4.5 牛顿第三定律
当人从船上跳上岸时，船却向后退去；火箭点火发射时，我们会看到喷出的火舌，实质上是高温高压的气体．船和火箭是如何获得前进的动力的呢？这两个例子说明了力的作用具有什么特点？
作用力与反作用力的特点
1．同时：作用力与反作用力总是成对出现的，同时产生，同时变化，同时消失．
2．同性：作用力与反作用力产生的机理相同，因此一定是同种性质的力．例如：物体受的支持力与其反作用力(物体对支持面的压力)均属于弹力．
3．异体：作用力与反作用力分别作用在不同的物体上，各自产生效果，永远也不存在相互抵消、两力平衡的问题．
4．对称：作用力与反作用力是对称的，等大，共线反向；作用力也可叫反作用力，作用力的施力物体和受力物体同时也是反作用力的受力物体和施力物体．如A作用B与B作用A“对称”．
作用力、反作用力与平衡力的比较
内容
作用力与反作用力
一对平衡力
性质
始终为同性质的力
不一定是同性质的力
作用
对象
作用在两个不同的物体上
作用在同一个物体上
依赖
关系
相互依存、不会单独存在、同生共灭、瞬时对应、同时变化
不一定同时产生、同时消失、同时变化
叠加
作用效果各自产生，不可叠加，不可以求合力
效果必然抵消、合力为零
共性
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
牛顿第三定律的理解
1．物体间各种形式的作用都是相互的，作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失．(出现、存在、消失的时间相同)
2．作用力与反作用力总是大小相等(大小相同)，方向相反，作用在同一条直线上(方向不同)．
3．作用力与反作用力是同一性质的力．(性质相同)
4．作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的(作用的对象不同)，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果(作用效果不同)．也就是作用力与反作用力一定具有：“等大、反向、共线、同时、同性、异物”性．
牛顿三定律的区别与联系
牛顿第一定律
牛顿第二定律
牛顿第三定律
区别
公式
F合＝ma
F＝－F′
意义
加深了对力的认识，指出了力是物体运动状态发生改变的原因，即力是产生加速度的原因
揭示了加速度是力作用的结果，揭示了力、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
牛顿三个定律是一个整体，是动力学的基础
一、牛顿第三定律的理解
例1 一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了．对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是( )
A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B．大人与小孩间的拉力是一对作用力、反作用力
C．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等
D．只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大
解析 作用力与反作用力总是大小相等的，大人与小孩手拉手比力气时，无论是在相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的大小总是相等的，所以说法B、C项正确，故选A、D项．
答案 AD
(1)牛顿第三定律是对力的相互性和物质性的进一步完善，是牛顿运动定律的重要组成部分．
(2)作用力与反作用力总是等大反向共线且作用于不同的物体上，相互依存，同生同灭，性质相同．
(3)作用力与反作用力由于作用于不同的物体上，其产生的效果(如形变及产生加速度)可能不同，这是由物体的自身属性和物体所受的其他力决定的，并非作用力与反作用力大小不等.
二、相互作用力与平衡力
例2 在天花板上用竖直悬绳吊一重为G的电风扇，电风扇静止时受几个力作用，这些力的反作用力是哪些力？这些力的平衡力是哪些力？如果电风扇在匀速转动呢？
解析 对静止的电风扇受力分析如图甲所示，电风扇受两个力：重力G、悬绳拉力F.根据牛顿第三定律可知，重力G的反作用力就是电风扇对地球的吸引力；F的反作用力是电风扇对悬绳的拉力．
电风扇受到的重力G和悬绳的拉力F正好是一对平衡力．对匀速转动的电风扇受力分析如图乙所
示，电风扇受三个力作用：重力G、悬绳的拉力F1及空气向上的作用力F2.根据牛顿第三定律，重力的施力物体是地球，那么重力G的反作用力就是电风扇对地球的吸引力；F1的施力物体是悬绳，所以F1的反作用力是电风扇对悬绳的拉力；F2的施力物体是空气，所以F2的反作用力是电风扇对空气的压力．电风扇受到的重力G与绳的拉力F1和空气作用力F2的合力是一对平衡力．
答案 见解析
三、牛顿运动定律的综合应用
例3 如图4－5－2所示，质量为M的木板放在倾角为θ的光滑斜面上，一个质量为m的人站在木板上，若人相对于木板静止，木板的加速度为多大，人对板的摩擦力多大？
解析 先以M、m为一整体，受力分析如图甲所示，取沿斜面向下为正方向，由牛顿第二定律得：
(M＋m)gsin θ＝(M＋m)a
a＝gsin θ
以人为研究对象，设木板对人的摩擦力为F人，方向沿斜面向下，受力分析如图乙所示．
由牛顿第二定律得：
mgsin θ+F人=ma且a=gsin θ.
可得F人=0，由牛顿第三定律得：人对板的摩擦力也为零．
答案 gsin θ 0
(1)牛顿第三定律经常与牛顿第二定律结合起来处理一些综合性问题．
(2)求一个力时，可以通过转换研究对象的方法先求出这个力的反作用力，再根据牛顿第三定律求出这个力.
