高考物理必修知識(shí)點(diǎn)知識(shí)講解 力學(xué)單位制、牛頓第三定律

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1、 力學(xué)單位制、牛頓第三定律 編稿：周軍 審稿：吳楠楠 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 明確國(guó)際單位制及七個(gè)基本物理量和力學(xué)中的三個(gè)基本物理量 2. 清楚力的作用是相互的，清楚作用力和反作用力的概念 3. 理解牛頓第三定律的確切含義，會(huì)用它解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題 4. 會(huì)區(qū)分平衡力與作用力和反作用力 【要點(diǎn)梳理】 要點(diǎn)一、單位制與國(guó)際單位制 1．單位制 (1)基本單位：所選定的基本物理量的單位． ①物理學(xué)中，共有七個(gè)物理量的單位被選定為基本單位． ②在力學(xué)中，選定長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間這三個(gè)物理量的單位為基本單位． 長(zhǎng)度的單位有：厘米(cm)、米(m)、千

2、米(km)等． 質(zhì)量的單位有：克(g)、千克(kg)等． 時(shí)間的單位有：秒(s)、分(min)、小時(shí)(h)等． (2)導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式中其他物理量和基本物理量的關(guān)系，推導(dǎo)出的物理量單位． 從根本上說(shuō)，所有的物理量都是由基本物理量構(gòu)成的，在力學(xué)范圍內(nèi)，所有的力學(xué)量都是由長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間這三個(gè)基本物理量組成的，因此基本物理量的單位選定也就決定了其他導(dǎo)出物理量的單位． (3)單位制：基本單位和導(dǎo)出單位的總和叫做單位制． 由于基本單位的選擇不同，歷史上力學(xué)中出現(xiàn)了厘米、克、秒制和米、千克、秒制兩種不同的單位制，工程技術(shù)領(lǐng)域還有英尺、秒、

3、磅制等單位制． 2．國(guó)際單位制 (1)國(guó)際單位制：1960年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)制訂了一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫做國(guó)際單位制，其法文簡(jiǎn)稱(chēng)為SI． 以下是國(guó)際單位制中的七個(gè)基本物理量和相應(yīng)的國(guó)際單位制中的基本單位． 要點(diǎn)二、牛頓第三定律 (1)定律內(nèi)容：兩個(gè)物體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)這里的“總是”是強(qiáng)調(diào)對(duì)于任何物體，在任何條件下，這兩個(gè)相等的關(guān)系都成立．對(duì)此，可以從以下幾個(gè)方面理解： ①不管物體大小形狀如何，例如大物體與大物體之間，或大物體與小物體之間，還是任何形狀的物

4、體之間，其相互作用力總是大小相等． ②不管物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何．例如靜止的物體之間，運(yùn)動(dòng)的物體之間或靜止的物體與運(yùn)動(dòng)的物體之間的相互作用力總是大小相等的． ③作用力與反作用力的產(chǎn)生和消失是同時(shí)的．因?yàn)閮烧咧腥粲幸粋€(gè)產(chǎn)生或消失，則另一個(gè)必須同時(shí)產(chǎn)生或消失．否則其間的相等關(guān)系就不成立了．認(rèn)為作用力與反作用力的產(chǎn)生有先后的說(shuō)法是不對(duì)的． (3)平衡力與作用力和反作用力的區(qū)別是：①一個(gè)力與它的反作用力一定是同種性質(zhì)的力，例如作用力若是彈力，則反作用力也一定是彈力；若作用力是摩擦力，則反作用力也一定是摩擦力等．而一個(gè)力與它的平衡力可以是相同性質(zhì)的力，也可以是不同性質(zhì)的力．②一

5、個(gè)力與它的反作用力分別作用在發(fā)生相互作用的兩個(gè)物體上，即受力物體不同；而一個(gè)力與它的平衡力必須同時(shí)作用在同一個(gè)物體上，即受力物體相同．③一個(gè)力必有其反作用力，作用力與反作用力是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)存在、同時(shí)消失的；而一對(duì)平衡力可以是其中一個(gè)力消失，另一個(gè)力仍存在．④作用力與反作用力所產(chǎn)生的效果不能相互抵消；而一對(duì)平衡力作用在同一物體上產(chǎn)生的效果恰好是相互抵消的． (4)牛頓第三定律揭示了力的作用的相互性，即兩個(gè)物體間只要有力的作用，就必然成對(duì)出現(xiàn)作用力和反作用力．同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中應(yīng)注意體會(huì)甲對(duì)乙、乙對(duì)甲的這種對(duì)應(yīng)的相互作用關(guān)系．求解某力的大小與方向時(shí)，可以通過(guò)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象分析該力的反作用力來(lái)求解．

