2020版新教材高中物理 5.4 牛顿第三运动定律课件 鲁科版必修1

第4节牛顿第三运动定律一、作用力和反作用力1.定义：物体间的一对相互作用力，叫作_______和_________。可以把其中的任意一个力叫作作用力，则另一个力就叫作_________。作用力反作用力反作用力2.特点：力的作用总是_______。相互的作用力和反作用力既可以存在于相互_____的物体之间，也可以存在于_______的物体之间。相互的接触不接触二、牛顿第三定律1.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_____，方向_____，作用在___________；相等相反一条直线上2.光滑桌面上放两块条形磁铁A和B，A对B有力的作用，B对A也有力的作用，则A对B的力和B对A的力具备的特点：(1)大小：A对B的力和B对A的力，大小_____；(2)作用线：A对B的力和B对A的力，作用在_________上；(3)存亡：当A对B的力消失时，B对A的力_____(选填“消失”或“不消失”)，当A对B的力大小变化时，B对A的力大小_____(选填“变化”或“不变化”)；相等一条直线消失变化(4)性质：A对B的力是引力，B对A的力是_____；A对B的力是弹力，则B对A的力是_____；(5)方向：A对B的力的方向和B对A的力的方向_____；(6)作用物体：A对B的力和B对A的力作用在_____(选填“相同”或“不同”)的物体上。引力弹力相反不同一认识牛顿第三定律1.一对作用力与反作用力的关系：相同点同大小大小相同同直线作用在一条直线上同时性同时产生，同时变化，同时消失相同点同性质作用力是引力，反作用力也是引力；作用力是弹力，反作用力也是弹力；作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力不同点异向方向相反异体作用在不同的物体上异效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零2.作用力与反作用力的普适性：作用力和反作用力的关系适用于任何物体之间，与物体的运动状态无关，与参考系的选择也无关。【思考·讨论】马拉车在公路上前进，马给车一个作用力的同时，车也给马一个反作用力，两力一样大，为什么是车向前走而不是马向后退呢？(物理观念)提示：物体运动状态由物体所受合力决定，马和车各自所受的合力不同。【典例示范】(多选)如图所示是在我国的广西地区盛行的一种民族体育项目——“押加”，实际上相当于两个人拔河，所以又称“大象拔河”，如果甲、乙两人在押加比赛中，甲获胜，则下列说法正确的是世纪金榜导学号()A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B.当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小C.当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力的大小D.甲对乙的拉力的大小始终等于乙对甲的拉力的大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜【解析】选B、D。根据作用力和反作用力的概念可判断，甲对乙的力和乙对甲的力是作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可知，二力始终大小相等，与物体所处状态无关，甲获胜的原因是甲受的摩擦力大于乙所受摩擦力，从而合力不同。【规律方法】判断作用力和反作用力的方法(1)看作用点：作用力和反作用力作用在两个物体上；(2)看力的性质：作用力和反作用力是由于相互作用而产生的，一定是同一性质的力；(3)看受力物体数量：作用力和反作用力这两个力的施力物体和受力物体一共只有两个。【素养训练】如图所示为棒球运动员击球的一瞬间，击球员用棒球棍回击飞过来的棒球时，球棒击棒球的力()A.球先对球棒有了力的作用，球棒才对球有力的作用B.与球对球棒的力同时产生C.大于球撞击球棒的力D.小于球撞击球棒的力【解析】选B。球撞击球棒的力和球棒击球的力是作用力和反作用力，二者同时产生，且大小相等，方向相反，故B正确。【补偿训练】一物体受绳拉力的作用，由静止开始前进，先做加速运动，然后改为匀速运动，再改为减速运动，下列说法正确的是()A.加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力B.减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力C.只有匀速前进时，绳拉物体的力才与物体拉绳的力大小相等D.不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等【解析】选D。绳拉物体的力与物体拉绳的力是一对作用力和反作用力，由牛顿第三定律可知作用力、反作用力总是大小相等，与相互作用的物体所处的状态没有关系，则D正确，A、B、C错误。二一对相互作用力和一对平衡力的区别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作用在两个物体上作用在同一个物体上一对作用力和反作用力一对平衡力不同点力的性质一定是同性质的力不一定是同性质的力作用效果作用在两个物体上，各自产生作用效果，故不能作为使物体平衡的条件一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态，合力为零一对作用力和反作用力一对平衡力不同点依赖关系两个力一定同时产生、同时变化、同时消失，不可能单独存在不存在依赖关系，撤除一个力时另一个力可依然存在，只是不再平衡【思考·讨论】情境：小男孩手牵不计质量的氢气球，使之静止于空中。讨论：(1)哪个力是用来平衡绳子的拉力的？(科学探究)提示：气球受到的浮力。(2)绳子对气球的拉力是哪个物体对哪个物体的作用力？