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1、（初升高）高一物理銜接 班第6講——牛頓第三定律 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1. 清楚力的作用是相互的，清楚作用力與反作用力的概念。 2. 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。 3. 會(huì)區(qū)分平衡力、作用力與反作用力。 二、學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 1. 掌握牛頓第三定律并會(huì)用它分析實(shí)際問(wèn)題。 2. 區(qū)別平衡力、作用力和反作用力。 三、課程精講： 思考1：力是怎樣定義的？ 實(shí)驗(yàn)演示1：取兩塊海綿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)齊并相互擠壓，可以觀察到其形狀發(fā)生了變化，為什么這兩塊海綿的形狀同時(shí)發(fā)生了變化？ 實(shí)驗(yàn)演示2：：將甲、乙兩個(gè)懸掛在同一高度的磁鐵，慢慢地靠近些，可以看到它們很快地相向運(yùn)動(dòng)起來(lái)

2、，大家觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析其原因是什么？ 總結(jié)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的結(jié)論。 （一）物體間的力的作用是相互的 相互作用的一對(duì)力，可任選其中一個(gè)力稱為作用力，則另一個(gè)力就是反作用力。一對(duì)作用力與反作用力的性質(zhì)總是相同的，即：作用力是彈力，則其反作用力也一定是彈力；作用力是摩擦力，其反作用力也一定是摩擦力，作用力與反作用力總是作用在不同的物體上。 分析：重力、彈力及摩擦力的作用都是相互的。 例1. 2003年10月15日9時(shí)50分，地處我國(guó)西北戈壁荒灘的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，用“長(zhǎng)征”II號(hào)F型火箭發(fā)射了“神舟”五號(hào)載人航天飛船，楊利偉代表中國(guó)人民成功地登上太空，下面關(guān)于飛船與火箭上天的情

3、形敘述正確的是（ ） A. 火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過(guò)來(lái)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(méi)有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無(wú)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)作用力與反作用力 問(wèn)題1：知道了作用力和反作用力的概念，那么它們之間的關(guān)系是什么呢？ 問(wèn)題2：要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證作用力與反作用力之間的關(guān)系，應(yīng)怎樣進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要什么器材，實(shí)驗(yàn)的原理又是什么？ 實(shí)驗(yàn)方案：把兩個(gè)彈簧秤A和B連接在一起，如圖甲所

4、示。 小結(jié)：（1）作用力和反作用力是發(fā)生在兩個(gè)物體之間的一對(duì)力。 （2）任一物體既是對(duì)另一物體的施力物體，同時(shí)也是另一物體作用的受力物體。 （3）相互作用的一對(duì)力中，任何一個(gè)力都可作為作用力或者反作用力。 （4）作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。 （二）牛頓第三定律： 根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到作用力和反作用力之間的關(guān)系，就是牛頓第三定律的內(nèi)容： ——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，作用在同一直線上。 根據(jù)牛頓第三定律的內(nèi)容，總結(jié)作用力和反作用力的特點(diǎn)： 1. 作用力和反作用力總是成對(duì)出現(xiàn)，同時(shí)

5、產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失。 2. 作用力和反作用力作用在兩個(gè)相互作用的不同物體上，各自產(chǎn)生作用效果，不會(huì)抵消。 3. 作用力和反作用力是同一性質(zhì)的力。 4. 物體間的相互作用力既可是接觸力，也可以是非接觸力。 問(wèn)題：牛頓第三定律的理解問(wèn)題： 例2. 下列關(guān)于作用力與反作用力的說(shuō)法中，正確的是（ ） A. 作用力與反作用力互相平衡 B. 彈力的作用力亦可能是摩擦力 C. 當(dāng)兩個(gè)相互作用的物體都處于平衡狀態(tài)時(shí)，它們之間的作用力與反作用力大小才相等 D. 作用力與反作用力的產(chǎn)生無(wú)先后之分 變式1： 例3. 對(duì)于牛頓第三定

