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1、第3节 牛顿第三定律,一、作用力与反作用力 1.定义：物体间的一对相互作用力，叫作_ 和_。可以把其中的任意一个力叫作作用 力，则另一个力就叫作_。 2.特点：力的作用总是_。相互的作用力和 反作用力既可以存在于相互_的物体之间，也 可以存在于_的物体之间。,作用力,反作用力,反作用力,相互的,接触,不接触,【判一判】 (1)只有物体相互接触时，物体间才存在作用力和反作用力。 ( ) (2)两个物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力。 ( ) (3)凡是大小相等，方向相反，作用在一条直线上的两个力必定是一对作用力和反作用力。 ( ),提示：(1)。不接触的物体间也存在作用力和反作用力，比如磁
2、铁和铁钉之间的作用力。 (2)。两个物体间的作用力和反作用力产生的机理是相同的，是弹力都是弹力，是摩擦力都是摩擦力，因此，作用力和反作用力的性质一定相同。 (3)。大小相等，方向相反，作用在一条直线上的两个力也可能是一对平衡力。,二、牛顿第三定律 1.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_，方向 _，作用在一条直线上。 2.表达式：_，其中F、F分别表示作用力和反作用力，负 号表示两个力的方向相反。,相等,相反,F=-F,【想一想】甲、乙两人拔河，相持阶段甲对乙的拉力与乙对甲的拉力大小相等，甲把乙拉过来时甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力吗? 提示：无论是相持阶段，还是甲把乙拉过来时，甲对乙
3、的拉力和乙对甲的拉力始终大小相等。甲能把乙拉过来是因为甲对乙的拉力大于乙受到地面的摩擦力。,一、作用力与反作用力 思考探究： 如图所示，在鼓掌时，右手用力拍打左手。 (1)两只手有什么感觉?说明什么?不接触的物体是否有力的作用? (2)两只手之间的作用力与反作用力是什么性质的力?,提示：(1)两只手同时感觉到力的作用，说明力的作用是相互的。不接触的物体也能有力的作用，例如两个磁铁之间不接触也有力的作用。 (2)都属于弹力。说明作用力和反作用力是同一性质的力。,【归纳总结】 1.作用力与反作用力的三个性质： (1)异体性：作用在相互作用的两个不同的物体上。 (2)同时性：同时产生、变化、消失，不
4、分先后。 (3)相互性：相互成对出现。,2.作用力与反作用力的四个特征： (1)等值：大小总是相等。 (2)反向：方向总是相反。 (3)共线：同一直线上。 (4)同性：力的性质总是相同。 3.作用力与反作用力的普遍性：作用力与反作用力普遍存在于两个相互作用的物体之间。,【典例示范】某同学用传感器探究作用力与反作用力的关系，实验时他把两只力传感器同时连接在计算机上。如图是他记录的两个物体间作用力和反作用力的变化图线。根据图线可以得出的结论是 ( ),A.作用力大时反作用力小 B.作用力和反作用力的方向总是相反的 C.作用力变化在先，反作用力变化在后 D.两个物体一定都处于平衡状态,【解题探究】
5、(1)图中变化图线所在的坐标系中的横坐标和纵坐标各代表什么物理量? 提示：横坐标表示时间的变化，纵坐标表示力的大小和方向。 (2)代表作用力与反作用力的两条变化图线有怎样的关系规律? 提示：关于时间轴对称，即在任意时刻作用力与反作用力都等大反向。,【正确解答】选B。从与传感器连接在一起的计算机所描绘出的作用力与反作用力随时间的变化规律图线不难看出：在任意时刻，作用力都与反作用力大小相等、方向相反。二者的大小变化规律完全相同，只是方向相反。因此，选项A错误，选项B正确。图线显示作用力与反作用力的变化具有同时性，不分先后，选项C错误。图线只反映了相互作用的两个物体之间的作用力等大、反向关系，并不能
6、反映每个物体受到的合外力情况，选项D错误。,【规律方法】判断作用力和反作用力的方法 (1)看作用点：作用力和反作用力应作用在两个物体上。 (2)看产生的原因：作用力和反作用力是由于相互作用而产生的。 (3)看力的性质：作用力与反作用力一定是同一性质的力。,【过关训练】 1.(2015汕头高一检测)人走路时，人和地球间的作用力和反作用力的对数有 ( ) A.1对 B.2对 C.3对 D.4对,【解析】选C。人走路时，受到重力、摩擦力和支持力。人对地球的万有引力和地球对人的万有引力是一对作用力和反作用力；人对地面的摩擦力和地面对人的摩擦力是一对作用力和反作用力；人对地面的压力和地面对人的支持力是一
