1、5 牛顿第三定律 第四章 牛顿 运动定律 学习 目标 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.理解牛顿第三定律 ， 并会解决简单问题 . 3.理解一对平衡力及作用力与反作用力 . 内容索引 重点探究 启迪思维 探究重点 达标检测 检测评价 达标过关 自主预习 预习新知 夯实基础 自主预习 一 、 作用力与反作用力 1.力是物体 对 的 作用 ， 只要谈到力 ， 就一定存在 着 物体和 _物体 . 2.力的作用是相互的 ， 物体间相互作用的这一对力 称为 和 . 3.作用力与反作用力总是 互相 、 同时 的 .把它们中的一个力 叫做 ， 另一个力 叫做 . 物体 受力
2、施力 作用力 反作用力 依存 存在 作用力 反作用力 二 、 牛顿第三定律 1.实验探究：如图 1所示 ， 把两个弹簧测力计 A和 B连接在一起 ， B的一端固定 ， 用手拉 A， 结果发现两个弹簧测力计的示数 是 的 .改变拉力 ，弹簧测力计的示数也随着改变 ， 但两个弹簧测力计的示数 总是 ， 这说明作用力和反作用力 大小 ， 方向 . 图 1 2.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 ， 方向 ， 作用 在 . 相等 相等 相等 相反 相等 相反 同一条直线上 三 、 物体的受力分析 1.受力分析中常见的三种力： (1)重力：任何物体都受重力 ， 其 方向 . (2)弹
3、力：两个相互接触的 物体 就 会产生弹力 ， 其方向与 接触面 (填 “ 平行 ” 或 “ 垂直 ” ). (3)摩擦力：当两个粗糙且挤压的接触面发生相对运动或具有相对运动趋势时 ， 处 就会产生滑动摩擦力或静摩擦力 ， 其方向与 接触面 _ (填 “ 平行 ” 或 “ 垂直 ” ). 竖直向下 相互挤压时 垂直 接触面 平行 2.平衡力与作用力和反作用力 (1)一对相互平衡的力：大小相等 、 方向相反 、 作用在同一条直线上 ， 且作用 在 (填 “ 一个 ” 或 “ 两个不同的 ” )物体上 . (2)作用力和反作用力：大小相等 、 方向相反 、 作用在同一条直线上 ， 且作用 在 (填
4、“ 一个 ” 或 “ 两个不同的 ” )物体上 . (3)一对作用力和 反作用力 (填 “ 一定 ” 或 “ 不一定 ” )是同一种类的力 ， 而一对相互平衡的力 则 (填 “ 一定 ” 或 “ 不一定 ” )是同一种类的力 . 一个 两个不同的 一定 不一定 判断下列说法的正误 . (1)物体间可能只有作用力 ， 而没有反作用力 .( ) (2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力 .( ) (3)物体间先有作用力 ， 然后才有反作用力 .( ) (4)物体间的摩擦力一定与压力垂直 .( ) (5)物体间的作用力可能与反作用力等大 、 反向 ， 可以抵消 .( ) (6)物块静止放在桌面上
5、 ， 物块所受重力和物块对桌面的压力是一对作用力和反作用力 .( ) 即学即用 答案 重点探究 一、对牛顿第三定律的理解 导学探究 1.在光滑的冰面上 ， 两人相对而立 .当一人用力去推另一人时 ， 两人同时向相反方向运动；两个小车上粘有磁铁 ， 让两小车停在水平桌面上距离适当的位置 ， 放手后两小车同时运动 (相吸或相斥 ). (1)物体间的一对作用力与反作用力的产生有先后顺序吗 ？ 答案 作用力与反作用力同时产生 ， 无先后顺序 . 答案 (2)上述两个例子中一对作用力和反作用力各是什么性质的力 ？ 答案 前者相互作用力都是弹力 ， 后者相互作用力都是引力或都是斥力 . 答案 (3)一对作
6、用力和反作用力作用在几个物体上 ？ 答案 两个 . 2.拔河比赛时 ， 甲队胜了乙队 ， 是不是甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力呢 ？ 答案 不是 . 知识深化 1.牛顿第三定律表达式： F F ， 式中的 “ ” 号表示作用力与反作用力方向相反 . 2.作用力与反作用力的理解 (1)三个性质 (2)四个特征 等值 作用力和反作用力大小总是相等的 反向 作用力和反作用力方向总是相反的 共线 作用力和反作用力总是作用在同一条直线上 同性质 作用力和反作用力的性质总是相同的 例 1 跳水一直是我国的优势项目 ， 如图 2所示 ， 一运动员站在 3 m跳板上 ， 图中 F1表示人对跳板的弹力 ， F2表
7、示跳板对人的弹力 ， 则 A.先有 F1后有 F2 B.一旦人离开跳板 ， F2立即消失 ， F1依旧存在 C.因人离开跳板前具有向上的加速度 ， 所以 F2大于 F1 D.F1和 F2大小相等 、 方向相反 ， 是一对作用力与 反作用力 图 2 解析 F1和 F2是一对作用力与反作用力 ， 大小相等 、 方向相反 、 同时产生 、 同时消失 ， D正确 . 答案 解析 例 2 如图 3所示 ， 一匹马拉着车前行 ， 关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系 ， 下列说法中正确的 是 A.马拉车的力总是大于车拉马的力 B.马拉车的力总是等于车拉马的力 C.加速运动时 ， 马拉车的力大于车拉马的力
8、D.减速运动时 ， 马拉车的力小于车拉马的 力 解析 马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力与反作用力 ， 它们总是大小相等 、 方向相反 、 作用在同一条直线上 ， 与运动状态无关 .加速运动或者减速运动时 ， 马向前拉车的力都等于车向后拉马的力 ， 故 A、C、 D错误 ， B正确 . 图 3 答案 解析 规律总结 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 ，
