【创新设计】高中物理 3.4 牛顿第三定律教学案 教科版必修1.doc

4牛顿第三定律目标定位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.4.认识反冲现象，了解火箭升空的原理.一、作用力与反作用力两个物体间相互作用的一对力叫做作用力和反作用力若把其中一个力叫做作用力，则另一个力就叫做这个力的反作用力想一想：甲、乙两个小车上分别粘有磁铁，用手按住让两小车停在水平桌面上距离适当的位置，然后放开乙车，我们看到在磁力的作用下乙车会运动起来甲对乙有作用力，乙对甲是否有作用力？如果有，两相互作用力作用在几个物体上，力的性质是否相同？答案有因为力的作用是相互的相互作用力分别作用在两个物体上，性质相同二、牛顿第三定律1内容：两个物体之间的作用力(f)和反作用力(f)总是大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上用公式表示为ff，“”表示作用力和反作用力方向相反2理解：作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，它们总是性质相同的两个力，且同时存在，同时变化，同时消失想一想：拔河比赛时，甲队胜了乙队，是不是甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力呢？答案不是无论哪方胜，甲对乙的拉力都等于乙对甲的拉力甲队胜是因为地面对甲的摩擦力大于乙对甲的拉力三、反冲现象1反冲现象：当物体中的一部分向某方向抛出时，其余部分就会同时向相反方向运动，这种现象叫做反冲2火箭升空的原理：燃料被点燃后，就会产生急剧膨胀的燃气，舱壁对这部分燃气的作用力使气体从火箭尾部喷出，燃气对火箭的反作用力把火箭推上太空.一、作用力和反作用力1两个物体之间力的作用总是相互的只要谈到一个力，就一定同时存在施力物体和受力物体施力物体同时也一定是受力物体2作用力和反作用力总是相互依存、同时存在的，我们可以把其中的任何一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力若作用力为甲对乙的力，则反作用力为乙对甲的力例1两个小球a和b，中间用弹簧连结，并用细绳悬挂于天花板下，如图341所示，下面四对力中属于作用力和反作用力的是()图341a绳对a的拉力和弹簧对a的拉力b弹簧对a的拉力和弹簧对b的拉力c弹簧对b的拉力和b对弹簧的拉力db的重力和弹簧对b的拉力解析作用力和反作用力是作用在相互作用的两个物体之间的力，绳对a的拉力与a对绳子的拉力是一对作用力和反作用力，a、b均错误；弹簧对b的拉力和b对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力，c正确；b受到的重力，施力物体是地球，与b对地球的吸引力是一对作用力和反作用力，d错误故选c.答案c针对训练(2013四川绵阳期末)以卵击石，鸡蛋破碎而石头完好，在这一过程中()a鸡蛋对石头的作用力比石头对鸡蛋的作用力小b鸡蛋对石头的作用力比石头对鸡蛋的作用力大c鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等d鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力方向相同答案c二、对牛顿第三定律的理解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对作用力和反作用力的理解(“四同”和“三异”的关系)“四同”表示：(1)同大小：大小相等(2)同直线：作用在同一条直线上(3)同存亡：同时产生、同时消失、同时变化(4)同类型：作用力和反作用力总是同一种类的力比如作用力是弹性、反作用力也是弹力；作用力是摩擦力、反作用力也是摩擦力；作用力是引力、反作用力也是引力“三异”表示：(1)反向：方向相反(2)异体：作用在不同的物体上(3)不同效果：在不同的物体上分别产生不同的作用效果，不能相互抵消，因此，不能认为作用力和反作用力的合力为零3注意：作用力和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，这种关系与作用力的性质、物体的质量、运动状态及作用的方式(是静止还是运动)无关牛顿第一定律和牛顿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，反映了物体间相互作用的规律例2如图342所示，我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在押加比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是()图342a甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜b当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小c当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力d甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜解析物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合外力不为零时，物体的运动状态才会改变，不论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，由于它们作用在不同的物体上，其效果可以不同甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力；乙加速后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小b、d正确答案bd例3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343所示，若重物以加速度a下降(ag)，则人对地面的压力为()图343a(mm)gmabm(ga)mac(mm)gmadmgma解析对重物，设绳的拉力为f，由牛顿第二定律知：mgfma，所以，绳的拉力为fmgma.对人，受重力、绳的拉力及地面的支持力而平衡，则mgfnf，所以fnmgf(mm)gma.根据牛顿第三定律知，人对地面的压力大小也为(mm)gma.答案c三、一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较1两者的区别作用力与反作用力一对平衡力相同点大小相等、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作用时间同时产生，同时变化，同时消失，不可单独存在不一定同时产生或消失力的种类一定是同种类的力不一定是同种类的力作用效果因为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，故不能求合力一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态，合力为零2.简记为：作用力和反作用力是“异体、同类、同存，不同效”；平衡力是“同体、可异、非同存、效果抵消”例4如图344所示，物体放在水平桌面上，受到一个水平向右的拉力f作用，却仍然保持静止，则下列说法中正确的是()图344a物体受三个力作用，其中有一对平衡力b物体受三个力作用，其中有一对作用力和反作用力c物体受四个力作用，其中有两对作用力和反作用力d物体受四个力作用，其中有两对平衡力解析物体受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力f，根据物体处于静止状态知，物体所受合外力为零，所以物体在水平方向除受水平向右的拉力f外，还必须受水平向左的摩擦力ff，所以物体共受四个力的作用，a、b错误；由于作用力与反作用力是分别作用在两个不同物体上的，所以物体所受的四个力中不可能构成作用力与反作用力，因此c错误；物体水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力，其合力为零，为一对平衡力，竖直方向受重力和支持力，也为一对平衡力，所以d正确答案d作用力和反作用力12013年12月2日，“长征三号乙”运载火箭点火起飞，成功将“嫦娥三号”月球探测器成功送入太空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卫星进入运行轨道之后，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，b、c错误，a正确；火箭运载卫星进入轨道之后，卫星与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引卫星，卫星吸引地球，这是一对作用力与反作用力，d正确答案ad对牛顿第三定律的理解2如图345所示，击球员用棒球棍回击飞过来的棒球时，球棒击棒球的力()图345a比球撞击球棒的力更早产生b与球撞击球棒的力同时产生c大于球撞击球棒的力d小于球撞击球棒的力解析根据牛顿第三定律可知作用力反作用力总是等大、反向，同时产生同时消失的，故选b.答案b3如图346所示，轻杆bc的c点用光滑铰链与墙壁固定，杆的b点通过水平细绳ab使杆与竖直墙壁保持30的夹角若在b点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物已知重物的质量m30 kg，人的质量m50 kg，g取10 m/s2，此时人对地面的压力为_n，轻杆bc受到的压力为_n，绳ab所受力拉力为_n.图346解析因匀速提起重物，则ftmg.且绳对人的拉力为mg，所以地面对人的支持力为fnmgmg(5030)10 n200 n，根据牛顿第三定律，人对地面的压力为200 n定滑轮对b点的拉力方向竖直向下，大小为2mg，杆对b点的弹力方向沿杆的方向，由共点力平衡条件得：fab2mgtan 3023010 n200 n，fbc400 n同理，由牛顿第三定律知，轻杆受到的压力为400 n，绳ab受到的拉力为200 n.答案200400200一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较4下列关于作用力、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