6、 要點(diǎn)三、作用力、反作用力與平衡力的比較 定義：如果作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力的大小相等、方向相反并作用在同一條直線上且其合力為零，則此二力即為一對(duì)平衡力．而作用力與反作用力則是指發(fā)生在兩個(gè)相互作用的物體之間的相互作用力． 作用力、反作用力與一對(duì)平衡力的比較表． 內(nèi)容 作用力和反作用力 二力平衡 受力物體 作用在兩個(gè)相互作用的物體上 作用在同一物體上 依賴(lài)關(guān)系 相互依賴(lài)，不可單獨(dú)存在，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失 無(wú)依賴(lài)關(guān)系，撤除一個(gè)，另一個(gè)可依然存在，只是不再平衡 疊加性 兩力作用效果不可疊加，不可求合力 兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，

7、合力為零 力的性質(zhì) 一定是同性質(zhì)的力 可以是同性質(zhì)的力，也可以不是同性質(zhì)的力 大小方向 大小相等、方向相反、作用在一條直線上 大小相等、方向相反、作用在一條直線上 要點(diǎn)四、應(yīng)用牛頓第三定律解釋現(xiàn)象 ①如圖所示，瘦弱的男子與一個(gè)大力士“掰手腕”，兩手之間的作用力和反作用力一樣大嗎?若兩者一樣大，大力士怎么會(huì)贏呢? 分析：一樣大，瘦弱男子與大力士“掰手腕”時(shí)，兩手之間的相互作用力是一對(duì)作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，兩手之間的這對(duì)力是大小相等的，但是為什么大力士會(huì)贏，是因?yàn)閮扇耸滞竽艹惺艿牧Σ煌?，大力士手腕能承受的力大于瘦弱男子能承受的力，所以在大小相等的力?/p>

8、作用下大力士的手腕還能承受，而瘦弱男子的手腕已經(jīng)承受不了，所以敗下陣來(lái)． “掰手腕”比的是手腕能承受的力的大小，所以“山東體育頻道”的“掰手腕”比賽稱(chēng)為“腕力王挑戰(zhàn)賽”．因此同學(xué)們不要嘗試與大力士角力，因?yàn)槭滞竽艹惺艿牧θ绻罹嗵?，很容易造成承受能力差的手腕受到傷害，甚至骨折? ②以卵擊石，雞蛋“粉身碎骨”，但石頭卻“安然無(wú)恙”，是不是雞蛋對(duì)石頭的力小，而石頭對(duì)雞蛋的力大呢? 分析：不是的，雞蛋與石頭相撞擊時(shí)，它們之間的相互作用力是一對(duì)作用力和反作用力，據(jù)牛頓第三定律知，應(yīng)是大小相等的，而之所以出現(xiàn)“蛋碎”而“石全”的結(jié)果，是因?yàn)榈皻に艹惺艿牧h(yuǎn)小于石頭所能承

9、受的力． ③你知道鳥(niǎo)是如何飛行的嗎? 鳥(niǎo)翅膀的形狀上表層凸、下表層凹，當(dāng)窄氣流過(guò)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生升力．當(dāng)鳥(niǎo)的肌肉牽動(dòng)翅膀上下扇動(dòng)時(shí)，空氣的反作用力就為鳥(niǎo)的飛行提供了向上的升力和向前的推動(dòng)力．如圖所示． ④拔河中物理學(xué)原理． 拔河是一項(xiàng)常見(jiàn)的集體性體育活動(dòng)，其兩隊(duì)勝負(fù)的結(jié)果深含著物理學(xué)原理當(dāng)然，圍繞兩隊(duì)的勝負(fù)原因分析也存在不少的模糊認(rèn)識(shí)．其實(shí)，決定拔河勝負(fù)的原因是多方面的，如地面的摩擦力、隊(duì)員的體重、個(gè)人的力量、集體的合作等． 甲、乙兩隊(duì)拔河的時(shí)候，其中力的關(guān)系比較復(fù)雜．如圖所示，在分析甲隊(duì)拉乙隊(duì)與乙隊(duì)拉甲隊(duì)的力的大小時(shí)，必須運(yùn)用牛頓第三定律——因?yàn)榧住⒁?/p>

