2020版新教材高中物理第5章第4节牛顿第三运动定律教案鲁科版.docx

第4节牛顿第三运动定律学习目标核心素养形成脉络1.知道力的作用是相互的，并了解作用力、反作用力的概念2理解牛顿第三运动定律的含义3会用牛顿第三运动定律解决简单问题4会区分平衡力和作用力与反作用力 学生用书P99一、作用力与反作用力物体间的一对相互作用力，叫做作用力和反作用力可以把其中的任意一个力称为作用力，则另一个力就称为反作用力二、牛顿第三运动定律1内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上2表达式：FF，其中F、F分别表示作用力和反作用力，负号表示两个力方向相反 思维辨析(1)作用力与反作用力可以作用在同一物体上()(2)作用力与反作用力的作用效果不能抵消()(3)作用力和反作用力总是大小相等，方向相反()(4)人走在松软的土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力()(5)作用力和反作用力同时产生、变化、消失，不分先后()提示：(1)(2)(3)(4)(5) 基础理解拔河比赛时，甲队胜了乙队，是不是甲对绳的拉力大于乙对绳的拉力呢？甲队胜利的原因是什么？提示：不是无论哪队胜，甲对绳的拉力大小都等于乙对绳的拉力大小甲队胜是因为地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力对牛顿第三运动定律的理解学生用书P100 问题导引1如图所示，两个弹簧测力计对拉，它们的读数相等吗？彼此间的拉力方向有什么关系？2马拉车前进，此时马拉车的力是否大于车拉马的力？二者的方向有什么关系？要点提示1.大小相等，方向相反且在同一条直线上2否马拉车的力等于车拉马的力方向相反且在同一条直线上【核心深化】1表达式：FF，负号表示作用力F与反作用力F的方向相反2作用力与反作用力的“四同”“三异”作用力与反作用力关系四同等大大小总是相等共线作用在一条直线上同时同时产生、同时变化、同时消失同性质同一性质的力三异异向方向相反异体作用在不同的物体上异效效果不能相互抵消，不能认为合力为零 关键能力1对作用力与反作用力的理解关于物体间的作用力和反作用力，下列说法正确的是()A只有两物体质量相等时它们间的作用力和反作用力大小才相等B作用力和反作用力的作用效果可相互抵消C作用力和反作用力可以不同时产生D作用力和反作用力的方向一定相反解析作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在两个物体上、同时产生、同时消失由上述描述知D对答案D 关键能力2对牛顿第三运动定律的理解如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法中正确的是()A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利思路点拨 该拔河比赛中取胜的关键是看谁的加速度小，加速度小者在相同时间内通过的位移小解析甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，故选项A错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B错误；设绳子的张力为F，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F，若m甲m乙，则由a得，a甲a乙，由sat2得在相等时间内甲的位移小，因开始时甲、乙距分界线的距离相等，则乙会先过分界线，所以甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故选项C正确；收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项D错误答案C正确理解牛顿第三运动定律中“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，其相互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，其相互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 关键能力3牛顿第三运动定律的应用建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料，质量为70 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()A510 N B490 NC890 N D910 N思路点拨 解此题可按以下思路：(1)对建筑材料受力分析，应用牛顿第二定律列方程求绳子拉力(2)对工人受力分析，由平衡条件列方程，并结合牛顿第三定律求人对地面的压力解析对工人和建筑材料分别受力分析如图所示，F1为绳拉建筑材料的力，F2为地面对工人的支持力，F1为绳对工人的拉力，mg、Mg分别为建筑材料和工人的重力由牛顿第二定律得F1mgma，由平衡条件得F2F1Mg，结合牛顿第三定律得F1F1，联立式并代入数据解得F2490 N.由牛顿第三定律得，工人对地面的压力大小为490 N，故选B.答案B【达标练习】1关于马拉车的下列说法正确的是()A马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力B马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力C不论车如何运动，马拉车的力大小总等于车拉马的力D只有当马拉车不动或马拉车匀速前进时，马拉车的力大小才等于车拉马的力解析：选C.马拉车时，不论车如何运动，马拉车的力与车拉马的力都是一对相互作用力，二者总是大小相等的，故选项C正确，A、B、D错误2.(2019吉林高一期末)李娜是我国著名的网球运动员，如图所示是李娜比赛中击球一瞬间的图片，她在用网球拍打击飞过来的网球时，网球拍打击网球的力()A比球撞击拍的力产生得迟B与球撞击球拍的力同时产生C比球撞击球拍的力大得多D比球撞击球拍的力稍小些解析：选B.用网球拍打击飞过来的网球过程中，网球拍打击网球的力与球撞击球拍的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三运动定律得知，两个力是同时产生的，大小相等，方向相反，故B正确，A、C、D错误3.