高中物理 牛顿运动定律（一）4.5 牛顿第三定律学案.doc

4.5 牛顿第三定律【学习目标】1. 知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。(重点)2. 理解牛顿第三定律的含义，并能用它解释生活中的现象。(重点)3. 知道作用力、反作用力与平衡力的区别。(难点) 4. 掌握受力分析的正确方法。(难点)【知识网络预览】一、作用力与反作用力1. 力是物体对物体的作用。只要谈到力，就一定存在着_和_。2. 两个物体间的作用总是相互的。相互作用的两个力中一个叫做作用力，另一个就叫_。二、牛顿第三定律1. 内容：两个物体间的作用力和反作用力总是大小_，方向_，作用在_。 2. 表达式：_，负号表示两力的_。三、物体的受力分析1. 概念：把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的_力都分析出来，并画出物体所受的力的_，这个过程就是受力分析。 2. 受力分析的用途：一个物体的运动状态是否改变，可以用加速度描述，加速度的大小是由物体所受各个力的_决定的。求物体的加速度时，必须先对物体进行_。3. 三种常见作用力 (1) 重力：任何物体都受_，方向_。(2) 弹力：两个相互接触的物体相互挤压，就会产生_，其方向与接触面_。(3) 摩擦力：当接触面粗糙且发生相对运动或具有相对运动趋势时，接触面处就会产生_或_。其方向与接触面_。答案 一、1. 受力物体 施力物体 2. 反作用力二、1. 相等 相反 同一条直线上 2. ff 方向相反三、1. 所有 示意图 2. 合力 受力分析 3.（1）重力 竖直向下 （2）弹力 垂直（3）滑动摩擦力 静摩擦力 平行知识点一 对牛顿第三定律的理解 1. 适用范围：牛顿第三定律是个普遍定律。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，这种关系与作用力性质、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。2. 对作用力和反作用力的理解(1) 三个特征： 等值，即大小总是相等的。 反向，即方向总是相反的。 共线，即二者总是在同一直线上。(2) 四种性质： 异体性，即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个物体上。 同时性，即作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失。 相互性，即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的。 同性性，即二者性质总是相同的。【名师点睛】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。3. 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。知识点一 对牛顿第三定律的理解 【典例探究】【典例1】对于牛顿第三定律的理解，下列说法中正确的是()a. 当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失b. 弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力c. 甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的作用力可以是摩擦力d. 作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡【典例2】 关于车拉马、马拉车的问题,下列说法中正确的是()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. 马拉车,不论车动还是不动,马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小 d. 马拉车不动或车匀速前进时,马拉车的力与车拉马的力才大小相等 【典例3】(多选) 随着计算机技术的发展与传感器技术的有机结合，就可以把看不见、摸不到的作用力与反作用力显示在计算机屏幕上。现把两个相互作用的弹簧挂钩与传感器接在计算机屏幕上出现的结果如图所示，通过观察分析两个力传感器的变化曲线，可得结论()a. 作用力与反作用力大小始终相等，因此物体受力平衡b. 作用力与反作用力大小始终相等、方向相反，作用在一条直线上c. 作用力与反作用力始终作用在一个物体上，合力为0d. 牛顿第三定律研究的是物体间的相互作用，因此不论物体如何运动，物体间相互作用的关系相同知识点二 一对相互作用力与一对平衡力之间的比较一对作用力和反作用力一对平衡力共同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上不同点作用对象两个力分别作用在两个物体上两个力作用在同一个物体上依赖关系相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在力的性质一定是同一性质的两个力不一定是同一性质的两个力作用效果因一对作用力与反作用力作用在两个物体上,各自产生作用效果,不能相互抵消一对平衡力对物体的作用效果使物体保持平衡状态【名师点睛】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. 区别作用力、反作用力和平衡力最简单的方法是看作用点，一对平衡力的作用点一定作用在同一个物体上，而作用力、反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上，但只作用在两个物体上的力也不能说是作用力、反作用力，还必须是因为相互作用而产生。