10、兩隊(duì)是一對(duì)相互作用的物體；在分析兩隊(duì)的勝負(fù)原因時(shí)，必須運(yùn)用牛頓第二定律——因?yàn)橐謩e以甲、乙兩隊(duì)為研究對(duì)象． 對(duì)甲隊(duì)而言，如果，則兩隊(duì)勝負(fù)未定；如果，則甲隊(duì)勝而乙隊(duì)負(fù)；如果，則甲隊(duì)負(fù)而乙隊(duì)勝． 同理，對(duì)乙隊(duì)而言也存在相同的關(guān)系．當(dāng)然，無(wú)論是甲隊(duì)還是乙隊(duì)，要想獲得地面對(duì)本隊(duì)的盡可能大的力，就必須盡可能地用力蹬地，這就要選用體重較大的隊(duì)員，且穿鞋底粗糙的鞋子．此外，身體后傾、重心放低、齊心合力更是必不可少的條件． 要點(diǎn)五、牛頓三個(gè)運(yùn)動(dòng)定律的區(qū)別與聯(lián)系 牛頓第一定律 牛頓第二定律 牛頓第三定律 區(qū)別 公式 意義 加深了對(duì)力的認(rèn)識(shí)，指出了力是物體

11、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因 揭示了加速度是力作用的結(jié)果，揭示了力、質(zhì)量、加速度的定量關(guān)系 揭示了物體間力的作用的相互性，明確了相互作用力的關(guān)系 研究 方法 根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)得出，不能直接用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 用控制變量法研究F、m、a之間的關(guān)系，可用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納總結(jié)得出，可用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 聯(lián)系 牛頓三個(gè)定律是一個(gè)整體，是動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓第二定律以牛頓第一定律為基礎(chǔ)，由實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出 【說(shuō)明】牛頓第三定律建立的物理意義：牛頓第一、第二定律是對(duì)單個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn))而言的，只解決了一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的問(wèn)題．但自然界中物體是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的，一個(gè)物體在

12、受其他物體力的作用的同時(shí)也會(huì)對(duì)其他物體有力的作用，不討論物體間的相互作用就不能較全面地認(rèn)識(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也就無(wú)法解決現(xiàn)實(shí)中的許多問(wèn)題．因此，只有牛頓第一、第二定律還不夠，必須加上牛頓第三定律才能構(gòu)成比較全面地反映機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一套定律． 【典型例題】 類(lèi)型一、力學(xué)單位制 【高清課程：力學(xué)單位制、牛頓第三定律 例2】 例1、聲音在空氣中的傳播速度v與空氣的密度、壓強(qiáng)p有關(guān)，下列速度的表達(dá)式(k為比例系數(shù)，無(wú)單位)中正確的是( ) A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由各物理量的單位之間的關(guān)系確定表達(dá)式是否正確．壓強(qiáng)p可由公式p＝F/s求得，

13、則其單位為kg/(m·s2)．密度ρ可由公式ρ＝m/V，求得，則ρ的單位為kg/m3．由于題中k無(wú)單位，則的單位為m2/s2，顯然不是速度的單位，A錯(cuò)．而的單位為m/s，B正確．又的單位為s/m，也不是速度的單位，C錯(cuò)．的單位為kg/(m2·s)，不是速度的單位，D錯(cuò)誤．綜上所述，正確選項(xiàng)應(yīng)為B． 【總結(jié)升華】采用國(guó)際單位制，為我們提供了一種比較簡(jiǎn)便的驗(yàn)證法． 例2、現(xiàn)有以下一些物理量和單位，按下面的要求選擇填空．(填寫(xiě)字母的代號(hào)) A．密度 B．米/秒 C．牛頓 D．加速度 E．質(zhì)量 F．秒 G．厘米 H．長(zhǎng)度 I．時(shí)間 J．千克 (1)屬于物理量的是__

14、______________． (2)在國(guó)際單位制中，作為基本單位的物理量有________________． (3)在國(guó)際單位制中的基本單位是________________，屬于導(dǎo)出單位的是________________． 【答案】(1)A、D、E、H、I (2)E、H、I (3)F、J B、C 【解析】(1)題中所有各項(xiàng)中，屬于物理量的是：密度、加速度、質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間，故此空填“A、D、E、H、I”． (2)在國(guó)際單位制中，作為基本單位的物理量有質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間．故此空填“E、H、I”． (3)此題中給定的選項(xiàng)內(nèi)是國(guó)際單位制的基本單位

