物理：4.5《牛顿第三定律》(新人教必修一).docVIP

4.5 牛顿第三定律学习目标1知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。2理解牛顿第三定律，并能应用它解释生活中的问题。3能区别平衡力和作用力、反作用力。4能正确分析物体的受力情况，并画出物体受力示意图。要点导学知识点1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_。如汽车的发动机驱动车轮转动，由于轮胎和地面间的摩擦。车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的_，使汽车前进。汽车受到的牵引力就是这样产生的。2.表达式：(作用力)F=- F(反作用力)，式中的“-”号表示 。3.重要意义：牛顿第三定律独立地反映了力学规律的一个重要侧面，是牛顿第一、第二定律的重要补充，定量地反映出物体间相互作用时彼此施力所遵循的规律。 全面揭示了作用力和反作用力的关系，可归纳为三个性质和四个特征。三个性质是：A异体性：作用在彼此相互作用的两个不同的物体上，各自产生作用效果，效果不能抵消；B同时性：总是同时产生、同时变化、同时消失，不分先后； C相互性：总是相互的，成对出现的。 四个特征是： A等值：大小总是相等的； B反向：方向总是相反的； C共线：总是在同一直线上； D同性：力的性质总是相同的。牛顿第三定律揭示了力作用的相互性，兼顾施力、受力两个方面，是正确分析物体受力的基础定律说明物体间力的作用是相互的，因而物体运动状态的改变也必然相互关联，借助定律可以从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析。 牛顿第三定律所阐明的作用力与反作用力的关系，不仅适用于静止的物体之间，也适用于相对运动的物体之间，这种关系与物体质量大小、作用方式(接触还是不接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关知识点2.平衡力与作用力和反作用力的关系一对平衡力一对作用力与反作用力不同之点作用在同一个物体上分别作用在两个相互作用的物体上力的性质不一定相同两个力的性质一定相同不一定同时产生，同时消失一定同时产生，同时消失两个力的作用效果相互抵消各有各的作用效果，不能相互抵消相同点大小相等，方向相反，作用在同一条直线上特别提醒：1.作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同性同存”，而平衡力是“同体、共线、反向、等大”2.一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区别是：看作用点，一对平衡力的作用点一定在同一个物体上，作用力和反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上，还可以看它们是不是相互作用产生的知识点3.受力分析1。明确研究对象，并把它从周围物体中隔离出来。在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体.2.一般情况下先画重力，后弹力，再摩擦力。依次对每个接触面和连接点进行分析，在没有学到电和磁时只要画出这三种力。3.检查:A是否多力或少力，每个力都有施力物体，每个力都有相互作用力，只画研究对象受到的力。B力的方向是否正确，重力的方向竖直向下；支持力和压力的方向垂直于接触面；静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反；滑动摩擦力与相对运动方向相反。4.受力分析方法（1）隔离法：将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体受到的各个力，称为隔离法.隔离法的原则：可以把相连接的各物体看作一个整体.如果要分析的是整体内物体间的相互作用力（即内力）,就要把跟该力有关的某物体隔离出来，当然对隔离出来的物体而言，它受到的各个力就应看作外力了.（2）整体法：把相连接的各物体看作一个整体（系统），分析整体外的物体对整体内的各个物体的作用力（外力），称为整体法.整体法的基本原则：整体中各物体具有相同的加速度或都处于平衡状态（即a=0），题目要分析的是整体受的外力，而不是要分析整体内部物体之间的相互作用力（内力）.（3）对于连接体问题，多数情况既要分析外力，又要分析内力，这时我们可以采取先整体（解决外力）后隔离（解决内力）的方法，当然也可以采用先隔离后整体的方法，还可以整体法、隔离法交叉运用.典型例题例1.跳高运动员从地面跳起,这是由于（ ）A.运动员给地面的压力等于运动员受的重力B.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力C.地面给运动员的支持力大于运动员受的重力D.