(2019江西新余高一模拟)家用吊扇对悬挂点有拉力作用，在正常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动相比()A变大 B变小C不变 D无法判断解析：选B.因为正常转动时，风扇对空气有一个向下的力，根据作用力与反作用力，空气对风扇有一个向上的力，因为风扇在竖直方向是静止的，所以合力为0；在风扇不转时，GF拉，在风扇转动时，GF拉F空气，因为G是不变的，所以F拉F拉相互作用力与平衡力的比较学生用书P101 问题导引如图所示，放于水平面上的木块受到重力G和支持力F支的作用，木块对水平面的压力为F压(1)重力G和支持力F支的大小、方向存在什么关系？它们分别作用在什么物体上？性质相同吗？属于一对什么力？(2)支持力F支和压力F压的大小、方向存在什么关系？它们分别作用在什么物体上？性质相同吗？属于一对什么力？要点提示(1)G和F支大小相等、方向相反，作用在同一物体上，二者性质不同，是一对平衡力(2)F支和F压大小相等、方向相反，作用在两个不同物体上，二者性质相同，是一对作用力和反作用力【核心深化】对作用力、反作用力和一对平衡力的比较一对作用力与反作用力一对平衡力作用对象两个力分别作用在不同的物体上两个力作用在同一物体上涉及物体两个力涉及两个物体两个力涉及三个物体叠加特点不可以求合力，两个力的作用效果不能抵消，不可叠加可以求合力，且合力一定为零，两个力的作用效果相互抵消，可叠加力的性质两个力的性质一定相同两个力的性质不一定相同作用效果两个力的作用效果各自独立，分别表现在相互作用的两个物体上两个力共同作用的效果是使物体处于平衡状态依赖关系两个力一定同时产生、同时变化、同时消失，不可单独存在一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力，不存在依赖关系共同点大小相等，方向相反，作用在同一条直线上(多选)如图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是()A水平力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力思路点拨 本题考查对平衡力和作用力与反作用力的概念的理解，以及它们之间的区别和联系，掌握它们之间的关系是处理本题的关键解析水平力F跟墙壁对物体的压力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，在一条直线上，是一对平衡力，选项A错误；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力既不是平衡力，也不是相互作用力，选项C错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力，由于物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，选项B正确；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，选项D正确答案BD区分作用力、反作用力与平衡力的技巧判断一对力是否是作用力和反作用力，主要看两个方面：一是看作用点，作用力和反作用力应分别作用在相互作用的两个物体上；二是看产生的原因，作用力和反作用力是由于相互作用而产生的，一定是同一种性质的力 (2019江苏泰州高一期末)磁性黑板擦吸附在竖直的黑板平面上静止不动时，黑板擦受到的磁力()A小于它受到的弹力B大于它受到的弹力C与它受到的弹力是一对作用力与反作用力D与它受到的弹力是一对平衡力解析：选D.黑板擦由于受到黑板的磁力而使彼此产生了弹力形变，产生了弹力；由二力平衡可知，磁力应等于黑板对黑板擦的弹力，故磁力与弹力为平衡力，A、B错误，D正确；作用力与反作用力是同种性质的力，黑板擦对黑板的弹力与黑板对黑板擦的弹力是作用力与反作用力，故C错误随堂检测学生用书P1021(多选)(2019哈尔滨高一检测)关于作用力与反作用力，下列说法正确的是()A作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，因而合力为零B作用力与反作用力是同一性质的力C因为地球质量大于物体质量，所以地球对物体的作用力大于物体对地球的反作用力D作用力与反作用力是同时产生，同时消失解析：选BD.作用力与反作用力作用在两个物体上，不能求合力；作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，同时产生，同时变化，同时消失，性质相同，故选项B、D正确，选项A、C错误2(2019上海市六校联考)如图所示，两车厢的质量相同，其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近，若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦，下列对于哪个车厢里有人的判断是正确的()A绳子的拉力较大的那一端车厢里有人B先开始运动的车厢里有人C后到达两车中点的车厢里有人D不去称量质量无法确定哪个车厢有人解析：选C.根据牛顿第三运动定律，两车之间的拉力大小相等，故A错误；有拉力后，两车同时受到拉力，同时开始运动，故B错误；两车之间的拉力大小相等，根据牛顿第二定律，总质量大，加速度小，由sat2，相同时间内位移小，后到达中点，即后到达两车中点的车厢里有人，故C正确，D错误3如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱和杆总质量是M，环的质量为m，已知环沿着杆加速下滑，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱子对地面的压力为()AMg B(Mm)gC(Mm)gFf DMgFf解析：选D.取箱子为研究对象，它受向下的重力Mg、环给它向下的摩擦力Ff和地面的支持力FN三个力的作用而平衡，FNMgFf，由牛顿第三运动定律知，箱子对地面的压力大小FNFNMgFf，D正确4利用牛顿第三运动定律，有人设计了一种交通工具，在平板车上装了一个电风扇，风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动，如图所示对于这种设计，下列分析中正确的是()A根据牛顿第二运动定律，这种设计能使小车运行B根据牛顿第三运动定律，这种设计能使小车运行C这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第二运动定律D这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第三运动定律解析：选D.