人教版（2019）高中物理必修一3.3牛顿第三定律 学案（有解析）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）高中物理必修一3.3牛顿第三定律 学案（有解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-02 18:01:11 | ||
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文档简介
3.3牛顿第三定律
牛顿第三定律
1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的。一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。
2．牛顿第三定律
(1)内容：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。
(2)表达式：F＝－F′。
1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
(1)三同：大小相同、性质相同、变化情况相同。
(2)三异：方向相反、不同物体、不同效果。
(3)三无关：与物体的种类、运动状态、是否受其他力无关。
2．一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
项目 一对作用力和反作用力 一对平衡力
不同点
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
一、填空题
1．如图甲、乙所示，在外力F作用下，A、B两物体一起以相同速度沿F的方向做匀速直线运动，在图甲中A、B间有________对作用力与反作用力。在图乙中A、B间有________对作用力和反作用力。
【答案】 1 2
【解析】 [1]甲中A做匀速直线运动，A物体受重力和支持力，因甲中A没有相对于B的运动趋势，则甲中A不受摩擦力；A、B间只有压力和支持力1对作用力与反作用力；
[2]图乙中A是平衡状态，A物体受重力、支持力和沿斜面向上摩擦力，故A、B间有压力和支持力，摩擦力作用力和反作用力，共2对作用力与反作用力。
2．如图所示，在粗糙水平面上有两个完全相同的木块A、B，在水平推力F的作用下运动，若以B为研究对象，则B受________个力作用，若以A、B整体为研究对象，则整体受________个力作用；A对B的作用力大小________B对A的作用力大小（填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 4 4 等于
【解析】 [1] 对B受力分析可知，B受到重力、地面支持力、A对B的弹力和地面的摩擦力，总共4个力；
[2] 以A、B整体为研究对象，受力分析知，受到重力、地面支持力、外力F和地面的摩擦力，总共4个力；
[3] 根据牛顿第三定理可知，A对B的作用力大小等于B对A的作用力大小，它们是作用力和反作用力的关系。
3．甲、乙两队举行拔河比赛，甲队获胜，如果甲队对绳的拉力为F甲，地面对甲队的最大静摩擦力为f甲；乙队对绳的拉力为F乙，地面对乙队的最大静摩擦力为f乙，绳的质量不计，则有F甲________F乙，f甲________f乙(此两空选填“>”、“＝”或“<”)．
【答案】 = ＞
【解析】 [1][2]因为绳子的质量不计，所以绳子可以看做处于平衡状态，绳子受到甲队对绳子的拉力和乙队对绳子的拉力，所以F甲=F乙，甲队在拉力的方向上发生了位移，所以F甲> f甲，而乙队对绳子的拉力等于绳子对乙的拉力，乙队在绳子对其的拉力的方向上发生了位移，所以F乙> f乙，故f甲>f乙
4．“一对相互平衡的力”和“一对作用力和反作用力”的区别
（1）一对相互平衡的力作用在___________物体上，一对作用力和反作用力作用在___________物体上。（均选填“一个”或“两个”）
（2）一对作用力和反作用力___________是同一种类的力，而一对相互平衡的力___________是同一种类的力。（均选填“一定”或“不一定”）
【答案】 一个 两个 一定 不一定
【解析】（1）[1][2]一对相互平衡的力作用在一个物体上，一对作用力和反作用力作用在两个物体上。
（2）[3][4]一对作用力和反作用力一定是同一种类的力，而一对相互平衡的力不一定是同一种类的力。
二、单选题
5．唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（ ）
A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
【答案】B
【解析】A．将拉力F正交分解如下图所示
则在x方向可得出
Fx曲 = Fsinα
Fx直 = Fsinβ
在y方向可得出
Fy曲 = Fcosα
Fy直 = Fcosβ
由题知α < β则
sinα < sinβ
cosα > cosβ
则可得到
Fx曲 < Fx直
Fy曲 > Fy直
A错误、B正确；
CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则CD错误。
故选B。
6．如图是“中国天眼”口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员（ ）
A．受到的重力大小为 B．受到的合力大小为
C．对球面的压力大小为 D．对球面的作用力大小为
【答案】D
【解析】A．工作人员的质量为，则工作人员受到的重力
A错误；
B．工作人员在球面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0，B错误；
C．工作人员站在的球面位置不水平，对球面的压力不等于，C错误；
D．由平衡条件可得球面对工作人员的作用力满足
再由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为
D正确。
故选D。
7．如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时（ ）
