2023-2024学年新教材高中物理第四章牛顿运动定律第四节牛顿第三定律学案粤教版必修第一册

第四节牛顿第三定律学习目标STSE情境导学1.清楚力的作用是相互的，记住作用力和反作用力的概念.2.能理解牛顿第三定律的确切含义，会用它解决简单的问题.（重点）3.能区别平衡力和作用力与反作用力的异同.（难点）船桨向后推水，水则反作用于桨飞机螺旋桨对空气产生向下压力，空气则反作用于螺旋桨，产生向上的反作用力知识点一作用力与反作用力的关系1.定义.两个物体之间的作用力总是相互的.一个物体对另一物体有作用力时，同时也受到另一物体对它的作用力，它们总是成对出现的.我们把两个物体间的这种相互作用力称为作用力与反作用力.2.作用力和反作用力的关系.作用力和反作用力同时产生，同一性质，大小相等，方向相反，作用在不同的物体上.知识点二牛顿第三定律1.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.2.表达式：F＝－F′，负号表示作用力F与反作用力F′方向相反.小试身手1.（多选）关于作用力和反作用力，下列说法中正确的是（）A.物体发生相互作用时，先有作用力，后产生反作用力B.作用力与反作用力大小相等、方向相反C.作用力与反作用力的作用效果相互抵消D.作用力与反作用力性质相同答案：BD2.粗糙水平地面上有一木箱，现用一水平力拉着木箱匀速前进，则（）A.木箱所受的拉力和地面对木箱的摩擦力是一对作用力和反作用力B.木箱对地面的压力和木箱所受的重力是一对作用力和反作用力C.木箱所受的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力D.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力答案：C探究一对牛顿第三定律的理解1.探究作用力与反作用力的关系.（1）作用力与反作用力：一个物体对另一个物体有作用力时，同时也受到另一个物体对它的反作用力，我们把两个物体间的这种相互作用力称为作用力与反作用力.（2）实验与探究.如图所示，把两个弹簧测力计A和B连接在一起，用手拉A，发现两个弹簧测力计的示数相等.改变拉力，弹簧测力计的示数都随着变化，但两者的示数总是相等，这说明作用力和反作用力大小相等，方向相反.2.牛顿第三定律.（1）牛顿第三定律表达式：F＝－F′，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反.（2）作用力与反作用力的理解.①三个性质.②作用力和反作用力的关系可总结为“四同三异”.项目作用力与反作用力的关系四同1.等大：大小相等，不能认为只有物体处于平衡状态时作用力和反作用力才大小相等.2.共线：作用在一条线上.3.同时：同时产生、同时变化、同时消失，不能认为先有作用力后有反作用力.4.同性质：不同性质的力不可能是作用力和反作用力的关系三异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【典例1】一个榔头敲在一块玻璃上，玻璃碎了.对于这一现象，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，所以玻璃才碎裂B.榔头受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.因为不清楚榔头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小关系解析：榔头与玻璃间的相互作用力一定是等大的，而玻璃碎裂，是因为相互作用力大于玻璃能够承受的力的缘故，故选项C正确.答案：C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，其作用力与反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，其作用力与反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总是同时的.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.1.下列关于马拉车的说法正确的是（）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的力C.不论车如何运动，马拉车的力的大小总等于车拉马的力的大小D.只有当马拉车不动或马拉车匀速前进时，马拉车的力的大小才等于车拉马的力的大小解析：马拉车时，不论车如何运动，马拉车的力与车拉马的力都是一对相互作用力，二者总是大小相等，故C正确，A、B、D错误.答案：C2.如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜.若父亲对儿子的力记为F1，儿子对父亲的力记为F2，则（）A.F1>F2B.F1和F2大小相等C.F1先于F2产生D.F1后于F2产生解析：父亲对儿子的力F1与儿子对父亲的力F2是一对作用与反作用力，总是大小相等，方向相反，同时产生，同时消失，故A、C、D错误，B正确.故选B.答案：B探究二作用力、反作用力与平衡力的比较一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较.比较项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”.【典例2】（多选）如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是（）A.水平力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.水平力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：水平力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，且作用在一条直线上，是一对平衡力，选项A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，选项B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是相互作用力，选项C错误；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，选项D正确.答案：BD区别作用力、反作用力和平衡力的方法（1）作用力和反作用力作用在两个物体上，平衡力作用在一个物体上.（2）作用力和反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙物体，乙物体对甲物体的关系；平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用在平衡的物体上.【典例3】（多选）吊在大厅天花板上的电扇所受重力为G，静止时固定杆对它的拉力为F，扇叶水平转动起来后，杆对它的拉力为F′，则（）A.F＝G，F＝F′B.F＝G，F>F′C.电扇静止时，固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力D.