吉林省长市第五中学高中物理 第四章 第五节 牛顿第三定律同步创新课件 新人教版必修1.ppt

第五节牛顿第三定律 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 理解牛顿第三定律的确切含义 会用它解决简单的问题 3 会区分一对平衡力与一对相互作用力 重点难点 1 作用力与反作用力的关系 2 运用牛顿第三定律解决具体问题 易错问题 错误地认为作用力与反作用力的效果可以相互抵消 一 作用力和反作用力1 物体间力的作用是相互的 1 引力地面上的物体受到重力的作用 其实质是对它的引力 同时 地球也受到了对它的引力的作用 基础知识梳理 地球 物体 2 弹力放在水平桌面上的书本 由于发生形变 给书本一个向上的支持力fn 同时由于发生形变 对桌面将产生一个向下的压力f n 3 摩擦力放在粗糙斜面上的物体在沿斜面向下滑动的过程中 受到给它的向上摩擦力 同时 由于运动的相对性 物体也给斜面一个沿斜面的摩擦力的作用 2 作用力及反作用力的定义物体间的一对力 桌面 书本 斜面 向下 相互作用 说明 1 只要有力发生 就一定有受力物体和施力物体 2 物体间力的作用是相互的 说明力是成对出现的 3 作用力和反作用力是相对的 其中一个力是作用力 另一个力就是反作用力 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 同一条直线上 相反 相等 以卵击石 鸡蛋 粉身碎骨 但石头 安然无恙 是不是鸡蛋对石头的力小 而石头对鸡蛋的力大呢 思考 提示 不是 以卵击石时 卵石之间的力是一对作用力和反作用力 大小相等 只是效果不同而已 思考 2 应用举例 1 划船时桨向后推水 水就向前推桨 水给桨一个反作用力 从而将船推向前方 2 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反作用力 使汽车前进 一 对牛顿第三定律的理解1 表达式 f f 负号表示方向相反 2 对作用力和反作用力的理解 三种性质 四个特征 三种性质 1 异体性 即作用力和反作用力分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上 2 同时性 即作用力和反作用力同时产生 同时变化 同时消失 3 相互性 即作用力和反作用力总是相互的 成对出现的 核心要点突破 四个特征 1 等值 即大小总是相等的 2 反向 即方向总是相反的 3 共线 即二者总是在同一直线上 4 同性质 即二者性质总是相同的 1 作用力和反作用力分别作用在两个物体上 其作用效果分别体现在各自的受力物体上 所以作用力和反作用力产生的效果不能抵消 2 牛顿第一定律和第二定律是对单个物体而言的 只解决了一个物体的运动规律 牛顿第三定律揭示了力作用的相互性 反映了物体的相互作用规律 是整个力学的基础 二 一对相互作用力与一对平衡力的比较 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 搭载着我国首颗探月卫星 嫦娥一号 的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火发射 下面关于卫星与火箭上天的情形叙述正确的是 a 火箭尾部向外喷气 喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力 从而让火箭获得了向上的推力b 火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力 空气的反作用力使火箭获得飞行的动力 课堂互动讲练 c 火箭飞出大气层后 由于没有了空气 火箭虽然向后喷气 但也无法获得前进的动力d 飞船进入运行轨道之后 与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力 解析 火箭升空时 其尾部向下喷气 火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体 火箭向下喷气时 喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力 即为火箭上升的推动力 此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的 因而与是否飞出大气层 是否存在空气无关 因而选项b c错误 选项a正确 火箭运载飞船进入轨道之后 飞船与地球之间依然存在相互吸引力 即地球吸引飞船 飞船吸引地球 这就是一对作用力与反作用力 故选项d正确 答案 ad 方法总结 1 分析作用力与反作用力时 必须找准发生 相互作用 的一对物体 2 飞船在轨道上运行时虽未与地球接触 但仍存在相互的引力作用 1 2010年德州高一检测 如图4 5 1所示 一个大人 甲 跟一个小孩 乙 