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高中物理人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力3 牛顿第三定律备课ppt课件
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力3 牛顿第三定律备课ppt课件，共48页。PPT课件主要包含了自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，课堂小结，随堂练习等内容，欢迎下载使用。
自主预习·新知导学
一、作用力和反作用力两个物体之间的作用总是相互的。物体间相互作用的这一对力,通常叫作作用力和反作用力。它们总是互相依赖、同时存在的。二、牛顿第三定律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。
三、物体受力的初步分析1.就目前所学内容,如何分析物体受力情况?提示:根据各种力(重力、弹力、摩擦力)的特点,从相互作用的角度来分析物体的受力。2.如何区分平衡力与作用力和反作用力?提示:一对平衡力作用在同一物体上,而一对作用力和反作用力分别作用在两个物体上;一对作用力和反作用力一定是同一种类的力,而一对平衡力不一定是同一种类的力。
【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。(1)先有作用力,然后有反作用力。( )(2)只有两物体接触时,才会产生作用力与反作用力。( )(3)物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力。( )(4)大小相等、方向相反、作用在同一条直线上的两个力一定是一对平衡力。( )提示:(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.鸡蛋碰石头,鸡蛋破碎,而石头完好无损,说明石头对鸡蛋的作用力大,而鸡蛋对石头的作用力小,这一判断对吗?
提示:不对。石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是相互作用力,二者大小相等。鸡蛋破碎而石头完好是因为鸡蛋和石头可承受的力的大小不同。
3.人走路时受到重力、地面的支持力和地面对人的摩擦力,它们的反作用力分别是什么?提示:重力的反作用力是人对地球的吸引力,地面的支持力的反作用力是人对地面的压力,地面对人的摩擦力的反作用力是人对地面的摩擦力。
合作探究·释疑解惑
知识点一 对牛顿第三定律的理解
问题引领马拉车由静止开始前进,先做加速运动,然后改为匀速运动,最后改为减速运动。
(1)加速前进时,绳拉车的力与车拉绳的力相等吗?(2)减速前进时,绳拉车的力与车拉绳的力相等吗?(3)只有在匀速前进时,绳拉车的力与车拉绳的力大小才相等,对吗?(4)绳拉车的力与车拉绳的力是作用力与反作用力吗?(5)作用力与反作用力的大小和车的运动状态有什么关系?
提示:(1)相等。(2)相等。(3)不对,其他状态下也相等。(4)是。(5)没有关系,作用力与反作用力的大小在任何运动状态下都相等。
归纳提升1.物体间的作用力是相互的。(1)一个物体是受力物体的同时也一定是施力物体。(2)一个物体受到另一物体的作用力的同时,也一定给这一物体力的作用。2.理解牛顿第三定律的关键是理解作用力与反作用力的关系,它们的关系可以归纳为下列五条。(1)相互性:作用力和反作用力总是相互、成对出现的。
(2)同时性:作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失,无先后之分。(3)同性质:作用力和反作用力一定是相同性质的力。即如果作用力是弹力,反作用力也一定是弹力;如果作用力是摩擦力,反作用力也一定是摩擦力。
(4)异体性:作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,在两个物体上都产生各自的作用效果,这两个作用效果是绝对不可抵消的。(5)普遍性:只要两个物体发生相互作用,作用力和反作用力就存在上述关系,与物体的质量大小、形状和运动状态无关。
典型例题【例题1】 (多选)下图是利用传感器记录的两个物体间的作用力和反作用力的变化图线,根据图线可以得出的结论是( )A.作用力大时,反作用力大B.作用力和反作用力的方向总是相反的C.作用力和反作用力是作用在同一个物体上的D.相互作用的两个物体一定都处于静止状态
答案:AB解析:从题图上可以看出作用力和反作用力关于时间轴对称,即大小相等、方向相反,A、B选项正确;由本图不能看出相互作用力作用在同一物体上,相互作用的两个物体不一定处于静止状态,C、D选项错误。
力是物体对物体的作用,物体间力的作用总是相互的。可见,力总是成对出现的,这一对力就是作用力和反作用力。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,但满足上述关系的不一定是作用力和反作用力。
A.竹蜻蜓对空气的作用力大于空气对竹蜻蜓的作用力B.竹蜻蜓对空气的作用力小于空气对竹蜻蜓的作用力C.竹蜻蜓对空气的作用力等于空气对竹蜻蜓的作用力D.竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力方向相同答案:C解析:竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,它们大小相等、方向相反,故选C。
知识点二 一对平衡力与一对作用力和反作用力的比较
问题引领在天花板上用竖直悬绳吊一重力为G的电风扇,电风扇静止时受哪几个力的作用?这些力的反作用力分别是什么?哪些力是平衡力,性质相同吗?
