3.3牛頓第三定律

〖教材分析〗

作用力和反作用力在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)一些定性的描述，但是它與平衡的區(qū)分聯(lián)

系還不是很清楚，平衡力是作用在同一個(gè)物體，我們平時(shí)的受力分析，都是分

析同一個(gè)物體上的，所以平衡力用的是很多，作用和反作用力是在兩個(gè)物體上，

兩者區(qū)分還是很明顯的。牛頓第三定律更加把它獨(dú)立出來(lái)，提升一個(gè)臺(tái)階。我們

學(xué)習(xí)從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，從生活實(shí)例出發(fā)，為后續(xù)的牛頓定律的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

〖教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)〗

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。

科學(xué)思維：通過(guò)用牛頓第三定律分析物理現(xiàn)象，可培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)

題的能力。

科學(xué)探究：通過(guò)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)、探究等學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)尊重客觀事實(shí)，

實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

〖教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)〗

重點(diǎn)：1、知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。

2、掌握牛頓第三定律并用它分析實(shí)際問(wèn)題。

3、區(qū)別平衡力與作用力和反作用力。

難點(diǎn)：區(qū)別平衡力與作用力和反作用力。

〖教學(xué)方法〗

教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究、歸納、總結(jié)法相結(jié)合。

〖教學(xué)準(zhǔn)備〗

彈簧、磁鐵、物塊和多媒體課件。

〖教學(xué)過(guò)程〗

一、新課引入

通過(guò)多媒體課件動(dòng)圖展示：猴哥與紅孩兒

掰手腕。觀察圖我們看到他們的力不相上下，

那么現(xiàn)實(shí)中是這樣的嗎？

力的作用是相互的。相互作用的力其大小有什么關(guān)系？

例如，大人跟小孩掰手腕，很容易就把小孩的手壓在桌面上。那么，他們施

加給對(duì)方的力，大小相等嗎？

教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：通過(guò)動(dòng)畫的掰手腕的情節(jié)吸引學(xué)生的注意力。

二、新課教學(xué)

（一）作用力和反作用力

力是物體對(duì)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。

剛才的掰手腕，左手對(duì)右手的力向右，右手對(duì)左手的力向左，左右手就是施力物

體和受力物體。

例如，如圖用手拉彈簧，彈簧受到手的拉力F，同時(shí)彈簧發(fā)生形變，手也就

受到彈簧的拉力F/。這里是彈簧和手之間的相互作用。又如圖坐在椅子上用力

推桌子，會(huì)感到桌子也在推我們，我們的身體要向后仰。這是身體與椅子之間的

相互作用。我們常說(shuō)，地面上及地球附近的物體受到地球的吸引（重力)。其實(shí)，

地球也受到它們的吸引，地球和物體之間的作用也是相互的。如此等等，不勝枚

舉。

通過(guò)多媒體課件動(dòng)圖展示：水中推船。

向前推甲船，發(fā)現(xiàn)乙船也會(huì)向相反的方向運(yùn)

動(dòng)的。力的的作用是相互的，甲船是施力物體同時(shí)也是受力物體，我們把這種現(xiàn)

象叫做相互作用。

觀察和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，兩個(gè)物體之間的作用總是相互的。當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另

一個(gè)物體施加了力，后一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)前一個(gè)物體也施加了力。物體間相

互作用的這一對(duì)力，通常叫作作用力和反作用力。

思考：手不拉彈簧時(shí)，彈簧還拉手嗎？

很明顯手不拉彈簧以后彈簧也不再拉手。

特點(diǎn)：作用力和反作用力總是互相依賴、同時(shí)存在的。除了這個(gè)特點(diǎn)外還具

有名稱不一定的性質(zhì)：我們可以把其中任何一個(gè)力叫作作用力，另一個(gè)力叫作反

作用力。我們把手對(duì)彈簧的拉力叫做作用力，那么彈力就是反作用力，或者彈力

叫做作用力，那么拉力就是反作用力了。

（二）牛頓第三定律

通過(guò)多媒體課件動(dòng)圖展示：兩虎相斗。觀察動(dòng)圖，思考：作用力和反作用力

的大小之間、方向之間有什么樣的關(guān)系？

這又是一個(gè)定量的問(wèn)題，而定量的問(wèn)題通常只靠觀察和經(jīng)驗(yàn)是解決不了的，

它需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量來(lái)回答。

演示：用彈簧測(cè)力計(jì)探究作用力和反作用力的關(guān)系（閱讀）

探究作用力和反作用力的關(guān)系，要同時(shí)測(cè)量這兩個(gè)力，你認(rèn)為應(yīng)該如何測(cè)