A．小车只受重力、支持力作用
B．木板对小车的作用力方向水平向左
C．木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
【答案】D
【解析】A．小车加速向左运动，受到自身的重力和电机的驱动力，受到长木板对小车的支持力和阻力，A错误；
B．木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力，根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向，B错误；
CD．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误，D正确。
故选D。
8．如图所示，小明撑杆使船离岸，则下列说法正确的是
A．小明与船之间存在摩擦力
B．杆的弯曲是由于受到杆对小明的力
C．杆对岸的力大于岸对杆的力
D．小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】A．小明与船之间存在运动的趋势，则它们之间存在摩擦力，选项A正确；
B．杆的弯曲是由于杆受到小明对杆的力，选项B错误；
C．杆对岸的力与岸对杆的力是作用与反作用力，大小相等，选项C错误；
D．小明对杆的力和杆对小明的力是一对相互作用力，选项D错误．
故选A。
9．把一重力为G的物体，用一个水平的推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙面上（如图），从t=0开始，物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下列图中的哪一个（ ）
A． B． C．D．
【答案】B
【解析】推力
开始物体竖直滑动
为正比例函数，当Ff增加到大于G时，物体开始减速，Ff继续增大，当速度减为零时，物体静止，此时摩擦力为静摩擦力，大小等于物体的重力且不再变化。
故选B。
10．如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为，儿子对父亲的力记为，则（ ）
A． B．和大小相等
C．先于产生 D．后于产生
【答案】B
【解析】父亲对儿子的力和儿子对父亲的力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知这两个力等大反向，同生同灭，故B正确，ACD错误。
故选B．
11．如图甲乙所示，物体A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同
B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反
C．甲、乙两图中A均不受摩擦力
D．甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向和F相同
【答案】D
【解析】甲中A做匀速直线运动，而甲中A物体不受外力，故甲中A没有相对于B的运动趋势，故甲中A不受摩擦力；乙中A也是平衡状态，但A的重力使A有一沿斜面下滑的趋势，故B对A有向上摩擦力，故A受F方向相同的摩擦力；故D正确ABC错误；
故选D。
三、多选题
12．如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是( )
A．A一定受到四个力
B．B可能受到四个力
C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D．A与B之间一定有摩擦力
【答案】AD
【解析】先对AB整体受力分析，由平衡条件知，在水平方向，不受外力，故墙面无弹力，也没有摩擦力，竖直方向：，如图所示：
隔离B物体，必受重力、A对B的支持力和摩擦力作用，受三个力；隔离A物体，受受重力、B对A的压力和摩擦力、外力F四个力作用；故选项AD正确，选项BC错误．
【点睛】
关键利用整体法并结合共点力平衡条件得到B物体与墙间不存在弹力，然后再分别隔离A、B受力分析，应用平衡条件分析受力个数．
13．如图，甲乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则
A．甲受到三个力的作用
B．甲对扶梯没有摩擦力的作用
C．乙受到三个力的作用
D．乙对扶梯作用力的方向垂直扶梯向下
【答案】BC
【解析】人处于匀速直线运动状态，受力平衡，对人受力分析，根据平衡条件求解，甲图中人不受水平方向的摩擦力，否则不平衡．
【详解】
AB、甲图中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力和支持力，不受摩擦力，重力G=mg，支持力N=G=mg；A错误，B正确；
B、乙图中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力G=mg，斜面的支持力N′以及沿斜面向上的摩擦力三个力作用，C正确；
D、扶梯对人的作用力竖直向上，则人对扶梯的作用力竖直向下，D错误．
故选BC．
14．科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然现象具有重要作用．下列说法符合历史事实的是
A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变
B．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去
C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向
D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
【答案】BCD
【解析】试题分析:A、亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才会运动，没有力的作用，物体就要静止下来，A错误；
B、伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，B正确；