知识点二 一对相互作用力与一对平衡力之间的比较【典例4】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 【典例5】关于平衡力、作用力和反作用力，下列叙述正确的是()a. 平衡力应是分别作用在两个不同物体上的力b. 平衡力可以是同一种性质的力，也可以是不同性质的力c. 作用力和反作用力可以不是同一种性质的力d. 作用力施加之后才会产生反作用力，即反作用力总比作用力落后一些知识点三 物体受力分析 1. 受力分析常用的方法 (1) 整体法与隔离法整体法、隔离法在受力分析时要灵活选用： 当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用。 当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。整体法 隔离法 概念 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将研究对象与周围物体分隔开分析的方法 选用原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 研究系统内物体之间的相互作用力 注意问题 受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用力 一般隔离受力较少的物体 (2) 假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的情况假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在。2. 判断力是否存在的方法（1）依据力的产生条件：根据各种性质的力产生的条件进行判断，如弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变；摩擦力产生的条件是相互接触、有弹力且有相对运动或相对运动趋势。（2）依据作用力和反作用力的关系：利用作用力和反作用力的关系来检验力是否存在，因为研究对象所受的每个力都有施力物体或反作用力，找不到施力物体或没有反作用力的力是不存在的。（3）依据物体所处的运动状态：力的作用效果与物体的运动状态之间有着相互制约的关系。对有些力是否存在，或力的方向难以确定时，可依据物体所处的运动状态，运用物体的平衡条件或牛顿运动定律来判断。3. 受力分析步骤 【名师点睛】受力分析时应注意的几个问题 (1) 分析物体受力时，只分析周围物体对研究对象所施加的力，不要分析研究对象对周围物体施加的力，也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上。(2) 受力分析时，不要多力或漏力，要注意确定每个力的施力物体和受力物体，在力的合成和分解中，不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力。(3) 正确区分内力和外力：对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上。(4) 物体受力情况会随运动状态的改变而改变，必要时要运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向。(5) 受力分析需严密，外部作用看整体，互相作用要隔离。找施力物体防“添力”。顺序分析防“漏力”。分力和合力避“重复”，性质力效果力免“重记”。【典例6】 如图所示，两个等大、反向的水平力f分别作用在物体a和b上，a、b两物体均处于静止状态。若各接触面与水平地面平行，则a、b两物体各受几个力(假设水平地面光滑) ()a. 3个，4个b. 4个，4个 c. 4个，5个 d. 4个，6个【审题指导】注意题意中的重要条件：(1) 两个等大、反向的水平力f.(2) a、b两物体均处于静止状态，即合力均为零。(3) 水平地面光滑，即b不受地面的摩擦力。【典例7】 如图(a)所示，物体a靠在竖直墙面上，在力f作用下，a、b保持静止。试分析物体a和物体b的受力个数。【典例8】 l型木板p(上表面光滑)放在固定斜面上，斜面光滑，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块q相连，如图所示，若p、q一起沿斜面下滑，不计空气阻力。则木板p的受力个数为()a. 3b. 4 c. 5d. 6 答案与解析1.【答案】d【解析】根据牛顿第三定律知，两个物体之间的相互作用力，大小相等，方向相反，性质相同，同时产生，同时消失，故可判定a、b、c错误，d正确。 2.【答案】c 3.【答案】bd【解析】 作用力与反作用力是物体间的一种相互作用，同时产生、同时消失，性质相同，与物体是否运动无关；作用力与反作用力分别作用在两个物体上，在同一条直线上，分别作用在两个物体上的力不能求合力。故选项b、d正确，选项a、c错误。4.【答案】c【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。5.【答案】b【解析】 平衡力应是作用在同一物体上的两个力，其性质可以相同，也可以不同，b正确，a错误；作用力与反作用力一定是同一性质的力，且是同时产生，同时变化，同时消失的，故c、d均错误。6.【答案】c【解析】 对物体a受力分析：竖直方向上受两个力：重力和支持力；水平方向受两个力：水平力f和b对a的摩擦力，即物体a共受4个力作用；对物体b受力分析：竖直方向上受3个力作用：重力、地面的支