3牛頓第三定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解作用力和反作用力的概念，知道一對作用力和反作用力與一對平衡力的區(qū)別.2.理解牛頓第三定律，并會用其解決簡單問題.3.能對一些簡單的問題進(jìn)行受力分析．一、作用力和反作用力1．力是物體對物體的作用．只要談到力，就一定存在著受力物體和施力物體．2．兩個物體之間的作用總是相互的，物體間相互作用的這一對力，通常叫作作用力和反作用力．3．作用力和反作用力總是互相依賴、同時存在的．我們可以把其中任何一個力叫作作用力，另一個力叫作反作用力．二、牛頓第三定律1．實驗探究：如圖所示，把A、B兩個彈簧測力計連接在一起，B的一端固定，用手拉測力計A，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個彈簧測力計的示數(shù)是相等的．改變拉力，彈簧測力計的示數(shù)也隨著改變，但兩個彈簧測力計的示數(shù)總是相等的，彈力方向相反．2．牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上．三、“一對相互平衡的力”和“一對作用力和反作用力”的區(qū)別1．一對相互平衡的力作用在一個物體上，一對作用力和反作用力作用在兩個物體上．(均選填“一個”或“兩個”)2．一對作用力和反作用力一定是同一種類的力，而一對相互平衡的力不一定是同一種類的力．(均選填“一定”或“不一定”)判斷下列說法的正誤．(1)物體間可能只有作用力，而沒有反作用力．(×)(2)兩個物體只有接觸才存在作用力和反作用力．(×)(3)物體間先有作用力，然后才有反作用力．(×)(4)物體間的作用力和反作用力等大、反向，可以抵消．(×)(5)物體靜止放在水平桌面上，物體所受重力和桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力．(√)(6)物體對桌面的壓力與桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力．(×)一、對牛頓第三定律的理解導(dǎo)學(xué)探究成語“以卵擊石”是指拿蛋去碰石頭，比喻不自量力，自取滅亡．(1)如圖所示，以卵擊石時，卵對石頭的作用力大，還是石頭對卵的作用力大？(2)為什么會出現(xiàn)“卵碎石全”的不同效果？答案(1)以卵擊石時，卵對石頭的作用力與石頭對卵的作用力是一對作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律可知，兩個力等大、反向；(2)雖然卵對石頭的作用力與石頭對卵的作用力等大，但由于兩者能承受的最大外力不同，所以會出現(xiàn)不同的作用效果．知識深化1．作用力和反作用力的三個性質(zhì)2．作用力和反作用力的四個特征等值作用力和反作用力的大小總是相等的反向作用力和反作用力的方向總是相反的共線作用力和反作用力總是作用在同一條直線上同性質(zhì)作用力和反作用力總是同一種類的力(即同一性質(zhì)的力)例1如圖所示，一匹馬拉著車前行，關(guān)于馬拉車的力和車?yán)R的力的大小關(guān)系，下列說法中正確的是()A．馬拉車的力總是大于車?yán)R的力B．馬拉車的力總是等于車?yán)R的力C．加速運動時，馬拉車的力大于車?yán)R的力D．減速運動時，馬拉車的力小于車?yán)R的力答案B解析馬向前拉車的力和車向后拉馬的力是一對作用力和反作用力，它們總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，與運動狀態(tài)無關(guān)．加速運動或者減速運動時，馬向前拉車的力都等于車向后拉馬的力，故A、C、D錯誤，B正確．正確理解牛頓第三定律中“總是”的含義“總是”是強調(diào)對于任何物體，在任何情況下，作用力和反作用力的關(guān)系都成立．(1)不管物體的大小、形狀如何，任意兩物體間作用力和反作用力總是大小相等、方向相反．(2)不管物體的運動狀態(tài)如何，例如，靜止的物體之間，運動的物體之間，靜止與運動的物體之間，其作用力和反作用力總是大小相等、方向相反．(3)作用力和反作用力的產(chǎn)生和消失總是同時的．