电扇水平转动后，固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力解析：电扇不转时，显然有F＝G，而扇叶转动起来后，向下吹风，对空气有向下的作用力，根据牛顿第三定律，空气对叶片有向上的作用力，此时杆对电扇的拉力F′<G，得F′<F，B正确，A错误；固定杆对电扇的作用力与电扇对固定杆的作用力为一对作用力和反作用力，故两者总是等大反向，C正确，D错误.答案：BC3.如图所示，人静止站在体重计上，下列说法中正确的是（）A.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力C.人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D.人所受的重力和人对测力计的压力是一对作用力与反作用力解析：人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力，故A错误，B正确；人所受的重力和人对体重计的压力，既不是一对平衡力，也不是一对作用力与反作用力，故C、D错误.答案：B4.红军长征时，环境十分恶劣.过草地时，有的地方看上去是草，而下面可能就是淤泥，人一不小心就会陷入淤泥中，这是因为（）A.人给地面的压力大于地面给人的支持力B.地面给人的支持力大于人给地面的压力C.地面给人的支持力小于人所受的重力D.地面给人的支持力等于人所受的重力解析：人对地面的压力与地面对人的支持力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，选项A、B错误；人陷入淤泥，是因为人所受重力和支持力中，支持力小于重力，选项C正确，D错误.答案：CＫＫ课时评价作业（二十一）牛顿第三定律A级合格达标1.关于作用力和反作用力，下列说法正确的是（）A.作用力和反作用力作用在不同物体上B.作用力和反作用力的大小有时相等，有时不相等C.只有两物体处于平衡状态时，作用力和反作用力才大小相等D.只有两个物体质量相同时，作用力和反作用力才大小相等解析：作用力和反作用力作用在不同的物体上，作用效果不能抵消，不能合成，故A正确，C错误；由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，故B、D错误.答案：A2.下列说法中正确的是（）A.用手压弹簧、手先给弹簧一个作用，弹簧被压缩后反过来给手一个作用B.运动员将垒球抛出，垒球是受力物体，运动员是施力物体C.木块在桌面上受到向上的弹力，是由于木块发生微小的形变而产生的D.接触面间有摩擦力就一定有弹力，但二者不一定相互垂直解析：施力物体与受力物体间的相互作用是同时发生的，不存在先后关系，故A错误；运动员将垒球抛出，运动员对垒球施加推力，垒球是受力物体，运动员是施力物体，故B正确；木块放在桌面上所受到的向上的弹力，是由于桌面发生微小形变而产生的，故C错误；接触面间有摩擦力就一定有弹力，弹力方向与摩擦力方向一定垂直，故D错误.故选B.答案：B3.如图，在弹簧测力计的挂钩下竖直悬挂一个静止的木块，下列说法中正确的是（）A.木块对弹簧测力计的拉力的施力物体是地球B.木块的重力和弹簧测力计对木块的拉力是一对相互作用力C.弹簧测力计对木块的拉力在数值上等于木块的重力大小D.弹簧测力计对木块的拉力和木块对弹簧测力计的拉力是一对平衡力解析：木块对弹簧测力计的拉力的施力物体是木块，A错误；木块的重力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力，B错误；弹簧测力计对木块的拉力与木块的重力平衡，则弹簧测力计对木块的拉力在数值上等于木块的重力，C正确；弹簧测力计对木块的拉力和木块对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力，D错误.答案：C4.如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫作“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（）A.绳对乙的拉力大于绳对甲的拉力，所以甲获胜B.当甲把乙匀速拉过去时，绳对乙的拉力大小等于绳对甲的拉力大小C.当甲把乙加速拉过去时，绳对乙的拉力大小大于绳对甲的拉力大小D.绳对乙的拉力大小始终等于绳对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于甲对地面的摩擦力，所以甲获胜解析：绳对乙的拉力和绳对甲的拉力总是大小相等，与甲、乙的运动状态无关，故B正确，A、C错误；地面对甲的摩擦力与甲对地面的摩擦力总是等大反向，甲之所以获胜是因为地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以D错误.故选B.答案：B5.如图所示，用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列说法中正确的是（）A.小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力B.小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力C.细绳对小球的拉力和细绳对天花板的拉力是一对作用力与反作用力D.小球对细绳的拉力和细绳对小球的拉力是一对作用力与反作用力解析：小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力，故A错误；小球受到的重力和小球对细绳的拉力既不是平衡力也不是相互作用力，故B错误；细绳对小球的拉力和细绳对天花板的拉力既不是平衡力也不是相互作用力，故C错误；小球对细绳的拉力和细绳对小球的拉力是一对作用力与反作用力，故D正确.故选D.答案：D6.如图是利用传感器探究牛顿第三定律的实验，下列关于作用力和反作用力的说法正确的是（）A.当作用力消失后，反作用力才慢慢消失B.作用力是弹力，则反作用力一定是弹力C.重力是没有反作用力的D.作用力和反作用力有可能方向相同解析：作用力和反作用力同时消失，A不符合题意；作用力和反作用力是同种性质的力，B符合题意；重力的反作用力是物体对地球的吸引力，C不符合题意；作用力和反作用力方向相反，D不符合题意.答案：BB级等级提升7.将重力均为G的两个磁环A、B先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对面的极性相同，此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中，如图所示.设磁环B对木支架底座的压力为F1，B对A的排斥力为F2.关于这些力的大小关系，下列判断正确的是（）A.F1>2G，F2＝G B.F1＝2G，F2＝GC.F1>2G，F2>G D.F1＝2G，F2>G解析：对于磁环A，受到重力G和磁环B对磁环A的排斥力F2，根据平衡条件得F2＝G.对于磁环B，受到重力G、磁环A对磁环B的排斥力F2及木支架底座对磁环B的支持力F1的作用，根据平衡条件得F′1＝F′2＋G.根据作用力与反作用力关系知F1＝F2＋G，则F1＝2G.故选B.答案：B8.如图，一个气球装满水，放在纸板上，用两摞书将纸板支起来，可以看到，充满水的气球静止在纸板上.下列说法正确的是（）A.水球受到向上的支持力，是因为水球发生形变而产生的B.纸板受到向下的压力，是因为纸板发生形变而产生的C.水球受到向上的支持力，是因为纸板发生形变而产生的D.水球受到的支持力和受到的重力是一对作用力和反作用力解析：水球受到向上的支持力，是纸板发生形变而产生的，故A错误，