(科学探究)提示：绳子对气球的作用力。【典例示范】“减肥”变成了当前的时尚话题，为了保持一个“苗条”的身材，称量体重就变成了一项日常必不可少的活动，如图所示是某女孩在测量体重，则下列说法正确的是世纪金榜导学号()A.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B.人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力C.人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力D.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力【解析】选D。根据作用力和反作用力及平衡力的特点可以判断：人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力，A错误，D正确；人所受的重力和人对体重计的压力既不是作用力和反作用力也不是平衡力，B、C都错误。【总结提升】区分作用力、反作用力和平衡力的方法区别作用力、反作用力和平衡力，最简单的方法是看涉及的物体个数，作用力和反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙物体和乙物体对甲物体的关系，平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用于平衡的物体上。【素养训练】1.北京时间2019年3月7日到9日，国际泳联系列跳水赛在北京水立方进行。中国跳水梦之队，发挥出色，如图所示为中国选手在比赛中，关于选手能跳起离开跳台的说法正确的是()A.他对跳台的作用力大于他的重力B.跳台对他的作用力大于他对跳台的作用力C.跳台对他的作用力大于他的重力D.跳台对他的作用力对他做了正功【解析】选C。选手能离开跳台的原因是跳台对他的作用力大于他的重力，故选项A错误，C正确；他对跳台的作用力与跳台对他的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故选项B错误；跳台对他的作用力的作用点没有产生位移，故对他不做功，故选项D错误。2.(多选)如图所示，某人用手托着苹果处于静止状态，则()A.手所受压力是由苹果的形变而产生的B.手所受压力和手对苹果的支持力是一对平衡力C.苹果所受重力和手对苹果的支持力是一对平衡力D.苹果所受重力和苹果对手的压力是作用力和反作用力【解析】选A、C。苹果对手的压力是由苹果发生形变而产生的，选项A正确；手所受压力和手对苹果的支持力是一对作用力与反作用力，选项B错误；苹果所受重力和手对苹果的支持力都作用在苹果上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，选项C正确；苹果对手的压力是由形变而产生的，是苹果与手之间的作用，而重力是由地球的吸引而产生的，是苹果与地球的相互作用，选项D错误。【补偿训练】1.(多选)如图所示，吊于电梯天花板上的物体处于静止状态，下列说法中正确的是()A.绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是作用力与反作用力B.物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力C.物体的重力与绳对物体的拉力是一对平衡力D.物体的重力的反作用力作用在绳上【解析】选A、C。绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是物体和绳直接相互作用而产生的，是作用力与反作用力的关系，A对。物体的重力和物体对绳的拉力其受力物体不一致，不是一对平衡力，B错。物体的重力与绳对物体的拉力均作用在物体上，二力为平衡力，C对。物体重力的反作用力作用在地球上，D错。2.一斜面固定在水平地面上，一物体静止在斜面上，如图所示，下列说法正确的是()A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C.物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D.物体所受的重力可分解为沿斜面的力和对斜面的压力【解析】选B。物体和斜面均处于平衡状态，即合力为零。对物体和斜面受力分析如图甲、乙所示。物体对斜面的压力N2和斜面对物体的支持力N及物体对斜面的摩擦力f′和斜面对物体的摩擦力f同属物体和斜面间的相互作用力，分别作用在斜面和物体上，因此它们是两对作用力与反作用力，选项A错误，选项B正确；物体所受的重力是地球施加的，其反作用力是物体对地球的吸引力，应作用在地球上，选项C错误；重力可以沿斜面方向和垂直于斜面方向分解，任何一个分力都作用在该物体上，而物体对斜面的压力N2作用在斜面上，选项D错误。【拓展例题】考查内容：牛顿第三定律的应用【典例】如图所示，在台秤上放半杯水，台秤的示数G′=50N；另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长a=10cm的金属块，金属块的密度ρ=3×103kg/m3。当弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水中的深度b=4cm时，弹簧测力计和台秤的示数分别为多少？(水的密度ρ水=103kg/m3，g取10m/s2)【正确解答】由于金属块受到向上的浮力作用，弹簧测力计的示数减小。浮力的反作用力作用于水，从而使台秤的示数增大。金属块的受力情况如图所示，因金属块静止，根据受力平衡有：T=G-F浮，又因G=ρa3g=30NF浮=ρ水gV排=ρ水ga2b=4N故T=30N-4N=26N即弹簧测力计的示数为26N，台秤的示数由于浮力的反作用力增加了F′=4N，所以台秤的示数为：N=G′+F′=54N。答案：26N54N【课堂回眸】