3.4 牛顿第三定律 学案（含解析）

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1、4 牛顿第三定律学习目标 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.理解牛顿第三定律的含义.3.会用牛顿第三定律解决简单问题.4.会区分一对平衡力和作用力与反作用力.5.了解反冲现象一、作用力与反作用力1力的相互性力是物体对物体的作用，一个力一定同时存在着受力物体和施力物体2作用力与反作用力：两个物体间相互作用的一对力，其中的任一个叫作用力，另一个就叫反作用力二、牛顿第三定律1内容：两个物体之间的作用力(F) 和反作用力(F)总是大小相等、方向 相反，且作用在同一条直线上2公式：FF，其中 F、F分别表示作用力与反作用力， “负号”表示作用力与反作用力的方向相反3理解：作用

2、力与反作用力分别作用在两个不同的物体上，它们总是性质相同(填“相同 ”或“不同”) 的两个力，且同时 存在，同时变化，同时消失三、反冲现象1定义：当物体中的一部分向某方向抛出时，其余部分就会同时向相反方向运动的现象2实例：火箭升空，枪发射子弹，乌贼的游动等即学即用 判断下列说法的正误(1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力( )(2)物体间先有作用力，然后才有反作用力( )(3)物体间的作用力可能与反作用力垂直( )(4)物体间的摩擦力一定与压力垂直( )(5)物体间的作用力可能与反作用力等大、反向，可以抵消( )一、对牛顿第三定律的理解导学探究 1.在光滑的冰面上，两人相对而立当一人用力去

3、推另一人时，两人同时向相反方向运动；两个小车上粘有磁铁，让两小车停在水平桌面上距离适当的位置，放手后两小车同时运动(相吸或相斥)(1)物体间的一对作用力与反作用力的产生有先后顺序吗？(2)上述两个例子中一对作用力与反作用力各是什么性质的力？(3)一对作用力与反作用力作用在几个物体上？答案 (1)作用力与反作用力无先后顺序，同时产生(2)前者相互作用力都是弹力，后者相互作用力都是引力或都是斥力(3)两个2拔河比赛时，甲队胜了乙队，是不是甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力呢？甲队获胜的原因是什么？答案 不是甲队胜是因为地面对甲队的摩擦力大于乙队对甲队的拉力知识深化 作用力与反作用力的“三性”和“四征”：

4、1三个性质：(1)异体性：作用力与反作用力分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上，各自产生各自的作用效果；(2)同时性：作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失，不分先后；(3)相互性：作用力与反作用力总是相互的，成对出现的2四个特征：(1)等值：大小总是相等的；(2)反向：方向总是相反的；(3)共线：总是作用在同一条直线上；(4)同性：力的性质总是相同的例 1 跳水一直是我国的优势项目，如图 1 所示，一运动员站在 3 m 跳板上，图中 F1 表示人对跳板的弹力，F 2 表示跳板对人的弹力，则( )图 1A先有 F1 后有 F2B一旦人离开跳板，F 2 立即消失， F1 依旧存在C

5、因人离开跳板前具有向上的加速度，所以 F2 大于 F1DF 1 和 F2 大小相等、方向相反，是一对相互作用力答案 D解析 F 1 和 F2 是一对相互作用力，大小相等、方向相反、同时产生、同时消失，D 正确例 2 如图 2 所示，一匹马拉着车前行，关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系，下列说法中正确的是( )图 2A马拉车的力总是大于车拉马的力B马拉车的力总是等于车拉马的力C加速运动时，马拉车的力大于车拉马的力D减速运动时，马拉车的力小于车拉马的力答案 B解析 马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，与运动状态无关加速运动或者减速

6、运动时，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，故 A、C、D 错误，B 正确二、反冲现象导学探究 自制如图 3 所示的装置观察酒精灯燃烧一段时间，塞子喷出时小车的运动情况，并回答下列问题图 3(1)小车在什么瞬时运动？为什么会运动？(2)小车向哪个方向运动？答案 (1)小车在塞子喷出时运动塞子喷出时，试管中气体膨胀，对塞子有力的作用，同时塞子对试管产生反作用力，这个反作用力使小车运动起来(2)小车向左运动知识深化 反冲运动产生的原因当物体的一部分抛出时，该部分与其余部分要产生力的作用，根据牛顿第三定律可判定它们作用在不同的物体上，方向相反，属于作用力与反作用力，因此作用效果不能抵消，它们会向相反

