3.3-牛顿第三定律—2020-2021人教版(2019)新教材-高中物理必修第一册课件(共54张P

3.牛顿第三定律知识网络导引核心素养目标物理观念作用力与反作用力、牛顿第三定律科学探究探究作用力与反作用力的关系科学思维(1)会用牛顿第三定律分析、解决简单问题(2)理解一对相互平衡的力与一对作用力和反作用力的区别科学态度与责任用牛顿第三定律解决分析实际问题基础导学·研读教材一、作用力和反作用力(自学教材第64页“作用力和反作用力”部分)1．力是物体对物体的作用，只要谈到力，就一定存在着________和________．2．两个物体之间的作用总是________．施力物体同时也一定是受力物体．物体间相互作用的这一对力叫作______________．如图所示，F′与F是一对作用力和反作用力．3．作用力和反作用力总是________、________的，我们可以把其中的任何一个力叫作作用力，另一个力叫作反作用力．受力物体施力物体相互的作用力和反作用力互相依赖同时存在【思考】甲船上的小孩用力推乙船时，甲船和小孩也会受到力的作用吗？提示：物体间的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体，所以甲船和小孩也一定受到力的作用．二、牛顿第三定律(自学教材第64～65页“牛顿第三定律”部分)两个物体之间的作用力和反作用力总是________，方向相反，作用在同________上．这就是牛顿第三定律(Newton'sthirdlaw)．大小相等一条直线三、物体受力的初步分析(自学教材第66～67页“物体受力的初步分析”部分)1．两条思路(1)一是根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况(下一章学习的内容)．(2)二是根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体的受力．2．常见的三种力(1)重力：任何物体都受重力，其方向________．(2)弹力：两个相互接触的物体________，就会产生弹力，其方向与接触面________．(3)摩擦力：当接触面粗糙、相互挤压且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________．竖直向下相互挤压垂直接触面平行3．“一对相互平衡的力”和“一对作用力和反作用力”的区别(1)“一对相互平衡的力”作用在同一物体上．“一对作用力和反作用力”作用在两个物体．如图所示，FT与G是一对相互平衡的力，FT′与FT是一对作用力和反作用力．(2)“一对相互平衡的力”不一定是同一种类的力(例如FT是弹力，而G是重力)．“一对作用力和反作用力”一定是同一种类的力(例如FT和FT′都是弹力)．【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)一个人在用力打拳，可见一个力可以只有施力物体没有受力物体．()(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．()√××××√【教材解疑】(第65页)用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系如图，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A.可以看到两个测力计的指针同时移动．这时，测力计B受到A的拉力F，测力计A则受到B的拉力F′.F与F′有什么关系呢？提示：弹簧测力计A无论快拉还是慢拉，拉力增大还是减小，F和F′始终大小相等，方向相反．课堂互动·合作探究要点一正确理解牛顿第三定律【问题探究】1．如图所示，两个弹簧测力计对拉，它们的读数相等吗？提示：相等．2.“掰腕子”是比较臂力大小的一种常见比赛．在一次“掰腕子”比赛中，甲轻松地胜了乙，所以甲对乙的作用力大小大于乙对甲的作用力的大小，试讨论这个分析对吗？提示：不对．甲、乙两人手间的力为作用力与反作用力，这两个力的大小始终相等，甲之所以战胜了乙，是因为甲的手腕能承受的力大于乙的手腕能承受的力．相互作用的物体不一定接触．(像图中的磁铁与磁铁的作用就不需要接触，以后学习．)【探究总结】1．作用力和反作用力的特征与性质等值：大小总是相等的反向：方向总是相反的特征共线：二者总是在同一条直线上异体性：F与F′作用在两个物体上，产生效果不能抵消同时性：F与F′同时产生、同时变化、同时消失相互性：F与F′总是成对出现的性质同质性：F与F′性质相同作用力、反作用力的大小、方向：①与物体大小、形状无关；②与物体的运动状态无关；③与选择何种参考系无关；④与物体受不受其他力无关．2.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．成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头．比喻不自量力，自取灭亡．其实蛋对石头的力等于石头对蛋的力．【典例示范】例1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．甲对绳的拉力始终大于乙对绳的拉力B．甲对绳的拉力大小始终等于乙对绳的拉力大小C．甲对绳的拉力和乙对绳的拉力是一对相互作用力D．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对绳的拉力大小才等于乙对绳的拉力大小解析：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，故A、C、D错误，B正确．答案：B训练1如图所示的情形中，不涉及牛顿第三定律的有()解析：气垫船螺旋桨给空气一个向后的作用力，反过来空气给气垫船一个向前的反作用力，属于牛顿第三定律的应用；战斗机飞行过程中，抛弃副油箱，减小质量，减小惯性，不涉及牛顿第三定律；发射火箭、喷水龙头自动旋转使喷水均匀，都利用了反冲，是作用力与反作用力的关系，属于牛顿第三定律的应用，故选B.答案：B要点二作用力、反作用力与一对相互平衡的力的比较【问题探究】如图1所示，木块静止在水平面上．(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？如图所示重力和支持力属于一对相互平衡的力作用在一个物体上性质不同(2)在如图2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′.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？