高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第4节 牛顿第三运动定律课文内容ppt课件

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一、作用力与反作用力1.定义物理学中,把物体间的一对 称为作用力和反作用力。可以把其中的任意一个力称为 ,另一个力则称为反作用力。2.特点力的作用总是 的。 的作用力和反作用力既可以存在于相互接触的物体之间,也可以存在于不接触的物体之间。
二、牛顿第三运动定律及其意义1.内容两个物体之间的作用力与反作用力大小 ,方向 ,作用在 。2.表达式F= ,其中F、F′分别表示 和 ,负号表示两个力 。3.意义揭示了物体之间 的规律,使人们不仅可研究单个物体的运动,还可把存在相互作用的各个物体的运动联系起来进行研究。
1.思考判断(1)相互作用的一对力中,称哪一个力为作用力是任意的。　(　 　)(2)作用力和反作用力的受力物体是同一物体。(　 　)(3)只有静止的两个物体作用时,作用力和反作用力才大小相等。(　 　)(4)作用在两个物体上,大小相等、方向相反,且在一条直线上的两个力一定是作用力和反作用力。(　 　)(5)先有作用力后有反作用力。(　 　)(6)作用力与反作用力一定是同一种类的力。(　 　)
2.思维探究(1)桌面上充气的气球,松手释放气体,会发生什么现象?答案:气球释放气体的同时,气体对气球产生一个反作用力,气球将运动起来。(2)甲、乙两队在进行拔河比赛,如果甲队获得了最后的胜利,那么我们就说甲队拉绳的力大于乙队拉绳的力,这种说法对吗?答案:这种说法不对。甲队拉绳的力和绳拉甲队的力相等,乙队拉绳的力和绳拉乙队的力相等,而绳拉甲、乙的力也相等,所以甲队和乙队拉绳的力是相等的。
要点一　正确理解牛顿第三定律
穿旱冰鞋的两人静止在水平面上,甲用力猛推乙,两人会朝相反的方向运动,这是为什么?这一过程中甲滑行得远,是否认为乙对甲的力大于甲对乙的力?答案:力的作用是相互的,乙对甲的力与甲对乙的力大小相等,方向相反。
作用力与反作用力的特征与性质
[例1] 如图为运动员在滑雪训练中的照片,运动员在赛道上滑行时,关于滑雪板与赛道之间的相互作用力,下列说法正确的是(　 　)A.滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力　 B.滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力C.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等D.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
解析:滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力是一对作用力与反作用力,二者大小相等,方向相反,故C正确,A、B、D错误。
正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义“总是”是强调对于任何物体,在任何情况下,作用力与反作用力的关系都成立。对此,我们可以从以下几个方面理解。(1)不管物体的大小、形状如何,例如,大物体与大物体之间,大物体与小物体之间,任何形状的物体之间,其相互作用力总是大小相等、方向相反的。(2)不管物体的运动状态如何,例如,静止的物体之间、运动的物体之间、静止与运动的物体之间,其相互作用力总是大小相等、方向相反的。(3)作用力与反作用力的产生和消失总是同时的。两者中若有一个力产生或消失,则另一个力必然同时产生或消失。
[针对训练1] 对于牛顿第三定律的理解,下列说法中正确的是(　 )A.当作用力产生后,再产生反作用力;当作用力消失后,反作用力才慢慢消失B.弹力和摩擦力都有反作用力,而重力无反作用力C.甲物体对乙物体的作用力是弹力,乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力D.作用力和反作用力产生的效果没有制约关系
解析: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,它们同时产生,同时变化,同时消失,故A、B错误;作用力和反作用力必然是同种性质的力,甲物体对乙物体的作用力是弹力,乙物体对甲物体的作用力也是弹力,故C错误;作用力和反作用力虽然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,但它们作用在两个物体上,所产生的效果没有必然的联系,故D正确。
要点二　作用力、反作用力与一对平衡力的比较
