的重力分别为200 N和150 N，定滑轮光滑，各物体均处于静止，试求：

(1)物体A对地面的压力FN；

(2)弹簧产生的弹力．

【解析】(1)由于物体B处于静止状态，对绳拉力大小为FT B＝150 N，物体A受到向上的拉力FT B＝150 N，重力G A＝200 N，支持力F′N，由于A处于

平衡状态，则满足G A－FT B－F′N＝0.所以F′N＝G A－FT B＝200 N－150 N＝50 N.

由牛顿第三定律可知，物体A对地面的压力FN＝50 N.

(2)由于弹簧受到B物体的拉力，而FT B＝150 N，弹簧处于静止状态，弹簧产生的弹力为150 N.

【答案】(1)50 N(2)150 N

例3．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为1

3g，g为重力加速

度．求人对电梯底部的压力大小．

【解析】以人为研究对象，电梯对人的支持力为FN，则由牛顿第二定律得FN－mg＝

ma ，把a ＝13g 代入得FN ＝43mg ，由于人对电梯底部的压力F′N 与FN 互为相互作用力，由

牛顿第三定律得：F′N ＝FN ＝43mg.

【答案】 43mg

例4．如右图所示，两物体A 、B 受的重力分别为200 N 和150 N ，定滑轮光滑，各物体均处于静止，试求：

(1)物体A 对地面的压力FN ；

(2)弹簧产生的弹力．

【解析】 (1)由于物体B 处于静止状态，对绳拉力大小为FT B ＝150 N ，物体A 受到向上的拉力FT B ＝150 N ，重力G A ＝200 N ，支持力F ′N ，由于A 处于

平衡状态，则满足G A －FT B －F′N ＝0.所以F′N ＝G A －FT B ＝200 N －150 N ＝50 N.

由牛顿第三定律可知，物体A 对地面的压力FN ＝50 N.

(2)由于弹簧受到B 物体的拉力，而FT B ＝150 N ，弹簧处于静止状态，弹簧产生的弹力为150 N.

【答案】 (1)50 N (2)150 N

三，课堂练习

一、选择题

1．下列的各对力中，是相互作用力的是 [ ]

A ．悬绳对电灯的拉力和电灯的重力

B ．电灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力

C ．悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力

D ．悬绳拉天花板的力和电灯的重力

2．下面说法正确的是 [ ]

A ．物体的质量不变，a 正比于F ，对F 、a 的单位不限

B ．对于相同的合外力，a 反比于m ，对m 、a 的单位不限