牛顿第三定律（导学案）解析版-人教版高中物理必修第一册

第3节牛顿第三定律

学习目标

1.物理观念：知道二力平衡和牛顿第三定律的区别与联系。

2.科学思维：通过力传感器探究物体运动过程中相互作用力的关系。通过套阅资料认识“定律”的内涵,

了解牛顿第三定律的适用范围。

3.科学探究：通过同学间掰手腕、拔河等活动理解力的作用是相互的。通过实例分析概括平衡力与相互

作用力的不同之处。

4.科学态度与责任：通过应用二力平衡知识和牛顿第三定律分析实际问题,感受物理知以在实际生活中

的应用。

重点难点

1.知道力的作用是相九的，了解作用力和反作用力的概念（重点）。

2.通过实验探究，了解两个物体间作用力与反作用力大小和方向的关系（重点）。

3.能正确表述牛顿第三定律，并应用牛顿第三定律分析解决实际问题（难点）。

机;课前预习

【知识回顾】

第2节摩擦力

一、滑动摩擦力

1.定义：两个相互.接触的物体，当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,

这种力叫作滑动摩擦力。

2.方向：总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。

3.大小

⑴滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比,还跟接触面的粗糙程度、材质等行为。

（2）公式：衣=心。

（3）动摩擦因数〃：它的值踉接触面的材料和粗糙程度有关.动摩擦因数〃=*，々在接触面内且与

rN

相对运动方向相反，尺与接触面垂直。

二、静摩擦力

1.定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,这时的摩擦力叫作静

摩擦力。

2.方向：总是沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向相反。

3.最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值/ax，在数值上等于物体即将开始运动时的拉力。

4.静摩擦力的大小:两物体之间实际产生的静摩擦力厂在0与最大静摩擦力Knax之间，即叱EW八。

【自主预习】

第3节牛顿第三定律

一、作用力和反作用力

1.力是物体对物体的作用。只要谈到力，就一定存在着受力物体和施力物体。

2.两个物体之间的作用总是相互的，物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。

3.作用力和反作用力总是互相依救、同时在在的。我们可以把其中任何一个力叫作但U力，另一

个力叫作反作用力。

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笑，方向相反,作用在同一条宜

线上。

三、物体受力的初步分析

1.受力分析的一般步骤：

⑴明确受力分析的对象

(2)根据力的产生条件，按照重力,弹力和摩擦力的顺序分析物体受到的力；

(3)结合物体的运动状态判断这些力是否真实存在；

(4)只画出研究对象受到的力,面不面出研究对象作用于其他物体的反作用力。

课堂探究

思考与讨论1

一、作用力与反作用力

1.观察同学演示用力挤压两个气球过程，说明在气球被挤压过程中，两个气球之间的作用力与反作用

力的大小关系？

答案两个气球都有形变，而且增大压力时，两个气球的形变都增大，说明作用力与反作用力是相互

的，两个力的大小始终相等。

2.观看鼓掌欢呼的图片，两手同时相向运动拍击,说说两只手各自的感觉,若一手不动,一手运动拍击

另一只手,再说说两只手各自的感觉。这两个过程中，两只手之间的相互作用力的大小关系是否仍然分

别相等？

学生可能回答：

(1)两只手互拍的过程,两手的感觉一样,两只手受力大小应相等。

(2)一只手主动拍击另一只静止不动的手，对两手的感觉，有的学回答相同，有的同学回答可能不一

样,认为静止不动的手疼,受到的力大，主动拍击的手疼痛感弱一点,受到的力小一点。

(3)两种情况中，两只手的感觉都一样,两只手受力大小都分别相等。

3.如图所示，牧童沿水平方向拉牛，但没有拉动。

(1)牛受到几个力的作用？画出牛受力的示意图。

(2)牛受到的几个力中，哪些是一对平衡力？

(3)指出牛受到的几个力的反作用力。

答案(1)牛受到重力G、地面对牛的支持力厂小绳对牛的拉力”和地面对牛的摩擦力共四个力

作用，受力示意图如图所示；

(2)牛受到的重力G和地面对牛的支持力心是一对平衡力；绳对牛的拉力尸和地面对牛的摩擦力R

是一对平衡力；

(3)牛受到重力G的反作用力是牛对地球的吸引力；地面对牛的支持力尸N的反作用力是牛对地面的

压力；绳对牛的拉力/的反作用力是牛对绳的拉力；地面对々的摩擦力衣的反作用力是牛对地面的摩

擦力。

【例1】如图所示，甲、乙两人正在进行掰手腕比赛.下列说法正确的是()

