PAGE7-第3節(jié)牛頓第三定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.[物理觀念]知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念．2.[科學(xué)思維與科學(xué)方法]理解牛頓第三定律的含義，并能用它說明生活中的現(xiàn)象．3.[科學(xué)思維與科學(xué)方法]知道作用力、反作用力與平衡力的區(qū)分．一、作用力與反作用力1．定義：物體間的一對(duì)相互作用力，叫作作用力和反作用力．可以把其中的隨意一個(gè)力叫作作用力，則另一個(gè)力就叫作反作用力．2．特點(diǎn)：力的作用總是相互的．相互的作用力和反作用力既可以存在于相互接觸的物體之間，也可以存在于不接觸的物體之間．二、牛頓第三定律1．內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上．2．表達(dá)式：F＝－F′，其中F、F′分別表示作用力和反作用力．負(fù)號(hào)表示兩個(gè)力方向相反．1．思索推斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)力是物體對(duì)物體的作用，施力物體同時(shí)也是受力物體． (√)(2)作用力和反作用力的受力物體是同一物體． (×)(3)作用力和反作用力的合力為零． (×)(4)一個(gè)人在用力打拳，可見一個(gè)力可以只有施力物體沒有受力物體． (×)(5)先有作用力后有反作用力． (×)(6)作用力與反作用力肯定是同性質(zhì)的力． (√)2．如圖所示，一個(gè)大人甲跟一個(gè)小孩乙站在水平地面上手拉手比力氣，結(jié)果大人把小孩拉過來了．對(duì)這個(gè)過程中作用于雙方的力的關(guān)系，正確的說法是()甲乙A．大人拉小孩的力肯定比小孩拉大人的力大B．大人與小孩間的拉力是一對(duì)作用力與反作用力C．大人拉小孩的力與小孩拉大人的力的合力肯定為零D．只有在大人把小孩拉動(dòng)的過程中，大人的力才比小孩的力大，有可能出現(xiàn)的短暫相持過程中，兩人的拉力一樣大B[大人拉小孩的力與小孩拉大人的力構(gòu)成一對(duì)相互作用力，它們之間的關(guān)系滿意牛頓第三定律，所以二者恒久大小相等，方向相反，兩力作用在不同的人身體上，不能求合力，小孩被拉動(dòng)是因?yàn)樗艿睦Υ笥谒苣Σ亮Γ蔬x項(xiàng)B正確．]3．關(guān)于作用力和反作用力，下列說法中正確的有()A．凡是大小相等、方向相反、作用在同始終線上且分別作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力，必定是一對(duì)作用力和反作用力B．彈力和摩擦力總有其反作用力，重力沒有反作用力C．作用力和反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生，但不肯定同時(shí)消逝D．相互作用的物體，無論接觸與否，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，牛頓第三定律都是適用的D[任何力都有反作用力，重力的反作用力作用于地球上；牛頓第三定律反映了物體間相互作用的普遍規(guī)律，與物體是否接觸及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．作用力、反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消逝．]作用力與反作用力1.作用力與反作用力2．作用力、反作用力與平衡力之間最直觀的不同就是受力物體不同．作用力和反作用力平衡力相同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同始終線上不同點(diǎn)受力物體作用在不同物體上作用在同一物體上性質(zhì)相同不肯定相同依存關(guān)系同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)改變、同時(shí)消逝，相互依存，不行單獨(dú)存在無依存關(guān)系，撤銷其中一個(gè)，另一個(gè)仍可存在，只是不再平衡疊加性不行疊加求合力，兩力作用效果不會(huì)抵消可以疊加求合力，合力為零，兩力作用效果相互抵消【例1】(多選)如圖所示，水平力F把一個(gè)物體緊壓在豎直的墻壁上靜止不動(dòng)，下列說法中正確的是()A．作用力F跟墻壁對(duì)物體的支持力是一對(duì)作用力與反作用力B．作用力F與物體對(duì)墻壁的壓力是一對(duì)平衡力C．物體的重力跟墻壁對(duì)物體的靜摩擦力是一對(duì)平衡力D．