7、方向运动例 3 ( 多选)2016 年 10 月 17 日， “神舟十一号”飞船载着景海鹏和陈冬两名宇航员顺利飞入太空下面关于飞船与火箭上天的情形，其中叙述正确的是( )A火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力B火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力答案 AD解析 火箭升空时，其尾部向下 喷气，火箭箭体与被 喷出的气体是一 对相互作用的物体火箭向下喷气时，喷出的气体同时对 火箭

8、产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的因而与是否 飞出大气层、是否存在空气无关故 A 选项正确，B、C 选项错误飞船进入运行轨道后，飞船与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船吸引地球，这是一对作用力与反作用力，故 D 选项正确三、一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较导学探究 如图 4 所示，木块静止在水平面上图 4(1)在图中画出物体受到的重力 G 和支持力 N 的示意图重力 G 和支持力属于一对什么力？作用在几个物体上？性质相同吗？(2)在图 5 中，画出水平面对木块的支持力 N 和木块对水平面的压力 N.支持力 N 和压力 N

9、属于一对什么力？分别作用在什么物体上？性质相同吗？图 5答案 (1)如图所示重力和支持力属于一对平衡力 作用在一个物体上 性质不同(2)如图所示支持力 N 和压力 N属于一对作用力和反作用力 支持力 N 作用在木块上，压力 N作用在水平面上 性质总是相同的知识深化 一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较内容比较一对作用力和反作用力 一对平衡力作用对象 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上不同 依赖关系 相互依存，不可单独存在，同 无依赖关系，撤除一个，另一个依然时产生，同时变化，同时消失 可存在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，且合力为零点

10、力的性质一定是同种性质的力可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上简记为：作用力与反作用力是“异体、同类、同存，不同效” ；平衡力是“同体、可异、非同存、效果抵消” 例 4 两个小球 A 和 B，中间用弹簧连接，并用细绳悬挂于天花板下，如图 6 所示，下列说法正确的是( )图 6A绳对 A 的拉力和弹簧对 A 的拉力是一对平衡力B弹簧对 A 的拉力和弹簧对 B 的拉力是一对作用力与反作用力C弹簧对 B 的拉力和 B 对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力DB 的重力和弹簧对 B 的拉力是一对作用力与反作用力答案 C解析 绳对 A 的拉力和弹簧对 A

11、的拉力大小不相等，不是平衡力，A 错误；作用力与反作用力是作用在相互作用的两个物体之间的力， 弹簧对 B 的拉力和 B 对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力，B 错误，C 正确；B 受到的重力和弹簧对 B 的拉力是一对平衡力，D 错误区别作用力与反作用力和平衡力的方法1作用力与反作用力作用在两个物体上，平衡力作用在一个物体上2作用力与反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙物体，乙物体对甲物体的关系；平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用在平衡的物体上四、牛顿三定律的区别与联系知识深化定律 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律公式 F 合 ma FF意义加深了对力的认识，指出

12、了力是物体运动状态发生改变的原因揭示了加速度是力作用的结果及力、质量、加速度的定量关系揭示了物体间力的作用的相互性，明确了相互作用力的关系研究方法根据理想实验归纳总结得出，不能直接用实验验证用控制变量法研究F、m、a 之间的关系，可用实验验证由实际现象归纳总结得出，可用实验验证联系 牛顿三大定律是一个整体，是动力学的基础例 5 质量为 M 的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为 m 的重物从高处放下，如图 7所示，若重物以加速度 a 下降(am 乙 ，则由 a 得， a 甲 a 乙 ，由Fmx at2 得在相等 时间内甲的位移小，因开始时甲、乙距分界线的距离相等，则乙会过分界线，12所以甲能赢

13、得“拔河”比赛的胜利，故 选项 C 正确收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项 D 错误3在拔河比赛中，下列各因素对获胜有利的是( )A对绳的拉力大于对方B对地面的最大静摩擦力大于对方C手对绳的握力大于对方D质量小于对方答案 B解析 在拔河比赛中根据作用力与反作用力的关系，双方 对绳的拉力大小是相等的， 选项A、C 错误；取胜的决定因素是 绳对人的拉力和地面对人的摩擦力的大小关系，选项 B 正确，D 错误4如图 2 所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是( )图 2A人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力C人所受的重力和人

