高中物理 第五课时 牛顿第三定律课件 新人教版必修1.ppt

第五课时牛顿第三定律 牛顿运动定律 金色的阳光洒满校园 操场上人声鼎沸 高一年级的拔河比赛正在紧张激烈地进行 如图所示 一场比赛下来 胜者不免得意洋洋 负者倒也不很气馁 因为他们发现拔河中有许多力学问题值得探讨 那么 决定胜负的主要因素是什么 1 知道力的作用是相互的 知道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 知识清单 作用力和反作用力 力是 的作用 这种作用是相互的 一个物体对另一个物体有力的作用 另一个物体一定同时对这个物体也 物体间 的一对力 叫做作用力和反作用力 若把其中一个力叫作用力 另一个力叫反作用力 物体对物体有力的作用相互作用 综合拓展 作用力和反作用力的关系1 作用力和反作用力的特点 1 相互性 两个物体间力的作用是相互的 施力物体和受力物体对两个力来说是互换的 分别把这两个力叫做作用力和反作用力 2 同时性 作用力消失 反作用力立即消失 没有作用力就没有反作用力 3 同一性 作用力和反作用力的性质是相同的 当作用力是弹力时 反作用力也是弹力 作用力是摩擦力 反作用力也是摩擦力 2 作用力与反作用力没有因果关系作用力和反作用力是相互依存 同时产生的 没有因果关系 特别提示 作用力与反作用力没有先后顺序 初学者往往认为先有作用力后有反作用力 尝试应用 1 下面关于作用力和反作用力的说法中 正确的是 a 先有作用力 后有反作用力b 只有物体处于静止状态时 物体间才存在作用力和反作用力c 只有物体接触时 物体间才存在作用力和反作用力d 两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力 d 2 人走路时 人和地球间的作用力和反作用力的对数有 a 一对b 二对c 三对d 四对 c 知识清单 牛顿第三定律 1 定律内容 两个物体间的作用力和反作用力总是 作用在 2 公式 f f 号表示 的意思 1 大小相等方向相反同一条直线上2 方向相反 综合拓展 1 从牛顿第三定律认识作用力和反作用力 1 普适性 定律中的 总是 强调对于任何物体 无论在何时 何地 何种情形 何种条件下 两个力等大 反向的关系都是成立的 不受物体形状 质量大小 运动状态等因素的影响 2 等值性 作用力与反作用力总是大小相等 平衡态和非平衡态下的相互作用力都是一对等大的力 以卵击石 时 卵与石 之间的相互作用力也是大小相等的 3 共线性 物体之间的作用力与反作用力永远在一条直线上 但方向相反 4 异体性 作用力与反作用力分别作用在两个物体上 所以施力物体同时也是受力物体 2 作用力与反作用力和平衡力的区分 特别提示 1 牛顿第三定律使用范围很广 任何情况下的作用力和反作用力都满足牛顿第三定律 在解题中 千万不要受一些无关因素的干扰 2 很多情况下分析物体的受力时并不指出力的施力物体 在分析或判断相互作用力时一定要找准施力物体 尝试应用 1 关于牛顿第三定律 下列说法正确的是 a 对重力 弹力 摩擦力等都适用 b 当相互作用的两个物体相差很远时不适用 c 当相互作用的两个物体做加速运动时不适用 d 相互作用的两个物体没有直接接触时也适用 ad 2 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 作用力和反作用力同时产生 同时变化 同时消失 且一对平衡力也是如此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 b 牛顿第三定律 甲 乙两队进行拔河比赛 若甲队获胜 绳的质量不计 则下列判断正确的是 a 甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力 所以甲队获胜b 甲队与地面间的最大静摩擦力大于乙队与地面间的最大静摩擦力 所以甲队获胜c 甲 乙两队拉绳子的力总是大小相等 方向相反d 以上说法都不正确 解析 甲 乙两队进行拔河比赛时 由于不计绳的质量 所以绳上的张力处处相等 根据牛顿第三定律 甲队拉绳的力和绳拉甲队的力相等 乙队拉绳的力和绳拉乙队的力相等 所以a不正确 c正确 甲队之所以获胜 是因为甲队所受的地面的最大静摩擦力大于绳子的拉力 所以甲队不动 而且可以收绳 乙队之所以失败 是因为乙队受地面的最大静摩擦力小于绳的拉力 从而使乙队向甲队运动 即甲队与地面的最大静摩擦力大于乙队与地面的最大静摩擦力 所以b正确 显然d也就不正确 答案 bc名师点睛 物体间的作用力和反作用力总是大小相等 方向相反的 判断物体是否运动不是由物体间的作用力和反作用力来决定的 而是取决于物体本身所受的几个力大小和方向之间的关系 变式应用 1 一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了 对这一现象 下列说法正确的是 a 榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力 所以玻璃才碎b 榔头受到的力大于玻璃受到的力 只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂c 榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的 只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂d 因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况 所以无法判断它们之间的相互作用力的大小 c 作用力与反作用力和平衡力的区别 如右图所示 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 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 物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力 是一对平衡力c 作用力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 解析 本题主要考查平衡力 作用力与反作用力 只要搞清其区别就可选对 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 在一条直线上 是一对平衡力 故a错 物体在竖直方向上 受竖直向下的重力 还受墙壁对物体竖直向上的静摩擦力 因物体处于静止 故这两个力是一对平衡力 故b正确 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 也不是相互作用力 故c错 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 故d正确 答案 bd 名师点睛 1 一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区别就是 看受力物体 一对平衡力的受力物体一定是同一物体 一对作用力和反作用力的受力物体是相互作用的两个物体 2 两个力是否是 作用力和反作用力 的最直观体现的是 看它们是否是因相互作用而产生的 变式应用 2 如图所示 用质量不计的轻细绳l1和l2将a b两重物悬挂起来 下列说法正确的是 a l1对a的拉力和l2对a的拉力是一对平衡力b l2对a的拉力和l2对b的拉力是一对作用力与反作用力c l1对a的拉力和a对l1的拉力是一对平衡力d l2对b的拉力和b对l2的拉力是一对作用力与反作用力 d 牛顿第二 第三定律的综合应用 一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆 如右图所示 在这一瞬间悬绳断了 设木杆足够长 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大小为 方向为 设小猫质量为m 木杆的质量为m 解析 题目中要求的是木杆的加速度 但由于猫对木杆的作用力未知 所以若只研究木杆将无法求得答案 所以本题应采用隔离法 即先以猫为研究对象 根据猫的运动状态求得杆对猫的作用力的大小f 由牛顿第三定律可知猫对杆的作用力f 与f等大反向 再以杆为研究对象 由牛顿第二定律即可求得杆的加速度 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和木杆对猫向上的摩擦力f的作用 如右图所示 故g1与f二力平衡 即f g1 mg 再对木杆进行受力分析 木杆受重力g2 mg作用 由于木杆对猫有向上的摩擦力 由牛顿第三定律可知 猫对杆有向下的摩擦力f 且f f 对杆由牛顿第二定律 有 f mg ma 名师点睛 对于两个相关联的物体 首先要对每个物体进行受力分析 确定两个物体间的作用力和反作用力 再根据物体的运动状态列出平衡方程或动力学方程 变式应用 3 如右图所示 箱子放在水平地面上 箱内有一固定的竖直杆 杆上套着一个圆环 箱子的质量为m 环的质量为m 圆环沿杆加速下滑 环与杆间有摩擦 则箱对地面压力 a 等于mgb 大于mgc 等于 m m gd 小于 m m g bd 水平测试 2 关于两物体间的相互作用 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