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第14讲 牛顿第三定律
考点(知识点) 重要程度 常考题型分布 本讲教学目标
牛顿第三定律 ★☆☆ 选择题、填空题、计算题 理解
相互作用力与平衡力的比较 ★☆☆ 选择题 理解并掌握
牛顿第三定律解释生活现象 ★☆☆ 选择题、解答题 理解
注:★☆☆:普通考点知识点; ★★☆:高考高频考点; ★★★:高考重点、难点、必考点;
相互作用力与平衡力的异同点;
利用相互作用力解释生活现象。
知识点一:作用力和反作用力
力是物体对物体的作用。只要谈到力,就一定存在着受力物体和施力物体。
两个物体之间的作用总是相互的,物体间相互作用的这一对力,通常叫作作用力和反作用力。
3.作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的.我们可以把其中任何一个力叫作作用力,另一个力叫作反作用力。
知识点二:牛顿第三定律
内容:两个物体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。
这里的“总是”是强调对于任何物体,在任何条件下,这两个相等的关系都成立。对此,可以从以下几个方面理解:
不管物体大小形状如何,例如大物体与大物体之间,或大物体与小物体之间,还是任何形状的物体之间,其相互作用力总是大小相等。
不管物体的运动状态如何.例如静止的物体之间,运动的物体之间或静止的物体与运动的物体之间的相互作用力总是大小相等的。
作用力与反作用力的产生和消失是同时的。因为两者中若有一个产生或消失,则另一个必须同时产生或消失,否则其间的相等关系就不成立了。认为作用力与反作用力的产生有先后的说法是不对的。
牛顿第三定律揭示了力的作用的相互性,即两个物体间只要有力的作用,就必然成对出现作用力和反作用力。同学们在学习中应注意体会甲对乙、乙对甲的这种对应的相互作用关系。求解某力的大小与方向时,可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解。
题型一:牛顿第三定律的理解
【例1】关于牛顿运动定律,以下说法正确的是( )
A.牛顿通过实验直接证实了物体具有保持匀速运动状态或静止状态的性质,从而发现了牛顿第一定律
B.牛顿第一定律是第二定律在合力为零的条件下的特例
C.作用力和反作用力是同一性质的力,它们总是同时产生、同时消失
D.运动的汽车,速度越大,就越难停下来,说明汽车的速度越大,它的惯性也越大
【答案】C
【详解】A.伽利略通过实验及理论分析证实了物体具有保持匀速运动状态或静止状态的性质,牛顿在前人的研究基础上总结了牛顿第一定律,A错误;
B.牛顿第一定律是物体不受外力作用时,具有保持匀速运动状态或静止状态的性质,不是第二 定律在合外力为零的条件下的特例,B错误;
C.根据牛顿第三定律可知,作用力和反作用力是同一性质的力,它们总是同时产生、同时消失,C正确;
D.汽车越难停下来,即减速的时间长或距离大,而不是运动状态越难改变,不能反映惯性的大小,惯性的大小是由物体的质量大小决定的,与物体运动状态无关,D错误。
故选C。
[变式1]2020年7月23日,中国首颗火星探测器“天问一号”在海南文昌发射场由长征五号遥四运载火箭顺利发射升空,火箭点火升空,燃料连续燃烧产生的燃气以很大的速度从火箭喷出,火箭获得推力而升空,则( )
A.火箭获得的推力来自空气
B.火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力
C.喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力
D.火箭离开地面后对地球没有吸引力的作用
【答案】B
【详解】ABC.燃气被喷出瞬间,火箭对燃气产生作用力,燃气对火箭产生反作用力,使火箭获得推力,火箭获得的推力来自燃气,选项AC错误,B正确;
D.火箭离开地面后依然要受到地球对它的引力,根据牛顿第三定律可以知道,火箭也必然对地球有力的作用,选项D错误。
故选B。
[变式2]以下关于力的有关说法正确的是( )
A.运动的物体不可能受到静摩擦力,静止的物体不可能受到滑动摩擦力
B.物体所受摩擦力的方向一定与物体的运动方向在一条直线上,可能相同也可能相反
C.重力和弹力一定不可以成为作用力与反作用力,但可以成为一对平衡力
D.“四两拨千斤”说明四两的作用力可以有千斤的反作用力
【答案】C
