2024-2025學(xué)年高中物理第四章牛頓運動定律5牛頓第三定律學(xué)案新人教版必修11

PAGE6-5牛頓第三定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.[物理觀念]知道力的作用是相互的，并了解作用力、反作用力的概念．2.[物理觀念]理解牛頓第三定律的含義．(重點)3.[科學(xué)思維與科學(xué)方法]會用牛頓第三定律解決簡潔問題．(難點)4.[科學(xué)思維與科學(xué)方法]會區(qū)分平衡力和作用力與反作用力．一、牛頓第三定律1．力是物體對物體的作用，一個力肯定存在著受力物體和施力物體．2．力的作用總是相互的，物體間相互作用的這一對力互稱作用力和反作用力．3．試驗探究如圖所示，把兩個彈簧測力計A和B連接在一起，用手拉A.結(jié)果發(fā)覺兩個彈簧測力計的示數(shù)是相等的．變更拉力，彈簧測力計的示數(shù)也都隨之變更，但兩個示數(shù)總相等，這說明作用力和反作用力大小相等，方向相反．4．牛頓第三定律(1)內(nèi)容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上．(2)表達式：F＝－F′.(負號表示方向相反)二、物體的受力分析1．受力分析的物理意義：一個物體如何運動，它的加速度的大小是由物體所受各個力的合力確定的．因此，要了解物體的運動，就必需對它的受力狀況進行分析．2．力學(xué)中三種常見作用力(1)重力：任何物體都受重力，方向豎直向下．(2)彈力：兩個相互接觸的物體相互擠壓，就會產(chǎn)生彈力，其方向與接觸面垂直．(3)摩擦力：當(dāng)接觸面粗糙且發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時，接觸面處就會產(chǎn)生滑動摩擦力或靜摩擦力，其方向與接觸面相切．1．思索推斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)物體間可能只有作用力，而沒有反作用力． (×)(2)物體間先有作用力，然后才有反作用力． (×)(3)物體間的作用力可能與反作用力垂直． (×)(4)作用力與反作用力的合力為零． (×)(5)受力分析時，只分析物體受到的力． (√)2．關(guān)于作用力與反作用力的說法中，正確的是()A．作用力與反作用力的性質(zhì)不肯定相同B．作用力與反作用力的大小相等、方向相反，它們的作用效果可以抵消C．書靜止在水平桌面上，書受到的重力和桌面對書的支持力是一對作用力與反作用力D．大人和小孩掰手腕，雖然小孩輸了，但是小孩給大人的力等于大人給小孩的力D[作用力和反作用力同性質(zhì)，同大小，作用在不同物體上，因此效果不能抵消．故A、B、C錯，D對．]3．下列說法正確的是()A．起重機用鋼索加速吊起貨物時，鋼索對貨物的力大于貨物對鋼索的力B．子彈能射入木塊是因為子彈對木塊的力大于木塊對子彈的阻力C．大人與小孩相撞時，大人對小孩的撞擊力大于小孩對大人的撞擊力D．將圖釘按入木板，圖釘對木板的力和木板對圖釘?shù)牧Υ笮∈窍嗟鹊腄[鋼索對貨物的力與貨物對鋼索的力是一對作用力與反作用力，總是大小相等，選項A錯誤；子彈對木塊的力與木塊對子彈的力是一對作用力與反作用力，選項B錯誤；大人對小孩的撞擊力與小孩對大人的撞擊力是一對作用力與反作用力，總是大小相等，選項C錯誤；圖釘對木板的力和木板對圖釘?shù)牧κ且粚ψ饔昧εc反作用力，大小相等，選項D正確．]對牛頓第三定律的理解1．牛頓第三定律表達式：F＝－F′，式中的“－”號表示作用力與反作用力方向相反．2．作用力與反作用力的“四同”“三異”作用力與反作用力關(guān)系四同等大大小總是相等共線作用在一條直線上同時同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝同性質(zhì)同一性質(zhì)的力三異異向方向相反異體作用在不同的物體上異效效果不能相互抵消，不能認為合力為零3．作用力、反作用力與平衡力的比較內(nèi)容作用力和反作用力平衡力不同點作用對象作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依靠關(guān)系相互依存，不行單獨存在，同時產(chǎn)生，同時變更，同時消逝無依靠關(guān)系，撤除一個，另一個依舊可存在疊加性兩力作用效果不行疊加，不行求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，且合力為零力的性質(zhì)肯定是同種性質(zhì)的力可以是同種性質(zhì)的力，也可以是不同種性質(zhì)的力相同點大小相等、方向相反、作用在一條直線上【例1】(多選)將一木箱置于粗糙的水平地面上，現(xiàn)用一水平繩拉著木箱勻速前進，則()A．木箱所受到的拉力和水平地面對木箱的摩擦力是一對作用力與反作用力B．木箱對水平地面的壓力和水平地面對木箱的支持力是一對作用力與反作用力C．木箱所受的重力和水平地面對木箱的支持力是一對平衡力D．木箱對水平地面的壓力和水平地面對木箱的支持力是一對平衡力BC[木箱勻速前進，木箱所受到的拉力和水平地面對木箱的摩擦力是一對平衡力；木箱所受的重力和水平地面對木箱的支持力是一對平衡力．木箱對水平地面的壓力和水平地面對木箱的支持力是一對作用力與反作用力．所以選項B、C正確，A、D錯誤．]區(qū)分作用力、反作用力和平衡力的方法區(qū)分作用力、反作用力和平衡力，最簡潔的方法是看涉及的物體的個數(shù)．(1)作用力與反作用力只涉及兩個相互作用的物體，是甲物體對乙物體，乙物體對甲物體的關(guān)系．(2)平衡的一對力涉及三個物體，即兩個施力物體同時作用在一個受力物體上．