2019-2020新教材高中物理 3.3 牛顿第三定律课件 新人教版必修1

3.牛顿第三定律一、作用力与反作用力力的作用总是相互的,关于作用力和反作用力的下列说法中,正确的是_______。①物体间可能只有作用力,没有反作用力②物体间先有作用力,然后才有反作用力③物体间的作用力可能与反作用力垂直⑤⑥⑦④作用力与反作用力的合力为零⑤作用力和反作用力总是相互依存、共同存在的⑥相互作用的一对力中,称哪一个力为作用力是任意的⑦作用力和反作用力必定是同种性质的力二、牛顿第三定律【思考】两个弹簧测力计A和B连接在一起,用手拉A,两弹簧测力计的示数有何特点?提示:相同1.两个物体之间的作用力和反作用力的关系:(1)大小关系:_________。(2)方向关系:_____。(3)作用线情况:作用在_____________(选填“同一条直线上”或“两条互相平行的直线上”)。总是相等相反同一条直线上2.数学表达式:(1)F=-F′。(2)“-”号的意义:作用力与反作用力_________。方向相反三、物体受力的初步分析1.受力分析的顺序:_____、弹力和摩擦力。2.一对平衡力和一对作用力与反作用力:(1)一对相互平衡的力作用在_____物体上,一对作用力和反作用力作用在两个相互作用的物体上。(2)一对相互平衡的力不一定是同一种类的力,一对作用力和反作用力一定是_____种类的力。重力同一同一一牛顿第三定律1.作用力与反作用力的“四同”和“三异”:作用力与反作用力比较四同等大大小总是相等共线作用在一条直线上同时同时产生、同时变化、同时消失同性质同一性质的力作用力与反作用力比较三异异向方向相反异体作用在不同的物体上异效效果不能相互抵消,不能认为合力为零2.实验探究:作用力与反作用力的关系(1)探究过程。如图,把两个弹簧测力计A和B连接在一起,用手拉A,发现两个弹簧测力计的示数相同。改变拉力,弹簧测力计的示数都随着变化,但两者的示数总是相同,这说明作用力和反作用力大小相等,方向相反。(2)实验结论。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。【思考·讨论】(1)利用船桨向后拨水,水对船桨的力方向如何?(物理观念)提示:水对船桨的力方向向前。(2)人对绳子的拉力和绳子对人的拉力存在什么关系?(物理观念)提示:人对绳子的拉力和绳子对人的拉力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反。【典例示范】为落实党的十九大精神,传统民俗旅游日益火爆,如图所示为游客乘坐马车观光的场景,马拉着车在公路上加速前进。关于马拉车的力与车拉马的力,下列说法正确的是世纪金榜导学号()A.由于马车加速前进,马拉车的力大于车拉马的力B.只有马车匀速前进,马拉车的力才等于车拉马的力C.马拉车的力与车拉马的力是一对平衡力,大小始终相等D.马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力,大小始终相等【解析】选D。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,加速运动时,马向前拉车的力等于车向后拉马的力,A、B、C错误,D正确。【素养训练】1.跳水一直是我国的优势项目,如图所示,一运动员站在3m高的跳板上,图中F1表示人对跳板的弹力,F2表示跳板对人的弹力,则()A.先有F1后有F2B.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F1D.F1和F2大小相等、方向相反,是一对相互作用力【解析】选D。F1和F2是一对相互作用力,大小相等、方向相反、同时产生、同时消失,D正确,A、B、C错误。2.在“探究作用力与反作用力的关系”实验中,如图甲所示,某同学用两个力传感器进行实验,通过计算机得到图乙。下列由图乙得到的实验结论中错误的是()A.两传感器间的作用力与反作用力大小相等B.两传感器间的作用力与反作用力方向相反C.两传感器间的作用力与反作用力同时变化D.两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上【解析】选D。