物理：4.5《牛頓第三定律》課件(新人教版必修1)

第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律學(xué)案5牛頓第三定律金色的陽光灑滿校園，操場上人聲鼎沸，高一年級的拔河比賽正在緊張激烈地進(jìn)行。一場比賽下來，勝者不免得意洋洋，負(fù)者倒也不很氣餒，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)拔河中有許多力學(xué)問題值得探討：相持時(shí)雙方的拉力一定大小相等，方向相反；當(dāng)甲方齊心協(xié)力把繩子緩緩朝他們方向拉過去的時(shí)候，甲方的拉力一定比乙方大嗎？能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，比較一下雙方拉力的大??？有人說，運(yùn)動(dòng)員的體重越重，拔河時(shí)越有利，為什么？拔河時(shí)，決定勝負(fù)的主要因素是什么？這上面的很多問題都與牛頓第三定律有關(guān)系，我們可以在學(xué)習(xí)本課后再來探討這些問題，還有可能提出更多的問題呢？學(xué)點(diǎn)1作用力和反作用力

(1)概念：兩個(gè)物體之間的作用總是相互的。一個(gè)物體對另一個(gè)物體施加了力，后一物體一定同時(shí)對前一物體也施加了力。物體間相互作用的這一對力，通常叫做作用力和反作用力。

(2)對作用力和反作用力的理解①“相互”的意思是說力總是“成對”出現(xiàn)，有作用力必有反作用力；②相互作用的一對力，可任選其中一個(gè)力稱為作用力，則另一個(gè)力就是反作用力；③作用力與反作用力總是作用在不同的物體上；④作用力與反作用力總是共存的。【例】物體靜止于水平桌面上，則()A.桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力，這兩個(gè)力是一對平衡力

B.物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力

C.物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個(gè)力是同一種性質(zhì)的力

D.物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡的力A【解析】物體和桌面的受力情況如圖4-5-1所示。對Ａ選項(xiàng)，因物體處于平衡狀態(tài)，且FN與G作用于同一物體，因此FN和G是一對平衡力，故Ａ正確。對Ｂ選項(xiàng)，因作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上，故Ｂ錯(cuò)。對Ｃ選項(xiàng)，因壓力是彈力，而彈力與重力是性質(zhì)不同的兩種力，故Ｃ錯(cuò)。對Ｄ選項(xiàng)，由于支持力ＦＮ和壓力FN’是物體與桌面相互作用（擠壓）而產(chǎn)生的，因此它們是一對作用力和反作用力，故Ｄ錯(cuò)。圖4-5-1學(xué)點(diǎn)2牛頓第三定律

（1）探究作用力和反作用力的大小關(guān)系

①實(shí)驗(yàn)探究：如圖4-5-2所示，把兩個(gè)彈簧秤A和B連接在一起，用手拉彈簧秤A，A對B的作用力為F，B對A的反作用力為F′。說明：兩彈簧秤對拉時(shí)，必須保持兩彈簧秤軸線在同一直線上。

②實(shí)驗(yàn)結(jié)論：彈簧秤A無論快拉還是慢拉、拉力大還是小，F(xiàn)和F′大小始終相等，方向相反。

（2）定律內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。

（3）公式：F甲對乙=-F乙對甲，“－”號表示方向相反的意思。

（4）從“總是”的角度透析牛頓第三定律。①牛頓第三定律適用于任何兩個(gè)相互作用的物體，與物體的質(zhì)量、形狀及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。②作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失，無先后之分。③作用力與反作用力一定是同性質(zhì)的力，例如，作用力是彈力，反作用力也一定是彈力；作用力是摩擦力，反作用力也一定是摩擦力，等等。④物體間的相互作用力可以通過兩物體直接接觸發(fā)生作用，也可以通過“場”相互作用，如萬有引力、電場力、磁場力。圖4-5-2(5)作用力與反作用力和平衡力的區(qū)別力的類型比較對象一對作用力和反作用力一對平衡力作用對象兩個(gè)物體同一個(gè)物體作用時(shí)間同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失不一定同時(shí)產(chǎn)生或消失力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力不一定是同性質(zhì)的力力的大小關(guān)系大小相等大小相等力的方向關(guān)系方向相反且共線方向相反且共線【例2】馬拉車運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)馬對車的作用力為F，車對馬的作用力為T。關(guān)于F和T的說法正確的是()A.F和T是一對作用力與反作用力