7、对作用力和反作用力，共有3对力，故C正确。,2.春天，河边上的湿地很松软，人在湿地上行走时容易下陷，在人下陷时 ( ) A.人对湿地地面的压力就是他受的重力 B.人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力 C.人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力 D.人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力,【解析】选C。人对湿地地面的压力，是弹力且受力物体是地面，人受到的重力与弹力性质不同，且受力物体是人，所以不能说人对湿地地面的压力就是他受的重力，A错；人对湿地地面的压力和湿地地面对他的支持力是一对作用力和反作用力，故大小相等，B、D错，C对。,【补偿训练】1.如图是火箭带卫星升空的过程，下列 关
8、于卫星和火箭上天的情况叙述正确的是 ( ) A.火箭尾部向下喷气，喷出的气体反过来对火箭产生 一个作用力，从而使火箭获得向上的推力 B.火箭的推力是由于喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力作用于火箭而产生的 C.火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽向下喷气也不会产生推力 D.卫星进入轨道后和地球间不存在作用力和反作用力,【解析】选A。火箭受到的推力不是空气的反作用力，而是喷出气体的反作用力，则A对，B、C错误；卫星进入轨道后仍受到地球的引力，和地球间存在作用力和反作用力，故D错误。,2.如图所示，P和Q叠放在一起，静止在水平桌面上，在以下各对力中属于作用力和反作用力的是 ( )
9、A.P所受重力和Q对P的支持力 B.P对Q的压力和Q对P的支持力 C.P所受重力和P对Q的压力 D.Q所受重力和桌面对Q的支持力,【解析】选B。P所受重力和Q对P的支持力是一对平衡力；P对Q的压力和Q对P的支持力是一对作用力和反作用力；P所受重力和P对Q的压力两力等大同向，性质、作用物体等均不相同；Q所受重力和桌面对Q的支持力大小不相等，则B正确，A、C、D错误。,二、对牛顿第三定律的理解 思考探究： 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。用手拉弹簧测力计A，注意使两弹簧测力计水平。,(1)用力拉弹簧测力计A，弹簧测力计A的示数增大了，弹簧测力计B的示数如何变化?两弹簧测力
10、计的弹力大小有什么关系? (2)两弹簧测力计的弹力方向有什么关系? 提示：(1)弹簧测力计B的示数增大，两弹簧测力计的弹力大小相等。 (2)方向相反，在同一条直线上。,【归纳总结】 1.牛顿第三定律的公式表达：F=-F。负号表示两者方向相反，等号表示两者大小相等。 2.牛顿第三定律的物理意义：揭示了物体之间相互作用的规律。反映了作用力和反作用力的大小、方向特点，揭示了相互作用的物体间的联系。,3.应用牛顿第三定律应注意的问题： (1)定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。 (2)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失，
11、否则就违背了“相互关系”。,【典例示范】(2015扬州高一检测)如图所示，滑杆和底座静止在水平地面上，质量为M。一质量为m的猴子沿杆以0.4g的加速度加速下滑，则底座对地面的压力为多少?,【解题探究】 (1)底座对地面的压力的反作用力是什么?这两个力在大小上有什么关系? 提示：底座对地面的压力的反作用力是地面对底座的支持力，这两个力大小相等。 (2)对滑杆和底座整体分析，受到几个力的作用?分别是什么? 提示：整体受重力、地面对它向上的支持力和猴子对杆的向下的摩擦力，三个力的作用。,(3)猴子向下运动时，受到几个力的作用?分别是什么? 提示：受到两个力的作用，受重力、摩擦力的作用。,【正确解答】