根据图像可知,两传感器间的作用力与反作用力大小相等,方向始终相反,A、B正确;作用力与反作用力同时产生,同时变化,同时消失,C正确;作用力与反作用力作用在不同的物体上,D错误。【补偿训练】1.一小车受绳的拉力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,则下列说法正确的是()A.加速前进时,绳拉小车的力大于小车拉绳的力B.减速前进时,绳拉小车的力大于小车拉绳的力C.只有匀速前进时,绳拉小车的力与小车拉绳的力大小才相等D.不管小车如何前进,绳拉小车的力与小车拉绳的力大小总相等【解析】选D。绳拉小车的力与小车拉绳的力是一对作用力与反作用力,不论小车加速、减速还是匀速运动,两力始终大小相等、方向相反,D正确,A、B、C错误。2.《水浒传》第七回“花和尚倒拔垂杨柳”中有这样一个情节:“众泼皮嫌一株绿杨树上的乌鸦叫。鲁智深相了一相,走到树前,把直裰脱了,用右手向下,把身倒缴着,却把左手拔住上截,把腰只一趁,将那株绿杨树带根拔起。”对这段话中描述的力学知识,理解正确的是()A.鲁智深对绿杨树施加了力,而绿杨树对鲁智深没有力的作用B.鲁智深对绿杨树施加的力大于绿杨树对鲁智深施加的力C.鲁智深对绿杨树施加的力等于绿杨树对鲁智深施加的力D.条件不足,不能判断出鲁智深对绿杨树的力与绿杨树对鲁智深的力之间的关系【解析】选C。鲁智深对绿杨树施加的力与绿杨树对鲁智深施加的力是作用力与反作用力,大小始终相等,故选项C正确,选项A、B、D错误。二一对平衡力和一对作用力与反作用力的区别内容比较作用力和反作用力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,另一个依然可存在内容比较作用力和反作用力平衡力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、作用在一条直线上【思考·讨论】如图甲、乙为球的重力G、木板对球的力F1和球压木板的力F2,它们之间存在什么关系?(模型建构)提示:G与F1是一对平衡力;F1与F2是一对作用力和反作用力。【典例示范】两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细绳悬挂于天花板下,如图所示,下列说法正确的是世纪金榜导学号()A.绳对A的拉力和弹簧对A的拉力是一对平衡力B.弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力是一对作用力与反作用力C.弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力D.B的重力和弹簧对B的拉力是一对作用力与反作用力【解析】选C。绳对A的拉力和弹簧对A的拉力大小不相等,不是平衡力,A错误;作用力和反作用力是作用在相互作用的两个物体之间的力,弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力,B错误、C正确;B受到的重力和弹簧对B的拉力是一对平衡力,D错误。【规律方法】区分作用力、反作用力和平衡力的方法区分作用力、反作用力和平衡力,最简单的方法是看涉及的物体的个数。(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。【素养训练】1.红军在长征时,遇到的环境十分恶劣。在过草地时,有的地方看上去是草,而下面可能就是淤泥,一不小心就会陷入到淤泥中,这是因为()A.红军给地面的压力大于地面给红军的支持力B.地面给红军的支持力大于红军给地面的压力C.地面给红军的支持力小于红军受的重力D.地面给红军的支持力等于红军受的重力【解析】选C。红军对地面的压力与地面对红军的支持力是作用力和反作用力,大小相等,反向相反,A、B错误;红军陷入淤泥中,是因为红军受重力和支持力,重力大于支持力,产生向下的加速度,C正确,D错误。2.1月11日,2018中国杯的牵手球童寻访组走进了南宁市桂雅路小学和逸夫小学,这两所学校都是全国青少年校园足球特色学校,足球文化氛围特别浓,所以报名参加牵手球童的呼声非常高。如图所示,踢球时世纪金榜导学号()A.脚对球的作用力大于球对脚的作用力B.脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等C.脚对球的作用力与球的重力是一对平衡力D.脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力【解析】选B。脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,不是一对平衡力,A、D错误,B正确;脚对球的作用力与球的重力方向不在同一直线上,不可能是一对平衡力,C错误。三物体受力分析的步骤【典例示范】如图所示,A物体沿竖直墙自由下滑,B、C、D物体均静止,各接触面均粗糙。下列说法正确的是()世纪金榜导学号A.A物体受到三个力作用B.B物体受到四个力作用C.C物体受到三个力作用D.D物体受到三个力作用【解析】选C。A物体沿竖直墙自由下滑,“自由”说明物体A与竖直墙之间没有弹力和摩擦力,因此A只受重力作用,故A错误;B物体处于静止状态,受到重力、弹力、摩擦力三个力的作用,故B错误;C物体受到重力和两个绳子的拉力,故C正确;D物体处于静止状态,受到重力、支持力、绳子的拉力和摩擦力四个力的作用,故D错误。【误区警示】受力分析的五项注意(1)理解“确定研究对象”的含义,题目要求分析A物体受力,那么A物体对其他物体的力就不是A所受的力。(2)受力分析时,只考虑根据性质命名的力。(3)防止“漏力”和“添力”。按正确顺序进行受力分析是防止“漏力”的有效措施;注意寻找施力物体,这是防止“添力”的措施之一,找不出施力物体,则这个力一定不存在。(4)根据物体的运动状态去检查物体的受力情况。(5)对于摩擦力应充分考虑物体与接触面是否有相对运动和相对运动趋势。【素养训练】1.如图所示,一木块放在倾角为θ的固定粗糙斜面上,在沿斜面向上的拉力F作用下做匀速直线运动,除拉力F外,关于木块的受力情况,下列分析正确的是()A.木块受到重力和下滑力作用B.木块受到重力和斜面对它的压力作用C.木块受到重力、斜面对它的支持力和滑动摩擦力作用D.木块受到重力和斜面对它的静摩擦力作用【解析】选C。木块在粗糙的斜面上做匀速运动,木块受到拉力、重力、斜面对它的支持力和滑动摩擦力,如图所示,故C正确。2.(多选)如图所示,质量均为m的两木块a、b叠放在水平面上,a、b分别受到两个水平拉力的作用,两个力的大小均为F,两木块保持静止状态,则世纪金榜导学号()A.a、b之间一定存在静摩擦力B.b与地面之间一定存在静摩擦力C.b与地面之间一定不存在静摩擦力D.地面对b的支持力一定大于2mg【解析】选A、C。由于两木块保持静止,对a进行受力分析可知,a、b之间一定存在静摩擦力,A正确;对a、b整体进行受力分析可知,b与地面之间一定不存在静摩擦力,且地面对b的支持力等于2mg,B、D错误,C正确。【补偿训练】1.如图所示,质量为m的木块,被水平力F紧压在倾角为θ=60°的墙面上处于静止状态。则关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力(压力与摩擦力的合力),下列说法不正确的是()A.墙面对木块一定有压力B.墙面对木块一定有摩擦力C.墙面对木块的作用力大小为FD.墙面对木块的作用力大小为22F(mg)【解析】选C。木块受到重力和水平力F后,墙面对木块一定有压力,也一定有沿斜面向上的摩擦力,否则不能平衡,故A、B正确;木块受重力、支持力、推力和静摩擦力平衡,受力如图,根据多个共点力平衡的特点可知,墙壁的支持力和摩擦力的合力一定与重力和F的合力大小相等,方向相反,所以墙面对木块的作用力为故C错误,D正确。22F(mg),2.(多选)如图所示,放在水平地面上的物体M上叠放着物体m,m与M之间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,则下列关于m和M的受力情况分析正确的是()A.m给M向左的摩擦力B.M给m向左的摩擦力C.地面对M的摩擦力向右D.地面对M无摩擦力作用【解析】选A、D。对m受力分析,m受到重力、支持力、水平向左的弹力,根据平衡条件可知M对m的摩擦力向右,根据作用力与反作用力的关系,则m对M的摩擦力向左,A正确,B错误;对整体受力分析,在竖