地面给运动员的支持力等于运动员给地面的压力解析 跳高运动员要从地面跳起，必须具有竖直向上的加速度，所以地面给运动员的支持力必须大于运动员的重力。而地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力是一对作用力与反作用力，必定大小相等、方向相反。所以本题正确的选项是CD。例3 置于水平面上的小车，有一弯折的细杆，弯折成角度，如图4-5-2所示，其另一端固定了一个质量为m的小球问：（1）小车静止时小球对杆的作用力；（2）当车子以加速度a向左加速前进时，再求小球对细杆的作用力。解析 小球对细杆的作用力很难直接求出，依据牛顿第三定律转移研究对象，只要能求出细杆对小球的作用力，其反作用力就可求出。（1）以小球为研究对象，小球受两个力的作用：重力G和杆对它的作用力F，这两个力是一对平衡力，所以此时杆对小球的作用力F方向沿竖直向上，大小等于小球的重力mg。小球对杆的作用力方向竖直向下，大小等于mg。（2）当车子以加速度a向左加速前进时，把杆对小球的作用力F沿水平和竖直方向分解，水平分力为F1，竖直分力为F2，如图4-5-3所示，由牛顿第二定律可知：F2-mg=0 F1=ma 杆对小球的作用力F=。故球对细杆作用力，F=F=，方向如图4-5-3，tan=a/g。随堂练习1、一小球用一细绳悬挂于天花板上，以下几种说法中正确的是（）A小球所受的重力和细绳对它的拉力是一对作用力和反作用力B小球对细绳的拉力就是小球所受的重力C小球所受重力的反作用力作用在地球上D小球所受重力的反作用力作用在细绳上2、在公路上发生了一起交通事故，一辆汽车与行人相撞，结果行人受重伤，而汽车几乎没有任何损伤，对此现象以下解释正确的是A由于汽车的质量比行人的质量大，所以汽车对行人的作用力大于行人对汽车的作用力B由于汽车的速度比行人的速度大，所以汽车对行人的作用力大于行人对汽车的作用力C汽车的表面坚硬，所以汽车对行人的作用力大于行人对汽车的作用力D汽车对行人的作用力与行人对汽车的作用力大小是相等的，此作用力足以使行人受伤3、关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识，正确的是（）A一对平衡力的合力为零，作用效果相互抵消，一对作用力与反作用力的合力也为零，作用效果也相互抵消B作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且性质相同，平衡力的性质却不一定相同C作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且一对平衡力也是如此D先有作用力，接着才有反作用力，一对平衡力却是同时作用在同一个物体上4、做验证牛顿第三定律的实验，如上图所示，把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如下图观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论()A作用力与反作用力大小相等B作用力与反作用力方向相反C作用力与反作用力有时相等有时不等D作用力与反作用力作用在同一物体上5、物体静止在水平桌面上，下列说法正确的是（ ） A物体受到桌面的支持力等于物体的重力，但它们不是一对平衡力 B物体对桌面的压力就是物体的重力，它们是一对作用力与反作用力 C物体对桌面的压力大小等于桌面对物体的支持力大小，它们是一对作用力与反作用力D物体对桌面的压力的大小等于桌面对物体的支持力，它们是一对平衡力6、如图所示，在地面上固定一根质量为M的竖直木杆，一个质量为m的人以加速度a沿杆匀加速向上爬，在上述过程中，地面对木杆的支持力大小为（ ）AMgmgma B(mM)g CMgmgma DMg7.如图所示，水平力F把一个物体紧压在墙上静止不动，以下说法中正确的是（ ）A、作用力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力B、作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力C、物体的重力与墙壁对物体的静摩檫力是一对平衡力D、物体的重力与墙壁对物体的静摩檫力是一对作用力和反作用力8、手托着一木块，由静止开始向下加速运动，手对木块的支持力应该（ ）A.小于木块对手的压力 B.等于木块对手的压力C.大于木块对手的压力 D.小于木块所受的重力9浮在水面上的木块所受重力的反作用力为_ ，方向_ ，木块所受浮力的反作用力为_ ，方向_。10作用力和反作用力大小相等，不仅发生在相互接触的物体间，不接触的物体间的作用力和反作用力大小也相等取两辆小车，两只弹簧秤，一块电磁铁，一个软铁棒，就可验证上述关系，将上述器材放在光滑的水平面上，组装如右图所示：电磁铁不接通电源时，两弹簧秤的读数为_，当电磁铁接通电源后， 两弹簧秤读数的大小_，当电磁铁中的电流逐渐增大时，两弹簧秤的读数同时_(填增大、减小)，且总_BA11如图所示，底座A上装有长0.5m的直立杆，总质量为0.2kg，杆上套有0.05kg的小环B，它与