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

第5节牛顿第三定律自主学习学习目标1.认识力的作用是相互的,能找出任意一个作用力对应的反作用力。知道作用力和反作用力的概念。2.理解和掌握牛顿第三定律的内容,知道作用力和反作用力的关系不受物体运动状态和参考系的影响。3.运用牛顿第三定律解释生活中的有关问题。4.运用牛顿第三定律解决受力分析中的相互作用力问题;能区别平衡力和作用力、反作用力。一、作用力和反作用力[知识梳理]两个物体之间的作用总是的。物体间相互作用的这一对力,通常叫做和。二、牛顿第三定律[知识梳理]两个物体之间的作用力和反作用力总是大小,方向,作用在直线上。相互教材提炼作用力反作用力相等相反同一条三、物体的受力分析[知识梳理]1.受力分析及意义(1)任何物体的加速度由它所受各个力的决定,要了解物体的运动就必须对它的进行分析。(2)受力分析就是要分析研究对象的力。2.受力分析的步骤(1)明确研究对象,可以是某个物体、物体的一部分或某个作用点。(2)按照先、再、后、最后其他力的顺序,逐个确定物体受到哪些力的作用。(3)依据物体受到的各个力的方向,画出受力示意图,为了便于观察,物体所受的各个力集中画在上。合力受力情况受到重力弹力摩擦力同一个作用点[练一练]1.如图所示,在阻力可以忽略的冰面上,质量为60kg的男同学和质量为50kg的女同学用一根轻绳做“拔河”游戏。当女同学的加速度大小是0.60m/s2时,男同学的加速度大小是()A.0B.0.50m/s2C.0.60m/s2D.0.72m/s2B解析:两同学所受力大小相等,由F=ma,得12aa=21mm,所以a1=0.50m/s2,选项B正确。2.(2019·浙江6月学考)如图所示,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。则关于A对B的作用力FAB与B对A的作用力FBA的说法正确的是()A.FAB大小大于FBA大小B.FAB大小等于FBA大小C.FAB先于FBA产生D.FAB后于FBA产生B3.如图所示,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D.减速运动时,马拉车的力小于车拉马的力B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。4.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平衡力C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力D.物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力C要点一对牛顿第三定律的理解[例1]甲、乙两队拔河比赛,甲队拉动乙队向左运动,下面说法中不正确的是()课堂探究A.做匀速运动时,甲、乙两队对绳的拉力大小相等B.不论做何种运动,根据牛顿第三定律,甲、乙两队对绳子的拉力大小一定相等C.绳的质量可以忽略不计时,甲、乙两队对绳子的拉力大小一定相等D.绳子的质量不能忽略不计时,甲队对绳子的拉力可以大于乙队对绳子的拉力B解析:甲、乙两队对绳子的拉力都作用在绳子上,即不是作用力和反作用力,故B项错误。做匀速运动时,绳子受力平衡,即甲、乙两队对绳子的拉力大小一定相等,故A项正确。当绳子的质量可以忽略不计时,绳子所受合力为零。故甲、乙两队对绳子的拉力大小一定相等,故C项正确。绳子的质量不能忽略不计时,如果有加速度,当加速度向左时,甲队对绳子的拉力大于乙队对绳子的拉力,故D项正确。误区警示拔河问题辨析决定谁拉动谁的关键因素在于地面对两者的最大静摩擦力不同。因甲拉乙的力大于乙受到的最大静摩擦力,所以乙才被甲拉过去。如果让甲穿上旱冰鞋站在水泥地上,两人再进行比赛,乙就可以轻而易举地把甲拉过去。针对训练1:2018年4月10日,搭载着遥感卫星31号01组卫星的“长征四号”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,下列关于卫星与火箭发射升空的情形,叙述正确的是()A.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力D.卫星进入运行轨道之后,与地球之间不存在作用力与反作用力A解析:火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力,故选项A正确,B错误;火箭飞出大气层后,虽然没有了空气,但火箭向后喷出的气体仍对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得前进的动力,故选项C错误;卫星进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力,即地球对卫星的引力和卫星对地球的引力,故选项D错误。要点二作用力、反作用力与一对平衡力的比较[例2]如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者获胜。若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是()A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得比赛的胜利D.若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得比赛的胜利C思路探究:(1)绳子不计质量时,绳上各处的张力满足什么关系?答案:绳上的张力大小处处相等。(2)冰面光滑,甲、乙两人的运动取决于什么?答案:取决于质量,甲、乙两人所受合力与绳的拉力大小相等,由牛顿第二定律可知两人运动的加速度与质量成反比。解析:甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力,选项A错误;甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力,选项B错误;由牛顿第二定律可知a=Fm,合力F相等时,甲质量大,故加速度小,在相同时间内发生的位移比乙要小,故甲能获胜,选项C正确;乙收绳的同时有可能向甲运动,例如甲保持静止不收绳,则甲会获胜,选项D错误。规律方法区别作用力、反作用力和平衡力的方法区别作用力、反作用力和平衡力,最简单的方法是看涉及的物体的个数,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,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在平衡的物体上。