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【探究总结】作用力与反作用力和一对相互平衡的力的比较区分作用力、反作用力和一对相互平衡的力最简单的方法看涉及的物体的个数(1)作用力与反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙物体，乙物体对甲物体的关系．(2)平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用在一个受力物体上．【典例示范】例2如图所示，重力为G的扫地机器人在水平地板上行驶，地板对机器人的支持力为FN，机器人对地板的压力为F′N，下列说法正确的是()A．当扫地机器人加速行驶时，FN大于F′NB．当扫地机器人减速行驶时，FN大于F′NC．当扫地机器人匀速行驶时，G与F′N是一对相互平衡的力D．无论扫地机器人如何运动，FN的大小和F′N的大小总相等解析：机器人在水平地板上行驶，地板对机器人的支持力和机器人对地板的压力分别作用在两个不同的物体上，是地板与机器人之间的相互作用力，根据牛顿第三定律可知这两个力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，与机器人如何运动无关；故A、B、C错误，D正确．答案：D训练22019年1月3日，“嫦娥四号”着陆器与“玉兔二号”巡视器成功分离，“玉兔二号”在月背表面留下第一道痕迹，这是值得世界航天史上浓墨重彩的大事．若“玉兔二号”在月面上匀速运动，下列说法正确的是()A．月面对“玉兔二号”的支持力与“玉兔二号”的重力大小相等，这两个力是一对相互平衡的力B．“玉兔二号”所受的重力与月面对它的支持力是一对作用力和反作用力C．“玉兔二号”对月面的压力就是“玉兔二号”的重力，这两个力是同性质的力D．“玉兔二号”对月面的压力和月面对“玉兔二号”的支持力是一对相互平衡的力解析：“玉兔二号”受重力和月面支持力处于平衡，这两个力是一对相互平衡的力，选项A正确，B错误；“玉兔二号”对月面的压力是弹力，与“玉兔二号”的重力性质不同，选项C错误；“玉兔二号”对月面的压力和月面对“玉兔二号”的支持力是一对相互作用力，选项D错误．答案：A要点三物体的受力分析1.受力分析：把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有力找出来，并画出受力示意图，这就是受力分析．2．受力分析的顺序(1)先分析重力．(2)再分析接触力(弹力和摩擦力)．(3)最后分析其他外力．易错提醒：①易漏力，即受力分析时漏掉一些力．防止漏力的措施是按顺序分析受力．②易添力，即受力分析时添加了多余的力．防止添力的措施是寻找每个力的施力物体，找不到施力物体的力不存在．③易混淆：只分析物体受到的力，不分析物体对外施加的力．【典例示范】例3如图所示，水平地面上的物体A在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是()A．物体A可能只受到两个力的作用B．物体A一定只受到三个力的作用C．物体A一定受到了四个力的作用D．物体A可能受到了四个力的作用解析：物体一定受重力，拉力F产生两个作用效果，水平向右拉物体，竖直向上拉物体，由于物体做匀速直线运动，受力平衡，水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡，即一定有摩擦力，结合摩擦力的产生条件可知，必有支持力，因而物体一定受到四个力的作用，选项C正确．答案：C例4如图所示，两块小磁铁质量均为0.5kg，A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上，B磁铁在A正下方的地面上，弹簧的原长L0＝10cm，劲度系数k＝100N/m.当A、B均处于静止状态时，弹簧的长度为L＝11cm.不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的电磁力，求B对地面的压力大小．(g取10m/s2)思维导图：解答本题应按以下思路进行分析：解析：分析A的受力如图1所示，由平衡条件得k(L－L0)－mg－F＝0代入数据得F＝－4N故B对A的磁力大小为4N，方向竖直向上．由牛顿第三定律得A对B的磁力F′＝－F＝4N，方向竖直向下分析B的受力如图2所示，由平衡条件得FN－mg－F′＝0解得FN＝9N由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9N.答案：9N训练3(多选)木块沿固定的粗糙斜面运动，下列对木块的受力分析正确的是()解析：当木块沿斜面向上滑行时，木块受到重力、弹力、沿着斜面向下的滑动摩擦力，故A错误，B正确；当木块沿斜面向下滑行时，木块受到重力、弹力、沿着斜面向上的滑动摩擦力，故C正确，D错误．答案：BC随堂演练·达标检测1．关于车拉马、马拉车的问题，下列说法中正确的是()A．马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力B．马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力C．马拉车，不论车动还是不动，马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小D．马拉车不动或车匀速前进时，马拉车的力与车拉马的力才大小相等解析：由牛顿第三定律可知，马拉车与车拉马的力是一对作用力和反作用力，大小始终相等．而车的运动状态的变化，是由车受到的合力决定的．当马拉车的力较小时，拉力与车受到的地面的摩擦力大小相等，车保持静止；当马拉车的力大于车所受到的地面的摩擦力时，车就开始运动并加速前进．只有C项正确．答案：C2．如图，重力为G的压路机在水平路面上缓慢行驶，路面对压路机的支持力为FN，压路机对路面的压力为F压，关于G、FN、F压，下列说法正确的是()A．F压大于FNB．F压与G大小相等C．F压和FN是一对相互平衡的力D．FN和G是一对作用力和反作用力解析：路面对压路机的支持力FN和压路机对路面的压力F压为一对作用力和反作用力，FN与G是一对相互平衡的力，大小相等，方向相反，由牛顿第三定律和二力平衡条件可知，选项A、C、D错误；由力的大小关系可知，F压与G大小相等，选项B正确．答案：B3．第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办．越野滑雪是比赛项目之一，如图所示是运动员在赛道上滑行的简化情境，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