針對訓(xùn)練1(2022·長沙市雨花區(qū)教育科學(xué)研究所高一期末)如圖所示，甲、乙兩人正在進(jìn)行掰手腕比賽．下列說法正確的是()A．若甲贏了乙，則甲對乙的力大于乙對甲的力B．若甲贏了乙，則甲對乙的力等于乙對甲的力C．只有甲、乙相持不下時，甲對乙的力才等于乙對甲的力D．甲、乙各自既是施力物體又是受力物體，所以無法判斷誰的力大答案B解析甲對乙的力與乙對甲的力是一對相互作用力，不論誰贏，這兩個力始終大小相等，方向相反，作用在兩個不同物體上，B正確．二、一對相互作用力與一對平衡力的比較導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，牧童沿水平方向拉牛，但沒有拉動．(1)牛受到幾個力的作用？畫出牛受力的示意圖．(2)牛受到的幾個力中，哪些是一對平衡力？(3)指出牛受到的幾個力的反作用力．答案(1)牛受到重力G、地面對牛的支持力FN、繩對牛的拉力F和地面對牛的摩擦力Ff，共四個力作用，受力示意圖如圖所示；(2)牛受到的重力G和地面對牛的支持力FN是一對平衡力；繩對牛的拉力F和地面對牛的摩擦力Ff是一對平衡力；(3)牛受到重力G的反作用力是牛對地球的吸引力；地面對牛的支持力FN的反作用力是牛對地面的壓力；繩對牛的拉力F的反作用力是牛對繩的拉力；地面對牛的摩擦力Ff的反作用力是牛對地面的摩擦力．知識深化一對作用力和反作用力與一對平衡力的比較內(nèi)容比較一對作用力和反作用力一對平衡力不同點作用對象兩個相互作用的物體同一物體依賴關(guān)系相互依存，不可單獨存在，同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失無依賴關(guān)系，撤除一個，另一個依然可存在疊加性兩力作用效果不可疊加，不可求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，且合力為零力的性質(zhì)一定是同種性質(zhì)的力可以是同種性質(zhì)的力，也可以是不同種性質(zhì)的力相同點大小相等、方向相反、作用在同一條直線上例2(多選)如圖所示，電燈吊在天花板上，下列關(guān)于燈受力的說法中，正確的是()A．燈對懸線的拉力與燈受到的重力是一對平衡力B．燈對懸線的拉力與懸線對燈的拉力是一對作用力與反作用力C．燈受到的重力與懸線對燈的拉力是一對平衡力D．燈受到的重力與懸線對天花板的拉力是一對作用力與反作用力答案BC解析燈對懸線的拉力與燈受到的重力作用在不同物體上，不是一對平衡力，選項A錯誤；燈對懸線的拉力與懸線對燈的拉力是一對作用力與反作用力，選項B正確；燈受到的重力與懸線對燈的拉力是一對平衡力，選項C正確；燈受到的重力與懸線對天花板的拉力是不同性質(zhì)的力，不是一對作用力與反作用力，選項D錯誤．特別提醒：區(qū)分一對作用力和反作用力與一對平衡力的關(guān)鍵是：一看研究對象；二看依存關(guān)系．針對訓(xùn)練2(多選)如圖所示，水平力F把一個物體緊壓在豎直墻壁上靜止不動，下列說法中正確的是()A．力F與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力B．物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力C．力F與物體對墻壁的壓力是一對平衡力D．物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力答案BD解析力F與墻壁對物體的支持力是一對平衡力，故A錯誤；物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力，故B正確；力F與物體對墻壁的壓力方向相同，但作用在不同物體上，所以兩個力不是一對平衡力，故C錯誤；物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力，故D正確．三、物體受力的初步分析1．受力分析根據(jù)研究的問題，選取合適的物體作為研究對象，分析它受到哪些力的作用，并畫出所受力的示意圖，這一過程即為物體的受力分析．2．