量？

我們可以通過(guò)圖3.3-3所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。把A、B兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)連接

在一是，B的一端固定，用手拉測(cè)力計(jì)A。如圖所示，可以看到兩個(gè)測(cè)力計(jì)的指

針同時(shí)移動(dòng)。這是測(cè)力計(jì)A受到測(cè)力計(jì)B的拉力F、，測(cè)力計(jì)B受到A的拉力F。

F與F、有什么關(guān)系？

通過(guò)多媒體課件動(dòng)圖展示：實(shí)驗(yàn)。

觀察實(shí)驗(yàn)：從實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是相等的，方向相反。

上面是通過(guò)彈力進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，摩擦力滿足上面的關(guān)系嗎？如果是不相互接觸

的力呢？

通過(guò)多媒體課件動(dòng)圖展示：摩擦力和磁力作用

下的相互作用。

實(shí)驗(yàn)觀察也是可以得到同樣的結(jié)論。

結(jié)論：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，作用在同一條直線上。

通過(guò)牛頓第三定律我們還可以得到作用力和反作用力的特點(diǎn)：

①大小相等，相反，作用在同一直線上（等大、反向、共線）

②分別作用在兩個(gè)不同的物體上（異物）

③同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失（同時(shí)）

④二者的性質(zhì)總是相同的（同性）

在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用牛頓第三定律的例子是很多的

通過(guò)多媒體課件動(dòng)圖展示：劃龍舟和航母。

人在劃船時(shí)，槳向后推水，水就向前推槳，將船向前推進(jìn)。于此類似，輪船

的螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)也是向后推水，水同時(shí)給螺旋槳一個(gè)反作用力，推動(dòng)輪船前進(jìn)。

汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于輪胎和地面間的摩擦，車輪向后推地面，

地面給車輪一個(gè)向前的反作用力，使汽車前進(jìn)。汽車受到的牽引力就是這樣產(chǎn)生

的。

通過(guò)多媒體課件動(dòng)圖展示：懸空車輪和車輪陷泥里、越野車。

若把驅(qū)動(dòng)輪架空，不讓它跟地面接觸，這時(shí)車輪雖然轉(zhuǎn)動(dòng)，但車輪不推地面，

地面也就不會(huì)產(chǎn)生向前推車的力，汽車就不會(huì)前進(jìn)。

陷在泥濘中的汽車，盡管車輪飛轉(zhuǎn)，但是如果泥和車輪之間太滑，車輪得

不到足夠的摩擦力，車也是出不來(lái)的。

許多越野車可以按需要分別由前輪或后輪驅(qū)動(dòng)，必要時(shí)甚至可以四輪同時(shí)驅(qū)

動(dòng)，以便根據(jù)車輪與地面接觸的不同情況來(lái)獲得足夠的動(dòng)力。

教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：通過(guò)汽車這個(gè)例子來(lái)剖析作用力與反作用力的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，也

能很好的與課本照應(yīng)。為學(xué)生提供具體生動(dòng)的感性材料，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)的同時(shí)，

使得學(xué)生發(fā)生認(rèn)知沖突，萌發(fā)探索、發(fā)現(xiàn)新知的欲望。

（三）物體受力分析初步

分析物體的受力，有兩條思路：一是根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化來(lái)分析和判斷

