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1、5 牛顿第三定律,第四章 牛顿运动定律,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,一、作用力与反作用力 1.力是物体对 的作用，只要谈到力，就一定存在着 物体和_物体. 2.力的作用是相互的，物体间相互作用的这一对力称为 和 . 3.作用力与反作用力总是互相 、同时 的.把它们中的一个力叫做_，另一个力叫做 .,物体,受力,施力,作用力,反作用力,依存,存在,作用力,反作用力,二、实验探究： 如图1所示，把两个弹簧测力计A和B连接在一起，B的一端固定，用手拉A，结果发现两个弹簧测力计的示数是 的.改变拉力，弹簧测力计的示数也随
2、着改变，但两个弹簧测力计的示数总是 ，这说明作用力和反作用力大小 ，方向 .三、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 ，方向 ，作用在_.,图1,相等,相等,相等,相反,相等,相反,同一条直线上,四、平衡力与作用力和反作用力 (1)一对相互平衡的力：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，且作用在 (填“一个”或“两个不同的”)物体上 . (2)作用力和反作用力：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，且作用在 (填“一个”或“两个不同的”)物体上. (3)一对作用力和反作用力 (填“一定”或“不一定”)是同一种类的力，而一对相互平衡的力则 (填“一定”或“不一定”)是同一种类
3、的力.,一个,两个不同的,一定,不一定,判断下列说法的正误. (1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力.( ) (2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力.( ) (3)物体间先有作用力，然后才有反作用力.( ) (4)物体间的摩擦力一定与压力垂直.( ) (5)物体间的作用力可能与反作用力等大、反向，可以抵消.( ) (6)物块静止放在桌面上，物块所受重力和物块对桌面的压力是一对作用力和反作用力.( ),答案,即学即用,重点探究,一、实验：探究作用力与反作用力的关系,1.实验原理及操作 (1)用两只弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系 利用如图2所示的器材探究作用力与反作用力的关系.A，
4、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉弹簧测力计A，可以看到两个弹簧测力计的指针同时移动.,图2,比较A对B拉力与B对A拉力的大小关系； 分析A对B拉力与B对A拉力的方向关系.,(2)用传感器来研究作用力与反作用力的关系 把力传感器连在计算机上，传感器的钩子上挂钩码，钩子受力的大小随时间变化的情况，可以由计算机屏幕显示. 两物体静止 如图3甲所示，实验时把两只力传感器同时连在计算 机上，其中一只固定在墙上，另一只握在手中，用力 拉一只传感器，两个钩子受力的情况可以由计算机屏 幕显示，横坐标是时间t，纵坐标是力F.,图3,可以看到，计算机屏幕显示如图乙所示的图线，图中横坐标轴上下两条曲
5、线分别表示两只传感器受力的大小.可以看出，在一只传感器受力的同时，另一只传感器也受到力的作用，而且在任何时刻两个力的大小都是相等的，方向都是相反的.,运动的物体 把一只力传感器系在一物体上，另一只握在手中，当通过传感器用力拉物体时(如图丙所示)，用传感器显示运动中两物体间的作用力和反作用力，同样可得到如图2所示的图线.尽管物体的运动状态可能变化，力的大小也可能随时间变化，但在任何时刻，作用力和反作用力总保持大小相等、方向相反.,2.实验结论： 两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上. 说明：这种关系不仅适用于静止的物体之间，也适用于运动的物体之间，即这种关系与
6、物体的运动状态无关，也与参考系的选择无关. 特别提醒 (1)使用弹簧测力计或传感器前，应先调节零刻度.(2)弹簧测力计或传感器对拉时作用力要在同一直线上.,例1 在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，某同学用两个力传感器进行实验. (1)将两个传感器按图4甲方式对拉，在计算机屏上显示如图乙所示的图象，横坐标代表的物理量是_，纵坐标代表的物理量是_.,答案,图4,时间(t) 力(F),(2)由图乙可得到的实验结论是_. 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同 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,
7、答案,二、对牛顿第三定律的理解,导学探究 1.在光滑的冰面上，两人相对而立.当一人用力去推另一人时，两人同时向相反方向运动；两个小车上粘有磁铁，让两小车停在水平桌面上距离适当的位置，放手后两小车同时运动(相吸或相斥). (1)物体间的一对作用力与反作用力的产生有先后顺序吗？,答案,答案 作用力与反作用力同时产生，无先后顺序.,(2)上述两个例子中一对作用力和反作用力各是什么性质的力？,答案,答案 前者相互作用力都是弹力，后者相互作用力都是引力或都是斥力.,(3)一对作用力和反作用力作用在几个物体上？,答案 两个.,2.拔河比赛时，甲队胜了乙队，是不是甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力呢？,答案 不是
8、.,答案,知识深化 1.牛顿第三定律表达式：FF，式中的“”号表示作用力与反作用力方向相反. 2.作用力与反作用力的理解 (1)三个性质,(2)四个特征,解析 F1和F2是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反、同时产生、同时消失，D正确.,例2 跳水一直是我国的优势项目，如图5所示，一运动员站在3 m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F2 B.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F1 D.F1和F2大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力,答案,解析,图5,解析 马向前拉车的力和车向后拉
