2019-2020学年高中物理 第四章 5 牛顿第三定律课件 新人教版必修1

5牛顿第三定律1.知道力的作用是相互的,知道作用力和反作用力的概念。2.理解牛顿第三定律的确切含义,会用它解决有关问题。3.能够区分平衡力与作用力和反作用力。一二三一、作用力和反作用力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。2.两个物体之间的作用总是相互的。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作用力和反作用力。3.作用力和反作用力总是相互依存、同时存在的,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。一二三气球放气时,会朝着某一方向运动。试找出它们之间的作用力和反作用力。提示:如果将气球对气体向后的力称为作用力,那么气体对气球向前的力就叫作反作用力。一二三二、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。这就是牛顿第三定律。一匹马拉着一辆满载货物的大车,不小心陷在了泥中,怎么也拉不上来。是不是因为马拉车的力小于车对马的拉力呢?提示:马拉车的力与车拉马的力是一对作用力与反作用力,二者一定是大小相等、方向相反的。马不能拉动车的原因是马拉车的力不足以克服泥对车的阻力。一二三三、物体的受力分析受力分析就是分析研究对象受到的力→力学中的研究对象,可以是某个物体、物体的一部分或某个作用点按顺序对物体进行受力分析,并画出受力示意图→重力→弹力→摩擦力→其他力检查有没有“漏力”和“多力”→一个力有受力物体,就一定存在这个力的施力物体。找不到施力物体的力是不存在的一二三一、对作用力与反作用力关系的正确理解作用力和反作用力的关系可总结为“四同三异”。作用力与反作用力的关系四同等大:大小相等,不能认为只有物体处于平衡状态时作用力和反作用力才大小相等共线:作用在一条直线上同时:同时产生、同时变化、同时消失,不能认为先有作用力后有反作用力同性质:不同性质的力不可能成为作用力和反作用力的关系三异反向:方向相反异体:作用在不同的物体上不同效果:在不同的物体上分别产生不同的作用效果,不能相互抵消,因此,不能认为作用力和反作用力的合力为零一二三温馨提示研究两个物体间的相互作用时,区别哪个力是作用力,哪个力是反作用力是没有实际意义的,作用力和反作用力可以任意选取。这里所谓的作用和反作用并非原因与效果,而仅指同时的相互作用。一二三二、一对作用力和反作用力跟一对平衡力的比较项目一对作用力和反作用力一对平衡力共同点大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上不同点作用对象两个力分别作用在两个物体上两个力作用在同一个物体上依赖关系相互依存,不可以单独存在,同时产生、同时变化、同时消失无依赖关系,撤除一个,另一个依然可以存在力的性质一定是同一性质的两个力不一定是同一性质的两个力作用效果因一对作用力与反作用力作用在两个物体上,各自产生作用效果,不能相互抵消一对平衡力对物体的作用效果能相互抵消一二三温馨提示不要认为等大、反向、共线、作用在不同物体上的两个力就是作用力与反作用力,比如,用细绳悬挂而静止的物体,物体对绳子竖直向下的拉力和物体吸引地球的力,尽管等大、反向、共线且作用在两个物体上,但并不是作用力与反作用力的关系。作用力与反作用力除具备上述条件外,还必须是这两个物体间的相互作用才行。而平衡力必须是作用在同一个物体上的两个力。一二三三、物体的受力分析1.受力分析的意义在力学中,决定物体运动状态变化与否的唯一因素是物体的受力情况,受力分析是“静力学”和“动力学”的基础,是学好物理的第一步。受力分析指的是把指定的物体(研究对象)在特定的物理环境中所受到的所有力找出来,并画出受力示意图。一二三2.受力分析的判断依据(1)条件判断:根据力的产生条件是否满足来判断物体是否受到某个力的作用。(2)效果判断:根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到某个力的作用。(3)相互作用判断:利用力的作用的相互性,即施力物体同时也是受力物体,从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的力的作用。一二三3.分析受力的顺序(1)先分析重力。地球表面的物体都要受到重力的作用。作用点画在物体的重心上。(2)其次分析接触力(弹力和摩擦力)。绕研究对象观察一周,看研究对象跟其他物体有几个接触点(或面),则最多有几个弹力。某个接触点(或面)有挤压,则画出弹力;若沿该接触面方向还有相对运动(或相对运动趋势)且接触面粗糙,则画出摩擦力。(3)最后分析其他力。(4)画完受力图再进行检查,看是否有多力或漏力的现象,物体的受力情况和运动状态是否相符,然后加以纠正。一二三4.受力分析时应注意的几个问题(1)分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力,不要分析研究对象对周围物体施加的力,也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上。