其受力情況。二是根據(jù)各種力的特點(diǎn)，從相互作用的角度來(lái)分析物體的受力。

我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)從相互作用的角度來(lái)分析物體的受力。

例如，一個(gè)物體靜止在粗糙斜面上，我們按重力、彈力、摩擦力的順序來(lái)分

析。

①木塊受到重力mg，方向豎直向下。

②木塊和斜面接觸并相互擠壓，木塊受到垂直斜面向

上的彈力FN。在力的分類那里我們講過(guò)壓力有很多種。

③假設(shè)木塊和斜面之間沒有摩擦，木塊就會(huì)向下滑動(dòng)，由此可以判斷，靜止

的木塊相對(duì)斜面有向下滑動(dòng)的趨勢(shì)，所受的靜摩擦力Ff是沿斜面向上的。

為了更好的受力分析：首先明確分析哪個(gè)物體所受的力。以木塊為對(duì)象，成

為作用力，相對(duì)應(yīng)的就是反作用力。列出表格。

作用力反作用力

重力mg（地球?qū)δ緣K的引力）木塊對(duì)地球的引力

彈力FN（斜面對(duì)木塊的支持力）木塊對(duì)斜面的壓力

靜摩擦力Ff木塊對(duì)斜面的靜摩擦力

由于們是對(duì)木塊的受力情況進(jìn)行分析，所以只是把六個(gè)力中木塊所受的三個(gè)

力畫出來(lái)就行，所以明確分析哪個(gè)物體所受的力很重要。

為此我總結(jié)處受力分析的一般規(guī)律。

（1）確定研究對(duì)象（構(gòu)建模型）

（2）對(duì)這個(gè)物體進(jìn)行受力分析，順序：重力（mg）→彈力（FN）→其它→

摩擦力(Ff)，一重二彈三其它，最后才是摩擦，那為什么摩擦最后呢。因?yàn)槟Σ?/p>

是被動(dòng)力，數(shù)學(xué)上說(shuō)的它是因變量，它要有其它的力都判斷好，才能確定物理的

相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或趨勢(shì)，才能確定摩擦的大小和方向。

初中就學(xué)過(guò)：一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀

態(tài)，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，叫做二力平衡。

注意：在分析物體的受力情況時(shí)，不要把某個(gè)力的反作用力跟這個(gè)力的平衡

力混淆。

例如，在圖中，猴子吊在空中，我們分析猴子所受的力。猴子受到重力G，

還受到樹枝對(duì)它的拉力F。由于猴子是靜止的，而且不再受到其他力的作用，所

以拉力F和重力G這兩個(gè)力是一對(duì)相互平衡的力，它們“大小相等、方向相反，

作用在同一條直線上”。應(yīng)該注意，這兩個(gè)力作用在同一物體（猴子）上。

另一方面，不但樹枝在以拉力F向上拉著猴子，

猴子同時(shí)也在以向下的拉力F'拉著樹枝，這是一對(duì)

作用力和反作用力，它們的關(guān)系也是“大小相等、

方向相反，作用在同一條直線上”。但不同的是，

它們分別作用在兩個(gè)物體（猴子和樹枝）上。這兩種情況，很容易混淆，因此要

注意區(qū)分。

“一對(duì)相互平衡的力”和“一對(duì)作用力和反作用力”還有一個(gè)區(qū)別：后者一

定是同一種類的力（例如F和F”都是彈力），而前者則不一定是同一種類的力

（例如F是彈力，而G是重力）。

區(qū)別與聯(lián)系

判斷作用力與反作用力的方法：（A對(duì)B、B對(duì)A）

教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：歸納總結(jié)其中的聯(lián)系區(qū)別，拓展學(xué)生的知識(shí)面。

課堂練習(xí)

例1：油桶放在汽車上，汽車停于水平地面。涉及油桶、汽

車、地球三個(gè)物體之間的作用力和反作用力一共有幾對(duì)?這幾對(duì)

力中，油桶受哪幾個(gè)力?汽車受哪幾個(gè)力?地球受哪幾個(gè)力?

解：(1)三個(gè)物體之間的作用力和反作用力有4對(duì)。

作用力反作用力

油桶重力mg（地球?qū)τ屯暗囊Γ┯屯皩?duì)地球的引力

彈力FN（汽車對(duì)油桶的支持力）油桶對(duì)汽車的壓力

汽車受到的重力汽車對(duì)地球的引力

地面對(duì)汽車的支持力汽車對(duì)地面的壓力

判斷作用力與反作用力的方法：（A對(duì)B、B對(duì)A）

(2)油桶受重力和支持力。

(3)汽車受重力、地面對(duì)汽車的支持力和油桶對(duì)汽車的壓力。

(4)地球受汽車的引力和油桶的引力。

〖板書設(shè)計(jì)〗

3.3牛頓第三定律

一、作用力和反作用力

當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)前一個(gè)物體也

施加了力。物體間相互作用的這一對(duì)力，通常叫作作用力和反作用力。

二、牛頓第三定律

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