B.當(dāng)馬與車做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)>TC.當(dāng)馬與車做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)>TD.無論做什么運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)和T的大小總是相等的AD【解析】馬與車間的力是一對作用力和反作用力，這兩個(gè)力大小一定相等，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤，車做加速運(yùn)動(dòng)的原因是馬拉車的力大于車所受的阻力?！驹u析】物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化只取決于物體本身的受力，即合力；當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，作用力與反作用力的大小、方向關(guān)系不變。在天花板上用懸繩吊一重為G的電風(fēng)扇，電風(fēng)扇靜止時(shí)受幾個(gè)力作用？如圖4-5-3所示，這些力的反作用力是哪些力？這些力的平衡力是哪些力？如果電風(fēng)扇在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)呢？當(dāng)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)與靜止時(shí)相比較，對天花板的拉力是變大還是變??？為什么？

【答案】電風(fēng)扇靜止時(shí)受力分析如圖甲所示，受重力G、懸繩拉力F。重力G的反作用力是電風(fēng)扇對地球的吸引力，拉力F的反作用力是電風(fēng)扇對懸繩的拉力。G與F是一對平衡力。電風(fēng)扇勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受力分析如圖乙所示，受重力G、懸繩的拉力F1和空氣對電風(fēng)扇向上的作用力F2。重力G的反作用力是電風(fēng)扇對地球的吸引力，拉力F1的反作用力是電風(fēng)扇對懸繩的拉力，F(xiàn)2的反作用力是電風(fēng)扇對空氣向下的力。G與F1和F2的合力是一對平衡力，因G=F，G=F1+F2，故F1<F，即電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)相對于靜止時(shí)，對天花板的拉力變小了。圖4-5-3學(xué)點(diǎn)3物體的受力分析

1.受力分析的一般步驟：（1）明確研究對象，即對誰受力分析。（2）隔離物體，即把受力分析的對象單獨(dú)出來，以免與其他物體的受力混淆。（3）按一定的順序受力分析，一般先重力、彈力、摩擦力、然后電磁力，最后其他力，以免漏掉力。（4）每分析出一個(gè)力，最好找出施力物體，以免添加力。（5）要結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對物體受力分析。說明：（1）不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆。（2）對于分析出的物體受到的每一個(gè)力，都必須明確其來源，即每一個(gè)力都應(yīng)找出其施力物體，不能無中生有。（3）合力和分力不能重復(fù)考慮。（4）研究對象的受力圖，通常只畫出按性質(zhì)命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析進(jìn)去，受力圖完成后再進(jìn)行力的合成或分解。

(2).假設(shè)法在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與否對物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在

2.常用方法（1）整體法與隔離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意問題受力分析時(shí)不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用一般隔離受力較少的物體【例3】如圖4-5-4所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止。物體B的受力個(gè)數(shù)為（）

A.2B.3C.4D.5

C【評析】求解此題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：（1）整體法分析A不受墻壁彈力。（2）隔離A分析A的受力。（3）隔離B分析B的受力。圖4-5-4【解析】以A為研究對象，受力情況如圖4-5-5所示，此時(shí)，墻對物體A沒有支持力（此結(jié)論可利用整體法得出）再以B為研究對象，結(jié)合牛頓第三定律，其受力情況如圖4-5-5所示，即要保持物體B平衡，B應(yīng)受重力、壓力、摩擦力、力F四個(gè)力的作用。圖4-5-5如圖4-5-6所示，用細(xì)繩將條形磁鐵m1豎直吊起，再將磁鐵m1吸引鐵塊m2，靜止后將細(xì)繩燒斷，m1和m2同時(shí)下落，不計(jì)空氣阻力，在下落過程中（

）A.m2的加速度一定為gB.m2只受一個(gè)力的作用C.m2可能只受兩個(gè)力的作用D.m2共受三個(gè)力的作用圖4-5-6AD

1.蛙泳時(shí)，雙腳向后蹬水，水受到向后的作用力，則人體受到向前的反作用力，這就是人體獲得的推進(jìn)力。但是，在自由泳時(shí)下肢是上下打水，為什么也能獲得向前的推進(jìn)力呢？

自由泳時(shí)人的雙腿總是交替上下打水，在此過程中雙腳與水的作用力是傾斜的，如圖所示：某時(shí)刻右腳向下打水，左腳向上打水，則受F1、F2的反作用力，將F1、F2

沿水平方向和豎直方向分解，得Ｆ1′和Ｆ2′，則Ｆ1′+Ｆ2′就是人獲得的向前的推進(jìn)力。

2.請分析總結(jié)牛頓三大定律的區(qū)別和聯(lián)系有哪些？定律比較內(nèi)容牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第三定律區(qū)別內(nèi)容一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上意義明確