2022-2023高中物理 第3章 力與相互作用 3.1 牛頓第三定律學案 滬科版必修1

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1、2022-2023高中物理 第3章 力與相互作用 3.1 牛頓第三定律學案 滬科版必修1 [目標定位]　1.知道力的作用是相互的，并了解作用力、反作用力的概念.2.理解牛頓第三定律的含義.3.會用牛頓第三定律解決簡單問題.4.會區(qū)分平衡力和作用力與反作用力． 一、作用力和反作用力 [問題設計] 在光滑的冰面上，兩人相對而立．當一人用力去推另一個人時，兩人同時向相反方向運動；兩個小車上粘有磁鐵，讓兩小車停在水平桌面上距離適當?shù)奈恢?，放手后兩小車同時運動(相吸或相斥)． (1)上面事例或?qū)嶒炛?，當一個物體(設為甲)對另一個物體(設為乙)施力時，乙對甲有作用力嗎？ (2)上面兩個例子中相

2、互作用力各是什么性質(zhì)的力？ (3)物體間相互作用的一對力作用在幾個物體上？ 答案　(1)甲對乙施力時，乙對甲也同時產(chǎn)生了作用力． (2)前者相互作用力都是彈力；后者相互作用力都是引力或都是斥力．(3)兩個． [要點提煉] 1．作用力和反作用力：力總是成對出現(xiàn)的，物體間相互作用的這一對力，通常叫做作用力和反作用力． 2．判斷作用力和反作用力的方法，主要看兩個方面：一是看作用點，作用力和反作用力應作用在兩個(填“一個”或“兩個”)物體上；二是看產(chǎn)生原因，作用力和反作用力總是相互的且一定是同一(填“同一”或“不同”)性質(zhì)的力．若作用力是“甲對乙的力”，則反作用力一定是“乙對甲的力”．

3、二、牛頓第三定律 [問題設計] 兩組同學對拉彈簧測力計(拉力大小可以是任意的)，兩彈簧測力計示數(shù)存在什么關系？兩彈簧測力計間相互作用力作用在幾個物體上？方向如何？畫出兩彈簧測力計的受力示意圖． 答案　兩彈簧測力計示數(shù)總是相等；兩個物體；方向相反；兩彈簧測力計受力示意圖如圖所示 [要點提煉] 1．牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上． 2．公式：F甲對乙＝－F乙對甲．“－”表示方向相反的意思． 3．作用力與反作用力具有“四同”和“三異”的關系 “四同”表示： (1)同大小：大小相等． (2)同直線：作用在同一條直線上．

4、(3)同存亡：同時產(chǎn)生、同時消失、同時變化． (4)同性質(zhì)：作用力是引力，反作用力也是引力；作用力是彈力，反作用力也是彈力；作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力． “三異”表示： ①異向：方向相反． ②異體：作用在不同的物體上． ③異效：在不同的物體上分別產(chǎn)生不同的作用效果，不能相互抵消，因此，不能認為作用力和反作用力的合力為零． [延伸思考] 讓小剛和小強比比誰的力氣大：他倆手拉手，側身而立，以講臺中線為界，把對方拉過線者為勝．結果小剛勝了．是不是小剛對小強的拉力大于小強對小剛的拉力？為什么？ 答案　不是．小剛獲勝，不是因為小剛對小強的拉力大，兩人之間的力互為作用力和反作用力，

5、大小總是相等的．小剛獲勝是因為地面對小剛的摩擦力大于小強對小剛的拉力． 三、一對相互作用力和一對平衡力的區(qū)別 [問題設計] 如圖1所示，一本書放在水平桌面上，處于靜止狀態(tài)． 圖1 (1)畫出書本的受力示意圖； (2)這個情景中出現(xiàn)的作用力、反作用力有哪些？ (3)此情景中平衡力有哪些？ 答案　受力分析如圖，作用力和反作用力共有兩對：桌子對書的支持力和書對桌子的壓力．書受到的重力和書對地球的引力． 有一對平衡力：書受到的重力和桌子對書的支持力． [要點提煉] 一對作用力與反作用力和一對平衡力的相同點和不同點 作用力與反作用力 一對平衡力 相同點 大小相等、

6、方向相反、作用在同一條直線上 不 同 點 作用對象 兩個物體上 同一個物體上 作用時間 同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失，不可單獨存在 不一定同時產(chǎn)生或消失 力的性質(zhì) 一定(填“一定”或“不一定”)是同性質(zhì)的力 不一定(填“一定”或“不一定”)是同性質(zhì)的力 作用效果 因為一對作用力與反作用力作用在兩個物體上，各自產(chǎn)生作用效果，故不能(填“能”或“不能”)求合力 一對平衡力的作用效果是使物體處于平衡狀態(tài)，合力為零 一、對牛頓第三定律的理解與應用 例1　如圖2所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”．兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方過分界線者為贏．若繩子質(zhì)量不計

