专题二 牛顿第三定律的理解和应用.ppt

第三章牛顿运动定律 专题二牛顿第三定律的理解和应用 河北师大附中李喜昌 关于牛顿第三定律的理解 1 相互性 物体间力的作用是相互的 即两个物体间只要有力的作用 就必然成对出现作用力和反作用力 施力物体同时也是受力物体 求解某力大小方向时 可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解 正确确认作用力和反作用力fab和fba 2 同时性 作用力和反作用力同时产生 同时变化 同时消失 3 同一性 作用力和反作用力的性质是相同 4 普适性 不管物体大小形状如何 不管物体的运动状态如何 作用力和反作用力总是等大 方向共线 5 异体性 作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上 各产生其效果 不能抵消 所以这两个力不会平衡 6 作用力和反作用力与平衡力的区别 7 作用力和反作用力的性质 一对作用力和反作用力在同一个过程中 同一段时间或同一段位移 的总冲量一定为零 但作的总功可能为零 可能为正 也可能为负 这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的 而位移大小 方向都可能是不同的 cd 1 07年1月广东省汕尾市调研测试2 用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验 点击实验菜单中 力的相互作用 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 作用力与反作用力时刻相等b 作用力与反作用力作用在同一物体上c 作用力与反作用力大小相等d 作用力与反作用力方向相反 看图先看坐标轴 纵坐标表示相互作用力的大小和方向 横坐标表示时间 图像表示的相互作用力随时间变化的函数图像 通过图像可以看到在任意时刻 作用力和反作用力总是等大 反向 学会从图像获取信息 2 2004年全国ii卷18题 如图所示 四个完全题相同的弹簧都处于水平位置 它们的右端受到大小皆为f的拉力作用 而左端的情况各不相同 中弹簧的左端固定在墙上 中弹簧的左端受大小也为f的拉力作用 中弹簧的左端拴一小物块 物块在光滑的桌面上滑动 中弹簧的左端拴一小物块 物块在有摩擦的桌面上滑动 若认为弹簧的质量都为零 以l1 l2 l3 l4依次表示四个弹簧的伸长量 则有 a l2 l1b l4 l3c l1 l3d l2 l4 d 建立轻弹簧的物理模型 区分平衡力和作用力与反作用力 3 一小铁块静止地紧贴在磁性黑板上 对于铁块与黑板以及地球的相互作用中 相互作用力有几对 a 1b 2c 3d 4 解析 对铁块受力分析 作用力和反作用力总是同时产生 同时消失 故应有四对相互作用力 思维发散 人在地面行走时 人与地球 包括地面 有几对作用力和反作用力 a 1b 2c 3d 4 c d 4 一个大汉 甲 跟一个女孩 乙 站在水平地面上手拉手比力气 结果大汉把女孩拉过来了 在此过程中作用于双方的力的关系 不正确的说法是 a 大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大 b 大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大 c 大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等 d 只有在大汉把女孩拉动的过程中 大汉的力才比女孩的力大 在可能出现的短暂相持过程中 两人的拉力一样大 ad 解析 既然大汉拉女孩和女孩拉大汉的力一样大 大汉为什么能把女孩拉过来呢 关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同 如图分别画出两者在水平方向上的受力情况 显然 只有当fm甲 fm乙时 女孩才会被大汉拉过来 如果让大汉穿上溜冰鞋站在磨光水泥地上 两人再比力气时 女孩就可以轻而易举地把大汉拉过来 正确理解一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别和联系 正确认识物体的运动状态改变取决于物体所受到的合力 而不是某一个力 解析 牛顿第三定律中的作用力与反作用力 指的都是实际物体间的相互作用力 每一个力都有明确的施力者与受力者 它们不同于在力的分解与合成中 根据力的作用效果而引入的 合力 与 分力 因此 合力与分力都没有单独的反作用力 5 如图所示 用弹簧秤悬挂一个重g 10n的金属块 使金属块部分地浸在台秤上的水杯中 水不会溢出 若弹簧秤的示数变为t 6n 则台秤的示数 a 保持不变b 增加10nc 增加6nd 增加4n 根据牛顿第三定律转化研究对象 认真受力分析是关键 d b 6 物体静止于一斜面上 则下述说法正确的是 a 物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力b 物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力c 物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力d 物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力 思维发散 1 斜面对物体的作用力是什么方向 大小如何 2 物体对斜面的作用力是什么方向 大小如何 3 斜面对物体的作用力和物体对斜面的作用力是一对作用力和反作用力吗 合力与分力都没有单独的反作用力 7 2001年天津卷23题 有下列说法中说法正确的是 一质点受两个力作用且处于平衡状态 静止或匀速运动 这两个力在同一段时间内的冲量一定相同 一质点受两个力作用且处于平衡状态 静止或匀速运动 这两个力在同一段时间内做的功或者都为零 或者大小相等符号相反 在同样时间内 作用力和反作用力的功大小不一定相等 但正负号一定相反 在同样时间内 作用力和反作用力的功大小不一定相等 正负号也不一定相反a b c d d 一对平衡力 一对作用力和反作用力 的冲量总是大小相等 方向相反 一对平衡力做的功总是一正一负 数值相等或者均为零 而一对作用力和反作用力做的功正负不一定相同 数值不一定相等 解 小猴静止 木杆向下做匀加速运动 联立 两式解出杆下降的加速度 分清平衡力和一对作用力和反作用力及正确受力分析是解题关键 9 一航天探测器完成对月球的探测任务后 在离开月球的过程中 由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行 先加速运动 再匀速运动 探测器通过喷气而获得推动力 以下关于喷气方向的描述中正确的是 a 探测器加速运动时 沿直线向后喷气b 探测器加速运动时 竖直向下喷气c 探测器匀速运动时 竖直向下喷气d 探测器匀速运动时 不需要喷气 解析 探测器沿直线加速运动时 所受合力f合方向与运动方向相同 而重力方向竖直向下 由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方 因此喷气方向斜向下方 匀速运动时 所受合力为零 因此推力方向必须竖直向上 喷气方向竖直向下 选c c 明确 物体做直线运动的条件 明确火箭 飞船等航天器动力的来源问题 推力方向和喷气方向的关系 10 蛙泳时 双脚向后蹬水 水受到向后的作用力 则人体受到向前的反作用力 这就是人体获得的推进力 但是 在自由泳时 下肢是上下打水 为什么却获得向前的推进力呢 解析 图表示人体作自由泳时 下肢在某一时刻的动作 右脚向下打水 左脚向上打水 由图可见 由于双脚与水的作用面是倾斜的 故双脚所施的作用力p和q是斜面的 水所受的作用力是斜向后的 p的分力为p1和p2 而q的分力为ql和q2 pl和q1都是向前的分力 也就是下肢获得的推进力 同样道理 鱼类在水中左右摆尾 却获得向前的推进力 也具由于向前的分力所致 11 在加速运动的车厢上 一个人用力向前推车厢 如图所示 人相对车厢未移动 则下列说法正确的是 a 人对车厢不做功b 人对车厢做负功c 推力对车厢做正功d 车对人做正功 解析 人对车厢做的功是指人对车厢的合外力做的功 人对车厢做的合功 由于车厢的受力中未知因素太多 不宜以车厢为研究对象 以人为研究对象 根据牛顿第二定律进行受力分析 根据牛顿第三定律确定人对车厢的作用力 最后根据功的物理意义确定各力做功的正负 bcd 12 如图所示 条形磁铁放在水平桌面上 在其正中央的上方固定一根长直导线 导线与磁铁垂直 给导线通以垂直纸面向外的电流 则 a 磁铁对桌面压力减小