高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第三定律学案

3.3  牛顿第三定律

1．知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。

2. 知道牛顿第三定律的内容，能用它解决简单的问题。

3．能区分平衡力与作用力和反作用力

1、教学重点：牛顿第三定律

2、教学难点：平衡力与作用力和反作用力的关系

【自主学习】

一、作用力与反作用力

[问题情境]

①用手拉弹簧，弹簧受到手的拉力，弹簧发生形变．手也因受到弹簧力的作用而产生改变．

②平静的湖面上停着两只小船．一只船上的人用船桨用力去推另一只小船，结果两只小船同时从静止开始向相反的方向运动．

③让学生坐在椅子上，用力推桌子，让他们体会有何感觉．

分析以上的物理情境，回答下面的问题：

1．以上情况中，施力物体和受力物体各是什么？

2．以上事例中，各力的作用方向有何关系？作用点位置有何特点？各是什么性质的力？

　[来源:学。科。网]

3．各事例中，力的先后顺序有何特点？

4．各事例中所涉及的两个力的作用效果能否抵消？

[来源:学#科#网Z#X#X#K]

[要点提炼]

1．力是物体对物体的作用．只要谈到力就一定存在施力物体和受力物体．

2．两物体之间的作用总是________的．一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定同时对前一个物体也施加了力．物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力．作用力和反作用力总是互相________、同时________、性质________．我们可以把其中任何一个力叫做作用力，另一个叫做反作用力．它们分别作用在两个________的物体上．

二、牛顿第三定律

1．表达式：F＝－F′(负号表示方向相反)

2．对作用力和反作用力的理解(三个特征、四种性质)

三个特征：

(1)等值，即________总是相等的．

(2)反向，即________总是相反的．

(3)共线，即二者总是在同一条直线上．

四种性质：

(1)异体性：即作用力和反作用力是分别作用在________________的两个不同的物体上．

(2)同时性：即作用力和反作用力同时______，同时________，同时________．

(3)相互性：即作用力和反作用力总是________的、成对出现的．

(4)同性性，即二者性质总是________的．

3．作用效果：

作用力和反作用力分别作用在两个物体上，其作用效果分别体现在各自的受力物体上，所以作用力和反作用力产生的效果__________________________．

三、作用力、反作用力与平衡力的区别

1．平衡力

(1)定义：一个物体在两个力的作用下而处于平衡，那么我们就把这两个力叫做一对平衡力．

(2)特点

①一对平衡力的效果是使物体处于平衡状态．②一对平衡力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．

2．一对作用力与反作用力和一对平衡力的区别与联系

1.关于牛顿第三定律，下列说法中正确的是（    ）           

A. 作用力和反作用力总是大小相等                         B. 作用力和反作用力是一对平衡力
C. 作用力和反作用力作用在同一物体上                  D. 作用力和反作用力可以独立存在

2.物体静止在斜面上，以下的几种分析中正确的是 (　　)           

A. 物体所受到静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力          B. 物体所受重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力
C. 物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力          D. 物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力

3.如图所示，小车放在水平地面上甲乙二人用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间的摩擦力，下面说法正确的是（     ）
 

A. 甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力          B. 小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力
C. 若小车加速向右运动表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力          D. 若小车加速向右运动表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力

4.如图所示，一小孩用水平力推置于水平地面上的木箱，未推动，下列说法中正确的是（   ）
 

A. 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力不是一对作用力和反作用力          B. 小孩对木箱的推力和地面对木箱的摩擦力是一对平衡力。
C. 木箱对地面的压力就是木箱所受的重力               D. 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力

5.如图所示是我国一种传统的民族体育项目“押加”，实际上相当于两个人拔河。如果绳质 量不计，且保持水平，甲、乙两人在“押加”比赛中甲获胜。则下列说法中正确的是（   ）
 

A.甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小
C.甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小

6.如图所示，杯子从空中落到水平桌面时，杯子对桌面的作用力F1  ， 杯底受到的作用力F2。则下列说法正确的是(　　)
 

A. 力F1是桌子发生形变而产生的                             B. 力F1和力F2是一对平衡力
C. 力F1和力F2是一对作用力和反作用力                  D. 力F1的大小大于力F2的大小

1.关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中，正确的是(    )           

A. 作用力与反作用力一定是同一性质的力               B. 两个物体相碰时，由于作用力和反作用力大小相等，两物体损坏的程度一定相同
C. 相互平衡的两个力的性质，可以相同，也可以不同          D. 相互平衡的两个力大小相等、方向相反，同时出现、同时消失

2.甲乙两队拔河比赛，甲队胜，若不计绳子的质量，下列说法正确的是（   ）           

A. 甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力
B. 甲队对地面的摩擦力大于乙队对地面的摩擦力
C. 甲乙两队与地面间的最大静摩擦力大小相等、方向相反
D. 甲乙两队拉绳的力大小相等

3.如图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是（   ）
 

A. 作用力F与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
B. 作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力
C. 物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
D. 物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力

4.均匀长杆一端搁在地面上，另一端用细线系在天花板上，如图所示的受力分析示意图中，正确的是(　　)           

A.                       B.                       C.                       D. 

5.如图所示，竖直放置的轻质弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜放其上的固定档板MN接触且处于静止状态。则斜面体P此刻所受力的个数有可能为（    ）
 

A. 2个                                       B. 3个                                       C. 4个                                       D. 5个

参考答案：

小试牛刀：

1.【答案】A 

【解析】【解答】两个物体之间的作用力和反作用力，总是作用在同一条直线上，大小相等，A符合题意；两个物体之间的作用力和反作用力，作用在两个物体上，作用的效果不可能相互抵消，不是平衡力，B不符合题意；作用力和反作用力作用在两个物体上，C不符合题意；力的作用是相互的。同时出现，同时消失，不可以独立存在，D不符合题意。所以A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A
【分析】牛顿第三定律是相互作用力，是作用在两个物体上面，大小相同，方向相同，作用在同一条直线上，并且同时产生同时消失。