7、，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是(　　) 圖2 A．甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力 B．甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力 C．若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利 D．若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利 答案　C 解析　甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對作用力與反作用力，故選項A錯誤．甲對繩的拉力與乙對繩的拉力作用在同一物體上，是一對平衡力，故選項B錯誤．設繩子的張力為F，則甲、乙兩人受到繩子的拉力大小相等，均為F，若m甲>m乙，則由a＝得，a甲

8、會先過分界線，所以甲能贏得“拔河”比賽的勝利，故選項C正確．收繩速度與“拔河”比賽勝負無關，故選項D錯誤． 針對訓練1　一起交通事故中，一輛汽車與行人相撞，結果行人受重傷，而汽車幾乎沒有任何損傷，對此現(xiàn)象，以下解釋正確的是(　　) A．由于汽車的質(zhì)量比行人的質(zhì)量大，所以汽車對行人的作用力大于行人對汽車的作用力 B．由于汽車的速度比行人的速度大，所以汽車對行人的作用力大于行人對汽車的作用力 C．汽車的表面堅硬，所以汽車對行人的作用力大于行人對汽車的作用力 D．汽車對行人的作用力與行人對汽車的作用力大小是相等的，但此作用力足以使行人受傷 答案　D 解析　汽車對行人的作用力和行人對汽車

9、的作用力是一對作用力和反作用力．由牛頓第三定律知，兩力大小相等．之所以出現(xiàn)行人受重傷而汽車幾乎沒有任何損傷的結果，是因為人所能承受的撞擊力遠小于車所能承受的撞擊力． 二、一對相互作用力和一對平衡力的區(qū)別 例2　(多選)物體靜止在斜面上，如圖3所示，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力 B．物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力是一對作用力和反作用力 C．物體所受重力和斜面對物體的作用力是一對平衡力 D．物體所受重力可以分解為沿斜面向下的力和對斜面的壓力 答案　BC 針對訓練2　如圖4所示，物體放在水平桌面上，受到一個水平向右

10、的拉力F作用，卻仍然保持靜止，則下列說法中正確的是(　　) 圖4 A．物體受三個力作用，其中有一對平衡力 B．物體受三個力作用，其中有一對作用力和反作用力 C．物體受四個力作用，其中有兩對作用力和反作用力 D．物體受四個力作用，其中有兩對平衡力 答案　D 解析　物體受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力F，根據(jù)物體處于靜止狀態(tài)知，物體所受合力為零，所以物體在水平方向除受水平向右的拉力F外，還必須受水平向左的摩擦力f，所以物體共受四個力的作用，選項A、B錯誤．由于作用力與反作用力是分別作用在兩個不同物體上的，所以物體所受的四個力中不可能構成作用力與反作用力，因此選項C錯誤．物體水

11、平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力，其合力為零，為一對平衡力．豎直方向受重力和支持力，也為一對平衡力，所以選項D正確． 牛頓第三定律 1.(作用力和反作用力)(多選)如圖5所示是利用計算機記錄的衛(wèi)星發(fā)射時火箭和衛(wèi)星之間的作用力和反作用力的變化圖線，根據(jù)圖線可以得出的結論是(　　) 圖5 A．作用力大時，反作用力小 B．作用力和反作用力的大小總是相等的 C．作用力和反作用力的方向總是相反的 D．作用力和反作用力是作用在同一個物體上的 答案　BC 解析　圖像中的兩條圖線對應的縱坐標大小相等、符號相反，故A錯誤，B、C正確；作用力與反作用力作用在兩個相互作用的物體上，D錯誤

12、． 2．(作用力和反作用力)如圖6所示，擊球員用棒球棍回擊飛過來的棒球時，球棒擊棒球的力(　　) 圖6 A．比球撞擊球棒的力更早產(chǎn)生 B．與球撞擊球棒的力同時產(chǎn)生 C．大于球撞擊球棒的力 D．小于球撞擊球棒的力 答案　B 解析　根據(jù)牛頓第三定律可知作用力和反作用力總是等大、反向，同時產(chǎn)生，同時消失，故選B. 3．(對牛頓第三定律的理解)下列判斷正確的是(　　) A．人行走時向后蹬地，給地面向后的摩擦力，地面給人的摩擦力是人向前的動力 B．人勻速游泳時，人對水向前用力，水給人方向向后的作用力，這個力是阻力 C．放在桌面上的物體，因有重力，才有對桌面的壓力，才有桌面的支