提示:电风扇静止时受重力和悬绳的拉力两个力作用。重力的反作用力是电风扇对地球的吸引力,拉力的反作用力是电风扇对悬绳的拉力。电风扇受到的重力和拉力为平衡力,性质不相同。
归纳提升一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
一对平衡力一定作用在同一物体上,而一对作用力和反作用力一定作用在两个相互作用的物体上。
典型例题【例题2】 如图所示,重力为G的压路机在水平路面上缓慢匀速行驶,路面对压路机的支持力为FN,压路机对路面的压力为F,关于G、FN、F,下列说法正确的是( )A.F大于FNB.F与G大小相等C.F和FN是一对平衡力D.FN和G是一对作用力和反作用力
答案:B解析:作用力和反作用力的特点是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,作用点在不同的物体上。平衡力的特点是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,且两个力作用在同一个物体上。故路面对压路机的支持力FN和压路机对路面的压力F为一对作用力和反作用力,大小相等;FN与G是一对平衡力,大小相等,故B选项正确。
作用力和反作用力体现了力的相互性,反映了力的概念。平衡力是根据二力对物体的作用效果命名的力。作用力和反作用力相互依存,不可独立存在,具有瞬时对应关系;而平衡力无依存关系,且各力不一定同时产生、同时变化、同时消失。
【变式训练2】 如图所示,物体静止于一斜面上,则下列说法正确的是( )A.物体所受的重力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力C.物体所受的重力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力D.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
答案:D解析:物体所受的重力和斜面对物体的支持力不在一条直线上,不是平衡力,也不是作用力和反作用力,故A、C错误;物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个不同物体上,是一对相互作用力,故B错误;物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个不同物体上,是一对作用力和反作用力,故D正确。
知识点三 物体受力的初步分析方法
问题引领如图所示,水平拉力作用于物体A上时,A、B在水平面上相对静止,讨论并回答下列问题:(1)物体A相对于B有向哪运动的趋势?所受摩擦力向哪?受几个力作用?(2)物体B共受几个弹力作用?受几个摩擦力作用?摩擦力的方向向哪?