12、设猴子受到杆的摩擦力为f， 则有mg-f=ma 对滑杆和底座受力分析，受重力Mg、支持力N、 猴子对杆的摩擦力f，受力分析如图。 三力平衡： N=Mg+f， 由牛顿第三定律得：f=f，,解得N=Mg+0.6mg 由牛顿第三定律得底座对地面的压力为 N=N=Mg+0.6mg。 答案：Mg+0.6mg,【规律方法】牛顿第三定律的应用思路 (1)要正确认识物体间的相互作用。 (2)选取合适的研究对象。 (3)明确作用力和反作用力的方向。 (4)作规范的受力分析图。,【过关训练】 1.一物体受绳拉力的作用，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，下列说法正确的是 ( ) A.加
13、速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力 B.减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力 C.只有匀速前进时，绳拉物体的力才与物体拉绳的力大小相等 D.不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等,【解析】选D。绳拉物体的力与物体拉绳的力是一对作用力和反作用力，由牛顿第三定律可知作用力、反作用力总是大小相等，与相互作用的物体所处的运动状态没有关系，故选D。,2.质量为M的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图所示，若重物以加速度a下降(ag)，则人对地面的压力为 ( ) A.(M+m)g-ma B.M(g-a)-ma C.(M-m)g+ma D.Mg-ma,【解析】
14、选C。 以m为研究对象，受力分析如图所示。 由牛顿第二定律得 mg-F=ma 所以绳子上的拉力 F=mg-ma,以人为研究对象，受力分析如图所示： 由平衡条件得 F+N=Mg 所以N=Mg-F=Mg+ma-mg 由牛顿第三定律知，人对地面的压力等于地面对人的支持力。 所以N=N=(M-m)g+ma 则C正确，A、B、D错误。,【补偿训练】以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨”，而石头“安然无恙”。对于这一过程的描述，下列说法正确的是 ( ) A.在以卵击石的过程中，鸡蛋“粉身碎骨”说明石头对鸡蛋的作用力大，所以鸡蛋碎了 B.在以卵击石的过程中，石头“安然无恙”说明鸡蛋对石头的作用力小，所以石头“安然无恙”
15、,C.在以卵击石的过程中，石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力，是一对平衡力 D.在以卵击石的过程中，石头“安然无恙”而鸡蛋“粉身碎骨”是因为蛋壳能承受的力远小于石头所能承受的力,【解析】选D。在以卵击石的过程中，鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是作用力和反作用力。由牛顿第三定律知，这两个力总是大小相等，A、B、C错。鸡蛋之所以“粉身碎骨”是因为蛋壳能承受的力远小于石头所能承受的力，D对。,三、平衡力与作用力、反作用力的比较 思考探究： 一物体放于地面上静止不动。 (1)试找出一对平衡力和一对作用力和反作用力。 (2)试根据(1)问分析，一对平衡力作用在几个物体上?一对作用力和反作用力作用在几
16、个物体上?,提示：(1)物体所受重力和地面对物体的支持力是一对平衡力，物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力。 (2)一对平衡力作用在一个物体上，一对作用力和反作用力作用在两个物体上。,【归纳总结】 作用力、反作用力与一对平衡力的区别与联系,【典例示范】如图所示，物体A放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止状态，则 ( ) A.绳子对A的拉力小于A受的静摩擦力 B.A受的重力和桌面对A的支持力是一对作用力 和反作用力 C.A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的 D.A对桌面的摩擦力的方向是水平向右的,【解题探究】 (1)物体A水平方向受到的摩擦力方向如何?与水平拉力的大小有什么关系? 提示：物体A处于静止状态，A水平方向受到向左的摩擦力，大小等于水平向右的拉力。 (2)作用力、反作用力与平衡力的主要区别是什么? 提示：作用力、反作用力作用在不同的物体上，平衡力作用在同一物体上。,【正确解答】选D。物体A处于平衡状态，故物体A