6、律的理解，下列說(shuō)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(wú)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，這兩個(gè)力在任何情況下都不會(huì)平衡 變式2：例4. 如圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一個(gè)重G=10N的金屬塊，使金屬塊的一部分浸在臺(tái)秤上的水杯中（水不會(huì)溢出）。若彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變?yōu)?，則臺(tái)秤的示數(shù)（ ） A. 保持不變 B. 增加10N C. 增加6N D. 增加4N （三）相互作用力與平衡力間

7、的關(guān)系： 問(wèn)題1：什么是平衡力？ 1. 分析，手豎直握著酒瓶的瓶頸，而酒瓶靜止時(shí)，瓶子的受力中有幾對(duì)作用力和反作用力？有幾對(duì)平衡力？作用力和反作用力的關(guān)系跟兩平衡力間的關(guān)系有何相同之處？ 2. 那么是不是說(shuō)相互作用的作用力和反作用力就跟平衡力是一樣的呢？ 小結(jié)：作用力、反作用力與一對(duì)平衡力的比較表。 內(nèi)容 作用力與反作用力 一對(duì)平衡力 性質(zhì) 始終為同性質(zhì)的力 不一定是同性質(zhì)的力 作用對(duì)象 作用在兩個(gè)不同的物體上 作用在同一個(gè)物體上 依存關(guān)系 相互依存、不會(huì)單獨(dú)存在、同生共滅、瞬時(shí)對(duì)應(yīng)、同時(shí)變化 不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)變化 疊加 作用效果各自產(chǎn)生、不

8、可疊加，不可以求合力 效果必然抵消、合力為零 共性 大小相等、方向相反、作用在同一條直線上 問(wèn)題2：作用力、反作用力與平衡力的比較問(wèn)題： 例5. 在天花板上用豎直懸繩吊一重為G的小球，小球受幾個(gè)力的作用？這些力的反作用力是哪些力？這些力中哪對(duì)力是平衡力？ 變式1： 例6. 如圖（甲）所示，A、B兩物體疊放在一起，A受到一向右的力F=4N的作用，A、B與地面保持相對(duì)靜止，試分析A、B兩物體的受力情況，并指出哪兩個(gè)力是作用力與反作用力，哪兩個(gè)力是平衡力。 變式2：如圖所示，水平力F把一個(gè)物體緊壓在豎直的墻壁上，靜止不動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是

9、（ ） A. 作用力F跟墻壁對(duì)物體的壓力是一對(duì)作用力與反作用力 B. 物體的重力跟墻壁對(duì)物體的靜摩擦力，是一對(duì)平衡力 C. 作用力F與物體對(duì)墻壁的壓力是一對(duì)作用力與反作用力 D. 物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的壓力是一對(duì)作用力與反作用力 （四）牛頓第三定律的應(yīng)用 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)，

10、必須運(yùn)用牛頓第三定律——因?yàn)榧?、乙兩?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。 例7. 如圖所示，一個(gè)大人（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

11、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 例8. 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)扇正在勻速轉(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??？為什么？ 四、知識(shí)提煉導(dǎo)圖：牛頓第三定律： 1. 作用力和反作用力的概念 2. 規(guī)律的表述：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。 3. 意義：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 4. 作用力、反作用力與一對(duì)平衡力的主要區(qū)別：作用

12、力、反作用力分別作用在兩個(gè)物體上；一對(duì)平衡力作用在同一個(gè)物體上。 五、目標(biāo)期望： 希望同學(xué)們通過(guò)學(xué)習(xí)能夠深刻理解牛頓第三定律的內(nèi)容，明確作用力、反作用力與一對(duì)平衡力的區(qū)別，并能熟練運(yùn)用牛頓第三定律解釋相關(guān)的現(xiàn)象。 六、下講預(yù)告 功 【同步練習(xí)】（答題時(shí)間：45分鐘） 1. 甲、乙兩隊(duì)用一根輕繩進(jìn)行拔河比賽，結(jié)果甲隊(duì)獲勝，則在比賽過(guò)程中（ ） A. 甲隊(duì)拉繩子的力大于乙隊(duì)拉繩子的力 B. 甲隊(duì)與地面間的摩擦力大于乙隊(duì)與地面間的摩擦力 C. 甲、乙兩隊(duì)與地面間的摩擦力大小相等、方向相反 D. 甲、乙兩隊(duì)拉繩子的力大小相等、方向相反 2. 如圖所示，P