提示:(1)物体A相对于B有水平向右的运动趋势,所受摩擦力水平向左,物体A受重力、支持力、拉力和静摩擦力4个力作用。(2)物体B共受2个弹力作用。受到2个摩擦力的作用,分别为A对B的水平向右的静摩擦力和地面对B的水平向左的静摩擦力。
归纳提升1.明确研究对象,即首先确定要分析哪个物体的受力情况。2.依据力的产生条件:根据各种性质的力产生的条件进行判断,如弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变;摩擦力产生的条件是相互接触、有弹力且有相对运动或相对运动趋势。3.依据作用力和反作用力的关系:利用作用力和反作用力的关系来检验力是否存在,因为研究对象所受的每个力都有施力物体和反作用力,找不到施力物体或没有反作用力的力是不存在的。
典型例题【例题3】 如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )A.物体可能受两个力作用B.物体可能受三个力作用C.物体可能不受摩擦力作用D.物体一定受四个力作用
答案:D解析:物体在粗糙水平地面上做匀速直线运动,则物体所受合外力为零,由于拉力F倾斜向上,所以物体一定受到滑动摩擦力作用,因而物体也一定受到地面的支持力,此外物体还受到重力及拉力,故选项D正确。
弹力、摩擦力并不是两物体接触就可以产生的,要根据实际情形进行判断。受力分析是解力学题的基础,通常按照重力、弹力、摩擦力、已知力的顺序进行,可以结合产生条件、作用效果和牛顿第三定律分析。
【变式训练3】 (2019江西南昌期末)如图所示,将铅笔一端放在水平桌面上,另一端用细线悬吊着,细线呈竖直状态,则铅笔受到几个力的作用( )A.2B.3C.4D.5答案:B解析:对铅笔受力分析,受重力、细线竖直向上的拉力、地面竖直向上的支持力,地面对铅笔没有静摩擦力,否则水平方向不能平衡,所以铅笔一共受到三个力的作用,故B正确。
1.(牛顿第三定律的理解)如图所示,击球员用球棒回击飞过来的棒球时,球棒击棒球的力( )A.大于球撞击球棒的力B.小于球撞击球棒的力C.比球撞击球棒的力更早产生D.与球撞击球棒的力同时产生
答案:D解析:球棒击棒球的力与球撞击球棒的力是作用力与反作用力,大小相等,方向相反,它们同时产生,同时变化,同时消失,故A、B、C错误,D正确。
2.(一对平衡力与一对作用力和反作用力的区别)(2019山东济南期末改编)消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内向上提的过程中,不计绳子的重力,以下说法正确的是( )A.绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力B.绳子对儿童的拉力与儿童对绳子的拉力是一对作用力与反作用力C.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力与反作用力D.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力
答案:B解析:绳子对儿童的拉力与儿童对绳子的拉力是作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故A错误,B正确;消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力,故C错误;消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
3.(受力分析)(多选)如图所示,一小球用三根轻绳挂在天花板上,球静止,绳1、3倾斜,绳2恰好竖直,则小球所受的作用力个数可能是( )A.1B.2C.3D.4
自主预习·新知导学
一、作用力和反作用力两个物体之间的作用总是相互的。物体间相互作用的这一对力,通常叫作作用力和反作用力。它们总是互相依赖、同时存在的。二、牛顿第三定律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。
三、物体受力的初步分析1.就目前所学内容,如何分析物体受力情况?提示:根据各种力(重力、弹力、摩擦力)的特点,从相互作用的角度来分析物体的受力。2.如何区分平衡力与作用力和反作用力?提示:一对平衡力作用在同一物体上,而一对作用力和反作用力分别作用在两个物体上;一对作用力和反作用力一定是同一种类的力,而一对平衡力不一定是同一种类的力。
【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。(1)先有作用力,然后有反作用力。( )(2)只有两物体接触时,才会产生作用力与反作用力。( )(3)物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力。( )(4)大小相等、方向相反、作用在同一条直线上的两个力一定是一对平衡力。( )提示:(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.鸡蛋碰石头,鸡蛋破碎,而石头完好无损,说明石头对鸡蛋的作用力大,而鸡蛋对石头的作用力小,这一判断对吗?
提示:不对。石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是相互作用力,二者大小相等。鸡蛋破碎而石头完好是因为鸡蛋和石头可承受的力的大小不同。
3.人走路时受到重力、地面的支持力和地面对人的摩擦力,它们的反作用力分别是什么?提示:重力的反作用力是人对地球的吸引力,地面的支持力的反作用力是人对地面的压力,地面对人的摩擦力的反作用力是人对地面的摩擦力。
合作探究·释疑解惑
知识点一 对牛顿第三定律的理解
问题引领马拉车由静止开始前进,先做加速运动,然后改为匀速运动,最后改为减速运动。
(1)加速前进时,绳拉车的力与车拉绳的力相等吗?(2)减速前进时,绳拉车的力与车拉绳的力相等吗?(3)只有在匀速前进时,绳拉车的力与车拉绳的力大小才相等,对吗?(4)绳拉车的力与车拉绳的力是作用力与反作用力吗?(5)作用力与反作用力的大小和车的运动状态有什么关系?
