高中物理必修1教学课件：第4章 第5节 牛顿第三定律

1．力是物体之间的相互作用，若把其中一个力称为作用力，则另一个力称为反作用力。2．两个物体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。3．作用力和反作用力一定作用在相互作用的两个物体上，且力的性质相同。4．作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失。 [自学教材](1)力是物体对物体的作用，一个力一定存在着和。(2)力的作用总是相互的，物体间的这一对力称为作用力和反作用力。作用力和反作用力总是，同时存在的。受力物体施力物体相互作用相互依存 [重点诠释](1)物体间的作用是相互的，这种相互性决定了力总是成对出现的。(2)作用力和反作用力是相对的，其中一个力是作用力，另一个力就是反作用力。(3)一对作用力与反作用力的性质总是相同的，即作用力是弹力，其反作用力也一定是弹力；作用力是摩擦力，其反作用力也一定是摩擦力。 1．一小球用一细绳悬挂于天花板上，以下几种说法中正确的是()A．小球所受的重力和细绳对它的拉力是一对作用力和反作用力B．小球对细绳的拉力就是小球所受的重力C．小球所受重力的反作用力作用在地球上D．小球所受重力的反作用力作用在细绳上 解析：小球受到的重力和细绳对它的拉力不是相互作用力，A错；拉力和重力是性质不同的力，故B错；小球受到的重力是由于地球的吸引产生的。故其反作用力应是小球对地球的吸引力，作用在地球上，C对，D错。答案：C 1．实验探究如图4－5－1所示，把两个弹簧测力计A和B连结在一起，用手拉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都随着，但两个示数总，这说明作用力和反作用力大小，方向。[自学教材]相等改变相等相等相反图4－5－1 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，作用在上。相等相反同一条直线 [重点诠释]1．表达式F＝－F′(负号表示方向相反)2．对作用力和反作用力的理解(三个特征、四种性质)三个特征：(1)等值，即大小总是相等的。(2)反向，即方向总是相反的。(3)共线，即二者总是在同一直线上。 四种性质：(1)异体性：即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个物体上。(2)同时性：即作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失。(3)相互性：即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的。(4)同性性，即二者性质总是相同的。 3．作用力与反作用力和二力平衡的比较作用力与反作用力二力平衡共同点大小相等、方向相反、且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 作用力与反作用力二力平衡不同点力的性质一定是同性质的力不一定是同性质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 2．物体静止放置于水平桌面上，则()A．桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对相互平衡的力B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力 答案：A 1．受力分析的用途一个物体的运动状态是否改变，可以用加速度描述，加速度的大小是由物体所受各个力的决定的。要求物体的加速度时，必须先对物体进行。[自学教材]合力受力分析 2．三种常见作用力(1)任何物体都受，方向。(2)两个相互接触的物体相互挤压，就会产生。其方向与接触面。(3)当接触面粗糙且发生相对运动或具有相对运动趋势时，接触面处就会产生或。其方向与接触面。重力竖直向下弹力垂直滑动摩擦力静摩擦力平行 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。[重点诠释] 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 整体法、隔离法在受力分析时要灵活选用：①当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用。②当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。(2)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作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 4．受力分析要注意的五个问题(1)研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的力或合成的力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解，以免造成混乱。(2)区分内力和外力：对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上。 (3)防止“添力”；找出各力的施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在。(4)防止“漏力”：严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行分析是防止“漏力”的有效办法。(5)受力分析时还要密切注意物体的运动状态，运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向。 3．下列说法正确的是()A．苹果从树上落下，落向地面，说明苹果受地球的作用，但地球不动，说明地球不受苹果的作用B．汽车运动时，并没有别的物体吸引它，因此汽车的牵引力就无施力物体C．武术表演时，运动员用力打出去的空拳没有受力物体D．喷气式飞机飞行时，是依靠喷出的气体对飞机产生巨大的动力答案：D [例1]如图4－5－2所示，一个大人(甲)跟一个小孩(乙)站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了。对这个过程中作用于双方的力的关系，正确的说法是()A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大B．大人与小孩间的拉力是一对作用力与反作用力C．大小拉小孩的力与小孩拉大人的合力一定为零D．只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，有可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大图4－5－2 [解析]大人拉小孩与小孩拉大人构成一对相互作用力，它们之间的关系满足牛顿第三定律，所以二者永远大小相等，方向相反，两力作用在不同的人身体上，不能求合力，小孩被拉动是因为他受的拉力大于摩擦力的缘故。故选B。[答案]B 决定谁拉动谁的关键因素在于地面对两者的最大静摩擦力不同。因大人拉小孩的力大于小孩的最大静摩擦力，所以小孩才被大人拉过来，如果让大人穿上旱冰鞋站在水泥地上，两人再比力气时，小孩就可以轻而易举的把大人拉过来。［借题发挥］ 1．“嫦娥二号”的成功发射，一方面表明中国航天事业已走在了世界的前列，另一方面“嫦娥二号”的发射也带动了高科技的发展。目前计算机的科技含量已相当高，且应用于各个领域或各个方面。如图4－5－3是利用计算机记录的“嫦娥二号”发射时，火箭和地面的作用力和反作用力变化图线，根据图线可以得出的结论是()图4－5－3 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．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的D．牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用解析：作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上的，A、C错，B对。牛顿第三定律反映的规律与运动状态无关，D错。答案：B [例2]一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图4－5－4所示，已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱子对地面压力大小为多少？图4－5－4 [解析]环在竖直方向上受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力Ff，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力Ff，故箱子在竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN，及环给它的摩擦力，受力情况如图乙所示，由平衡条件如： [答案]Mg＋Ff 箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是作用力与反作用力，因此只要以箱子为研究对象求出地面对箱子的支持力即可得到答案。［借题发挥］ 答案：D [例3]如图4－5－5所示，物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上。a、b处于静止状态，对于a、b两物体的受力情况，下列说法不正确的是()A.a受到两个摩擦力的作用B．a共受到四个力的作用C．b共受到四个力的作用D．a受到墙壁的摩擦力的大小不随F的增大而增大图4－5－5 [解析]要使b处于平衡状态，a须对b产生一个竖直向上的摩擦力，则a受到b的摩擦力向下(大小等于b的重力)，a要处于平衡状态，还要受到墙壁竖直向上的摩擦力，由整体受力平衡知a受到墙壁的摩擦力大小不变，由a、b的受力知它们分别受到5个、4个力的作用，综上所述可知A、C、D正确。[答案]B (1)依据力的产生条件：根据各种性质的力产生的条件进行判断，如弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变；摩擦力产生的条件是相互接触、有弹力且有相对运动或相对运动趋势。(2)依据作用力和反作用力的关系：利用作用力和反作用力的关系来检验力是否存在，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。［借题发挥］ (3)依据物体所处的运动状态：力的作用效果与物体的运动状态之间有着相互制约的关系。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。 3．如图4－5－6所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止，物体B的受力个数为()A．2个B．3个C．4个D．5个图4－5－6 解析：以A、B整体为研究对象进行受力分析可知，整体只受竖直向下的重力和竖直向上的力F作用，如图甲所示，墙壁对A无作用力。对A进行受力分析如图乙所示。再以B为研究对象，结合牛顿第三定律，其受力情况如图丙所示，要保持B静止，B应受到重力、压力、摩擦力、力F，共4个力的作用。答案：C