人教版高中物理必修一3.3 牛顿第三定律（解析版） 精讲精练

3.4牛顿第三定律考点精讲考点1：对牛顿第三定律的理解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“四同”“三异”作用力与反作用力关系四同等大大小总是相等共线作用在一条直线上同时同时产生、同时变化、同时消失同性质同一性质的力三异异向方向相反异体作用在不同的物体上异效效果不能相互抵消，不能认为合力为零【点拨】牛顿第三定律中“总是”表现在以下三个方面：1与物体的大小和形状无关。2与物体的运动状态无关。3与物体受不受其他力无关。【例1】如图甲所示，把两个力传感器的挂钩钩在一起，让一个大人与一个小孩向相反方向拉，大人很轻松地就能将小孩拉过来。如果两个力传感器与计算机相连，就能很容易地显示出两个拉力随时间变化的图像，如图乙所示。由图像可以得出的正确结论是()甲乙A．作用力与反作用力的大小总是相等B．作用力与反作用力的大小不相等C．作用力与反作用力的作用时间不相等D．作用力与反作用力的方向相同【分析】根据题中图像得到作用力和反作用力的关系：(1)作用力和反作用力一正一负，表明它们的方向始终相反。(2)图线关于t轴对称，表明作用力和反作用力的大小始终相等。(3)作用力与反作用力同时产生、同时消失，表明它们具有同时性。【解析】A[观察F­t图像，图线关于t轴对称，表明作用力和反作用力的大小始终相等，方向始终相反，变化的情况完全相同，故A正确，B、D错误；从图像中可看出，作用力与反作用力同时产生、同时消失，作用时间相同，C错误。【针对训练】1．(对作用力与反作用力的理解)关于马拉车的下列说法正确的是()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的力C．不论车如何运动，马拉车的力大小总等于车拉马的力D．只有当马拉车不动或马拉车匀速前进时，马拉车的力大小才等于车拉马的力【解析】C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，二者总是大小相等的，故C正确，A、B、D错误。2．(对牛顿第三定律的理解)关于牛顿第三定律，下面说法中正确的是()A．两物体间先有作用力，后有反作用力B．作用力与反作用力可以是不同性质的力C．作用力与反作用力同时产生，同时消失D．作用力与反作用力的合力等于零【解析】C作用力和反作用力具有同时性，同时产生，同时变化，同时消失，故A错误，C正确；作用力和反作用力必须是同一种性质的力，故B错误；作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，故其效果不能相互抵消，也不能进行力的合成，故D错误。考点2：一对平衡力和一对作用力与反作用力的区别作用力、反作用力与平衡力的比较作用力和反作用力平衡力不同点作用对象作用在两个相互作用的物体上作用在同一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，另一个依然可存在叠加性两力作用效果不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为零不同点力的性质一定是同种性质的力可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力相同点大小相等，方向相反，作用在一条直线上【例2】引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚须超过单杠面。下放时，两臂放直，不能曲臂，如图所示，这样上拉下放，重复动作，达到健身的目的。关于做引体向上动作时人的受力，以下判断正确的是()A．在加速上拉过程中，单杠对人的作用力大于人对单杠的作用力B．在加速下放过程中，单杠对人的作用力等于人对单杠的作用力C．悬垂静止时，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对平衡力D．在加速下放过程中，在某瞬间人可能不受力的作用【分析】①作用力与反作用力分别作用在两个物体上，并且总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。②一对平衡力作用在同一个物体上。【解析】B无论是上拉过程，还是下放过程，还是悬垂静止中，单杠对人的作用力总等于人对单杠的作用力，是一对相互作用力，与人的运动状态无关，选项A、C错误，B正确；在下放过程中，若在某瞬间人向下的加速度为重力加速度g，则人只受到一个重力的作用，故D错误。【技巧与方法】区分作用力、反作用力和平衡力的方法区分作用力、反作用力和平衡力，最简单的方法是看涉及的物体的个数。1作用力与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。2平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用在一个受力物体上。【针对训练】3．一木块静止放在水平桌面上，则下列说法正确的是()A．木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对平衡力B．用手竖直向下压木块时，木块对桌面的压力大于桌面对木块的支持力C．木块对桌面的压力就是木块的重力D．