如图所示,放于水平面上的木块,受到重力G和支持力N的作用,木块对水平面的压力为F压。(1)重力G和支持力N的大小、方向存在什么关系?它们分别作用在什么物体上?是同一种类的力吗?属于一对什么力?答案:(1)G和N大小相等、方向相反,作用在同一物体上,是不同种类的力,且为一对平衡力。(2)木块受到的支持力N和木块对水平面的压力F压的大小、方向存在什么关系?它们分别作用在什么物体上?是同一种类的力吗?属于一对什么力?答案:(2)N和F压大小相等、方向相反,N作用在木块上,F压作用在水平面上,是同一种类的力,且为一对相互作用力。
相互作用力与平衡力的比较
[例2] 如图所示,板擦由于磁性的吸引而紧压在竖直的黑板上静止不动,下列说法中正确的是(　 　) A.黑板对板擦的弹力和板擦对黑板的弹力是一对平衡力B.板擦所受重力跟板擦对黑板的静摩擦力是一对平衡力C.黑板和板擦之间存在三对相互作用力D.板擦所受重力和黑板对板擦的静摩擦力是一对作用力与反作用力
解析:黑板对板擦的弹力和板擦对黑板的弹力是一对相互作用力,故A错误;在竖直方向上,板擦所受重力跟黑板对板擦的静摩擦力是一对平衡力,故B、D错误;黑板和板擦之间存在磁力、弹力、摩擦力三对相互作用力,故C正确。
区别作用力、反作用力和平衡力的方法区别作用力、反作用力和平衡力最简单的方法是看作用点,一对平衡力的作用点一定作用在同一个物体上,而作用力、反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上,但作用在两个物体上的力也不一定是作用力、反作用力,还必须是因相互作用而产生。
[针对训练2] (2022·福建厦门检测)体重计能显示人的体重,利用了“人静止时对体重计的压力等于人受到的重力”这一结论。对这一结论,以下推理证明正确的是(　 　)A.人静止时,对体重计的压力与受到的重力是同一个力,所以压力等于重力B.人静止时,对体重计的压力与受到的重力是平衡力,所以压力与重力大小相等C.人静止时,受到的支持力与重力是作用力与反作用力,故等大反向;受到的支持力与人对体重计的压力是平衡力,故等大反向;所以压力大小等于重力D.人静止时,受到的支持力与人对体重计的压力是作用力与反作用力,故等大反向;人受到的支持力与重力是平衡力,故等大反向;所以压力的大小等于重力
解析:压力是人对体重计的力,重力是地球对人的吸引力,不是同一个力,故A错误;平衡力是作用在同一物体上、大小相等、方向相反的一对力,人对体重计的压力和人受到的重力大小相等、方向相同,它们不是平衡力也不是相互作用力,故B错误;人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对相互作用力,故等大反向,体重计对人的支持力和人受到的重力是一对平衡力,故等大反向,故压力的大小等于重力,故D正确,C错误。
模型·方法·结论·拓展
牛顿第三定律的普适性1.定律中的“总是”二字说明对于任何物体,在任何条件下,牛顿第三定律都是成立的。2.作用力与反作用力的关系与物体所处运动状态无关,与物体被作用的效果也无关。3.适用于物体间的各种力。
[示例] 引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上拉时,下颚超过单杠面。下放时,两臂放直,不能曲臂,如图所示,这样上拉下放,重复动作,达到健身的目的。关于做引体向上动作时人的受力,以下判断正确的是(　 　)A.在加速上拉过程中,单杠对人的作用力大小大于人对单杠的作用力大小B.在加速下放过程中,单杠对人的作用力大小等于人对单杠的作用力大小C.悬垂静止时,单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对平衡力D.在加速下放过程中,在某瞬间人可能不受力的作用
解析:无论是上拉过程,还是下放过程,还是悬垂静止中,单杠对人的作用力大小总等于人对单杠的作用力大小,是一对相互作用力,与人的运动状态无关,选项A、C错误,B正确;在下放过程中,人至少要受到重力的作用,故D错误。
科学·技术·社会·环境
火箭升空火箭升空靠燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾部喷出,火箭对喷出燃气有一作用力,反过来喷出的气体给火箭有一个反作用力而推动火箭前进。原始的火箭是用引火物附在弓箭头上,然后射到敌人身上引起焚烧的一种箭矢。初期普遍用于过年过节放烟火用。现代的火箭是以热气流高速向后喷出,利用产生的反作用力向前运动的推进装置,如图所示。它自身携带燃烧剂与氧化剂,不依赖空气中的氧助燃,既可在大气中,又可在大气外层飞行。现代火箭可作为快速远距离运输工具,可以用来发射卫星和投送武器。