受力分析的步驟例3畫出圖中物體A所受力的示意圖，并寫出力的名稱和施力物體：(1)物體A靜止，接觸面均光滑；(2)物體A沿固定粗糙斜面上滑；(3)物體A沿粗糙水平面滑行；(4)接觸面光滑，物體A靜止；(5)物體A靜止在粗糙水平面上．答案見解析解析(1)物體A受重力G、推力F、地面的支持力FN、墻壁對A向左的彈力FN′，施力物體分別是地球、推A的物體、地面、墻壁．力的示意圖如圖；(2)物體A受重力G、垂直于斜面向上的支持力FN、沿斜面向下的滑動摩擦力Ff，施力物體分別是地球、斜面、斜面．力的示意圖如圖；(3)物體A受重力G、支持力FN、水平向左的滑動摩擦力Ff，施力物體分別是地球、水平面、水平面、力的示意圖如圖；(4)物體A受重力G、拉力FT、彈力FN，施力物體分別是地球、繩子、墻壁．力的示意圖如圖．(5)物體A受重力G、拉力FT、支持力FN，水平向左的摩擦力Ff，施力物體分別是地球、繩子、水平面、水平面．力的示意圖如圖．提示在分析物體受力時，只需畫出研究對象受到的力，它對其他物體的力不能畫出．例4如圖所示，粗糙的長方體木塊A、B疊在一起靜止在水平地面上，在B上施加水平外力F，使A、B一起向右勻速運動．試分別畫出A、B的受力示意圖．答案見解析圖解析先隔離A對其受力分析：再隔離B對其受力分析：訓(xùn)練1牛頓第三定律考點一作用力和反作用力1．(2021·北京市順義區(qū)第九中學(xué)高一期中)關(guān)于兩個物體間的作用力與反作用力，下列說法中正確的是()A．有作用力才有反作用力，因此先產(chǎn)生作用力后產(chǎn)生反作用力B．若相互作用的兩個物體處于加速運動狀態(tài)，則作用力與反作用力的大小不相等C．作用力與反作用力只存在于相互接觸的兩個物體之間D．作用力與反作用力的性質(zhì)一定相同答案D解析作用力與反作用力總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，A錯誤；作用力和反作用力始終等大反向，與物體所處的狀態(tài)無關(guān)，B錯誤；作用力和反作用力可以存在于不相互接觸的兩個物體之間，如磁鐵之間的相互作用力，C錯誤；作用力與反作用力一定是同性質(zhì)的力，D正確．2．關(guān)于在日常生活和生產(chǎn)中應(yīng)用反作用力的例子，下列說法中錯誤的是()A．運動員在跳高時總是要用力蹬地面，才能向上彈起B(yǎng)．大炮發(fā)射炮彈時，炮身會向后退C．農(nóng)田灌溉用的自動噴水器，當(dāng)水從彎管的噴嘴里噴射出來時，彎管會自動旋轉(zhuǎn)D．烏賊在水中經(jīng)過體側(cè)的孔將水吸入鰓腔，然后用力把水?dāng)D出體外，烏賊就會向相反方向游去答案B解析運動員在跳高時總是要用力蹬地面，當(dāng)對地面的力大于重力時，根據(jù)牛頓第三定律，地面對他的力也大于重力，此時他才能向上彈起，故A正確；大炮發(fā)射炮彈時，炮身會向后退，這是需要防止的，而不是應(yīng)用，故B錯誤；農(nóng)田灌溉用的自動噴水器，當(dāng)水從彎管的噴嘴里噴射出來時，由于水的反作用力，彎管會自動旋轉(zhuǎn)，故C正確；烏賊在水中經(jīng)過體側(cè)的孔將水吸入鰓腔，然后用力把水?dāng)D出體外，由于水的反作用力，烏賊就會向相反方向游去，故D正確．考點二牛頓第三定律3.(多選)如圖所示，我國有一種傳統(tǒng)的民族體育項目叫作“押加”．實際上相當(dāng)于兩個人拔河，如果甲、乙兩人在“押加”比賽中，甲獲勝，則下列說法中正確的是()A．繩對乙的拉力大于繩對甲的拉力，所以甲獲勝B．當(dāng)甲把乙勻速拉過去時，繩對乙的拉力大小等于繩對甲的拉力大小C．當(dāng)甲把乙加速拉過去時，繩對乙的拉力大于繩對甲的拉力D．繩對乙的拉力大小始終等于繩對甲的拉力大小，只是地面對甲的摩擦力大于地面對乙的摩擦力，所以甲獲勝答案BD解析繩對乙的拉力和繩對甲的拉力總是大小相等，與甲、乙運動狀態(tài)無關(guān)，故B正確，A、C錯誤．地面對甲的摩擦力大于地面對乙的摩擦力，所以甲獲勝，D正確．4.越野滑雪是冬奧會比賽項目之一，如圖為運動員在訓(xùn)練中的照片，運動員在賽道上滑行時，關(guān)于滑雪板與賽道之間的相互作用力，下列說法正確的是()A．滑雪板對賽道的作用力大于賽道對滑雪板的作用力B．