C、笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，C正确；
D、牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，即惯性，D正确；
牛顿第三定律
1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的。一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。
2．牛顿第三定律
(1)内容：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。
(2)表达式：F＝－F′。
1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
(1)三同：大小相同、性质相同、变化情况相同。
(2)三异：方向相反、不同物体、不同效果。
(3)三无关：与物体的种类、运动状态、是否受其他力无关。
2．一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
项目 一对作用力和反作用力 一对平衡力
不同点
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
一、填空题
1．如图甲、乙所示，在外力F作用下，A、B两物体一起以相同速度沿F的方向做匀速直线运动，在图甲中A、B间有________对作用力与反作用力。在图乙中A、B间有________对作用力和反作用力。
【答案】 1 2
【解析】 [1]甲中A做匀速直线运动，A物体受重力和支持力，因甲中A没有相对于B的运动趋势，则甲中A不受摩擦力；A、B间只有压力和支持力1对作用力与反作用力；
[2]图乙中A是平衡状态，A物体受重力、支持力和沿斜面向上摩擦力，故A、B间有压力和支持力，摩擦力作用力和反作用力，共2对作用力与反作用力。
2．如图所示，在粗糙水平面上有两个完全相同的木块A、B，在水平推力F的作用下运动，若以B为研究对象，则B受________个力作用，若以A、B整体为研究对象，则整体受________个力作用；A对B的作用力大小________B对A的作用力大小（填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 4 4 等于
【解析】 [1] 对B受力分析可知，B受到重力、地面支持力、A对B的弹力和地面的摩擦力，总共4个力；
[2] 以A、B整体为研究对象，受力分析知，受到重力、地面支持力、外力F和地面的摩擦力，总共4个力；
[3] 根据牛顿第三定理可知，A对B的作用力大小等于B对A的作用力大小，它们是作用力和反作用力的关系。
3．甲、乙两队举行拔河比赛，甲队获胜，如果甲队对绳的拉力为F甲，地面对甲队的最大静摩擦力为f甲；乙队对绳的拉力为F乙，地面对乙队的最大静摩擦力为f乙，绳的质量不计，则有F甲________F乙，f甲________f乙(此两空选填“>”、“＝”或“<”)．
【答案】 = ＞
【解析】 [1][2]因为绳子的质量不计，所以绳子可以看做处于平衡状态，绳子受到甲队对绳子的拉力和乙队对绳子的拉力，所以F甲=F乙，甲队在拉力的方向上发生了位移，所以F甲> f甲，而乙队对绳子的拉力等于绳子对乙的拉力，乙队在绳子对其的拉力的方向上发生了位移，所以F乙> f乙，故f甲>f乙
4．“一对相互平衡的力”和“一对作用力和反作用力”的区别
（1）一对相互平衡的力作用在___________物体上，一对作用力和反作用力作用在___________物体上。（均选填“一个”或“两个”）
（2）一对作用力和反作用力___________是同一种类的力，而一对相互平衡的力___________是同一种类的力。（均选填“一定”或“不一定”）
【答案】 一个 两个 一定 不一定
【解析】（1）[1][2]一对相互平衡的力作用在一个物体上，一对作用力和反作用力作用在两个物体上。
（2）[3][4]一对作用力和反作用力一定是同一种类的力，而一对相互平衡的力不一定是同一种类的力。
二、单选题
5．唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（ ）
A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
【答案】B
【解析】A．将拉力F正交分解如下图所示
则在x方向可得出
Fx曲 = Fsinα
Fx直 = Fsinβ
在y方向可得出
Fy曲 = Fcosα
Fy直 = Fcosβ
由题知α < β则
sinα < sinβ
cosα > cosβ
则可得到
Fx曲 < Fx直
Fy曲 > Fy直
A错误、B正确；
CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则CD错误。
故选B。
6．如图是“中国天眼”口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员（ ）
A．受到的重力大小为 B．受到的合力大小为
C．对球面的压力大小为 D．对球面的作用力大小为
【答案】D
【解析】A．工作人员的质量为，则工作人员受到的重力
A错误；
B．工作人员在球面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0，B错误；
C．工作人员站在的球面位置不水平，对球面的压力不等于，C错误；
D．由平衡条件可得球面对工作人员的作用力满足
再由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为
D正确。
故选D。
7．如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时（ ）
A．小车只受重力、支持力作用
B．木板对小车的作用力方向水平向左
C．木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
【答案】D
【解析】A．小车加速向左运动，受到自身的重力和电机的驱动力，受到长木板对小车的支持力和阻力，A错误；
