2018高中物理第四章牛顿运动定律4.2牛顿第三定律学案新人教版必修1.doc

解密牛顿第三定律

一、考点突破
此部分内容在高考物理中的要求如下：
知识点
考纲要求
题型
分值
牛顿第三定律
理解牛顿第三定律的内容
会区分相互作用力和一对平衡力
选择题、实验题
4~7分

二、重难点提示
重点：对于牛顿第三定律的理解。
难点：相互作用力和平衡力的辨析。

1. 力的作用是相互的，同时发生的。
（1）自然界中一切力的现象，总是表现为物体之间的相互作用，只要有力发生，就一定有受力物体和施力物体。
（2）把相互作用的一对力中的一个叫做作用力，另一个就叫做反作用力。
（3）作用力和反作用力是同时产生或消失的。
2. 牛顿第三定律
（1）两个物体之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。这就是牛顿第三定律。用公式表示，即F=－F'（负号表示方向相反）。
（2）对牛顿第三定律，应从以下几点加以理解：
① 异体性 作用力与反作用力是两个物体间的相互作用，所以这一对力是作用在两个物体上，而不是作用在同一物体上，它们产生的作用效果永远不会抵消。
② 同时性 这一对力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。有作用力，就有反作用力，它们总是成对出现的，同时产生、同时变化、同时消失。
③ 同一性 作用力与反作用力必定是同一性质的力，即如果作用力是弹力，则反作用力也是弹力；如果作用力是摩擦力，则反作用力也是摩擦力。
④ 普遍性 物体间的相互作用力可以是接触力，也可以是非接触力。作用力与反作用力的关系适用于静止物体之间，也适用于运动物体之间，与物体的运动状态无关，与参考系的选择也无关。在经典力学讨论的范围，牛顿第三定律有其普遍意义。

例题1 一个物体静止地放在水平桌面上，物体对桌面的压力等于物体的重力，这是因为（ ）
A. 它们是一对平衡力 B. 它们是一对作用力和反作用力
C. 它们既是平衡力又是相互作用力 D. 以上说法都不对
思路分析：物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，压力大小等于支持力的大小。物体的重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力，重力的大小等于支持力的大小。根据数学公理，等于第三个量的两个量相等，所以物体对桌面的压力大小等于物体的重力。A、B、C三项均不正确，故选D。
答案：D

例题2 一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了，对于这一现象，下列说法正确的是（　　）
A. 榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂
B. 榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
C. 榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
D. 因为不清楚榔头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小
思路分析：榔头对玻璃的作用力和玻璃对榔头的作用力为作用力与反作用力关系，大小一定相等，但相同大小的力作用在不同物体上的效果往往是不同的，所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系，故选项C正确。
答案：C

例题3 如图所示，用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列说法中正确的是（　　）

A. 小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力
B. 小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力
C. 小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力
D. 小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力
思路分析：小球受到的重力与细绳对小球的拉力均作用在小球上，且等大反向，是一对平衡力，A、D错误，C正确；小球对细绳的拉力与细绳对小球的拉力才是一对作用力和反作用力，故B错误。
答案：C

例题4 为了丰富课余生活，学校进行了一场拔河比赛．关于拔河比赛，下列说法错误的是（　　）

A. 选体重大的运动员，能增大对地面的压力
B. 运动员身体后倾、两腿弯曲，可以降低重心
C. 比赛时受到地面摩擦力较大的一组获胜
D. 比赛时拉力较大的一组定能获胜
思路分析：因为物体间力的作用是相互的。对于拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见，双方之间的拉力并不是决定胜负的因素，哪边能获胜就取决于哪边的摩擦力大。所以选项C正确、D错误。
A中，队员的体重越重，对地面的压力越大，摩擦力也会增大。所以正确；B中，身体向后驱，同时弯腿，是借助对方的拉力来增大对地面的压力，其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力。
答案：D

【技巧突破】作用力与反作用力的比较：
四
同
同大小
无论在任何情况下，作用力和反作用力必定大小相等
同直线
作用力和反作用力一定在同一条直线上
同性质
作用力和反作用力一定是同一性质的力
同存在
作用力和反作用力总是同时产生，同时变化，同时消失
三
不
同
不同向
作用力和反作用力的方向相反
不同点
作用力和反作用力作用在两个物体上，力的作用点不同
不同效果
作用力和反作用力在两个物体上的作用效果不同
三
无
关
与物体的种类无关
与相互作用的两物体的运动状态无关
与是否与另外的物体相互作用无关

【综合拓展】 相互作用力与平衡力的比较
对应名称
比较内容
作用力和反作用力
一对平衡力
不同点
受力物体
作用在两个相互作用的物体上
作用在同一物体上
依赖关系
相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失
无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡
叠加性
两力作用效果不可叠加，不可求合力
两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力且合力为零
力的性质
一定是同性质的力
可以是同性质的力，也可以是不同性质的力
相同点
大小方向
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上

【满分训练】物体静止于水平桌面上，则（　　）
A. 桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力
B. 物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
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平衡力
思路分析：物体和桌面受力情况如下图所示，FN表示桌面对物体的支持力，FN'表示物体对桌面的压力，G表示物体的重力。

对选项A，因物体处于平衡状态，且FN与G作用于同一物体，因此FN和G是一对平衡力，故A项正确；对选项B，因作用力和反作用力分别作用在两个物体上，而物体所受的重力和桌面对它的支持力都作用在物体上，故B项错；对选项C，因压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的两种力，故C项错；对选项D，由于支持力和压力是物体与桌面相互作用（挤压）而产生的，因此FN与FN′是一对作用力和反作用力，故D项错。
答案：A
【技巧突破】 利用牛顿第三定律转化研究对象
作用力与反作用力，二者一定等大反向，分别作用在两个物体上，当待求的某个力不容易求出时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力。如求压力时，可先求支持力。在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此。
【针对训练】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，如图所示，

已知环沿杆匀速下滑时，则此时箱对地面的压力大小为多少？
思路分析：环在竖直方向上受力情况如图甲所示，其受重力mg和杆对它竖直向上的摩擦力Ff，根据牛顿第三定律，环应该对杆有一个竖直向下的摩擦力Ff′。故箱子在竖直方向上受力情况如图乙所示，其受重力Mg、地面对它的支持力FN及环对它的摩擦力Ff′。

由于箱子和环都处于平衡状态，可得：
FN＝Ff′＋Mg＝Ff＋Mg。
Ff=mg
根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的弹力大小，则FN′＝FN＝mg＋Mg
答案：mg＋Mg
【思考】此题是否有其它更简便的解法？
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