2022-2023高中物理 第3章 力與相互作用 3.1 牛頓第三定律學(xué)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(xué)案 滬科版必修1 [目標(biāo)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(huì)用牛頓第三定律解決簡(jiǎn)單問題.4.會(huì)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(shè)計(jì)] 在光滑的冰面上，兩人相對(duì)而立．當(dāng)一人用力去推另一個(gè)人時(shí)，兩人同時(shí)向相反方向運(yùn)動(dòng)；兩個(gè)小車上粘有磁鐵，讓兩小車停在水平桌面上距離適當(dāng)?shù)奈恢?，放手后兩小車同時(shí)運(yùn)動(dòng)(相吸或相斥)． (1)上面事例或?qū)嶒?yàn)中，當(dāng)一個(gè)物體(設(shè)為甲)對(duì)另一個(gè)物體(設(shè)為乙)施力時(shí)，乙對(duì)甲有作用力嗎？ (2)上面兩個(gè)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(duì)力作用在幾個(gè)物體上？ 答案　(1)甲對(duì)乙施力時(shí)，乙對(duì)甲也同時(shí)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(gè)． [要點(diǎn)提煉] 1．作用力和反作用力：力總是成對(duì)出現(xiàn)的，物體間相互作用的這一對(duì)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(gè)方面：一是看作用點(diǎn)，作用力和反作用力應(yīng)作用在兩個(gè)(填“一個(gè)”或“兩個(gè)”)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(duì)乙的力”，則反作用力一定是“乙對(duì)甲的力”．

3、二、牛頓第三定律 [問題設(shè)計(jì)] 兩組同學(xué)對(duì)拉彈簧測(cè)力計(jì)(拉力大小可以是任意的)，兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)存在什么關(guān)系？?jī)蓮椈蓽y(cè)力計(jì)間相互作用力作用在幾個(gè)物體上？方向如何？畫出兩彈簧測(cè)力計(jì)的受力示意圖． 答案　兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)總是相等；兩個(gè)物體；方向相反；兩彈簧測(cè)力計(jì)受力示意圖如圖所示 [要點(diǎn)提煉] 1．牛頓第三定律：兩個(gè)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(duì)乙＝－F乙對(duì)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(guān)系 “四同”表示： (1)同大?。捍笮∠嗟龋? (2)同直線：作用在同一條直線上．

4、(3)同存亡：同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)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(rèn)為作用力和反作用力的合力為零． [延伸思考] 讓小剛和小強(qiáng)比比誰的力氣大：他倆手拉手，側(cè)身而立，以講臺(tái)中線為界，把對(duì)方拉過線者為勝．結(jié)果小剛勝了．是不是小剛對(duì)小強(qiáng)的拉力大于小強(qiáng)對(duì)小剛的拉力？為什么？ 答案　不是．小剛獲勝，不是因?yàn)樾倢?duì)小強(qiáng)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?yàn)榈孛鎸?duì)小剛的摩擦力大于小強(qiáng)對(duì)小剛的拉力． 三、一對(duì)相互作用力和一對(duì)平衡力的區(qū)別 [問題設(shè)計(jì)] 如圖1所示，一本書放在水平桌面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)． 圖1 (1)畫出書本的受力示意圖； (2)這個(gè)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(duì)：桌子對(duì)書的支持力和書對(duì)桌子的壓力．書受到的重力和書對(duì)地球的引力． 有一對(duì)平衡力：書受到的重力和桌子對(duì)書的支持力． [要點(diǎn)提煉] 一對(duì)作用力與反作用力和一對(duì)平衡力的相同點(diǎn)和不同點(diǎn) 作用力與反作用力 一對(duì)平衡力 相同點(diǎn) 大小相等、

6、方向相反、作用在同一條直線上 不 同 點(diǎn) 作用對(duì)象 兩個(gè)物體上 同一個(gè)物體上 作用時(shí)間 同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失，不可單獨(dú)存在 不一定同時(shí)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?yàn)橐粚?duì)作用力與反作用力作用在兩個(gè)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(duì)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(duì)牛頓第三定律的理解與應(yīng)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(duì)方過分界線者為贏．若繩子質(zhì)量不計(jì)

7、，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是(　　) 圖2 A．甲對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)平衡力 B．甲對(duì)繩的拉力與乙對(duì)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(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)作用力與反作用力，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．甲對(duì)繩的拉力與乙對(duì)繩的拉力作用在同一物體上，是一對(duì)平衡力，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．設(shè)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(huì)先過分界線，所以甲能贏得“拔河”比賽的勝利，故選項(xiàng)C正確．收繩速度與“拔河”比賽勝負(fù)無關(guān)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 針對(duì)訓(xùn)練1　一起交通事故中，一輛汽車與行人相撞，結(jié)果行人受重傷，而汽車幾乎沒有任何損傷，對(duì)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(duì)行人的作用力大于行人對(duì)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(duì)行人的作用力大于行人對(duì)汽車的作用力 C．汽車的表面堅(jiān)硬，所以汽車對(duì)行人的作用力大于行人對(duì)汽車的作用力 D．汽車對(duì)行人的作用力與行人對(duì)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(duì)行人的作用力和行人對(duì)汽車