(2)受力分析时,不要多力或漏力,要注意确定每个力的施力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当作是物体受到的力。防止“添力”的方法是找出各力的施力物体,若没有施力物体,则该力一定不存在;防止“漏力”的方法是严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行分析。(3)正确区分内力和外力:对几个物体组成的系统进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当把其中的某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成外力,要画在受力图上。一二三(4)物体受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时要运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向。(5)记忆口诀:受力分析需严密,外部作用看整体,互相作用要隔离。找施力物体防“添力”,顺序分析防“漏力”。分力和合力避“重复”,性质力效果力免“重计”。一二三5.受力分析的具体步骤确定研究对象—所要研究的物体,可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统隔离物体分析—先重力,然后依次是弹力、摩擦力,最后分析其他力,这样可以避免漏掉力画受力示意图—画出物体的受力示意图,注意各力的方向和作用点检查分析正误—检查各力的施力物体,防止添力类型一类型二类型三类型一对作用力与反作用力的理解【例题1】(多选)用一根弹簧竖直悬挂一个小球,小球和弹簧的受力图如图所示,下列说法正确的是()A.F1的反作用力是F4B.F2的反作用力是F3C.F1的施力物体是弹簧D.F3的施力物体是小球解析:根据作用力和反作用力的定义,F1是重力,它的反作用力是小球对地球的引力,F2是弹簧对小球的作用力,它的反作用力是小球对弹簧的拉力F3,所以选项B、D正确。答案:BD类型一类型二类型三题后反思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;其次,要掌握作用力和反作用力的关系: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,但满足上面关系的不一定是作用力和反作用力。类型一类型二类型三类型二作用力、反作用力与平衡力的区别【例题2】物体静止于水平桌面上,则()A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力的大小,这两个力是一对平衡力B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力类型一类型二类型三解析:物体和桌面受力情况如图所示。因物体处于平衡状态,且FN与G作用在同一物体上,因此,FN和G是一对平衡力,故选项A正确;因作用力和反作用力分别作用在两个物体上,故选项B错误;因压力是弹力,而弹力与重力是性质不同的两种力,故选项C错误;由于支持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压)而产生的,因此FN与FN'是一对作用力和反作用力,故选项D错误。答案:A类型一类型二类型三题后反思(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。类型一类型二类型三类型三分析物体的受力【例题3】如图所示,给物体m一个初速度后,物体沿粗糙斜面向上滑动。在向上滑动的过程中,关于物体m受到的力,下列说法正确的是()A.受重力、沿斜面向上的冲力、斜面的支持力B.受重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的滑动摩擦力C.受重力、斜面的支持力、沿斜面向下的滑动摩擦力D.受重力、斜面的支持力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的滑动摩擦力、沿斜面向下的下滑力类型一类型二类型三点拨:分析物体受力的原则:由易到难、循序分析。一般先分析重力,后分析接触力,接触力中先分析弹力后分析摩擦力,即“一重、二弹、三摩擦”。解析:有质量的物体必定受到重力作用,物体在重力作用下要压紧斜面,故斜面和物体之间必定产生弹力作用,斜面不光滑,所以物体还受到斜面对它的滑动摩擦力的作用。物体沿斜面向上运动时不受向上的冲力作用,因为找不到冲力的施力物体,同理,也找不到下滑力的施力物体,故下滑力也不存在。答案:C题后反思研究对象的确定是力学问题的切入点,而按照规范的顺序查找力,是确保受力分析准确的基础,物体受的每一个力,都应该能找到这个力的施力物体。结合运动状态验证力,也是受力分析的重要步骤。总之,要形成良好的思维习惯。类型一类型二类型三触类旁通若物体沿斜面匀速下滑,又受到哪些力的作用呢?答案:物体受重力、支持力和沿斜面向上的滑动摩擦力。