提示:(1)相等。(2)相等。(3)不对,其他状态下也相等。(4)是。(5)没有关系,作用力与反作用力的大小在任何运动状态下都相等。
归纳提升1.物体间的作用力是相互的。(1)一个物体是受力物体的同时也一定是施力物体。(2)一个物体受到另一物体的作用力的同时,也一定给这一物体力的作用。2.理解牛顿第三定律的关键是理解作用力与反作用力的关系,它们的关系可以归纳为下列五条。(1)相互性:作用力和反作用力总是相互、成对出现的。
(2)同时性:作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失,无先后之分。(3)同性质:作用力和反作用力一定是相同性质的力。即如果作用力是弹力,反作用力也一定是弹力;如果作用力是摩擦力,反作用力也一定是摩擦力。
(4)异体性:作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,在两个物体上都产生各自的作用效果,这两个作用效果是绝对不可抵消的。(5)普遍性:只要两个物体发生相互作用,作用力和反作用力就存在上述关系,与物体的质量大小、形状和运动状态无关。
典型例题【例题1】 (多选)下图是利用传感器记录的两个物体间的作用力和反作用力的变化图线,根据图线可以得出的结论是( )A.作用力大时,反作用力大B.作用力和反作用力的方向总是相反的C.作用力和反作用力是作用在同一个物体上的D.相互作用的两个物体一定都处于静止状态
答案:AB解析:从题图上可以看出作用力和反作用力关于时间轴对称,即大小相等、方向相反,A、B选项正确;由本图不能看出相互作用力作用在同一物体上,相互作用的两个物体不一定处于静止状态,C、D选项错误。
力是物体对物体的作用,物体间力的作用总是相互的。可见,力总是成对出现的,这一对力就是作用力和反作用力。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,但满足上述关系的不一定是作用力和反作用力。
A.竹蜻蜓对空气的作用力大于空气对竹蜻蜓的作用力B.竹蜻蜓对空气的作用力小于空气对竹蜻蜓的作用力C.竹蜻蜓对空气的作用力等于空气对竹蜻蜓的作用力D.竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力方向相同答案:C解析:竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,它们大小相等、方向相反,故选C。
知识点二 一对平衡力与一对作用力和反作用力的比较
问题引领在天花板上用竖直悬绳吊一重力为G的电风扇,电风扇静止时受哪几个力的作用?这些力的反作用力分别是什么?哪些力是平衡力,性质相同吗?
提示:电风扇静止时受重力和悬绳的拉力两个力作用。重力的反作用力是电风扇对地球的吸引力,拉力的反作用力是电风扇对悬绳的拉力。电风扇受到的重力和拉力为平衡力,性质不相同。
归纳提升一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
一对平衡力一定作用在同一物体上,而一对作用力和反作用力一定作用在两个相互作用的物体上。
典型例题【例题2】 如图所示,重力为G的压路机在水平路面上缓慢匀速行驶,路面对压路机的支持力为FN,压路机对路面的压力为F,关于G、FN、F,下列说法正确的是( )A.F大于FNB.F与G大小相等C.F和FN是一对平衡力D.FN和G是一对作用力和反作用力
答案:B解析:作用力和反作用力的特点是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,作用点在不同的物体上。平衡力的特点是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,且两个力作用在同一个物体上。故路面对压路机的支持力FN和压路机对路面的压力F为一对作用力和反作用力,大小相等;FN与G是一对平衡力,大小相等,故B选项正确。
作用力和反作用力体现了力的相互性,反映了力的概念。平衡力是根据二力对物体的作用效果命名的力。作用力和反作用力相互依存,不可独立存在,具有瞬时对应关系;而平衡力无依存关系,且各力不一定同时产生、同时变化、同时消失。
【变式训练2】 如图所示,物体静止于一斜面上,则下列说法正确的是( )A.物体所受的重力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力C.物体所受的重力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力D.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
答案:D解析:物体所受的重力和斜面对物体的支持力不在一条直线上,不是平衡力,也不是作用力和反作用力,故A、C错误;物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个不同物体上,是一对相互作用力,故B错误;物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个不同物体上,是一对作用力和反作用力,故D正确。
知识点三 物体受力的初步分析方法
问题引领如图所示,水平拉力作用于物体A上时,A、B在水平面上相对静止,讨论并回答下列问题:(1)物体A相对于B有向哪运动的趋势?所受摩擦力向哪?受几个力作用?(2)物体B共受几个弹力作用?受几个摩擦力作用?摩擦力的方向向哪?