9、的作用力是一對(duì)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(jié)果，是因?yàn)槿怂艹惺艿淖矒袅h(yuǎn)小于車所能承受的撞擊力． 二、一對(duì)相互作用力和一對(duì)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(duì)斜面的壓力和斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力 B．物體對(duì)斜面的摩擦力和斜面對(duì)物體的摩擦力是一對(duì)作用力和反作用力 C．物體所受重力和斜面對(duì)物體的作用力是一對(duì)平衡力 D．物體所受重力可以分解為沿斜面向下的力和對(duì)斜面的壓力 答案　BC 針對(duì)訓(xùn)練2　如圖4所示，物體放在水平桌面上，受到一個(gè)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(gè)力作用，其中有一對(duì)平衡力 B．物體受三個(gè)力作用，其中有一對(duì)作用力和反作用力 C．物體受四個(gè)力作用，其中有兩對(duì)作用力和反作用力 D．物體受四個(gè)力作用，其中有兩對(duì)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?fàn)顟B(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(gè)力的作用，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．由于作用力與反作用力是分別作用在兩個(gè)不同物體上的，所以物體所受的四個(gè)力中不可能構(gòu)成作用力與反作用力，因此選項(xiàng)C錯(cuò)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(duì)平衡力．豎直方向受重力和支持力，也為一對(duì)平衡力，所以選項(xiàng)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(jì)算機(jī)記錄的衛(wèi)星發(fā)射時(shí)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(jié)論是(　　) 圖5 A．作用力大時(shí)，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(gè)物體上的 答案　BC 解析　圖像中的兩條圖線對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)大小相等、符號(hào)相反，故A錯(cuò)誤，B、C正確；作用力與反作用力作用在兩個(gè)相互作用的物體上，D錯(cuò)誤

12、． 2．(作用力和反作用力)如圖6所示，擊球員用棒球棍回?fù)麸w過來的棒球時(shí)，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(shí)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(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，故選B. 3．(對(duì)牛頓第三定律的理解)下列判斷正確的是(　　) A．人行走時(shí)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(dòng)力 B．人勻速游泳時(shí)，人對(duì)水向前用力，水給人方向向后的作用力，這個(gè)力是阻力 C．放在桌面上的物體，因有重力，才有對(duì)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(yīng)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(yīng)變化 答案　A 解析　人走路或游泳時(shí)，對(duì)地或?qū)λ际┘酉蚝蟮牧?，另一方給人施加動(dòng)力，故A對(duì)，B錯(cuò)；作用力與反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化的，不存在誰先誰后，故C、D均錯(cuò)． 4．(一對(duì)相互作用力與一對(duì)平衡力的區(qū)別)(多選)關(guān)于作用力與反作用力以及相互平衡的兩個(gè)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(gè)力的性質(zhì)，可以相同，也可以不同 D．相互平衡的兩個(gè)

14、力大小相等，方向相反，同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)消失 答案　AC 題組一　對(duì)牛頓第三定律的理解 1．對(duì)于牛頓第三定律的理解，下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)作用力產(chǎn)生后，再產(chǎn)生反作用力；當(dāng)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(duì)乙物體的作用力是彈力，乙物體對(duì)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(huì)平衡 答案　D 解析　根據(jù)牛頓第三定律知，兩個(gè)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(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失，故可判定A、B、C錯(cuò)誤，D正確． 2．一物體受繩拉力的作用，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，先做加速運(yùn)動(dòng)，

15、然后做勻速運(yùn)動(dòng)，最后做減速運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　) A．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩拉物體的力大于物體拉繩的力 B．減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩拉物體的力小于物體拉繩的力 C．只有勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)，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(guān)系． 3．在拔河比賽中，下列各因素對(duì)獲勝有利的是(　　) A．對(duì)繩的拉力大于對(duì)方 B．對(duì)地面的最大靜摩擦力大于對(duì)方 C．手對(duì)繩的握力大于對(duì)方 D．質(zhì)量小于對(duì)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(guān)系，雙方對(duì)繩的拉力大小是相等的，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；取勝的決定因素是繩對(duì)人的拉力和地面對(duì)人的摩擦力的大小關(guān)系，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤． 4．(多選)2013年6月11日，“神舟十號(hào)”載著我國(guó)三名宇航員順利飛入太空．下面關(guān)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(duì)火箭產(chǎn)生一個(gè)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(duì)空氣產(chǎn)生一個(gè)作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動(dòng)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(jìn)的動(dòng)力 D．飛船進(jìn)入運(yùn)行軌道之后，與地球之間仍然存在一對(duì)作用力與反作用