物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的支持力是一對(duì)作用力與反作用力思路點(diǎn)撥：先對(duì)物體受力分析，找出相互平衡的力，然后找出每個(gè)力的施力物體，對(duì)施力物體的作用力是反作用力．CD[作用力F跟墻壁對(duì)物體的支持力作用在同一物體上，大小相等、方向相反，在一條直線上，是一對(duì)平衡力，A錯(cuò)．作用力F作用在物體上而物體對(duì)墻壁的壓力作用在墻壁上，這兩個(gè)力不能成為平衡力，也不是作用力和反作用力，B錯(cuò)．物體在豎直方向上，受豎直向下的重力和墻壁對(duì)物體豎直向上的靜摩擦力，因物體處于靜止，故這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，C對(duì)．物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的支持力，是兩個(gè)物體之間的相互作用力，是一對(duì)作用力和反作用力，D對(duì)．]辨別作用力、反作用力與平衡力的方法eq\o([跟進(jìn)訓(xùn)練])1．下列關(guān)于作用力、反作用力和一對(duì)平衡力的相識(shí)，正確的是()A．一對(duì)平衡力的合力為零，作用效果相互抵消，一對(duì)作用力與反作用力的合力也為零，作用效果也相互抵消B．作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)改變、同時(shí)消逝，且性質(zhì)相同，一對(duì)平衡力的性質(zhì)不肯定相同C．作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)改變、同時(shí)消逝，一對(duì)平衡力也是如此D．先有作用力，接著才有反作用力，一對(duì)平衡力卻是同時(shí)作用在同一個(gè)物體上的B[作用力與反作用力是分別作用在兩個(gè)不同物體上的，作用效果不能抵消，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；作用力與反作用力具有同時(shí)性、同性質(zhì)的特點(diǎn)，而一對(duì)平衡力不肯定具有這些特點(diǎn)，選項(xiàng)B正確，C、D錯(cuò)誤．]2.(多選)如圖所示，小車放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小車，不計(jì)小車與地面之間的摩擦力，下列說法正確的是()A．甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對(duì)作用力和反作用力B．小車靜止時(shí)甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對(duì)平衡力C．若小車加速向右運(yùn)動(dòng)，小車?yán)椎牧Φ扔诩桌≤嚨牧．若小車加速向右運(yùn)動(dòng)，乙拉小車的力大于小車?yán)业牧C[甲拉小車的力和乙拉小車的力作用在同一物體上，不是作用力和反作用力，A錯(cuò)誤；不計(jì)小車與地面之間的摩擦力，小車靜止時(shí)受到兩個(gè)拉力而處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)拉力是一對(duì)平衡力，B正確；小車?yán)椎牧Ω桌≤嚨牧κ亲饔昧头醋饔昧?，兩力大小是相等的，C正確，D錯(cuò)誤．]牛頓第三定律1.牛頓第三定律的公式表達(dá)：F＝－F′.負(fù)號(hào)表示兩者方向相反，等號(hào)表示兩者大小相等．2．牛頓第三定律的物理意義：揭示了物體之間相互作用的規(guī)律，反映了作用力和反作用力的大小、方向特點(diǎn)，揭示了相互作用的物體間的聯(lián)系．3．應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)留意的問題(1)定律中的“總是”說明對(duì)于任何物體，在任何條件下牛頓第三定律都是成立的．(2)牛頓第三定律說明白作用力和反作用力中，若一個(gè)產(chǎn)生或消逝，則另一個(gè)必定同時(shí)產(chǎn)生或消逝，否則就違反了“相互關(guān)系”．【例2】質(zhì)量為M的人站在地面上，用輕繩通過光滑定滑輪將質(zhì)量為m的重物從高處放下，如圖所示，若重物以加速度a下降(a＜g)，則人對(duì)地面的壓力為()A．(M＋m)g－ma B．M(g－a)－maC．(M－m)g＋ma D．Mg－ma思路點(diǎn)撥：①“輕繩、光滑定滑輪”說明繩對(duì)重物的拉力和對(duì)人的拉力大小相等．②求人對(duì)地面的壓力可用轉(zhuǎn)換對(duì)象法先求地面對(duì)人的支持力．C[以重物為探討對(duì)象，受力分析如圖甲所示．由牛頓其次定律得mg－F＝ma，所以繩子上的拉力F＝mg－ma.