【详解】A.运动的物体可能受到静摩擦力,静止的物体也可能受到滑动摩擦力,例如物体在倾斜的传送带上与皮带保持相对静止向上运动时,物体在运动,但物体受到向上的静摩擦力作用,在水平桌面上推动物体,桌面静止,但桌面受到滑动摩擦力作用,A错误;
B.物体所受摩擦力的方向不一定与物体的运动方向在一条直线上,例如在水平转盘上的物体,当物体与转盘保持相对静止做匀速圆周运动时,由静摩擦力提供向心力,其摩擦力方向与运动方向垂直,B错误;
C.作用力与反作用力应该是同种性质的力,重力和弹力不是同种性质的力,因此重力和弹力一定不可以成为作用力与反作用力,但可以成为一对平衡力,C正确;
D.作用力与反作用力大小相等,四两作用力的反作用力大小仍然是四两,“四两拨千斤”不能说明四两的作用力可以有千斤的反作用力,D错误。
故选C。
知识点三:相互作用力与平衡力的比较
平衡力:如果作用在同一个物体上的两个力的大小相等、方向相反并作用在同一条直线上且其合力为零,则此二力即为一对平衡力。而作用力与反作用力则是指发生在两个相互作用的物体之间的相互作用力。
作用力、反作用力与一对平衡力的比较:
内容 作用力和反作用力 二力平衡
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 相互依赖,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,合力为零
力的性质 一定是同性质的力 可以是同性质的力,也可以不是同性质的力
大小方向 大小相等、方向相反、作用在一条直线上 大小相等、方向相反、作用在一条直线上
知识点二:平衡力与相互作用力
【例2】如图所示,课本放在水平桌面上,下列说法中正确的是( )
A.桌面对课本的支持力与课本的重力是一对平衡力
B.桌面对课本的支持力与课本对桌面的压力是一对平衡力
C.课本对桌面的压力就是因为桌面发生弹性形变
D.课本对桌面的压力就是课本的重力
【答案】A
【详解】A.桌面对课本的支持力与课本的重力是一对平衡力,故A正确;
B.桌面对课本的支持力与课本对桌面的压力是一对相互作用力,故B错误;
C.课本对桌面的压力是因为课本发生弹性形变,故C错误;
D.重力是地球给的,课本对桌面的压力是因为课本发生弹性形变而产生的,是弹力,它们是不同性质的力,故D错误。
故选A。
[变式1]如图所示,运动爱好者在无风时借助绳子缓慢下降,下列说法正确的是( )
A.运动爱好者受到的重力和绳子对他的力是一对平衡力
B.绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力不等于他的重力
C.绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力方向竖直向上
D.绳子对运动爱好者的力和岩石对他的力是一对作用力和反作用力
【答案】C
【详解】A.运动爱好者受到的重力和绳子对他的力方向不在同一直线上,不是一对平衡力,故A错误;
B.运动爱好者缓慢下降,受力平衡,所以绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力大小等于他的重力,故B错误;
C.运动爱好者受力平衡,绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力与他的重力平衡,故合力方向竖直向上,故C正确;
D.绳子对运动爱好者的力和岩石对他的力不是相互作用力,故D错误。
故选C。
[变式2]足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一,深受青少年喜爱。下列与足球有关的情景说法正确的是( )
A.图甲中,滚动的足球最终停下是因为不受力的作用
B.图甲中,静止的足球对地面的压力就是它的重力
C.图甲中,静止在地面上的足球受到支持力是因为地面发生形变
D.图乙中,足球被踢起,说明脚对球的力大于球对脚的力
【答案】C
【详解】A.图甲中,滚动的足球最终停下是因为受到摩擦力的作用,故A错误;
B.图甲中,静止在地面上的足球受到的弹力的施力物体就是地面,足球的重力的施力物体是地球,可知弹力不是重力,B错误;
C.图甲中,静止在地面上的足球受到弹力,是因为地面发生形变产生的,C正确;
D.图乙中,足球被踢起时,脚对球的力与球对脚的力是一对作用力和反作用力的关系,大小相等,方向相反,D错误。
故选C。
知识点四:应用牛顿第三定律解释生活现象
如图所示,瘦弱的男子与一个大力士“掰手腕”,两手之间的作用力和反作用力一样大吗?若两者一样大,大力士怎么会赢呢?