滑雪板對賽道的作用力小于賽道對滑雪板的作用力C．滑雪板對賽道的作用力與賽道對滑雪板的作用力大小相等D．滑雪板對賽道的作用力與賽道對滑雪板的作用力方向相同答案C解析滑雪板對賽道的作用力與賽道對滑雪板的作用力是一對作用力與反作用力，二者大小相等，方向相反，故C正確，A、B、D錯誤．5．用錘頭敲玻璃，玻璃被打碎，而錘頭未碎，對于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．錘頭對玻璃的作用力大于玻璃對錘頭的作用力，所以玻璃才碎裂B．玻璃對錘頭的作用力大于錘頭對玻璃的作用力，只是由于錘頭比玻璃能夠承受更大的力才沒有碎裂C．錘頭和玻璃之間的作用力是等大的，只是由于錘頭比玻璃能夠承受更大的力才沒有碎裂D．因為不清楚錘頭和玻璃的其他受力情況，所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小關(guān)系答案C解析錘頭對玻璃的作用力與玻璃對錘頭的作用力是一對作用力和反作用力，總是大小相等，方向相反，因物體的承受能力不同，所以產(chǎn)生的作用效果不同，故C正確，A、B、D錯誤．考點三一對平衡力與一對作用力和反作用力的比較6.如圖所示，重為G的花瓶置于水平桌面上，桌面對花瓶的支持力為F1，花瓶對桌面的壓力為F2，下列說法正確的是()A．F1大于F2B．G與F2是一對平衡力C．G與F1是一對作用力與反作用力D．F1與F2是一對作用力與反作用力答案D解析花瓶在重力和桌面的支持力作用下處于平衡狀態(tài)，故G與F1是一對平衡力；桌面對花瓶的支持力和花瓶對桌面的壓力是一對作用力和反作用力，大小相等，故A、B、C錯誤，D正確．7.(2021·北京市八一學(xué)校高一期中)一個籃球放在水平桌面上靜止不動，則下列說法中正確的是()A．籃球?qū)ψ烂娴膲毫褪腔@球受的重力，它們是同一性質(zhì)的力B．籃球受到的重力和籃球?qū)ψ烂娴膲毫κ且粚ζ胶饬．籃球?qū)ψ烂娴膲毫妥烂鎸@球的支持力是一對平衡力D．籃球?qū)ψ烂娴膲毫妥烂鎸@球的支持力是一對作用力與反作用力答案D解析籃球?qū)ψ烂娴膲毫υ跀?shù)值上等于籃球受的重力，它們是不同性質(zhì)的力，作用在不同物體上，不是一對平衡力，故A、B錯誤；籃球?qū)ψ烂娴膲毫妥烂鎸@球的支持力是一對作用力與反作用力，故C錯誤，D正確．8.(多選)(2021·蘇州市高一期末調(diào)研)小華和弟弟在元旦期間玩了一個小游戲，比賽誰在水平桌面上疊起的蘋果最多、最快．在第一輪比賽中小華取得了勝利．如圖所示，她在5s內(nèi)便穩(wěn)穩(wěn)地疊放了三個蘋果，則下列說法錯誤的是()A．蘋果1受到的支持力是由蘋果2的形變產(chǎn)生的B．蘋果1對蘋果2的壓力和蘋果3對蘋果2的支持力是一對平衡力C．蘋果1對蘋果2的壓力與蘋果3對蘋果2的支持力是一對作用力和反作用力D．桌面對蘋果3的作用力不一定豎直向上答案BCD解析蘋果1受到的支持力是由蘋果2的形變產(chǎn)生的，選項A正確；蘋果1對蘋果2的壓力小于蘋果3對蘋果2的支持力，它們不是一對平衡力，選項B錯誤；蘋果1對蘋果2的壓力與蘋果3對蘋果2的支持力，不是一對作用力和反作用力，選項C錯誤；對3個蘋果組成的整體而言，桌面對蘋果3的作用力與整體的重力平衡，整體的重力豎直向下，則桌面對蘋果3的支持力一定豎直向上，選項D錯誤．9.(多選)(2022·彌勒一中高一階段練習(xí))如圖所示，小車放在水平地面上，甲、乙兩人用力向相反方向拉小車，不計小車與地面之間的摩擦，下列說法正確的是()A．若小車向右運動，表明車?yán)椎牧Υ笥诩桌嚨牧．若小車靜止不動，表明甲拉車的力與乙拉車的力是一對平衡力C．若小車勻速向右運動，車?yán)椎牧蛙嚴(yán)业牧κ且粚ζ胶饬．無論小車運動狀態(tài)如何，甲拉車的力總是與車?yán)椎牧Υ笮∠嗟龋较蛳喾创鸢窧D解析若小車向右運動，表明乙拉車的力大于甲拉車的力；無論小車運動狀態(tài)如何，甲拉車的力和車?yán)椎牧κ且粚ο嗷プ饔昧Γ冀K大小相等，方向相反，故A錯誤，D正確；若小車靜止不動，表明甲拉車的力與乙拉車的力是一對平衡力，故B正確；一對平衡力必須作用在同一物體上，而車?yán)椎牧蛙嚴(yán)业牧Ψ謩e作用在不同物體上，所以這兩個力不是一對平衡力，故C錯誤．