17、力 答案　AD 解析　火箭升空時(shí)，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對(duì)相互作用的物體．火箭向下噴氣時(shí)，噴出的氣體同時(shí)對(duì)火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動(dòng)力，此動(dòng)力并不是由周圍的空氣對(duì)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(guān)．故A選項(xiàng)正確，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．火箭運(yùn)載飛船進(jìn)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(duì)作用力與反作用力，故D選項(xiàng)正確． 5.如圖1是關(guān)于車?yán)R、馬拉車的問題，下列說法中正確的是(　　) 圖1 A．馬拉車不動(dòng)，是因?yàn)轳R拉車的力小于車?yán)R的力 B．馬拉車前進(jìn)，是因?yàn)轳R拉車的力大于車?yán)R的

18、力 C．馬拉車，不論車動(dòng)還是不動(dòng)，馬拉車的力的大小總是等于車?yán)R的力的大小 D．馬拉車不動(dòng)或車勻速前進(jìn)時(shí)，馬拉車的力與車?yán)R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?yán)R的力是一對(duì)作用力和反作用力，大小始終相等．故C正確．而車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，是由車受到的合力決定的．當(dāng)馬拉車的力較小時(shí)，拉力與車受到地面的摩擦力大小相等，車保持靜止；當(dāng)馬拉車的力大于車受到地面的摩擦力時(shí)，車就開始啟動(dòng)并加速前進(jìn)． 6．以卵擊石，雞蛋破碎而石頭完好，在這一過程中(　　) A．雞蛋對(duì)石頭的作用力比石頭對(duì)雞蛋的作用力小 B．雞蛋對(duì)石頭的作用力比石頭對(duì)雞蛋的作用力大 C．雞蛋對(duì)石頭

19、的作用力與石頭對(duì)雞蛋的作用力大小相等 D．雞蛋對(duì)石頭的作用力與石頭對(duì)雞蛋的作用力方向相同 答案　C 7．用手托著一塊磚，開始時(shí)靜止不動(dòng)，當(dāng)手突然向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，磚對(duì)手的壓力(　　) A．一定小于手對(duì)磚的支持力 B．一定等于手對(duì)磚的支持力 C．一定大于手對(duì)磚的支持力 D．只有靜止或勻速上升時(shí)，磚對(duì)手的壓力才等于手對(duì)磚的支持力 答案　B 解析　磚對(duì)手的壓力與手拖磚的力(即支持力)是作用力與反作用力關(guān)系，因而大小總是相等的，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，所以只有B項(xiàng)正確． 8．(多選)一個(gè)大人跟一個(gè)小孩站在水平面上手拉手比力氣，結(jié)果大人把小孩拉過來了，在這個(gè)過程中作用于雙方的力的關(guān)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(duì)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(dòng)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(guān)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(shí)，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(xiàng)B、C正確． 題組二　一對(duì)相互作用力和一對(duì)平衡力的區(qū)別 9．關(guān)于作用力、反作用力和一對(duì)平衡力的認(rèn)識(shí)，正確的是

21、(　　) A．一對(duì)平衡力的合力為零，作用效果相互抵消，一對(duì)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(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，且性質(zhì)相同，平衡力的性質(zhì)卻不一定相同 C．兩個(gè)物體相碰時(shí)，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(duì)平衡力卻是同時(shí)作用在同一個(gè)物體上 答案　B 解析　作用力與反作用力作用在兩個(gè)不同的物體上，作用效果不能抵消，A錯(cuò)誤；作用力與反作用力具有同時(shí)、同性質(zhì)的特點(diǎn)，而平衡力不一定具備這些特點(diǎn)，B正確，D錯(cuò)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(cuò)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(duì)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(duì)P的支持力 B．Q所受的重力和Q對(duì)P的支持力 C．P對(duì)Q的壓力和Q對(duì)P的支持力 D．Q對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)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(cuò)；Q所受重力的反作用力是Q吸引地球的力，B錯(cuò)；P對(duì)Q的壓力的反作用力是Q對(duì)P的支持力，C對(duì)；Q對(duì)桌面的壓力的反作用力是桌面對(duì)Q的支持力，D對(duì)． 11．(多選)汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€勻速行駛，則(　　) A．汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪嚴(yán)嚨牧? B．汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)?/p>

23、汽車的力 C．汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪囀艿降淖枇? D．汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪囀艿降淖枇? 答案　BD 解析　汽車?yán)宪嚨牧εc拖車?yán)嚨牧κ且粚?duì)作用力和反作用力，它們始終等大反向，故A錯(cuò)誤，B正確．由于拖車勻速前進(jìn)則汽車?yán)宪嚨牧εc拖車受到的阻力是一對(duì)平衡力，故C錯(cuò)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(yùn)動(dòng)定律可知(　　) 圖3 A．若加速前進(jìn)，狗拉雪撬的力大于雪撬拉狗的力 B．若加速前進(jìn)，狗拉雪撬的力與雪撬拉狗的力平衡 C．若減速前進(jìn)，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(yùn)動(dòng)，狗拉雪撬的力和雪撬拉狗的力是一對(duì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由雪撬所受合外力決定的，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．