分析:一样大,瘦弱男子与大力士“掰手腕”时,两手之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,两手之间的这对力是大小相等的,但是为什么大力士会赢,是因为两人手腕能承受的力不同,大力士手腕能承受的力大于瘦弱男子能承受的力,所以在大小相等的力的作用下大力士的手腕还能承受,而瘦弱男子的手腕已经承受不了,所以败下阵来。
“掰手腕”比的是手腕能承受的力的大小,所以“山东体育频道”的“掰手腕”比赛称为“腕力王挑战赛”.因此同学们不要尝试与大力士角力,因为手腕能承受的力如果差距太大,很容易造成承受能力差的手腕受到伤害,甚至骨折。
以卵击石,鸡蛋“粉身碎骨”,但石头却“安然无恙”,是不是鸡蛋对石头的力小,而石头对鸡蛋的力大呢?
分析:不是的,鸡蛋与石头相撞击时,它们之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,据牛顿第三定律知,应是大小相等的,而之所以出现“蛋碎”而“石全”的结果,是因为蛋壳所能承受的力远小于石头所能承受的力。
你知道鸟是如何飞行的吗?
鸟翅膀的形状上表层凸、下表层凹,当空气流过时就会产生升力.当鸟的肌肉牵动翅膀上下扇动时,空气的反作用力就为鸟的飞行提供了向上的升力和向前的推动力。如图所示:
拔河中物理学原理
拔河是一项常见的集体性体育活动,其两队胜负的结果深含着物理学原理当然,围绕两队的胜负原因分析也存在不少的模糊认识。其实,决定拔河胜负的原因是多方面的,如地面的摩擦力、队员的体重、个人的力量、集体的合作等。
甲、乙两队拔河的时候,其中力的关系比较复杂。如图所示,在分析甲队拉乙队与乙队拉甲队的力的大小时,必须运用牛顿第三定律——因为甲、乙两队是一对相互作用的物体;在分析两队的胜负原因时,必须运用牛顿第二定律——因为要分别以甲、乙两队为研究对象。
对甲队而言,如果,则两队胜负未定;如果,则甲队胜而乙队负;如果,则甲队负而乙队胜。
同理,对乙队而言也存在相同的关系。当然,无论是甲队还是乙队,要想获得地面对本队的尽可能大的力,就必须尽可能地用力蹬地,这就要选用体重较大的队员,且穿鞋底粗糙的鞋子。此外,身体后倾、重心放低、齐心合力更是必不可少的条件。
题型三:利用牛顿第三定律解释生活现象
【例3】如图所示,甲、乙两位同学做“拔河”游戏。两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧拖拉。若凳子下表面各处的粗糙程度相同,两位同学手掌粗糙程度也相同,在乙端的凳面上放四块砖,对“拔河”过程的下列判断正确的是( )
A.由于甲那一端比较轻,故甲容易将凳子拉向自己
B.在凳子未拉动的过程中,砖块对凳子的摩擦力方向水平向右
C.在凳子未拉动的过程中,由于乙端比较重,故乙的手受凳子对它的摩擦力较大
D.在凳子未拉动的过程中,甲、乙的手受凳子对它的摩擦力总是大小相等方向相反
【答案】D
【详解】A.由图知,乙端对手的压力较大,所以乙端对凳子向右的最大静摩擦力大于甲端对凳子向左最大静摩擦力,由于甲所受最大静摩擦力小,因此甲将容易相对长凳滑动,即甲容易被从长凳上拉离,因此凳子将向右移动,即乙可以将凳子拉向自己,故A错误;
B.在凳子未拉动的过程中,砖块与凳子无相对运动趋势,则砖块对凳子无摩擦力,故B错误;
CD.在凳子未拉动的过程中,凳子在水平方向平衡,则甲、乙两只手受到的摩擦力总是大小相等方向相反,故C错误,D正确;
故选D。
[变式1]如图为《天工开物》里的农具名为耩子,耩子的底部套上铁尖,中间是一个放种子的方形木斗。播种时,牛通过绳拉耩子前进,均匀摇晃,种子便顺着方形木斗缓缓而下进入土地。关于牛拉耩子前进时,下列说法正确的是( )
A.牛对绳的拉力和绳对牛的力是一对平衡力
B.绳对耩子的拉力大于耩子对绳的力,因此耩子被拉动
C.耩子加速前进时,牛拉绳的力的大小一定大于绳拉牛的力
D.耩子减速前进时,绳拉耩子的力的大小一定等于耩子拉绳的力