针对训练2:小玲和小聪面对面站在水平地面上静止,小玲穿着旱冰鞋。小玲所受的总重力为G,小玲对地面的压力为F,地面对小玲的支持力为F′,然后小玲推小聪一下,如图所示,小玲自己却向后运动,而小聪依然静止地站在原地,则下列说法正确的是()A.F与F′是一对平衡力B.G与F′是一对平衡力C.小玲推小聪时,小玲给小聪的力小于小聪给小玲的力D.小玲推小聪时,小聪所受地面给他的摩擦力大于小玲给他的推力B解析:小玲对地面的压力F与地面对小玲的支持力F′,是一对作用力与反作用力,故选项A错误;小玲的重力G与地面对小玲的支持力F′是一对平衡力,故选项B正确;小玲推小聪时,小玲给小聪的力和小聪给小玲的力两者是一对作用力与反作用力,两者大小相等,故选项C错误;小聪处于静止状态,即平衡状态,所以小聪受到的推力和摩擦力是一对平衡力,两者大小相等,故选项D错误。要点三物体的受力分析[例3]如图所示为杂技“顶竿”表演的示意图:一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对“底人”的压力大小为()A.(M+m)gB.(M+m)g-maC.(M+m)g+maD.(M-m)gB思路探究:(1)涉及多个物体时,应如何合理地选取研究对象?答案:涉及两个或两个以上物体时,应灵活应用整体法和隔离法。(2)分析竿对“底人”的压力时,应选取谁为研究对象?答案:先分析竿的受力情况。解析:对竿上的人分析:受重力mg、摩擦力Ff,有mg-Ff=ma,Ff=m(g-a),竿对人有摩擦力,人对竿也有反作用力——摩擦力,且大小相等,方向相反。对竿分析:受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力Ff′、顶竿的人对竿的支持力FN,则有Mg+Ff′=FN,又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律,得到FN′=Mg+Ff′=(M+m)g-ma。B项正确。误区警示受力分析要注意的几个问题(1)防止“添力”。应注意区分内力和外力,区分性质力和效果力,区分施力和受力;(2)防止“漏力”。严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行受力分析是防止“漏力”的有效办法;(3)受力分析还要密切注意物体的运动状态,运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向。针对训练3:(2019·浙江4月学考)如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是()A.小明与船之间存在摩擦力B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C.杆对岸的力大于岸对杆的力D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力解析:若小明与船之间没有摩擦力,小明将与船之间产生相对滑动,所以小明和船之间肯定存在摩擦力,A正确;杆的弯曲是由于杆受到了小明的力,B错误;杆对岸的力和岸对杆的力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,两者大小相等,C错误;小明对杆的力和杆对小明的力是一对作用力与反作用力,D错误。A课堂达标1.关于物体间相互作用的情形,下列判断正确的是()A.马拉车之所以能加速向前,是因为马拉车的力大于车拉马的力B.人匀速游泳时,人对水向前用力,水给人的力是阻力,方向向后C.人行走时向后蹬地,给地面向后的摩擦力,地面给人的摩擦力是人向前的动力D.放在桌面上的物体,因有重力,才有对桌面的压力,才有桌面的支持力出现,即压力先产生,支持力后出现C2.某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁,小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案。关于小磁铁,下列说法中正确的是()A.磁铁受到的电磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上B.磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力C.磁铁受到五个力的作用D.磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力B解析:磁铁受到重力、电磁吸引力、黑板的弹力和静摩擦力共四个力的作用,其中重力与静摩擦力、电磁吸引力与弹力分别是一对平衡力,它们大小相等,方向相反,故A,C错;磁铁与黑板间在水平方向上存在着相互的电磁吸引力和弹力这样两对作用力与反作用力,故B正确;磁铁受到的支持力和黑板受到的压力都是弹力,施力物体与受力物体互换,是一对作用力与反作用力,而不是一对平衡力,一对平衡力必须是同一个物体受到的两个力,故D错误。3.如图所示为英国人阿特伍德设计的装置,不考虑绳与滑轮的质量,不计轴承、绳与滑轮间的摩擦。初始时两人均站在水平地面上,当位于左侧的甲用力向上攀爬时,位于右侧的乙始终用力抓住绳子,最终至少一人能到达滑轮。下列说法中正确的是()A.若甲的质量较大,则乙先到达滑轮B.若甲的质量较大,则甲、乙同时到达滑轮C.若甲、乙质量相同,则乙先到达滑轮D.若甲、乙质量相同,则甲先到达滑轮A解析:由于滑轮光滑,甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力,若甲的质量大,则由甲拉绳子的力等于乙受到的绳子拉力,得甲攀爬时乙的加速度大于甲,所以乙会先到达滑轮,选项A正确,B错误;若甲、乙的质量相同,甲用力向上攀爬时,甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力,甲、乙具有相同的加速度和速度,所以甲、乙应同时到达滑轮,选项C,D错误。4.如图所示,将两个相同的条形磁铁吸在一起,置于桌面上,下列说法中正确的是()A.甲对乙的压力的大小小于甲的重力的大小B.甲对乙的压力的大小等于甲的重力的大小C.乙对桌面的压力的大小等于甲、乙的总重力大小D.乙对桌面的压力的大小小于甲、乙的总重力大小C解析:以甲为研究对象,甲受重力、乙的支持力及乙的吸引力而处于平衡状态,根据平衡条件可知,乙对甲的支持力大小等于甲受到的重力和吸引力的大小之和,大于甲的重力大小,由牛顿第三定律可知,甲对乙的压力大小大于甲的重力大小,故选项A,B错误;以整体为研究对象,整体受重力、支持力而处于平衡状态,故桌面对乙的支持力等于甲、乙的总重力的