14、对体重计的压力是一对平衡力D人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力与反作用力答案 B5如图 3 所示，将两弹簧测力计 a、b 连接在一起，当用力缓慢拉 a 弹簧测力计时，发现不管拉力 F 多大，a、b 两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明( )图 3A这是两只完全相同的弹簧测力计B弹力的大小与弹簧的形变量成正比C作用力与反作用力大小相等、方向相反D力是改变物体运动状态的原因答案 C解析 实验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力，它们一定大小相等、方向相反，C正确6如图 4 所示，物体 A、B 叠放在水平粗糙面上，用水平力 F 拉物体 B，使 A 随 B 一起向右做匀加速直线运动，则

15、与物体 B 发生作用与反作用的力有( )图 4A三对 B四对 C五对 D六对答案 D解析 对 B 进行受力分析可知，B 受到重力、地面支持力、A 对 B 的压力、A 对 B 向后的静摩擦力、地面对 B 向后的滑动摩擦力、水平拉力六个力的作用，故与物体 B 发生作用与反作用的力有六对，选项 D 正确7如图 5 所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套一个环，箱和杆的质量为 M，环的质量为 m，已知环沿着杆加速下滑，环与杆的摩擦力大小为 F，则此时箱对地面的压力大小为( )图 5AMg B( Mm) gC(Mm) g F DMgF答案 D解析 对环由牛顿第二定律，得 mgFma

16、 ；对箱，由平衡可得地面对箱的支持力NMgF，由牛顿第三定律，可得箱对地面的压力大小 NMg F.8对牛顿第三定律的理解，下列说法中正确的是( )A当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失B弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力C甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力一定是弹力D作用力与反作用力在任何情况下都不会平衡答案 CD解析 根据牛顿第三定律知，两个物体之 间的相互作用力大小相等、方向相反、性 质相同、同时产生、同时消失，故可判定 A、B 错误， C、D 正确9如图 6 所示是利用计算机记录的卫星发射时火箭和卫星之间的作用力和反作用力的变化图

17、线，根据图线可以得出的结论是( )图 6A作用力大时，反作用力小B作用力与反作用力的大小总是相等的C作用力与反作用力的方向总是相反的D作用力与反作用力是作用在同一个物体上的答案 BC解析 图像中的两条图线对应的纵坐标大小相等、符号相反，故 A 错误，B、C 正确；作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上，D 错误10跳高运动员从地面跳起，在这一过程中( )A地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力B运动员对地面的压力大于运动员受到的重力C地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力D运动员对地面的压力大于地面对运动员的支持力答案 BC解析 运动员能够从地面跳起来，是由于运 动员受到的合力方向向

18、上，即地面对运动员的支持力大于运动员的重力，C 正确由作用力与反作用力的关系可知， B 正确11两位同学穿旱冰鞋面对面站立不动，互推后分别向相反的方向运动，不计摩擦阻力，下列判断正确的是( )A互推过程质量大的同学对质量小的同学作用力大B互推过程两同学间的作用力一样大C互推过程质量大的同学的加速度小一些D互推过程中质量小的同学先受力答案 BC解析 两同学互推的力是作用力与反作用力的关系，大小相等，A 错误，B 正确；互推过程两同学间的作用力一样大，根据牛 顿第二定律知质量大的同学加速度小，故 C 正确；作用力与反作用力同时产生，D 错误二、非选择题12皮划艇选手与艇的总质量为 100 kg，他

19、冲刺时的加速度可达 10 m/s2，求此时他的桨对水的推力的大小(设水的阻力可忽略 )答案 1 000 N解析 以皮划艇和选手整体为研究对象，分析知受水 对桨 的推力 F，由 Fma 得Fma10010 N1 000 N，由牛 顿第三定律知，桨对水的推力与 F 等大反向，所以桨对水的推力大小为 1 000 N.13.图 7 为马戏团中猴子爬杆的装置已知底座连同直杆总质量为 20 kg，猴子质量为 5 kg，现让猴子沿杆以 1 m/s2 的加速度从杆底部向上爬，设猴子与杆之间的作用力为恒力，则底座对水平面的压力为多大？(g 取 10 m/s2)图 7答案 255 N解析 设猴子向上加速爬时受到杆向上的力为 F，猴子质量为 m，杆及底座的总质量为 M，则对猴子由牛顿第二定律得 Fmg ma ，得 Fm (ga) 55 N，根据牛 顿第三定律，知猴子对杆向下的力 FF55 N，所以底座对水平面的压力为 NFMg255 N.