13、和Q疊放在一起，靜止在水平桌面上，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. P所受的重力和Q對(duì)P的支持力是作用力與反作用力 B. Q所受的重力和Q對(duì)P的支持力是平衡力 C. P對(duì)Q 的壓力和Q對(duì)P的支持力是作用力和反作用力 D. Q對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)Q的支持力是平衡力 3. 設(shè)馬對(duì)車(chē)的作用力為F，車(chē)對(duì)馬的作用力為FT。關(guān)于F和FT的說(shuō)法正確的是（ ） A. F和FT是一對(duì)作用力與反作用力 B. 當(dāng)馬與車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)>FT C. 當(dāng)馬與車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)

14、 A. 蘋(píng)果從樹(shù)上落下，落向地球，說(shuō)明蘋(píng)果受地球的作用；但地球不動(dòng)，說(shuō)明地球不受蘋(píng)果的作用 B. 汽車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)，并沒(méi)有別的物體吸引它，因此汽車(chē)的牽引力就無(wú)施力物體 C. 武術(shù)表演時(shí)，運(yùn)動(dòng)員用力打出去的空拳就沒(méi)有受力物體 D. 噴氣式飛機(jī)飛行時(shí)，是依靠噴出的氣體對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生的巨大動(dòng)力 5. 在彈簧測(cè)力計(jì)兩端各拴一繩，兩端都用100N的力各拉一繩，這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為_(kāi)________________N，彈簧測(cè)力計(jì)所受合力是_________________。 6. 一質(zhì)量為50kg的人站在上升的升降機(jī)底板上，升降機(jī)內(nèi)掛著的彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛著質(zhì)量為5kg的物體，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

15、為40N。求此過(guò)程中人對(duì)升降機(jī)底板的壓力。（g取10m/s2） 7. 吊在大廳天花板上的電扇所受重力為G，靜止時(shí)固定桿對(duì)它的拉力為F，扇葉水平轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，桿對(duì)它的拉力為，則（ ） A. B. C. D. 8. 跳高運(yùn)動(dòng)員從地面上起跳的瞬間，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. 運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力大于運(yùn)動(dòng)員受到的重力 B. 地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員受到的重力 C. 地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力 D. 運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力等于運(yùn)動(dòng)員受到的重力 9. 一個(gè)400N重的木箱放在大磅秤上，木箱內(nèi)有一個(gè)質(zhì)

16、量為60kg的人站在小磅秤上，如圖所示。如果人用力推木箱頂板，則小磅秤和大磅秤上的示數(shù)、的變化情況是（ ） A. 增大，減小B. 增大，增大 C. 減小，不變D. 增大，不變 10. 一航天探測(cè)器完成對(duì)月球的探測(cè)任務(wù)后，在離開(kāi)月球的過(guò)程中，由靜止開(kāi)始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行，先加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)，探測(cè)器通過(guò)噴氣而獲得推動(dòng)力。以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是（ ） A. 探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿直線向后噴氣 B. 探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣 C. 探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣 D. 探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不需要噴氣 【試題答案】