15、的有：“千克、秒”；屬于導(dǎo)出單位的是：“米/秒、牛頓”．故第一個(gè)空填“F、J”，第二個(gè)空填“B、C”． 【總結(jié)升華】只有理解題意，明確物理量和單位的基本特征，才能作出正確判斷．同時(shí)，必須把物理量與物理量的單位嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)，不能混淆． 例3、一輛質(zhì)量為4×103 kg的汽車(chē)在水平地面上勻速行駛．某個(gè)時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)20 s滑行40 m而停下來(lái)，求汽車(chē)所受阻力為多大? 【答案】 800N 【解析】根據(jù)題意可判斷汽車(chē)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后在阻力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出阻力F． 選汽車(chē)為研究對(duì)象，則根據(jù)速度公式和位移公式可得：0＝v0-

16、at． 根據(jù)位移公式，得 ． 由以上兩式解得 ，． 這時(shí)，只要正確確定已知量單位(要統(tǒng)一)，可以不把各量單位代入： ，． 根據(jù)牛頓第二定律知汽車(chē)所受阻力：F＝ma＝4×103×0.2N＝800 N． 【總結(jié)升華】在物理計(jì)算中，為了使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)潔、清晰，所有的已知量都用國(guó)際單位制的單位來(lái)表示，那么只要正確地應(yīng)用物理公式，計(jì)算結(jié)果必定是用國(guó)際單位制的單位來(lái)表示的． 舉一反三 【變式】下列有關(guān)力學(xué)單位制的說(shuō)法中，正確的是( ) A．在力學(xué)的分析計(jì)算中，只能采用國(guó)際單位，不能采用其他單位 B．力學(xué)單位制中，選為基

17、本單位的物理量有：長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量 C．力學(xué)單位制中，采用國(guó)際單位制的基本單位有：千克、米、秒 D．單位制中的導(dǎo)出單位可以用基本單位來(lái)表示 【答案】B、C、D 【解析】在國(guó)際單位制中共有七個(gè)物理量的單位被作為基本單位，其中力學(xué)部分的有長(zhǎng)度的單位：m；質(zhì)量的單位：kg；時(shí)間的單位：s．而其余物理量的單位都在這些基本物理量的基礎(chǔ)上應(yīng)用公式推導(dǎo)而得出，即其他物理量的單位(導(dǎo)出單位)由基本單位來(lái)表達(dá)．國(guó)際單位制只是諸多單位制中的一種，在實(shí)際生活中還存在有其他的單位制．在分析和計(jì)算時(shí)可采用其他單位，A錯(cuò)．B、C、D正確． 類(lèi)型二、作用力、反作用力的特點(diǎn) 例4、如圖所示，一個(gè)大人(

18、甲)跟一個(gè)小孩(乙)站在水平地面上手拉手比力氣，結(jié)果大人把小孩拉過(guò)來(lái)了．對(duì)這個(gè)過(guò)程中作用于雙方的力的關(guān)系，不正確的說(shuō)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(duì)作用力與反作用力 C．大人拉小孩的力與小孩拉大人的力一定相等 D．只有在大人把小孩拉動(dòng)的過(guò)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(guò)程中，兩人的拉力一樣大 【答案】A、D 【解析】作用力與反作用力總是大小相等的．大人與小孩手拉手比力氣時(shí)，無(wú)論是在相持階段還是在小孩被大人拉過(guò)來(lái)的過(guò)程中，大人拉小孩的力與小孩拉大人的力的大小總是相等的，所以

19、B、C正確． 【總結(jié)升華】既然大人拉小孩與小孩拉大人的力一樣大，大人為什么能把小孩拉過(guò)來(lái)呢?關(guān)鍵在于地面對(duì)兩者的最大靜摩擦力不同，如圖所示，分別畫(huà)出兩者在水平方向上的受力情況．顯然，只有當(dāng)時(shí)，小孩才會(huì)被大人拉過(guò)來(lái)，如果讓大人穿上溜冰鞋站在水泥地上，兩人再比力氣時(shí)，小孩就可以輕而易舉地把大人拉過(guò)來(lái)． 例5、（2015 海南會(huì)考模擬）雞蛋碰石頭，雞蛋碎，石頭完好無(wú)損，以下判斷正確的是（ ） A． 雞蛋碎了，說(shuō)明雞蛋受到的撞擊力大 B． 石頭完好無(wú)損，說(shuō)明石頭受到的撞擊力小 C． 雞蛋和石頭受到的撞擊力一樣大 D． 必須用儀器檢測(cè)才知道誰(shuí)受的撞擊力大 【答案】C 【解析】