9、任何形状的物体之间 ， 其作用力与反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 ， 其作用力与反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 .两者中若有一个产生或消失 ， 则另一个必然同时产生或消失 . 二、一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较 导学探究 如图 4所示 ， 木块静止在水平面上 . 答案 图 4 (1)在图中画出木块受到的重力 G和支持力 FN的示意图 . 重力 G和支持力 FN属于一对什么力 ？ 作用在几个物体上 ？ 性质相同吗 ？
10、答案 如图所示 重力和支持力属于一对平衡力 作用在一个物体上 性质不同 (2)在图 5中 ， 画出水平面对木块的支持力 FN和木块对水平面的压力 FN . 答案 图 5 支持力 FN和压力 FN 属于一对什么力 ？ 分别作用在什么物体上 ？ 性质相同吗 ？ 答案 如图所示 支持力 FN和压力 FN 属于一对作用力和反作用力 支持力 FN作用在木块上 ， 压力 FN 作用在水平面上 性质总是相同的 知识深化 一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较 内容 比较 一对作用力 和反作用力 一对平衡力 不 同 点 作用 对象 作 用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上 依赖 关系 相互依存，不可单独
11、存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个依然可存在 不 同 点 叠加性 两力作用效果不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为零 力的 性质 一定是同种性质的力 可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力 相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 例 3 如图 6所示 ， 一根轻绳的上端悬挂在天花板上 ， 下端 挂一灯泡 ， 则 A.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力 B.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和 反作 用力 C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力 D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对
12、平衡 力 答案 解析 图 6 规律总结 1.作用力与反作用力和一对平衡力的共同点是等大 、 反向 、 共线 . 2.区分作用力与反作用力和一对平衡力的要点 (1)看研究对象：作用力与反作用力作用在不同物体上 ， 而一对平衡力作用在同一物体上 . (2)看依存关系：作用力与反作用力同生同灭 ， 相互依存 ， 而一对平衡力则彼此没有依存关系 . 针对训练 1 如图 7所示 ， 人沿水平方向拉牛 (可视为质点 )， 但没有拉动 .其中说法正确的 是 A.绳拉牛的力小于牛拉绳的力 B.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力 C.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力 D.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是作
13、用力与 反作用力 图 7 解析 绳拉牛的力和牛拉绳的力是作用力与反作用力 ， 大小相等 、 方向相反 ， 故 A、 B、 D错误； 由于没有拉动牛 ， 可知绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力 ，故 C正确 . 答案 解析 三、牛顿第三定律的综合应用 求解某个力的大小和方向 ， 一般情况下选取该力的受力物体进行分析 ，但有些情况不便于直接求解该力时 ， 可先通过转换研究对象 ， 求解其反作用力的大小和方向 ， 进而应用牛顿第三定律求得该力的大小和方向 . 例 4 质量为 M的人站在地面上 ， 用绳通过光滑定滑轮将质量为 m的重物从高处放下 ， 如图 8所示 ， 若重物以加速度 a下降 (a
14、g)， 则人对地面的压力大小 为 A.(M m)g ma B.M(g a) ma C.(M m)g ma D.Mg ma 图 8 答案 解析 规律总结 人对地面的压力和地面对人的支持力是作用力与反作用力 .因此可先求地面对人的支持力 ， 由牛顿第三定律就可知人对地面的压力大小 . 针对训练 2 如图 9所示 ， 一个箱子放在水平地面上 ，箱内有一固定的竖直杆 ， 在杆上套一个环 ， 箱和杆的质量为 M， 环的质量为 m， 已知环沿着杆加速下滑 ， 环 与杆的摩擦力大小为 Ff， 则此时箱对地面的压力大小 为 A.Mg B.(M m)g C.(M m)g Ff D.Mg Ff 答案 解析 图 9 解析 对箱 ， 由平衡条件可得地面对箱的支持力 FN Mg Ff， 由牛顿第三定律 ， 可得箱对地面的压力大小 FN Mg Ff. 达标检测