以人為探討對(duì)象，受力分析如圖乙所示．甲乙由平衡條件得F＋N＝Mg所以N＝Mg－F＝Mg＋ma－mg由牛頓第三定律知，人對(duì)地面的壓力等于地面對(duì)人的支持力所以N′＝N＝(M－m)g＋ma.]牛頓第三定律的適用范圍牛頓第三定律不僅適用于固體間的相互作用，也同樣適用于氣體和液體間的相互作用，而且與作用力的性質(zhì)、作用方式(接觸或不接觸)、物體的質(zhì)量大小、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及參考系的選擇均無關(guān)．eq\o([跟進(jìn)訓(xùn)練])3.如圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一個(gè)重10N的金屬塊．現(xiàn)使金屬塊部分浸在臺(tái)秤上的水杯中(水沒有溢出)，若彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變?yōu)?N，則臺(tái)秤的示數(shù)()A．保持不變 B．增加10NC．增加6N D．增加4ND[金屬塊浸入水中后，水對(duì)金屬塊產(chǎn)生浮力F，由平衡條件可知，浮力的大小為F＝G－T＝10N－6N＝4N．依據(jù)牛頓第三定律，金屬塊對(duì)水也施加一個(gè)反作用力F′，其大小F′＝4N，故臺(tái)秤的示數(shù)增加4N，選項(xiàng)D正確．]4.如圖所示，底座A上裝有0.5m長的直立桿，底座和桿的總質(zhì)量為M＝0.2kg，桿上套有質(zhì)量為0.05kg的小環(huán)B，它與桿之間有摩擦．當(dāng)環(huán)從底座上以4m/s的初速度飛起時(shí)，剛好能到達(dá)桿頂而沒有脫離直立桿，取g＝10m/s2.求在環(huán)升起的過程中底座對(duì)水平面的壓力為多大？解析：對(duì)小環(huán)上升的過程進(jìn)行受力分析，小環(huán)受重力mg和直立桿對(duì)其產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦力f的作用，設(shè)小環(huán)的加速度大小為a，由牛頓其次定律得f＋mg＝ma，又小環(huán)的初速度v＝4m/s，直立桿長度為s＝0.5m，小環(huán)向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得0－v2＝－2as，聯(lián)立解得a＝16m/s2，f＝0.3N.依據(jù)牛頓第三定律可知，小環(huán)給直立桿一個(gè)豎直向上的滑動(dòng)摩擦力f′.因?yàn)闂U和底座整體受力平衡，受力分析得N＋f′＝Mg，所以N＝1.7N.依據(jù)牛頓第三定律知，底座對(duì)水平面的壓力大小為1.7N.答案：1.7N1．[物理觀念]作用力與反作用力．2．[科學(xué)思維]作用力與反作用力和平衡力的對(duì)比，牛頓第三定律的應(yīng)用．1．(多選)下面是生活、生產(chǎn)中常見的事例，應(yīng)用牛頓第三定律的是()A．小船靠劃槳前進(jìn)B．帆船利用風(fēng)力來航行C．螺旋槳飛機(jī)通過螺旋槳旋轉(zhuǎn)飛行D．噴氣式飛機(jī)向后噴出燃?xì)馔苿?dòng)飛機(jī)前進(jìn)ACD[當(dāng)坐在船上的人劃槳時(shí)，槳對(duì)水有向后的作用力，同時(shí)水對(duì)槳有一個(gè)反作用力向前，使得小船向前行，A正確．同理C、D正確，B錯(cuò)誤．]2．我國跳水運(yùn)動(dòng)在世界上處于領(lǐng)先地位．如圖所示為運(yùn)動(dòng)員跳水前的起跳動(dòng)作．下列說法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員蹬板的作用力大小大于板對(duì)她們的支持力大小B．運(yùn)動(dòng)員蹬板的作用力大小小于板對(duì)她們的支持力大小C．運(yùn)動(dòng)員所受的支持力和重力相平衡D．運(yùn)動(dòng)員所受的合外力肯定向上D[運(yùn)動(dòng)員蹬板的作用力與板對(duì)她們的支持力是作用力和反作用力，大小相等、方向相反，A、B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員起跳過程，是由靜止獲得速度的過程，因而有豎直向上的加速度，合外力豎直向上，運(yùn)動(dòng)員所受的支持力大于重力，C錯(cuò)，D對(duì)．]3．下列各對(duì)力中，是相互作用力的是()A．懸繩對(duì)電燈的拉力和電燈的重力B．電燈拉懸繩的力與懸繩拉電燈的力C．懸繩拉天花板的力和電燈拉懸繩的力D．懸繩拉天花板的力和電燈的重力B[作用力與反作用力是兩個(gè)物體之間的相互作用力，選項(xiàng)A、C、D都不是作用力與反作用力．