风扇吹出的风吹到风帆上时，根据牛顿第三运动定律，风会给风扇一个反作用力，因此对于整个装置而言，作用力和反作用力是内力，小车不会运动，故选D.课时作业学生用书P151(单独成册)一、单项选择题1(2019汕头高一检测)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两个物体相碰时，由于作用力和反作用力大小相等，两物体损坏的程度一定相同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解析：选B.作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，作用效果不能抵消，A错误；作用力与反作用力具有同时性、性质相同的特点，平衡力不一定具备这些特点，B正确，D错误；不同的物体受到相同大小的力产生的效果不一定相同，故C错误2一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改做匀速运动，最后做减速运动，则下列说法中正确的是()A加速前进时，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与反作用力的关系，不论物体处于什么状态，两者大小总是相等，物体处于匀速、加速、减速状态是由受到的拉力和摩擦力的大小关系决定的，故D对3(2019浙江嘉兴高一期末)2018年11月16日第五届世界互联网大会在乌镇开幕，同时全球首个机器人智能停车场落户乌镇，该智能泊车机器人可完成2 000 kg汽车的升举、搬运、旋转、下放，2分钟帮你停好车，停车时驾驶员将车开入车库交互区，感应器辅助驾驶员将车准确停放在车架上，智能停车系统为泊车机器人规划泊车位置并规划最优路径，泊车机器人水平托起车辆后由交互区驶出进行车辆停泊，如图所示，在泊车机器人水平托起车辆做匀速直线运动的过程中，下列说法正确的是()A汽车受到与运动方向相反的静摩擦力作用B汽车受到的重力与支持力是作用力与反作用力C汽车受到的支持力大于重力D汽车所受合力为零解析：选D.泊车机器人水平托起车辆做匀速直线运动的过程中，加速度为零，合外力为零，水平方向不受摩擦力，故A错误，D正确；汽车竖直方向受力平衡，汽车受到的重力与支持力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故B、C错误4(2019福州高一检测)水浒传第七回“花和尚倒拔垂杨柳”中有这样一个情节：“众泼皮嫌一株绿杨树上的乌鸦叫鲁智深相了一相，走到树前，把直裰脱了，用右手向下，把身倒缴着，却把左手拔住上截，把腰只一趁，将那株绿杨树带根拔起”对这段话中描述的力学知识，理解正确的是()A鲁智深对绿杨树施加了力，而绿杨树对鲁智深没有力的作用B鲁智深对绿杨树施加的力大于绿杨树对鲁智深施加的力C鲁智深对绿杨树施加的力等于绿杨树对鲁智深施加的力D条件不足，不能判断出鲁智深对绿杨树的力与绿杨树对鲁智深的力之间的关系解析：选C.鲁智深对绿杨树施加的力与绿杨树对鲁智深施加的力是作用力与反作用力，大小始终相等，故选项C正确，A、B、D错误5在滑冰场上，甲、乙两个小孩分别坐在滑冰板上，原来静止，在相互猛推一下后，他们分别向相反的方向运动假定两板与冰面间的动摩擦因数相同已知甲的质量小于乙的质量，则()A在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小D在分开后，甲在冰面上滑行的距离比乙在冰面上滑行的距离远解析：选D.根据牛顿第三运动定律可知，甲推乙的力和乙推甲的力大小相等，作用时间也相等，选项A、B错误；由于两板与冰面间的动摩擦因数相同，由mgma得ag，所以分开后甲、乙的加速度大小相等，选项C错误；由于甲的质量小，相互作用时甲所受的合力一直大于乙所受的合力，所以分开时甲的速率大于乙的速率，并且分开后甲、乙的加速度大小相等，由v22ax得，分开后甲滑行的距离比乙滑行的距离远，选项D正确6(2019江苏启东中学质检)在春天，河水边上的湿地是松软的，人在这些湿地上行走时很容易下陷，此时()A人对湿地地面的压力大于湿地地面对人的支持力B人对湿地地面的压力等于湿地地面对人的支持力C人对湿地地面的压力小于湿地地面对人的支持力D无法确定解析：选B.人对湿地地面的压力和湿地地面对人的支持力是一对作用力和反作用力，故大小相等，选项B正确二、多项选择题7(2019德州高一检测)关于作用力与反作用力，下列说法正确的是()A作用力是摩擦力，反作用力可能是弹力B作用力是弹力，反作用力可能是摩擦力C作用力是摩擦力，反作用力一定是摩擦力D作用力是弹力，反作用力一定是弹力解析：选CD.作用力与反作用力的性质相同，摩擦力的反作用力也是摩擦力，弹力的反作用力也是弹力，故C、D正确，A、B错误8如图所示，把一本书放在水平桌面上保持静止，下列说法中正确的是()A书对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的B书对桌面的压力在数值上等于书受到的重力C书保持静止是由于书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力D书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力解析：选BD.书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的，选项A错误；书对桌面的压力在数值上等于书受到的重力，选项B正确；书保持静止是由于书的重力与桌面对书的支持力是一对平衡力，选项C错误；书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力，选项D正确9如图所示，小车放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间的摩擦力，下列说法正确的是()A甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力B小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力C若小车加速向右运动，小车拉甲的力等于甲拉小车的力D若小车加速向右运动，乙拉小车的力大于小车拉乙的力解析：选BC.甲拉小车的力和乙拉小车的力作用在同一物体上，不是作用力和反作用力，A错误；不计小车