【答案】D
【详解】A.牛对绳的拉力和绳对牛的力是两物体间的力,属于一对作用力与反作用力而,故A错误;
B.耩子被拉动是因为绳对耩子的拉力大于耩子所受的阻力,故B错误;
C.耩子加速前进时,牛拉绳的力的大小和绳拉牛的力属于一对相互作用力始终等大反向,故C错误;
D.耩子减速前进时,绳拉耩子的力的大小和耩子拉绳的力是一对相互作用力始终等大反向,故D正确。
故选D。
[变式2]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为通过耕索分别拉两种犁,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小
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,耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力
【答案】D
【详解】AB.将拉力F正交分解如下图所示
则在x方向可得出F曲 = Fsinα,F直 = Fsinβ
在y方向可得出F曲 = Fcosα,F直 = Fcosβ
由题知α < β则,sinα < sinβ,cosα > cosβ
则可得到F曲 < F直,F曲 > F直,故AB错误;
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C错误,D正确。
故选D。
题型四:牛顿的三定律的综合运用
【例4】如图所示,倾角为、质量为的斜面体静止在水平地面上,质量为的物块在斜面匀速下滑。现给其一个沿斜面向下的推力,使其沿斜面向下做加速运动,斜面体处于静止状态,物块与斜面之间的动摩擦因数为定值,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.施加推力后,地面对斜面的摩擦力的方向为水平向右
B.施加推力后,地面对斜面的支持力变大
C.把力改成垂直斜面向下,物块下滑过程中地面对斜面的摩擦力方向水平向左
D.把力改成垂直斜面向下,物块下滑过程中地面对斜面的支持力变大
【答案】D
【详解】AB.由题意可知,未施加推力时,物块在斜面匀速下滑,则斜面对物块的滑动摩擦力与支持力的合力与物块的重力,等大反向,即大小等于,方向竖直向上;当对物块施加推力后,斜面对物块的作用力仍然保持不变,根据牛顿第三定律可知,物块对斜面的作用力也将保持不变,即大小为,方向竖直向下,所以地面对斜面的摩擦力仍然为零,地面对斜面的支持力保持不变,为,故AB错误;
CD.未施加推力时,物块在斜面匀速下滑,则有
可得
把力改成垂直斜面向下,物块下滑过程中受到斜面的支持力大小为
受到斜面的滑动摩擦力大小为
根据牛顿第三定律可知此时,物块对斜面的压力和滑动摩擦力大小也为,,可得此时斜面体在水平方向上有
即斜面体受到物块的作用力方向为竖直向下,斜面仍然没有运动的趋势,所以地面对斜面的摩擦力为零;对斜面体在竖直方向上有
显然把力改成垂直斜面向下,物块下滑过程中地面对斜面体的支持力变大,故C错误,D正确。
故选D。
11.杂技是一种集技能、体能、娱乐性很强的表演活动。如图所示为杂技“顶竿”表演,一人A站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人B以加速度a加速下滑时,竿对人A的压力大小为(已知重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】以B为研究对象,根据牛顿第二定律
再以竹竿为研究对象,可知
根据牛顿第三定律可知竿对人A的压力大小为。
故选A。
12.如图所示,质量为M的大圆环,用轻绳悬挂于天花板上,两个质量均为m的小环同时从等高处由静止滑下,当两小圆环滑至与圆心等高时所受到的摩擦力均为f,则此时大环对绳的拉力大小是( )
A.Mg B. C.Mg+2f D.