B．木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力，根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向，B错误；
CD．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误，D正确。
故选D。
8．如图所示，小明撑杆使船离岸，则下列说法正确的是
A．小明与船之间存在摩擦力
B．杆的弯曲是由于受到杆对小明的力
C．杆对岸的力大于岸对杆的力
D．小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】A．小明与船之间存在运动的趋势，则它们之间存在摩擦力，选项A正确；
B．杆的弯曲是由于杆受到小明对杆的力，选项B错误；
C．杆对岸的力与岸对杆的力是作用与反作用力，大小相等，选项C错误；
D．小明对杆的力和杆对小明的力是一对相互作用力，选项D错误．
故选A。
9．把一重力为G的物体，用一个水平的推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙面上（如图），从t=0开始，物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下列图中的哪一个（ ）
A． B． C．D．
【答案】B
【解析】推力
开始物体竖直滑动
为正比例函数，当Ff增加到大于G时，物体开始减速，Ff继续增大，当速度减为零时，物体静止，此时摩擦力为静摩擦力，大小等于物体的重力且不再变化。
故选B。
10．如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为，儿子对父亲的力记为，则（ ）
A． B．和大小相等
C．先于产生 D．后于产生
【答案】B
【解析】父亲对儿子的力和儿子对父亲的力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知这两个力等大反向，同生同灭，故B正确，ACD错误。
故选B．
11．如图甲乙所示，物体A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同
B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反
C．甲、乙两图中A均不受摩擦力
D．甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向和F相同
【答案】D
【解析】甲中A做匀速直线运动，而甲中A物体不受外力，故甲中A没有相对于B的运动趋势，故甲中A不受摩擦力；乙中A也是平衡状态，但A的重力使A有一沿斜面下滑的趋势，故B对A有向上摩擦力，故A受F方向相同的摩擦力；故D正确ABC错误；
故选D。
三、多选题
12．如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是( )
A．A一定受到四个力
B．B可能受到四个力
C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D．A与B之间一定有摩擦力
【答案】AD
【解析】先对AB整体受力分析，由平衡条件知，在水平方向，不受外力，故墙面无弹力，也没有摩擦力，竖直方向：，如图所示：
隔离B物体，必受重力、A对B的支持力和摩擦力作用，受三个力；隔离A物体，受受重力、B对A的压力和摩擦力、外力F四个力作用；故选项AD正确，选项BC错误．
【点睛】
关键利用整体法并结合共点力平衡条件得到B物体与墙间不存在弹力，然后再分别隔离A、B受力分析，应用平衡条件分析受力个数．
13．如图，甲乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则
A．甲受到三个力的作用
B．甲对扶梯没有摩擦力的作用
C．乙受到三个力的作用
D．乙对扶梯作用力的方向垂直扶梯向下
【答案】BC
【解析】人处于匀速直线运动状态，受力平衡，对人受力分析，根据平衡条件求解，甲图中人不受水平方向的摩擦力，否则不平衡．
【详解】
AB、甲图中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力和支持力，不受摩擦力，重力G=mg，支持力N=G=mg；A错误，B正确；
B、乙图中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力G=mg，斜面的支持力N′以及沿斜面向上的摩擦力三个力作用，C正确；
D、扶梯对人的作用力竖直向上，则人对扶梯的作用力竖直向下，D错误．
故选BC．
14．科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然现象具有重要作用．下列说法符合历史事实的是
A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变
B．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去
C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向
D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
【答案】BCD
【解析】试题分析:A、亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才会运动，没有力的作用，物体就要静止下来，A错误；
B、伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，B正确；
C、笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，C正确；
D、牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，即惯性，D正确；