站在水平地面上手拉手比力气 结果大人把小孩拉过来了 对这个过程中作用于双方的力的关系 不正确的说法是 图4 5 1 a 大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大b 大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力c 大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等d 只有在大人把小孩拉动的过程中 大人的力才比小孩的力大 在可能出现的短暂相持过程中 两人的拉力一样大 解析 选ad 作用力与反作用力总是大小相等的 大人与小孩手拉手比力气时 无论是在相持阶段还是小孩被大人拉动的过程中 大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的大小总是相等的 所以说法b c正确 故选a d 如图4 5 2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 作用力f跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力b 作用力f与物体对墙壁的压力是一对平衡力 图4 5 2 c 物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力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 对物体受力分析 找出它所受的每一个力的反作用力和平衡力 在分析时要注意弄清楚各个力的施力物体和受力物体 解析 作用力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 在同一条直线上 是一对平衡力 因此选项a错误 作用力f作用在物体上 而物体对墙壁的压力作用在墙壁上 这两个力不能成为平衡力 且由于不是两个物体间的相互作用力 因此也不是作用力与反作用力 选项b错误 在竖直方向上物体受重力 方向竖直向下 还受墙壁对物体的静摩擦力 方向竖直向上 由于物体处于平衡状态 因此这两个力是一对平衡力 选项c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 因此是一对作用力与反作用力 选项d正确 答案 cd 2 物体静止放置于水平桌面上 则 a 桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力 这两个力是一对平衡力b 物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力c 物体对桌面的压力就是物体的重力 这两个力是同一种性质的力d 物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力 解析 选a 此题要分析的是各个力的关系 因此要对物体受力及物体对桌面的作用力进行正确的分析 设物体的重力为g 桌面对物体的支持力为fn 物体对桌面的压力为fn 如图所示 对选项a 因物体处于静止状态 且fn和g作用于同一物体 因此fn和g是一对平衡力 故选项a正确 对选项b 因作用力和反作用力分别作用于两个物体上 故选项b错 对选项c 因压力是弹力 而弹力与重力是性质不同的两种力 故选项c错 对选项d 由于支持力和压力是物体与桌面相互作用 挤压 而产生的 因此fn和fn 是一对作用力和反作用力 故选项d错 如图4 5 3所示 有一悬挂在天花板上的竖直杆 一只小猫跳起来抓住杆的瞬间悬绳断了 设杆足够长 由于小猫继续上爬 所以小猫离地面高度不变 则木杆下降的加速度为多少 设小猫质量为m 杆的质量为m 图4 5 3 思路点拨 先根据小猫的运动状态求出杆对小猫的作用力 再利用牛顿第三定律求出小猫对杆的反作用力 最后对杆受力分析 利用牛顿第二定律求出杆的加速度 图4 5 4 解析 先对猫进行分析 由于猫相对地面高度不变 即猫处于平衡状态 而猫受重力g1 mg和杆对猫向上的摩擦力f的作用 如图4 5 4所示 故g1与f二力平衡 有f g1 mg 再对杆进行受力分析 杆受重力g2 mg作用 由于杆对猫有向上的摩擦力f 由牛顿第三定律可知 猫对杆有向下的摩擦力f 且f f 方法总结 牛顿第三定律经常与牛顿第二定律结合起来处理一些综合性问题 同学们在学习过程中 要学会综合应用 3 如图4 5 5所示 甲船及人的总质量为m1 乙船及人的总质量为m2 已知m1 2m2 甲 乙两船上的人各拉着水平轻绳的一端对绳施力 设甲船上的人施力为f1 乙船上的人施力为f2 甲 乙两船原来都静止在水面上 不考虑水对船的阻力 甲船产生的加速度大小为a1 乙船产生的加速度大小为a2 则f1 f2 a1 a2各是多少 图4 5 5 解析 以绳为研究对象 它受甲船上的人所施加的力f1和