【答案】C
【详解】小环受到大环的摩擦力大小为f,方向向上,根据力的作用是相互的,大环受到两个小环的摩擦力大小各为f,方向向下;以大环为研究对象,处于静止状态,受力满足平衡关系,向上的力是绳子对它的拉力F,向下的力有:大环的重力G、两个小环的摩擦力2f;根据平衡力的大小相等的特点,得到
由牛顿第三定律可知大环对绳的拉力大小为
故选C。
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第14讲 牛顿第三定律
考点(知识点) 重要程度 常考题型分布 本讲教学目标
牛顿第三定律 ★☆☆ 选择题、填空题、计算题 理解
相互作用力与平衡力的比较 ★☆☆ 选择题 理解并掌握
牛顿第三定律解释生活现象 ★☆☆ 选择题、解答题 理解
注:★☆☆:普通考点知识点; ★★☆:高考高频考点; ★★★:高考重点、难点、必考点;
相互作用力与平衡力的异同点;
利用相互作用力解释生活现象。
知识点一:作用力和反作用力
力是物体对物体的作用。只要谈到力,就一定存在着受力物体和施力物体。
两个物体之间的作用总是相互的,物体间相互作用的这一对力,通常叫作作用力和反作用力。
3.作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的.我们可以把其中任何一个力叫作作用力,另一个力叫作反作用力。
知识点二:牛顿第三定律
内容:两个物体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。
这里的“总是”是强调对于任何物体,在任何条件下,这两个相等的关系都成立。对此,可以从以下几个方面理解:
不管物体大小形状如何,例如大物体与大物体之间,或大物体与小物体之间,还是任何形状的物体之间,其相互作用力总是大小相等。
不管物体的运动状态如何.例如静止的物体之间,运动的物体之间或静止的物体与运动的物体之间的相互作用力总是大小相等的。
作用力与反作用力的产生和消失是同时的。因为两者中若有一个产生或消失,则另一个必须同时产生或消失,否则其间的相等关系就不成立了。认为作用力与反作用力的产生有先后的说法是不对的。
牛顿第三定律揭示了力的作用的相互性,即两个物体间只要有力的作用,就必然成对出现作用力和反作用力。同学们在学习中应注意体会甲对乙、乙对甲的这种对应的相互作用关系。求解某力的大小与方向时,可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解。
题型一:牛顿第三定律的理解
【例1】关于牛顿运动定律,以下说法正确的是( )
A.牛顿通过实验直接证实了物体具有保持匀速运动状态或静止状态的性质,从而发现了牛顿第一定律
B.牛顿第一定律是第二定律在合力为零的条件下的特例
C.作用力和反作用力是同一性质的力,它们总是同时产生、同时消失
D.运动的汽车,速度越大,就越难停下来,说明汽车的速度越大,它的惯性也越大
[变式1]2020年7月23日,中国首颗火星探测器“天问一号”在海南文昌发射场由长征五号遥四运载火箭顺利发射升空,火箭点火升空,燃料连续燃烧产生的燃气以很大的速度从火箭喷出,火箭获得推力而升空,则( )
A.火箭获得的推力来自空气
B.火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力
C.喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力
D.火箭离开地面后对地球没有吸引力的作用
[变式2]以下关于力的有关说法正确的是( )
A.运动的物体不可能受到静摩擦力,静止的物体不可能受到滑动摩擦力