木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对作用力和反作用力【解析】D对木块、桌面进行受力分析。设木块所受的重力为G，桌面对木块的支持力为FN，木块对桌面的压力为FN′，如图所示。木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对作用力和反作用力，故A、B错误；木块对桌面的压力是木块的形变产生的，木块的重力是由于地球的吸引而产生的，二者不是同一种力，故C错误；桌面对木块的支持力和木块对桌面的压力是一对作用力与反作用力，故D正确。考点3：物体受力的初步分析1.受力分析的一般顺序一般先分析重力；再分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；然后分析摩擦力，对凡有弹力作用处逐一进行分析；最后是其他力。2．受力分析常用的方法(1)整体法与隔离法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，可先对其做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。3．受力分析的步骤【例3】(多选)如图所示，放在水平地面上的物体M上叠放着物体m，m与M之间有一处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态，则下列关于m和M的受力情况分析正确的是()A．m给M向左的摩擦力 B．M给m向左的摩擦力C．地面对M的摩擦力向右 D．地面对M无摩擦力作用【分析】①整个装置处于静止状态，说明m和M所受的合力均为零。②处于压缩状态的弹簧对m有向左的弹力。【解析】AD对m受力分析，m受到重力、支持力、水平向左的弹力和M对m向右的摩擦力，根据作用力与反作用力的关系，则m对M的摩擦力向左，A正确，B错误；对整体受力分析，整个装置处于静止状态，在竖直方向上，受到重力和支持力平衡，水平方向上，若地面对M有摩擦力，则整体不能平衡，故地面对M无摩擦力作用，C错误，D正确。【变式训练】上例中，若将压缩状态的弹簧改为伸长状态的弹簧，则m和M的受摩擦力情况如何？【解析】m给M向右的摩擦力，M给m向左的摩擦力，地面对M无摩擦力作用。【技巧与方法】判断力是否存在的三种方法1根据各种性质的力产生的条件进行判断。2依据作用力和反作用力的关系：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：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。【针对训练】4．下列“画阴影”的物体受力分析正确的是()【解析】B图A中球静止在光滑平面上，合力为零，球不受斜向右上方的支持力，A错误；图B中小球静止在斜面上，要使其合力为零，球只受重力和绳的拉力，B正确；图C中物体沿粗糙斜面向上冲，摩擦力的方向沿斜面向下，C错误；图D中两物体一起匀速向右，所受合外力为零，上面的物体不受水平摩擦力作用，D错误。考点达标考点一对牛顿第三定律的理解1．对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，乙物体对甲物体的反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【解析】D作用力和反作用力是等大、反向、同时产生、同时消失、同性质的力，作用效果不能被抵消，故D正确。2．一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对于这一现象，下列说法正确的是()A．榔头对玻璃的作用力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂B．榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头比玻璃能够承受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，只是由于榔头比玻璃能够承受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【解析】C榔头对玻璃的作用力与玻璃对榔头的作用力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在不同物体上，因物体的承受能力不同，所以产生的作用效果不同，故C正确，A、B、D错误。3．(多选)下列说法正确的是()A．跳高运动员起跳时，地面对运动员的支持力大小等于运动员对地面的压力大小B．汽车加速前进时，车对人向上的支持力与人对车向下的压力大小相等C．鸡蛋撞击石头，蛋碎石全，是因为鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力D．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小【解析】ABD跳高运动员起跳时，地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对相互作用力，等大、反向、共线，故A正确；汽车对人向上的支持力与人对汽车向下的压力是一对相互作用力，它们始终大小相等，方向相反，故B正确；鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是一对相互作用力，总是等大、反向、共线，故C错误；惯性大小只与物体的质量有关，质量越小，惯性越小，乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小，故D正确。