甲乙

A.若甲施了乙，则甲对乙的力大于乙对甲的力

B.若甲赢了乙，则甲对乙的力等于乙对甲的力

C.只有甲、乙相持不下时，甲对乙的力才等于乙对甲的力

D.甲、乙各自既是施力物体乂是受力物体，所以无法判断谁的力大

答案B

解析甲对乙的力与乙对甲的力是一对相互作用力，不论谁赢，这两个力始终大小相等，方向相反,

作用在两个不同物体上，B正确。

【例2】某同学用传感器探究作用力与反作用力的关系。实验时他把两只力传感器同时连接在计算机

上，其中一只系在墙上，另一只握在手中，如图甲所示，如图乙是他记录的两个物体间作用力和反作用

力的变化图线。根据图线可以得出的结论是（）

甲乙

A.作用力大时反作用力小

B.作用力和反作用力的方向总是相反的

C.作用力变化后反作用力才随之发生变化

D.图中的两个力是一对平衡力

答案B

解析由记录的两个物体间作用力和反作用力的变化图线可以得出的结论是：作用力和反作用力的

方向总是相反的，大小总是相等的，总是同时产生，同时变化；题图中的两个力是一对相互作用力。

故选Bo

思考与讨论2

二、牛顿第三定律

1.牛顿第三定律是什么？

答案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。

【例11如图是马拉车的示意图，根据牛顿第三定律可知（）

A.若车加速前进，马拉车的力大于车拉马的力

B.若车匀速前进，马拉车的力与车拉马的力二力平衡

C.若车减速前进，马拉车的力小于车拉马的力

D.无论如何行驶，马拉车的力的大小都等于车拉马的力的大小

答案D

解析不管马拉车不动还是马拉车前进，马拉车的力都等于车拉马的力，这是一对作用力和反作用力，

大小相等、方向相反，A、C错误，D正确；马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力，大小相等、

方向相反、作用在两个物体上，而一对平衡力作用在同一物体上，B错误。

【例2】(多选)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卬的拉力，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.当中把乙加速拉过去时，绳对乙的拉力大于绳对甲的拉力

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地面对乙的摩擦力,

所以甲获胜

答案BD

解析绳对乙的拉力和绳对甲的拉力总是大小相等，与甲、乙运动状态无关，故B正确，A、C错

误.地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜，D正确。

思考与讨论3

三、物体受力的初步分析

【例1】画出图中物体4所受力的示意图，并写出力的名称和施力物体:

(1)物体力静止.，接触面均光滑；

(2)物体力沿固定粗糙斜面上滑；

(3)物体力沿粗糙水平面滑行；

(4)接触面光滑,物体力静止；

(5)物体力静止在粗糙水平面上。

【例2】我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁列车(如图甲所示)在行驶过程中非常平稳，放在

桌上的水杯几乎感觉不到晃动.图乙为高铁车厢示意图，A.4两物块相互接触地放在车厢里的水平桌

面上，两物块与桌面间的动摩擦因数相同，物块力的质量比物块8的质量大，车厢在平直的铁轨上向

右做匀速直线运动，物块4、8相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是()

A.物块力受到2个力的作用

B.物块〃受到3个力的作用

C.物块4受到桌面对它向右的摩擦力

D.物块4受到物块力对它向右的弹力

答案A

解析列车在平直的诙机上向右做勺速直线运动，此时物块A夕均向右做勺速直线运动，故物块』、

4均只受重力和支持力作用，水平方向没有外力，故水平方向均不受摩擦力，同时物块力、4间也没有弹力

作用，故A正确，B、C、D错误。

课堂小结：

1.平衡力和相互作用力的区别

(1)相互作用力一定是同性质力，平衡力则不一定；

(2)相互作用力一定同时存在、同时消失平衡力则不一定；

(3)平衡力作用在同一物体上相互作用力一定作用在不同物体上。

2.受力分析的一般步骤：

(1)明确受力分析的对象；

(2)根据力的产生条件，按照重力，弹力和摩擦力的顺序分析物体受到的力；

(3)结合物体的运动状态判断这些力是否真实存在；

(4)只画出研究对象受到的力,面不面出研究对象作用于其他物体的反作用力。

当堂检测

1.关于作用力和反作用力，以下说法正确的是()