17、 1. B、D 解析：根據(jù)牛頓第三定律可知，作用力與反作用力大小相等，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；拔河比賽時(shí)每隊(duì)對(duì)繩的拉力相等，之所以有一隊(duì)失敗，主要原因是由于失敗隊(duì)與地面的最大靜摩擦力較小，通過(guò)前面知識(shí)可知，若一隊(duì)開(kāi)始不動(dòng)，則腳與地面間的摩擦力為靜摩擦力，若剛要被拉動(dòng)，則此時(shí)已變成最大靜摩擦力，若此時(shí)被拉動(dòng)就會(huì)變成滑動(dòng)摩擦力，滑動(dòng)摩擦力小于最大靜摩擦力，故運(yùn)動(dòng)起來(lái)以后就無(wú)法再停下，從而導(dǎo)致失敗，故選項(xiàng)B、D正確。 2. C 解析：A中P所受的重力和Q對(duì)P的支持力是一對(duì)平衡力；B中不是一對(duì)相互作用力。 3. A、D 解析：馬與車(chē)之間的力是一對(duì)作用力和反作用力，這兩個(gè)力大小一定相等，故

18、A、D正確，B、C錯(cuò)誤。車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)的原因是馬拉車(chē)的力大于車(chē)所受的阻力。 4. D 解析：力的作用總是相互的，蘋(píng)果落地時(shí)，也會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生吸引力；汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的原因是地面提供了動(dòng)力；運(yùn)動(dòng)員打出的空拳受力物體是運(yùn)動(dòng)員本身，故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)。噴氣式飛機(jī)對(duì)向后噴出的氣體有力的作用，反過(guò)來(lái)，氣體對(duì)飛機(jī)也產(chǎn)生推力。 5. 100 0 解析：彈簧測(cè)力計(jì)雖兩端受力，但其讀數(shù)就是拉力大小，故讀數(shù)是100N，彈簧測(cè)力計(jì)受兩個(gè)拉力作用，是平衡力，故所受合力為0。 6. 解析：先由物體的受力情況求加速度，知道加速度后，再求人的受力。 先對(duì)物體進(jìn)行分析：，再對(duì)人分析：，根據(jù)兩式聯(lián)立得，由牛頓

19、第三定律知人對(duì)底板的壓力也為400N。 7. C 解析：電扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)空氣產(chǎn)生向下的力，則電扇受到向上的力，電扇靜止時(shí)，重力與拉力平衡，即；電扇運(yùn)行時(shí)，三力平衡，即，可知，。 8. A、B 解析：運(yùn)動(dòng)員起跳瞬間，有向上的加速度，故地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力大于其本身的重力，由牛頓第三定律知，A項(xiàng)對(duì)、B項(xiàng)對(duì)、D項(xiàng)錯(cuò)；地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力等于運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力，C項(xiàng)錯(cuò)。 9. D 解析：小磅秤的示數(shù)由人對(duì)小磅秤的壓力決定。當(dāng)人直立在磅秤上時(shí)，其示數(shù)等于人的重力。當(dāng)人用手推木箱頂板時(shí)，根據(jù)牛頓第三定律，頂板也同時(shí)用力推手，從而使人對(duì)秤面的壓力增大，因此示數(shù)增大。 大磅秤的示

20、數(shù)由木箱對(duì)大磅秤的壓力決定，它始終等于木箱、小磅秤和人三者重力之和。人用力推木箱頂板時(shí)，頂板也推人，它們是系統(tǒng)（木箱、小磅秤和人）內(nèi)各部分之間的相互作用力，不會(huì)改變整體對(duì)大磅秤的壓力，正像這個(gè)人站在小磅秤上揪住自己的頭發(fā)用力向上拉時(shí)，不會(huì)改變小磅秤的示數(shù)一樣，因此示數(shù)不變。 10. C 解析：選項(xiàng)A中，探測(cè)器向后噴氣，可獲得一個(gè)向前的反沖力，該力與重力的合力方向偏離原運(yùn)動(dòng)方向，探測(cè)器不可能沿直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同理可判斷選項(xiàng)B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中，探測(cè)器向下噴氣，當(dāng)向上的反沖力等于向下的重力時(shí)，探測(cè)器所受合外力為零，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；D選項(xiàng)中，探測(cè)器不噴氣，沒(méi)有反沖力，探測(cè)器在重力作用下做平拋運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。