9、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.,例3 如图6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,答案,解析,图6,正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义 “总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力与反作用力的关系都成立.对此，我们可以从以下几个方面理解. (1)不
10、管物体的大小、形状如何，例如，大物体与大物体之间，大物体与小物体之间，任何形状的物体之间，其作用力与反作用力总是大小相等、方向相反的. (2)不管物体的运动状态如何，例如，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力与反作用力总是大小相等、方向相反的. (3)作用力与反作用力的产生和消失总是同时的.两者中若有一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失.,重力和支持力属于一对平衡力 作用在一个物体上 性质不同,三、一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较,导学探究 如图所示，木块静止在水平面上. (1)在图中画出木块受到的重力G和支持力FN的示意图. 重力G和支持力FN属于一对什
11、么力？作用在几个物体上？性质相同吗？,答案 如图所示,答案,(2)在图中，画出水平面对木块的支持力FN和木块对水平面的压力FN. 支持力FN和压力FN属于一对什么力？分别作用在什么物体上？性质相同吗？,答案 如图所示 支持力FN和压力FN属于一对作用力和反作用力 支持力FN作用在木块上，压力FN作用在水平面上 性质总是相同的,答案,知识深化 一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较,解析 灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力，选项A、B错误； 灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力，绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力和反作用力，选项C正确，选项D错误.,例4 如图7
12、所示，一根轻绳的上端悬挂在天花板上，下端挂一灯泡，则 A.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力 B.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力 C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力 D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力,答案,解析,图7,1.作用力与反作用力和一对平衡力的共同点是等大、反向、共线. 2.区分作用力与反作用力和一对平衡力的要点 (1)看研究对象：作用力与反作用力作用在不同物体上，而一对平衡力作用在同一物体上. (2)看依存关系：作用力与反作用力同生同灭，相互依存，而一对平衡力则彼此没有依存关系.,四、牛顿第三定律的综合应用,求解某个力
13、的大小和方向，一般情况下选取该力的受力物体进行分析，但有些情况不便于直接求解该力时，可先通过转换研究对象，求解其反作用力的大小和方向，进而应用牛顿第三定律求得该力的大小和方向.,例5 质量为M的人站在地面上，用绳通过光滑定滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图8所示，若重物以加速度a下降(ag)，则人对地面的压力大小为 A.(Mm)gma B.M(ga)ma C.(Mm)gma D.Mgma,答案,解析,图8,解析 对重物，设绳的拉力为FT，由牛顿第二定律知：mgFTma，所以，绳的拉力为FTmgma.对人受力分析，受重力、绳的拉力及地面的支持力而平衡，则MgFNFT，所以FNMgFT(Mm)g
14、ma.人对地面的压力与地面对人的支持力为一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律知，人对地面的压力大小也为(Mm)gma，故选C.,人对地面的压力和地面对人的支持力是作用力与反作用力.因此可先求地面对人的支持力，由牛顿第三定律就可知人对地面的压力大小.,达标检测,1,2,3,4,等于,1.(实验原理)(2018温州市高一上学期期末)如图9，是利用力传感器在做“探究作用力与反作用力的关系”实验的情景.图中A是握在手中的力传感器、B是固定在木块上的力传感器，木块加速运动时，A传感器的示数_(填“大于”“小于”或“等于”)B的示数.,答案,图9,1,2,3,4,解析 甲、乙之间的相互作用力总是大小相等
15、、方向相反、作用在一条直线上，故D正确.,A.甲掰赢了乙，是因为甲手对乙手的作用力大于乙手对甲手的作用力 B.只有当甲、乙僵持不分胜负时，甲手对乙手的作用力才等于乙手对甲手的作用力 C.甲、乙比赛对抗时，无法比较甲手对乙手的作用力和乙手对甲手的作用力的大小关系 D.无论谁胜谁负，甲手对乙手的作用力大小总是等于乙手对甲手的作用力大小,2.(牛顿第三定律)“掰手腕”是中学生课余非常喜爱的一项游戏.如图10所示，甲、乙两同学正在进行“掰手腕”游戏，关于他们的手之间的力，下列说法正确的是,答案,解析,图10,1,2,3,4,解析 绳拉牛的力和牛拉绳的力是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故A、B、D错误； 由于没有拉动牛，可知绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力，故C正确.,3.(一对平衡力与作用力和反作用力)如图11所示，人沿水平方向拉牛(可视为质点)，但没有拉动.其中说法正确的是 A.绳拉牛的力小于牛拉绳的力 B.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力 C.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力 D.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是作用力与反作用力,