10.如圖所示，用彈簧測力計懸掛一個重G＝10N的金屬塊，使金屬塊部分浸在臺秤上的燒杯中(燒杯中的水不會溢出)，若彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)?N，則臺秤的示數(shù)()A．保持不變 B．增加10NC．增加6N D．增加4N答案D解析金屬塊部分浸入水中后，水對金屬塊產(chǎn)生浮力F.由彈簧測力計的示數(shù)知，浮力的大小為F＝G－FT＝(10－6)N＝4N．根據(jù)牛頓第三定律知，金屬塊對水施加的反作用力大小F′＝F＝4N，臺秤的示數(shù)增加4N，故選D.訓(xùn)練2物體的受力分析1．對下列“畫陰影”的物體受力分析正確的是()答案D2.如圖所示，木箱A中放一個光滑的鐵球B，它們一起靜止于斜面上，如果對鐵球B(不包括木箱A)進(jìn)行受力分析，則鐵球B受力個數(shù)為()A．3 B．4C．2 D．1答案A3．我國的高鐵技術(shù)在世界處于領(lǐng)先地位，高鐵列車(如圖甲所示)在行駛過程中非常平穩(wěn)，放在桌上的水杯幾乎感覺不到晃動．圖乙為高鐵車廂示意圖，A、B兩物塊相互接觸地放在車廂里的水平桌面上，兩物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)相同，物塊A的質(zhì)量比物塊B的質(zhì)量大，車廂在平直的鐵軌上向右做勻速直線運動，物塊A、B相對于桌面始終保持靜止，下列說法正確的是()A．物塊A受到2個力的作用B．物塊B受到3個力的作用C．物塊A受到桌面對它向右的摩擦力D．物塊B受到物塊A對它向右的彈力答案A解析列車在平直的鐵軌上向右做勻速直線運動，此時物塊A、B均向右做勻速直線運動，故物塊A、B均只受重力和支持力作用，水平方向沒有外力，故水平方向均不受摩擦力，同時物塊A、B間也沒有彈力作用，故A正確，B、C、D錯誤．4.(多選)(2022·澠池縣第二高級中學(xué)高一階段練習(xí))如圖所示，截面為直角三角形的物體a在豎直向上的恒力F作用下保持靜止，則下列對物體受力情況的分析正確的是()A．物體a與墻壁間一定存在彈力B．物體a與墻壁間不存在靜摩擦力C．物體a一定受兩個力作用D．物體a可能受四個力作用答案BC解析物體靜止，水平方向上墻壁對物塊a沒有彈力，沒有彈力也就沒有摩擦力，豎直方向有F＝G，所以物體a只受到2個力的作用，B、C正確．5.如圖所示，物體A分別與水平面、豎直墻面以及物體B緊密接觸，所有接觸面均光滑，A、B均靜止，則()A．物體A受三個力作用B．物體A受四個彈力作用C．物體B受三個彈力作用D．物體B受兩個力的作用答案D解析A、B兩物體沒有相互擠壓，它們之間無彈力作用，A所受的彈力只有地面的支持力，B所受的彈力也只有地面的支持力，物體A、B均只受兩個力的作用，故選D.6.(2022·羅平縣第二中學(xué)高一階段練習(xí))如圖所示，A、B兩個物體的質(zhì)量相等，方向相反、大小均為2N的兩個水平力F、F′分別作用于A、B兩個物體上，A、B均保持靜止，則下列說法正確的是()A．B物體受3個力的作用B．A物體受4個力的作用C．地面對A的摩擦力方向向右、大小為2ND．B對A的摩擦力方向向右、大小為2N答案D解析對B物體受力分析可知，受重力、A對B的支持力和摩擦力以及力F′，共受4個力作用，其中A對B的摩擦力與F′等大反向，即水平向左，大小為2N；根據(jù)牛頓第三定律可知，B對A的摩擦力方向向右、大小為2N，A錯誤，D正確；水平方向因力F與B對A的摩擦力等大反向，則地面對A的摩擦力為零，C錯誤；A物體受重力、地面的支持力、B對A的壓力和摩擦力以及力F，共受5個力的作用，B錯誤．7．(2021·常熟市高一期中)如圖，甲、乙兩人分別乘坐兩種電動扶梯，此時兩電動扶梯均勻速向上運動，則()A．甲受到三個力的作用B．甲對扶梯的壓力與甲的重力是一對作用力和反作用力C．扶梯對乙的支持力與乙的重力是一對平衡力D．扶梯對乙的作用力方向豎直向上答案D解析甲勻速運動，則受到重力和扶梯的支持力，共兩個力的作用，A錯誤；甲對扶梯的壓力與扶梯對甲的支持力是一對作用力和反作用力，B錯誤；乙受重力，扶梯的支持力和摩擦力三個力的作用，則扶梯對乙的支持力與乙的重力不是一對平衡力，C錯誤；