20、雞蛋碰石頭，雞蛋碎，石頭完好無(wú)損，不是因?yàn)殡u蛋受到的力大，而是因?yàn)殡u蛋的硬度小，它們受到的力是作用力和反作用力，大小一定相等，方向相反。故選擇C。 【總結(jié)升華】當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體有力的作用，另一個(gè)物體同時(shí)也一定對(duì)這個(gè)物體有力的作用，且大小一定相等，即作用力與反作用的特點(diǎn)就是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。 舉一反三 【變式1】如圖甲為傳感器顯示變速運(yùn)動(dòng)中兩物體的作用力與反作用力的實(shí)驗(yàn)裝置，圖乙為兩個(gè)鉤子的受力情況，橫坐標(biāo)是時(shí)間，縱坐標(biāo)是力的大小，假設(shè)桌面是光滑的．則從圖象上可以獲得的信息有( ) A．任何時(shí)刻作用力與反作用力大小相等，方向相反 B

21、．任何時(shí)刻作用力與反作用力大小相等，方向相同 C．作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生但不同時(shí)消失 D．作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失 【答案】A、D 【解析】從圖乙兩力的圖象可發(fā)現(xiàn)兩鉤子的拉力總是大小相等，方向相反，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失．故選項(xiàng)A、D正確． 【變式2】馬拉車(chē)由靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)，先加速前進(jìn)，后勻速前進(jìn). 以下說(shuō)法正確的是（ ） A．加速前進(jìn)時(shí)，馬向前拉車(chē)的力，大于車(chē)向后拉馬的力 B．只有勻速前進(jìn)時(shí)，馬向前拉車(chē)和車(chē)向后拉馬的力大小相等 C．無(wú)論加速或勻速前進(jìn)，馬向前拉車(chē)與車(chē)向后拉馬的力大小都是相等的 D．車(chē)或馬是勻速前進(jìn)還是加速前進(jìn)，不取決

22、于馬拉車(chē)和車(chē)?yán)R這一對(duì)力 【答案】CD 【解析】作用力和反作用力永遠(yuǎn)大小相等、方向相反，與物體所處的狀態(tài)沒(méi)有關(guān)系。無(wú)論加速或勻速前進(jìn)，馬向前拉車(chē)與車(chē)向后拉馬的力大小都是相等的，這是一對(duì)作用力與反作用力；車(chē)或馬是勻速前進(jìn)還是加速前進(jìn)，不取決于馬拉車(chē)和車(chē)?yán)R這一對(duì)力，而取決于車(chē)馬系統(tǒng)與外界的作用力，即車(chē)輪、馬蹄與地面的作用力。 【高清課程：力學(xué)單位制、牛頓第三定律 例4】 【變式3】一個(gè)人在沼澤地赤腳行走時(shí)，容易下陷，下陷時(shí)（ ） A．此人對(duì)沼澤地地面的壓力大于沼澤地地面對(duì)他的支持力 B．此人對(duì)沼澤地地面的壓力等于沼澤地地面對(duì)他的支持力 C．此人對(duì)沼澤地地面的壓力小于沼澤地地

23、面對(duì)他的支持力 D．無(wú)法確定 【答案】B 類(lèi)型三、作用力、反作用力與平衡力的比較 例6、（2015 豐臺(tái)區(qū)會(huì)考模擬）一桌子靜止在水平地面上，關(guān)于桌子的受力與施力情況，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．桌子受到的重力與桌子對(duì)地面的壓力是一對(duì)平衡力 B．桌子受到的重力與地面對(duì)桌子的支持力是一對(duì)平衡力 C．桌子對(duì)地面的壓力與地面對(duì)桌子的支持力是一對(duì)作用力和反作用力 D．桌子受到的重力與地面對(duì)桌子的支持力是一對(duì)作用力和反作用力 【答案】BC 【解析】A、桌子受到的重力與桌子對(duì)地面的壓力作用在兩個(gè)不同的物體上，A錯(cuò)誤； B、桌子受到的重力與地面對(duì)桌子的支持力是一對(duì)平衡力，故B正