4．第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办。越野滑雪是比赛项目之一，如图所示是运动员在赛道上滑行的简化情境，关于滑雪板与赛道之间的相互作用力，下列说法正确的是()A．滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力B．滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力C．滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等D．滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同【解析】C滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，方向相反，C正确。考点二一对平衡力与一对作用力与反作用力的区别5．如图所示是火箭加速上升时的照片，此时喷出气体对火箭作用力的大小()A．等于火箭的重力B．等于火箭对喷出气体的作用力C．小于火箭对喷出气体的作用力D．大于火箭对喷出气体的作用力【解析】B火箭匀速上升时，喷出气体对火箭作用力才等于火箭的重力，选项A错误；喷出气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，选项B正确，C、D错误。6．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．L2对B的拉力和B受到的重力是一对作用力与反作用力D．L2对B的拉力和B对L2的拉力是一对作用力和反作用力【解析】DA受到重力、L1的拉力和L2的拉力处于平衡状态，故L1对A的拉力和L2对A的拉力不是一对平衡力，A错误；L2对A的拉力和L2对B的拉力，施力物体相同，故不是一对相互作用力，B错误；L2对B的拉力和B受到的重力是一对平衡力，C错误；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正确。考点三物体受力的初步分析7．如图所示，质量为m的AB杆靠在平台的拐角上处于静止状态，拐角处光滑，则地面对杆A端施加的作用力为()A．支持力和摩擦力 B．支持力C．摩擦力 D．无法确定受几个力作用【解析】AAB杆靠在平台的拐角上处于静止状态，拐角处光滑，则地面对杆A端施加的作用力为支持力和摩擦力，故A正确。8．如图所示，物体A、B在平行于斜面的力F作用下沿粗糙斜面向上运动，A相对于B静止，则物体B受力的个数为()A．4个 B．5个C．6个 D．7个【解析】C物体B受到的力包括：重力G、拉力F(已知力)、A对B的压力FN(弹力)、斜面对B的支持力FN′(弹力)、A对B的摩擦力FAB(摩擦力)、斜面对B的摩擦力FB(摩擦力)，故选项C正确。9．(多选)A、B、C三个物体如图所示放置，所有接触面均不光滑。有一个水平力F作用在物体C上，使A、B、C一起向右做匀速直线运动，则()A．B对A的摩擦力方向水平向左B．B对A的摩擦力方向水平向右C．C对A的摩擦力方向水平向左D．C对A的摩擦力方向水平向右【解析】AD对A、B、C整体而言，地面对B、C的摩擦力方向皆向左。隔离B，由B匀速运动的受力条件可知，A对B的摩擦力方向向右，则由牛顿第三定律可知B对A的摩擦力方向向左；由A受力平衡可判断C对A的摩擦力方向向右，故A、D正确。巩固提升10．(多选)关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是()A．在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动B．汽车行驶时，通过排气筒向后排出尾气，从而获得向前的反作用力即动力C．如图所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管会自动转向D．软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去【解析】ACD人从小船的一端走向另一端时，要受到船给人的摩擦力，方向与人行走的方向相同，根据牛顿第三定律知，人对小船也有一个摩擦力，其方向与人行走的方向相反，因此船将在这个摩擦力的作用下改变运动状态，向人行走的相反方向运动，选项A正确；汽车行驶时，通过排气筒向后排出尾气，虽然尾气对排气筒有反作用力，但毕竟很小，并不是汽车动力的来源，选项B错误；农业灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管在水的反作用力的推动下会自动旋转，大大增加了喷水的面积，选项C正确；乌贼通过身体侧面的孔把水吸入鳃腔，然后用力把水经过小孔压出体外，根据牛顿第三定律可知，乌贼就获得了方向相反的反作用力，从而向排水的相反方向游去，选项D正确。11．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