B.物体所受摩擦力的方向一定与物体的运动方向在一条直线上,可能相同也可能相反
C.重力和弹力一定不可以成为作用力与反作用力,但可以成为一对平衡力
D.“四两拨千斤”说明四两的作用力可以有千斤的反作用力
知识点三:相互作用力与平衡力的比较
平衡力:如果作用在同一个物体上的两个力的大小相等、方向相反并作用在同一条直线上且其合力为零,则此二力即为一对平衡力。而作用力与反作用力则是指发生在两个相互作用的物体之间的相互作用力。
作用力、反作用力与一对平衡力的比较:
内容 作用力和反作用力 二力平衡
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 相互依赖,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,合力为零
力的性质 一定是同性质的力 可以是同性质的力,也可以不是同性质的力
大小方向 大小相等、方向相反、作用在一条直线上 大小相等、方向相反、作用在一条直线上
知识点二:平衡力与相互作用力
【例2】如图所示,课本放在水平桌面上,下列说法中正确的是( )
A.桌面对课本的支持力与课本的重力是一对平衡力
B.桌面对课本的支持力与课本对桌面的压力是一对平衡力
C.课本对桌面的压力就是因为桌面发生弹性形变
D.课本对桌面的压力就是课本的重力
[变式1]如图所示,运动爱好者在无风时借助绳子缓慢下降,下列说法正确的是( )
A.运动爱好者受到的重力和绳子对他的力是一对平衡力
B.绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力不等于他的重力
C.绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力方向竖直向上
D.绳子对运动爱好者的力和岩石对他的力是一对作用力和反作用力
[变式2]足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一,深受青少年喜爱。下列与足球有关的情景说法正确的是( )
A.图甲中,滚动的足球最终停下是因为不受力的作用
B.图甲中,静止的足球对地面的压力就是它的重力
C.图甲中,静止在地面上的足球受到支持力是因为地面发生形变
D.图乙中,足球被踢起,说明脚对球的力大于球对脚的力
知识点四:应用牛顿第三定律解释生活现象
如图所示,瘦弱的男子与一个大力士“掰手腕”,两手之间的作用力和反作用力一样大吗?若两者一样大,大力士怎么会赢呢?
分析:一样大,瘦弱男子与大力士“掰手腕”时,两手之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,两手之间的这对力是大小相等的,但是为什么大力士会赢,是因为两人手腕能承受的力不同,大力士手腕能承受的力大于瘦弱男子能承受的力,所以在大小相等的力的作用下大力士的手腕还能承受,而瘦弱男子的手腕已经承受不了,所以败下阵来。
“掰手腕”比的是手腕能承受的力的大小,所以“山东体育频道”的“掰手腕”比赛称为“腕力王挑战赛”.因此同学们不要尝试与大力士角力,因为手腕能承受的力如果差距太大,很容易造成承受能力差的手腕受到伤害,甚至骨折。
以卵击石,鸡蛋“粉身碎骨”,但石头却“安然无恙”,是不是鸡蛋对石头的力小,而石头对鸡蛋的力大呢?
分析:不是的,鸡蛋与石头相撞击时,它们之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,据牛顿第三定律知,应是大小相等的,而之所以出现“蛋碎”而“石全”的结果,是因为蛋壳所能承受的力远小于石头所能承受的力。
你知道鸟是如何飞行的吗?