[跟進訓(xùn)練]1．如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，為了說明它對斜面的摩擦力大小等于mgsinθ，應(yīng)涉及下列哪些學(xué)問()①力的合成與分解；②物體的平衡條件；③牛頓第三定律；④牛頓第肯定律．A．①②B．①③C．②③④D．①②③D[物體受豎直向下的重力mg，平行于斜面對上的摩擦力Ff和垂直于斜面對上的支持力FN，將重力沿斜面和垂直斜面正交分解，則在沿斜面方向和垂直于斜面方向上分別滿意二力平衡，則Ff＝mgsinθ，依據(jù)牛頓第三定律可知，它對斜面的摩擦力大小等于mgsinθ，選項D正確．]物體的受力分析1．受力分析的一般依次一般先分析重力；再分析彈力，環(huán)繞物體一周，找出跟探討對象接觸的物體，并逐個分析這些物體對探討對象是否有彈力作用；然后分析摩擦力，對凡有彈力作用處逐一進行分析；最終是其他力．2．受力分析常用的方法(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物體作為一個整體來分析的方法將探討對象與四周物體分隔開分析的方法選用原則探討系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度探討系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力留意問題受力分析時不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力一般隔離受力較少的物體(2)假設(shè)法：在受力分析時，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在或不存在的狀況假設(shè)，然后再就該力存在與否對物體運動狀態(tài)影響的不同來推斷該力是否存在．3．受力分析的步驟【例2】(多選)如圖所示，放在水平地面上的物體M上疊放著物體m，m與M之間有一處于壓縮狀態(tài)的彈簧，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列關(guān)于m和M的受力狀況分析正確的是()A．m給M向左的摩擦力B．M給m向左的摩擦力C．地面對M的摩擦力向右D．地面對M無摩擦力作用思路點撥：①整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明m和M所受的合力均為零．②處于壓縮狀態(tài)的彈簧對m有向左的彈力．AD[對m受力分析，m受到重力、支持力、水平向左的彈力和M對m向右的摩擦力，依據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系，則m對M的摩擦力向左，A正確，B錯誤；對整體受力分析，在豎直方向上受到重力和支持力平衡，若地面對M有摩擦力，則整體不能平衡，故地面對M無摩擦力作用，C錯誤，D正確．故選A、D.]上例中，若將壓縮狀態(tài)的彈簧改為伸長狀態(tài)的彈簧，則m和M的受摩擦力狀況如何？提示：m給M向右的摩擦力，M給m向左的摩擦力，地面對M無摩擦力作用．推斷力是否存在的三種方法(1)依據(jù)各種性質(zhì)的力產(chǎn)生的條件進行推斷．(2)依據(jù)作用力和反作用力的關(guān)系：因為探討對象所受的每個力都有施力物體或反作用力，找不到施力物體或沒有反作用力的力是不存在的．(3)依據(jù)物體所處的運動狀態(tài)：對有些力是否存在，或力的方向難以確定時，可依據(jù)物體所處的運動狀態(tài)，運用物體的平衡條件或牛頓運動定律來推斷．[跟進訓(xùn)練]2．下列“畫陰影”的物體受力分析正確的是()B[圖A中球靜止在光滑平面上，合力為零，球不受斜向右上方的支持力，A錯誤；圖B中小球靜止在斜面上，要使其合力為零，球只受重力和繩的拉力，B正確；圖C中物體沿粗糙斜面對上沖，摩擦力的方向沿斜面對下，C錯誤；圖D中兩物體一起勻速向右，所受合外力為零，上面的物體，不受水平摩擦力作用，D錯誤．]1．[物理觀念]作用力反作用力、牛頓第三定律．2．[科學(xué)思維]區(qū)分相互作用力和平衡力．3．[科學(xué)方法]“轉(zhuǎn)換探討對象”法進行受力分析．1．紅軍在長征時，遇到的環(huán)境非常惡劣．在過草地時，有的地方看上去是草，而下面可能就是淤泥，人一不當(dāng)心就會陷入淤泥中，這是因為()A．人給地面的壓力大于地面給人的支持力B．地面給人的支持力大于人給地面的壓力C．地面給人的支持力小于人受的重力D．地面給人的支持力等于人受的重力C[人對地面的壓力與地面對人的支持力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，選項A、B錯誤．人陷入淤泥中，是因為人受重力和支持力，重力大于支持力，產(chǎn)生向下的加速度，選項C正確，D錯誤．]2．如圖所示是利用計算機記錄的衛(wèi)星放射時火箭和衛(wèi)星之間的作用力和反作用力的變更圖線，依據(jù)圖線可以得出的結(jié)論是()A．作用力大時，反作用力小B．作用力和反作用力的方向總是相反的C．作用力和反作用力是作用在同一個物體上的D．牛頓第三定律在物體處于非平衡狀態(tài)時不再適用B[圖象中的兩條圖線對應(yīng)的縱坐標(biāo)大小相等、符號相反，故A錯誤，B正確；作用力與反作用力作用在兩個相互作用的物體上，C錯誤；在任何狀況下，兩物體之間的作用力和反作用力都遵守牛頓第三定律，D錯誤．]3．如圖所示，小車在水平地面上做勻速運動．以下幾對力中屬于相互作用力的是()A．小車的重力和水平面的支持力B．推力F和小車受到的摩擦力