13、持力出現(xiàn)，即壓力先產(chǎn)生，支持力后出現(xiàn) D．作用力與反作用力，應是先有作用力，再有反作用力，作用力先變化，反作用力隨后跟著做相應變化 答案　A 解析　人走路或游泳時，對地或?qū)λ际┘酉蚝蟮牧?，另一方給人施加動力，故A對，B錯；作用力與反作用力總是同時產(chǎn)生，同時變化的，不存在誰先誰后，故C、D均錯． 4．(一對相互作用力與一對平衡力的區(qū)別)(多選)關于作用力與反作用力以及相互平衡的兩個力的下列說法中，正確的是(　　) A．作用力與反作用力一定是同一性質(zhì)的力 B．作用力與反作用力大小相等，方向相反，因而可以互相抵消 C．相互平衡的兩個力的性質(zhì)，可以相同，也可以不同 D．相互平衡的兩個

14、力大小相等，方向相反，同時出現(xiàn)，同時消失 答案　AC 題組一　對牛頓第三定律的理解 1．對于牛頓第三定律的理解，下列說法中正確的是(　　) A．當作用力產(chǎn)生后，再產(chǎn)生反作用力；當作用力消失后，反作用力才慢慢消失 B．彈力和摩擦力都有反作用力，而重力無反作用力 C．甲物體對乙物體的作用力是彈力，乙物體對甲物體的反作用力可以是摩擦力 D．作用力和反作用力在任何情況下都不會平衡 答案　D 解析　根據(jù)牛頓第三定律知，兩個物體之間的相互作用力大小相等、方向相反、性質(zhì)相同、同時產(chǎn)生、同時消失，故可判定A、B、C錯誤，D正確． 2．一物體受繩拉力的作用，由靜止開始運動，先做加速運動，

15、然后做勻速運動，最后做減速運動，下列說法正確的是(　　) A．加速運動時，繩拉物體的力大于物體拉繩的力 B．減速運動時，繩拉物體的力小于物體拉繩的力 C．只有勻速運動時，繩拉物體的力才與物體拉繩的力大小相等 D．不管物體如何運動，繩拉物體的力與物體拉繩的力大小總相等 答案　D 解析　作用力、反作用力總是大小相等、方向相反，并作用在同一條直線上，與相互作用的物體所處的狀態(tài)沒有關系． 3．在拔河比賽中，下列各因素對獲勝有利的是(　　) A．對繩的拉力大于對方 B．對地面的最大靜摩擦力大于對方 C．手對繩的握力大于對方 D．質(zhì)量小于對方 答案　B 解析　在拔河比賽中根據(jù)作用

16、力和反作用力的關系，雙方對繩的拉力大小是相等的，選項A、C錯誤；取勝的決定因素是繩對人的拉力和地面對人的摩擦力的大小關系，選項B正確，D錯誤． 4．(多選)2013年6月11日，“神舟十號”載著我國三名宇航員順利飛入太空．下面關于飛船與火箭上天的情形，其中敘述正確的是(　　) A．火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用力，從而讓火箭獲得了向上的推力 B．火箭尾部噴出的氣體對空氣產(chǎn)生一個作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力 C．火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無法獲得前進的動力 D．飛船進入運行軌道之后，與地球之間仍然存在一對作用力與反作用

17、力 答案　AD 解析　火箭升空時，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體．火箭向下噴氣時，噴出的氣體同時對火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動力，此動力并不是由周圍的空氣對火箭的反作用力提供的．因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關．故A選項正確，B、C選項錯誤．火箭運載飛船進入軌道后，飛船與地球之間依然存在相互吸引力，即地球吸引飛船，飛船吸引地球，這是一對作用力與反作用力，故D選項正確． 5.如圖1是關于車拉馬、馬拉車的問題，下列說法中正確的是(　　) 圖1 A．馬拉車不動，是因為馬拉車的力小于車拉馬的力 B．馬拉車前進，是因為馬拉車的力大于車拉馬的

18、力 C．馬拉車，不論車動還是不動，馬拉車的力的大小總是等于車拉馬的力的大小 D．馬拉車不動或車勻速前進時，馬拉車的力與車拉馬的力才大小相等 答案　C 解析　由牛頓第三定律可知，馬拉車的力和車拉馬的力是一對作用力和反作用力，大小始終相等．故C正確．而車的運動狀態(tài)的變化，是由車受到的合力決定的．當馬拉車的力較小時，拉力與車受到地面的摩擦力大小相等，車保持靜止；當馬拉車的力大于車受到地面的摩擦力時，車就開始啟動并加速前進． 6．以卵擊石，雞蛋破碎而石頭完好，在這一過程中(　　) A．雞蛋對石頭的作用力比石頭對雞蛋的作用力小 B．雞蛋對石頭的作用力比石頭對雞蛋的作用力大 C．雞蛋對石頭