2.【答案】D 

【解析】【解答】物体受到的静摩擦力的反作用力是物体对斜面的静摩擦力，A不符合题意；物体所受重力沿垂直斜面的分力施力物体是地球，物体对斜面的压力受力物体是斜面，两者不是同一个受力物体，所以不是同一个力，B不符合题意；物体所受重力的反作用力就是物体对地球的吸引力，C不符合题意；物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力，D符合题意。
故答案为：D
【分析】作用力和反作用力作用在两个物体上，大小相等，方向相反。

3.【答案】B 

【解析】【解答】甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力，A不符合题意；小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力，B符合题意；若小车加速向右运动，因为小车拉甲的力和甲拉小车的力是一对作用和反作用力，故仍然是相等的，C不符合题意；同理，若小车加速向右运动，则乙拉小车的力还是等于小车拉乙的力，D不符合题意；
故答案为：B．
【分析】大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上的两个力是一对平衡力；大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上的两个力是一对相互作用力。

4.【答案】B 

【解析】【解答】AD、木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力，AD不符合题意；
B、木箱受重力、支持力、推力和静摩擦力，重力和支持力是一对平衡力，推力和静摩擦力也是一对平衡力，B符合题意；
C、压力与重力等大、同向，但性质不同，不是同一个力，C不符合题意。
故答案为：B
【分析】平衡力是作用在同一个物体上两个等大反向共线的两个力，而作用力和反作用力是作用在两个物体上的两个等大反向共线的两个力。

5.【答案】B 

【解析】【解答】甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小始终相等，与运动状态无关，ACD不符合题意，B符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据牛顿第三定律可知，甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

6.【答案】C 

【解析】【解答】A、力F1是杯子对桌子的压力,是杯子发生形变而产生的,A不符合题意;
B、力F1是杯子对桌子的压力,力F2是桌子对杯子的支持力,是一对作用力和反作用力,B不符合题意,C符合题意;
D、力F1和力F2是一对作用力和反作用力,大小相等、方向相反.D不符合题意;
故答案为：C
【分析】该题目的易错点是平衡力和相互作用力的区分上，相互作用力等大反向，作用在两个物体上。平衡力也是等大反向，但是作用在同一个物体上。

当堂检测：

1.【答案】A,C 

【解析】【解答】A、一对作用力和反作用力一定是同性质的力，A符合题意；B、虽然作用力和反作用力大小相等，但不同的物体受到相同大小的力产生的效果不一定相同，B不符合题意；C、D、一对平衡力是作用于同一物体上等大、反向、共线的两个力，性质可能相同，也可能不同，一个力变化时另一个力可以不变，C符合题意，D不符合题意．
故答案为：AC。
【分析】本题考查平衡力和作用力与反作用力的区别，作用力与反作用力同时存在同时消失，且性质相同，作用在两个物体上；平衡力不一定同时存在同时消失，性质不一定相同，但作用在同一物体上。

2.【答案】B,D 

【解析】【解答】解：A、甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小相等，故A错误，D正确；
B、对甲、乙两队及绳子为一整体进行研究，水平方向的外力就是地面分别对甲、乙两队的摩擦力．整体从静止到运动起来产生了加速度，故受外力不平衡，由此可判断甲队所受摩擦力大于乙队所受摩擦力，故B正确，C错误；
故选：BD．
【分析】拔河比赛中两队对绳子的拉力等大反向，之所以甲获胜，原因是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力．

3.【答案】C,D 

【解析】【解答】解：A、物体在水平方向受到作用力F跟墙壁对物体的压力两个力，它们是一对平衡力，不是一对作用力和反作用力，故A错误．
B、作用力F与物体对墙壁的压力不是作用在同一个物体上，不是平衡力；故B错误．
C、物体竖直方向受到重力和墙壁对物体的静摩擦力两个作用，物体处于静止状态，则这两个力是一对平衡力，故C正确．
D、物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力．故D正确．
故选：CD
【分析】解答本题关键应分析物体的受力情况：
物体竖直方向受到重力和墙壁对物体的静摩擦力，是一对平衡力；
物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是物体与墙壁之间的相互作用力，不是平衡力；
作用力F跟墙壁对物体的压力是平衡力关系；
作用力F跟物体对墙壁的压力没有直接关系．

4.【答案】A,C,D 

【解析】【解答】因为重力mg和地面支持力FN的方向都在竖直方向上，若拉力F在竖直方向上，则地面对木棒就没有摩擦力作用(木棒对地面无相对运动趋势)，所以A符合题意；若拉力F的方向与竖直方向有夹角，则必然在水平方向上有分力，使得木棒相对地面有运动趋势，则木棒将受到地面的静摩擦力Ff  ， 且方向与F的水平分力方向相反，才能使木棒在水平方向上所受合力为零，故C、D符合题意，B不合题意。答案为ACD【分析】均匀长木棒处于静止状态，属平衡状态，抓住合力为零做受力分析，确定受力图的正误。

5.【答案】A,C 

【解析】【解答】若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg，则MN对P没有力的作用，如图(a)所示，P受到2个力，故A合题意；若弹簧弹力大于P的重力，则MN对P有压力FN  ， 只有压力FN则P不能平衡，一定存在向右或有向右分量的力，只能是MN对P的摩擦力Ff  ， 因此P此时受到4个力，如图(b)所示，C合题意。

答案为AC【分析】受力分析一般按重力、弹力、摩擦力的顺序进行分析，当弹力和摩擦力无法确定时可以按假设法分情况分析判断。