鸟翅膀的形状上表层凸、下表层凹,当空气流过时就会产生升力.当鸟的肌肉牵动翅膀上下扇动时,空气的反作用力就为鸟的飞行提供了向上的升力和向前的推动力。如图所示:
拔河中物理学原理
拔河是一项常见的集体性体育活动,其两队胜负的结果深含着物理学原理当然,围绕两队的胜负原因分析也存在不少的模糊认识。其实,决定拔河胜负的原因是多方面的,如地面的摩擦力、队员的体重、个人的力量、集体的合作等。
甲、乙两队拔河的时候,其中力的关系比较复杂。如图所示,在分析甲队拉乙队与乙队拉甲队的力的大小时,必须运用牛顿第三定律——因为甲、乙两队是一对相互作用的物体;在分析两队的胜负原因时,必须运用牛顿第二定律——因为要分别以甲、乙两队为研究对象。
对甲队而言,如果,则两队胜负未定;如果,则甲队胜而乙队负;如果,则甲队负而乙队胜。
同理,对乙队而言也存在相同的关系。当然,无论是甲队还是乙队,要想获得地面对本队的尽可能大的力,就必须尽可能地用力蹬地,这就要选用体重较大的队员,且穿鞋底粗糙的鞋子。此外,身体后倾、重心放低、齐心合力更是必不可少的条件。
题型三:利用牛顿第三定律解释生活现象
【例3】如图所示,甲、乙两位同学做“拔河”游戏。两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧拖拉。若凳子下表面各处的粗糙程度相同,两位同学手掌粗糙程度也相同,在乙端的凳面上放四块砖,对“拔河”过程的下列判断正确的是( )
A.由于甲那一端比较轻,故甲容易将凳子拉向自己
B.在凳子未拉动的过程中,砖块对凳子的摩擦力方向水平向右
C.在凳子未拉动的过程中,由于乙端比较重,故乙的手受凳子对它的摩擦力较大
D.在凳子未拉动的过程中,甲、乙的手受凳子对它的摩擦力总是大小相等方向相反
[变式1]如图为《天工开物》里的农具名为耩子,耩子的底部套上铁尖,中间是一个放种子的方形木斗。播种时,牛通过绳拉耩子前进,均匀摇晃,种子便顺着方形木斗缓缓而下进入土地。关于牛拉耩子前进时,下列说法正确的是( )
A.牛对绳的拉力和绳对牛的力是一对平衡力
B.绳对耩子的拉力大于耩子对绳的力,因此耩子被拉动
C.耩子加速前进时,牛拉绳的力的大小一定大于绳拉牛的力
D.耩子减速前进时,绳拉耩子的力的大小一定等于耩子拉绳的力
[变式2]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为通过耕索分别拉两种犁,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小
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,耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力
题型四:牛顿的三定律的综合运用
【例4】如图所示,倾角为、质量为的斜面体静止在水平地面上,质量为的物块在斜面匀速下滑。现给其一个沿斜面向下的推力,使其沿斜面向下做加速运动,斜面体处于静止状态,物块与斜面之间的动摩擦因数为定值,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.施加推力后,地面对斜面的摩擦力的方向为水平向右
B.施加推力后,地面对斜面的支持力变大
C.把力改成垂直斜面向下,物块下滑过程中地面对斜面的摩擦力方向水平向左
D.把力改成垂直斜面向下,物块下滑过程中地面对斜面的支持力变大
[变式1]杂技是一种集技能、体能、娱乐性很强的表演活动。如图所示为杂技“顶竿”表演,一人A站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人B以加速度a加速下滑时,竿对人A的压力大小为(已知重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
[变式2]如图所示,质量为M的大圆环,用轻绳悬挂于天花板上,两个质量均为m的小环同时从等高处由静止滑下,当两小圆环滑至与圆心等高时所受到的摩擦力均为f,则此时大环对绳的拉力大小是( )
A.Mg B. C.Mg+2f D.
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