24、確； C、桌子對(duì)地面的壓力與地面對(duì)桌子的支持力是一對(duì)作用力和反作用力，故C正確； D、桌子受到的重力與地面對(duì)桌子的支持力是一對(duì)平衡力，故D錯(cuò)誤。 【總結(jié)升華】作用力與反作用力是作用在不同的物體上，一定是相同性質(zhì)的力，一定同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失；而平衡力是作用在同一個(gè)物體上，力的性質(zhì)不一定相同，不一定同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失。要注意作用力反作用力與平衡力的區(qū)別。 舉一反三 【變式】在天花板上用懸繩吊一重為G的電風(fēng)扇，電風(fēng)扇靜止時(shí)受幾個(gè)力作用?如圖所示，這些力的反作用力是哪些力?這些力的平衡力是哪些力?如果電風(fēng)扇在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)呢?當(dāng)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與靜止時(shí)相比較，對(duì)天花板的拉力是變大還是變小?為什么?

25、 【解析】電風(fēng)扇靜止時(shí)受力分析如圖甲所示，受重力G、懸繩拉力F．重力G的反作用力是電風(fēng)扇對(duì)地球的吸引力，拉力F的反作用力是電風(fēng)扇對(duì)懸繩的拉力．G與F是一對(duì)平衡力． 電風(fēng)扇勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受力分析如圖乙所示，受重力G、懸繩的拉力F1和空氣對(duì)電風(fēng)扇向上的作用力F2．重力G的反作用力是電風(fēng)扇對(duì)地球的吸引力，拉力F1的反作用力是電風(fēng)扇對(duì)懸繩的拉力，F(xiàn)2的反作用力是電風(fēng)扇對(duì)空氣向下的作用力．G與F1和F2的合力是一對(duì)平衡力．因?yàn)镚＝F，G＝F1+F2．故F1＜F，即電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相對(duì)于靜止時(shí)，對(duì)天花板的拉力變小了． 類(lèi)型四、牛頓第三定律的理解在計(jì)算中的應(yīng)用 例7、一只小貓?zhí)饋?lái)抓住懸

26、掛在天花板上的豎直木桿，如圖所示，在這一瞬間懸繩斷了，設(shè)木桿足夠長(zhǎng)，由于小貓繼續(xù)向上爬，所以小貓離地面高度不變，則木桿下降的加速度為_(kāi)_______，方向?yàn)開(kāi)_______．(設(shè)小貓質(zhì)量為m，木桿的質(zhì)量為M) 【答案】 豎直向下 【解析】由于小貓對(duì)地的高度不變，故小貓下落的加速度為零，小貓的受力如圖甲所示，由牛頓第二定律得： ， ① 由牛頓第三定律知，小貓對(duì)桿的摩擦力的方向向下有 ， ② 木桿的受力情況如圖乙所示，由牛頓第二定律可知： ， ③ 由①②③式可知，桿的下落加速度為，方向豎直向

27、下． 【總結(jié)升華】①明確“小貓離地面高度不變”表明其對(duì)地的加速度為零．②結(jié)合牛頓第二定律與牛頓第三定律分析計(jì)算． 舉一反三 【變式】如圖所示，一傾角為θ＝30°的斜面體置于粗糙水平地面上．質(zhì)量m＝4 kg的物體以a＝3 m/s2的加速度沿斜面下滑，而斜面體M保持靜止．斜面體與水平面間的摩擦力是多大?(g取10/s2) 【解析】先以m為研究對(duì)象，將其隔離進(jìn)行受力分析．如圖甲所示，m受三個(gè)力的作用：重力mg；斜面體對(duì)它的支持力；滑動(dòng)摩擦力．根據(jù)牛頓第二定律，在平行于斜面方向有 ， ① 在垂直于斜面方向有 ． ② 由①式，得，． 由②式，得．再對(duì)斜面體M進(jìn)行分析，如圖乙所示，斜面體受五個(gè)力作用而靜止：重力Mg；地面支持力；m對(duì)它的壓力；m對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力；地面對(duì)M的靜摩擦力(方向待定)．根據(jù)牛頓第三定律，有： ，． 由于． 故可知，欲使M靜止，地面對(duì)M的靜摩擦力的方向應(yīng)該是水平向左，如圖乙所示． 根據(jù)牛頓第二定律，在水平方向上有： ， ．