提示:(1)物体A相对于B有水平向右的运动趋势,所受摩擦力水平向左,物体A受重力、支持力、拉力和静摩擦力4个力作用。(2)物体B共受2个弹力作用。受到2个摩擦力的作用,分别为A对B的水平向右的静摩擦力和地面对B的水平向左的静摩擦力。
归纳提升1.明确研究对象,即首先确定要分析哪个物体的受力情况。2.依据力的产生条件:根据各种性质的力产生的条件进行判断,如弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变;摩擦力产生的条件是相互接触、有弹力且有相对运动或相对运动趋势。3.依据作用力和反作用力的关系:利用作用力和反作用力的关系来检验力是否存在,因为研究对象所受的每个力都有施力物体和反作用力,找不到施力物体或没有反作用力的力是不存在的。
典型例题【例题3】 如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )A.物体可能受两个力作用B.物体可能受三个力作用C.物体可能不受摩擦力作用D.物体一定受四个力作用
答案:D解析:物体在粗糙水平地面上做匀速直线运动,则物体所受合外力为零,由于拉力F倾斜向上,所以物体一定受到滑动摩擦力作用,因而物体也一定受到地面的支持力,此外物体还受到重力及拉力,故选项D正确。
弹力、摩擦力并不是两物体接触就可以产生的,要根据实际情形进行判断。受力分析是解力学题的基础,通常按照重力、弹力、摩擦力、已知力的顺序进行,可以结合产生条件、作用效果和牛顿第三定律分析。
【变式训练3】 (2019江西南昌期末)如图所示,将铅笔一端放在水平桌面上,另一端用细线悬吊着,细线呈竖直状态,则铅笔受到几个力的作用( )A.2B.3C.4D.5答案:B解析:对铅笔受力分析,受重力、细线竖直向上的拉力、地面竖直向上的支持力,地面对铅笔没有静摩擦力,否则水平方向不能平衡,所以铅笔一共受到三个力的作用,故B正确。
1.(牛顿第三定律的理解)如图所示,击球员用球棒回击飞过来的棒球时,球棒击棒球的力( )A.大于球撞击球棒的力B.小于球撞击球棒的力C.比球撞击球棒的力更早产生D.与球撞击球棒的力同时产生
答案:D解析:球棒击棒球的力与球撞击球棒的力是作用力与反作用力,大小相等,方向相反,它们同时产生,同时变化,同时消失,故A、B、C错误,D正确。
2.(一对平衡力与一对作用力和反作用力的区别)(2019山东济南期末改编)消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内向上提的过程中,不计绳子的重力,以下说法正确的是( )A.绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力B.绳子对儿童的拉力与儿童对绳子的拉力是一对作用力与反作用力C.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力与反作用力D.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力
答案:B解析:绳子对儿童的拉力与儿童对绳子的拉力是作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故A错误,B正确;消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力,故C错误;消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
3.(受力分析)(多选)如图所示,一小球用三根轻绳挂在天花板上,球静止,绳1、3倾斜,绳2恰好竖直,则小球所受的作用力个数可能是( )A.1B.2C.3D.4
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