A.手用力拉弹簧，使弹簧拉长之后，弹簧才能对手有反作用力

B.物体的重力和地面支持力是一对作用力和反作用力

C.作用力和反作用力是总是同时产生、同时变化、同时消失的同种性质的力

D.作用力和反作用力是作用在同一物体上的两个等值反向的力

答案c

解析作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，是同一种性质的力，手只要对弹簧施力,

弹簧就会对手有反作用力，故A错误，C正确：物体的重力和地面的支持力作用在同一物体上，不是作用

力和反作用力，故B错误；作用力和反作用力是作用在不同的物体上的两个等值反向的力，故D错误。

2.如图所示，两头牛头抵头斗架。若左边的牛对右边的牛的力用尸表示，右边的牛对左边的牛的力用

尸表示，并且左边的牛不敌右边的牛在不断后退，则（）

Z.F'F

B.U先于产产生

C尸和广大小相等

D尸和尸的作用可相互抵消

答案C

解析力尸和尸分别是作用力与反作用力，它们大小相等，方向相反，同时产生，同时变化，作用在

不同的牛身上，不可相互抵消。故选C。

3.（多选）跳水一直是我国的优势项目，如图所示，一运动员站在3m跳板上，图中Q表示人对跳板的弹

力,B表示跳板对人的弹力，G表示运动员的重力，（跳板可视为水平）则（）

A.先有Q后有F?

B.运动员静止站立在跳板上，&与G是一对平衡力

ca和&大小相等、方向相反，是一对相互作用力

D.因人离开跳板前具有向上的速度，所以出大于储

答案BC

解析Q为人对跳板的弹力，B为跳板对人的弹力，所以Q与B互为作用力与反作用力，同时产生，

同时消失，同时变化，任何时刻都大小相等，方向相反，故A、D错误，C正确：运动员静止站立在跳板上,

B与G都作用在人身上，是一对平衡力，故B正确。

4.（多选）如图所示，截面为直角三角形的物体。在竖直向上的恒力b作用下保持静止，则下列对物

体受力情况的分析正确的是（）

A.物体。与墙壁间一定存在弹力

B.物体。与墙壁间不存在静摩擦力

C.物体。一定受两个力作用

D.物体。可能受四个力作用

答案BC

解析物体静止，水平方向上墙壁对物块〃没有弹力，没有弹力也就没有摩擦力，竖直方向有人=

G,所以物体。只受到2个力的作用，B、C正确。

5.（多选）如图，竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，。与斜放的固定挡

板接触且处于静止状态，则斜面体P受到的外力个数可能是（）

A.2个B.3个C.4个D.5个

答案AC

解析若EN=G,对尸受力分析如图甲所示，故户可能受2个力的作用；若FN〈G,尸不可能在此

位置受力平衡；若"N>G,p会受到挡板MN的弹力"和摩擦力R,受力分析如图乙所示，故Q可能受

4个力的作用.综上所述，尸可能的受力个数是2个或4个.

甲乙

6.越野滑雪是冬奥会比赛项目之一，如图为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

答案C

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，故C正确，A、B、D错误。

7.用锤头敲玻璃，玻璃被打碎，而锤头未碎，对于这一现象，下列说法正确的是（）

A.锤头对玻璃的作用力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂

B.玻璃对锤头的作用力大于锤头对玻璃的作用力，只是由于锤头比玻璃能够承受更大的力才没有

碎裂

C.锤头和玻璃之间的作用力是等大的，只是由于锤头比玻璃能够承受更大的力才没有碎裂

D.因为不清楚锤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

答案C

解析锤头对玻璃的作用力与玻璃对锤头的作用力是一对作用力和反作用力，总是大小相等，方

向相反，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。

8.如图所示，物体力分别与水平面、竖直墙面以及物体月紧密接触，所有接触面均光滑，/、“均

静止，则（）

lA\B....

A.物体力受三个力作用

B.物体力受四个弹力作用

C.物体8受三个弹力作用

D.物体4受两个力的作用

答案D

解析力、8两物体没有相互挤压，它们之间无弹力作用，力所受的弹力只有地面的支持力，B所

受的弹力也只有地面的支持力，物体力、4均只受两个力的作用，故选D。

9.如图所示，力、8两个物体的质量相等，方向相反、大小均为2N的两个水平力尸、F'分别作用

于4、8两个物体上，力、8均保持静止，则下列说法正确的是（）

B—►尸

尸一7_____