19、的作用力與石頭對雞蛋的作用力大小相等 D．雞蛋對石頭的作用力與石頭對雞蛋的作用力方向相同 答案　C 7．用手托著一塊磚，開始時靜止不動，當手突然向上加速運動時，磚對手的壓力(　　) A．一定小于手對磚的支持力 B．一定等于手對磚的支持力 C．一定大于手對磚的支持力 D．只有靜止或勻速上升時，磚對手的壓力才等于手對磚的支持力 答案　B 解析　磚對手的壓力與手拖磚的力(即支持力)是作用力與反作用力關系，因而大小總是相等的，與運動狀態(tài)無關，所以只有B項正確． 8．(多選)一個大人跟一個小孩站在水平面上手拉手比力氣，結果大人把小孩拉過來了，在這個過程中作用于雙方的力的關系，正確的說

20、法是(　　) A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大 B．大人與小孩間的拉力是一對作用力和反作用力 C．大人拉小孩的力與小孩拉大人的力大小一定相等 D．只有在大人把小孩拉動的過程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出現(xiàn)的短暫相持過程中，兩人的拉力一樣大 答案　BC 解析　大人拉小孩的力與小孩拉大人的力是作用力和反作用力的關系，而作用力和反作用力總是大小相等的，即手拉手比力氣時，無論是在相持階段還是小孩被大人拉過來的過程中，大人拉小孩與小孩拉大人的力總是大小相等的，所以選項B、C正確． 題組二　一對相互作用力和一對平衡力的區(qū)別 9．關于作用力、反作用力和一對平衡力的認識，正確的是

21、(　　) A．一對平衡力的合力為零，作用效果相互抵消，一對作用力與反作用力的合力也為零，作用效果也相互抵消 B．作用力和反作用力同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，且性質(zhì)相同，平衡力的性質(zhì)卻不一定相同 C．兩個物體相碰時，由于作用力和反作用力大小相等，兩物體損壞的程度一定相同 D．先有作用力，接著才有反作用力，一對平衡力卻是同時作用在同一個物體上 答案　B 解析　作用力與反作用力作用在兩個不同的物體上，作用效果不能抵消，A錯誤；作用力與反作用力具有同時、同性質(zhì)的特點，而平衡力不一定具備這些特點，B正確，D錯誤；不同的物體受到相同大小的力產(chǎn)生的效果不一定相同，故C錯誤． 10．(多選)如

22、圖2所示，P和Q疊放在一起，靜止在水平桌面上．在下列各對力中屬于作用力和反作用力的是(　　) 圖2 A．P所受的重力和Q對P的支持力 B．Q所受的重力和Q對P的支持力 C．P對Q的壓力和Q對P的支持力 D．Q對桌面的壓力和桌面對Q的支持力 答案　CD 解析　P所受重力的反作用力是P吸引地球的力，A錯；Q所受重力的反作用力是Q吸引地球的力，B錯；P對Q的壓力的反作用力是Q對P的支持力，C對；Q對桌面的壓力的反作用力是桌面對Q的支持力，D對． 11．(多選)汽車拉著拖車在水平道路上沿直線勻速行駛，則(　　) A．汽車拉拖車的力大于拖車拉汽車的力 B．汽車拉拖車的力等于拖車拉

23、汽車的力 C．汽車拉拖車的力大于拖車受到的阻力 D．汽車拉拖車的力等于拖車受到的阻力 答案　BD 解析　汽車拉拖車的力與拖車拉汽車的力是一對作用力和反作用力，它們始終等大反向，故A錯誤，B正確．由于拖車勻速前進則汽車拉拖車的力與拖車受到的阻力是一對平衡力，故C錯誤，D正確． 12．如圖3所示，狗拉著雪撬在雪道上行駛，根據(jù)牛頓運動定律可知(　　) 圖3 A．若加速前進，狗拉雪撬的力大于雪撬拉狗的力 B．若加速前進，狗拉雪撬的力與雪撬拉狗的力平衡 C．若減速前進，狗拉雪撬的力小于雪撬拉狗的力 D．狗拉雪撬的力與雪撬拉狗的力大小始終相等 答案　D 解析　無論雪撬如何運動，狗拉雪撬的力和雪撬拉狗的力是一對作用力與反作用力，因此它們始終大小相等、方向相反，注意雪撬的運動狀態(tài)是由雪撬所受合外力決定的，故A、B、C錯誤，D正確．