高中物理必修第一册(人教版)学生用书-第三章-4-牛顿第三定律

4.牛顿第三定律新课程标准1．理解牛顿第三定律．2．能用牛顿第三定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题．核心素养目标物理观念理解作用力和反作用力的关系．科学思维通过转换研究对象，灵活地对物体进行受力分析．科学探究基于实验，探究作用力与反作用力的关系．科学态度与责任通过生活中的实例分析，体验从生活走向物理，感受物理与生活的联系．必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、作用力和反作用力1．力是____________的作用，只要谈到力，就一定存在着________物体和________物体．2．两个物体之间的作用总是________的，物体间相互作用的这一对力，通常叫作__________________和________．3．作用力和反作用力总是互相________、同时________的．我们可以把其中任何一个力叫作________，另一个力叫作________．【情境思考】“马拉车的力与车拉马的力总是大小相等．”你认为这句话正确吗？答：二、牛顿第三定律1．实验探究：如图所示，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A，结果发现两个弹簧测力计的示数是________的．改变拉力，弹簧测力计的示数也随着改变，但两个弹簧测力计的示数总是________的，弹力方向________．2．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________，方向________，作用在____________．三、“一对相互平衡的力”和“一对作用力和反作用力”的区别1.一对相互平衡的力作用在________物体上，一对作用力和反作用力作用在________物体上．(均选填“一个”或“两个”)2．一对作用力和反作用力________是同一种类的力，而一对相互平衡的力________是同一种类的力．(均选填“一定”或“不一定”)【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力．()(2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力．()(3)物体间先有作用力，然后才有反作用力．()(4)物体间的作用力和反作用力等大、反向，可以抵消．()(5)物块静止放在水平桌面上，物块所受重力和桌面对物块的支持力是一对相互平衡的力．()(6)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一牛顿第三定律的理解导学探究成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头，比喻不自量力，自取灭亡．(1)如图所示，以卵击石时，卵对石头的作用力大，还是石头对卵的作用力大？(2)为什么会出现卵碎石全的不同效果？答：归纳总结1.作用力和反作用力的四个特征等值作用力和反作用力大小总是相等的反向作用力和反作用力方向总是相反的共线作用力和反作用力总是作用在同一条直线上同性质作用力和反作用力总是同一种类的力(即同一性质的力)2.牛顿第三定律中“总是”的含义“总是”是指对于任何物体、在任何情况下，作用力和反作用力的关系都成立．(1)不管物体的大小、形状、运动状态如何，其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反．(2)作用力和反作用力总是同种性质的力．(3)作用力和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．典例示范例1越野滑雪是2022年北京冬奥运动会上的比赛项目之一，如图为中国运动员在训练中的照片，运动员在赛道上滑行时，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针对训练1(多选)2021年2月4日23时36分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射通信技术试验卫星六号，卫星顺利进入预定轨道，发射取得圆满成功．下面关于火箭和卫星上天的情形，其中叙述正确的是()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探究点二一对作用力和反作用力与一对相互平衡的力的比较归纳总结一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较项目一对作用力和反作用力一对平衡力不同点作用对象两个力分别作用在相互作用的两个物体上两个力作用在同一个物体上力的性质两个力的性质一定相同两个力的性质不一定相同作用效果两个力分别作用在两个独立物体上，各自独立产生作用效果两个力共同作用的效果是使物体处于平衡状态依赖关系两个力一定同时产生、同时变化、同时消失，不可能单独存在不存在依赖关系，撤除一个力时，另一个力可依然存在，只是受力不再平衡共同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上典例示范例2[教材P67图3.3－8改编]猴子吊在空中静止，下列说法正确的是()A．猴子受的拉力施力物体是猴子B.猴子受的重力施力物体是树枝C.猴子处于静止状态受两个力D．树枝对猴子的拉力与猴子对树枝的拉力是一对相互平衡的力区分作用力与反作用力和一对平衡力的方法(1)看研究对象：作用力与反作用力作用在不同物体上，而一对平衡力作用在同一物体上．(2)看依存关系：作用力与反作用力同生同灭，相互依存，而一对平衡力则彼此不一定有依存关系．针对训练2[2022·辽宁鞍山高一期中](多选)如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图，下列说法中正确的是()A．杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对平衡力B．杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力C．杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力D．杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力探究点三物体受力的初步分析导学探究一小球用细绳牵引靠在光滑竖直的墙上，如图所示，试分析小球所受的力，并画出力的示意图．归纳总结1.受力分析研究对象的选取方法：整体法和隔离法2．受力分析的步骤3．判断力是否存在的方法(1)按序分析：重力→弹力→摩擦力→其他力；(2)防止多力的方法：每个力都应有施力物体，若不存在施力物体，则该力不存在；(3)防止漏力的方法：复查各接触处的力有无遗漏．典例示范例3[2022·广东实验中学高一检测]如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受的外力的个数()A．P可能受到三个力B．P一定受到两个力C．P可能受到一个力D．P不是受到两个力，就是受到四个力针对训练3如图所示，作出物体在以下情况下的力的示意图．(1)物体沿光滑斜面下滑；(2)物体沿光滑斜面上滑；(3)物体静止在斜面上；(4)物体沿粗糙斜面上滑．评价检测·素养达标——突出创新性素养达标1.如图所示的情形中，不涉及牛顿第三定律的有()2．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．F2>F1B．F1和F2大小相等C．F2先于F1产生D．F1、F2的性质可能不同3．粗糙的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地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力C．木箱所受的重力和木箱对地面的压力是一对平衡力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4．一建筑塔吊向右上方匀速提升建筑物料，如图所示．若忽略空气阻力，则下列有关物料的受力图正确的是()5.如图所示，木质半球体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面B上，斜面B是固定在地面上的，则关于半球体A的受力的个数，下列说法中正确的是()A．半球体A一定是受两个力作用B．半球体A一定是受四个力作用C．半球体A不是受两个力作用就是受四个力作用D．半球体A可能受三个力作用4．牛顿第三定律必备知识·自主学习一、1．物体对物体受力施力2．相互作用力反作用力3．依赖存在作用力反作用力情境思考：提示：正确．马拉车的力与车拉马的力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等，方向相反．二、1．相等相等相反2．相等相反同一条直线上三、1．一个两个2．一定不一定思考辨析答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×关键能力·合作探究探究点一提示：(1)以卵击石时，卵对石头的作用力与石头对卵的作用力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可知，两个力等大、反向；(2)虽然卵对石头的作用力与石头对卵的作用力等大，但由于两者能承受的最大外力不同，所以会出现不同的作用效果．【例1】【解析】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，A、B、D错误．【答案】C针对训练1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，因此与是否飞出大气层、是否存在空气无关，故A项正确，B、C项错误．卫星进入运行轨道后，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，故D项正确．答案：AD探究点二【例2】【解析】猴子受的拉力施力物体是树枝，故选项A错误；猴子受的重力施力物体是地球，故选项B错误；猴子处于静止状态受重力和树枝的拉力两个力，故选项C正确；树枝对猴子的拉力与猴子对树枝的拉力是一对作用力和反作用力，故选项D错误．【答案】C针对训练2解析：杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力，作用在同一物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故A项正确，B项错误．杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力，作用在两个物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对作用力与反作用力，故C项错误，D项正确．答案：AD探究点三提示：(1)选小球为研究对象；(2)小球受重力G(方向竖直向下)、墙面对物体的支持力FN(方向与墙面垂直)和细绳的拉力F拉(沿绳斜向上)作用；(3)作出力的示意图，由于各力的作用线都过球心，为了方便、直观，可将小球看作质点，将三个力的作用点都画在重心．【例3】【解析】如果弹力FN＝G，斜面体受力可以平衡，故P可能受两个力的作用，如图甲所示．如果弹力FN<G，P不可能平衡．如果弹力FN>G，斜面体会受到挡板MN的弹力F和摩擦力Ff，受力分析如图乙所示．【答案】D针对训练3解析：地面附近的一切物体不管是静止的，还是运动的，都受到重力作用，所以对物体进行受力分析时，不管在什么情况下，首先应考虑物体的重力，且重力的方向总是竖直向下的，接下来考虑与物体直接接触的其他物体对研究对象的作用，有挤压则一定有弹力作用，因此在上述四种情况中，物体均受到垂直于斜面向上的支持力的作用．最后考虑摩擦力的作用，如图所示，在(1)、(2)中，斜面光滑，说明二者之间没有摩擦力的作用；在(3)中，物体静止在斜面上，显然有向下滑动的趋势，所以受到的静摩擦力沿斜面向上；在(4)中，物体受到的滑动摩擦力与相对运动方向相反，即沿斜面向下．答案：见解析评价检测·素养达标1．解析：气垫船螺旋桨给空气一个向后的作用力，反过来空气给气垫船一个向前的反作用力，属于牛顿第三定律的应用；战斗机飞行过程中，抛弃副油箱，减小质量，不涉及牛顿第三定律；发射火箭、喷水龙头自动旋转使喷水均匀，是作用力与反作用力的关系，属于牛顿第三定律的应用．故选B.答案：B2．解析：父亲对儿子的力与儿子对父亲的力是一对作用力与反作用力，总