1.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．质量大于对方
答案 B
2．下列关于牛顿第三定律的说法正确的是( )
A．作用力先于反作用力产生，反作用力是由作用力引起的
B．作用力变化时，反作用力也必然同时发生变化
C．任何一个力的产生必涉及两个物体
D．一对作用力和反作用力的合力必定为零
答案 BC
3．人起跳时，人与地球间的作用力与反作用力有( )
A．1对 B．2对 C．3对 D．4对
答案 B
解析 人起跳时，人受到地球对人的弹力和人的重力作用，这两个力分别对应人对地球的压力和人对地球的吸引力，故人在起跳时，与地球的相互作用力有2对．
4．春天，河边上的湿地很松软，人在湿地上行走时容易下陷，在人下陷时( )
A．人对湿地地面的压力就是他受的重力
B．人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力
C．人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力
D．人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力
答案 C
解析 人对湿地地面的压力和湿地地面对他的支持力是一对作用力和反作用力，故大小相等，选项C正确．
5．关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中，正确的是( )
A．作用力与反作用力一定是同一性质的力
B．作用力与反作用力大小相等、方向相反，因而可以互相抵消
C．相互平衡的两个力的性质，可以相同，也可以不同
D．相互平衡的两个力大小相等、方向相反，同时出现、同时消失
答案 AC
解析 一对作用力和反作用力一定是同性质的力，且等大反向，但分别作用于两个不同物体上，因而两个力不能合成、不能抵消，A对，B错．一对平衡力是作用于同一物体上等大、反向、共线的两个力，性质可能相同，也可能不同，一个力变化时另一个力可以不变，故C正确，D错．
6．一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改为匀速运动，最后改做减速运动，则下列说法中正确的是( )
A．加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B．减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力
C．只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小相等
D．不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等
答案 D
7．蛙泳(如图4－5－3甲)时，双脚向后蹬水，水受到向后的作用力，则人体受到向前的反作用力，这就是人体获得的推进力，但是在自由泳(如图4－5－3乙)时，下肢上下打水，为什么却能获得向前的推进力呢？
答案 见解析
解析 自由泳时，人的双腿总是交替上下打水，在此过程中，双脚与水的作用力是倾斜的，如右图所示，某时刻右脚向下打水，左脚向上打水，则受F1、F2的作用，将F1、F2沿水平和竖直方向分解，得F1′和F2′作用，则F1′+F2′就是人体获得向前的推进力．
单位制的应用
例1 质量为1.5 t的汽车在前进中遇到的阻力是车重的0.05倍，汽车在水平地面上做匀加速直线运动时，5 s内速度由36 km/h增至54 km/h.求汽车所受牵引力的大小．(g取10 m/s2)
答案 2.25×103 N
解析 因v＝v0＋at，F－Ff＝ma
故F＝ma＋Ff＝＋0.05 mg
已知v0＝36 km/h＝10 m/s，v＝54 km/h＝15 m/s，t＝5 s，m＝1.5 t＝1.5×103 kg，代入以上数据，计算得
F＝ N＋0.05×1.5×103×10 N＝2.25×103 N.
拓展探究 现有下列物理量或单位，按下面的要求填空：
①密度 ②米/秒 ③牛顿 ④加速度 ⑤质量
⑥秒 ⑦厘米 ⑧长度 ⑨时间 ⑩千克
A．属于物理量的有：____________；
B．在国际单位制中，作为基本单位的物理量有：____________；
C．在国际单位制中属基本单位的有____________，属导出单位的有____________．
答案 A．①④⑤⑧⑨ B．⑤⑧⑨ C．⑥⑩ ②③
解析 A．属于物理量的有密度、加速度、质量、长度、时间．B.在国际单位制中，作为基本单位的物理量有七个，这其中有质量、长度、时间三个．C.国际单位制中的基本单位有七个，这其中有时间的单位秒、质量的单位千克．属于国际单位制中导出单位的有米/秒、牛顿．
1．物理量与物理单位不同．物理量是能够定量地反映客观事物的主要属性和共同特征的物理概念，每一个物理量都可以用“数值×单位”来表述，单位不同，其数值也不同．可见物理单位是完整描述物理量的一部分．
2．一个物理量的单位如果用两个或两个以上的基本单位的符号表示，这个物理量的单位一定是导出单位．如速度：m/s，密度：kg/m3等．但是用一个符号表示的单位不一定是基本单位，如米(m)是基本单位，而牛顿(N)却是导出单位．
3．物理计算问题中给出的各物理量的单位不一定是统一的国际单位，一般先将其换算成统一的国际单位，这样在计算过程中就不必将单位一一代入进行运算，只要在计算的数值后面加上相应的单位即可.
相互作用力与平衡力
面上，在下列各对力中，属于作用力与反作用力的有( )
A．P所受的重力和Q对P的支持力
B．P所受的重力和P对Q的压力
C．P对Q的压力和Q对P的支持力
D．Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力
答案 CD
解析 P所受重力的施力物体是地球，Q对P的支持力的施力物体是Q，它们是一对平衡力，A错误．P对Q的压力的施力物体是P，受力物体是Q，P所受的重力和P对Q的压力大小相等，方向相同，但不是同一个力，它们不是一对作用力与反作用力，B错误．P对Q的压力和Q对P的支持力都是弹力，它们分别作用于Q和P，是一对作用力与反作用力，C正确．Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力都是弹力，分别作用于桌面和Q，受力物体分别是桌面和Q，施力物体分别是Q和桌面，它们是一对作用力与反作用力，D正确．
拓展探究 上例中，属于平衡力的有( )
答案 A
1．判断一对力是否是作用力与反作用力的途径：
①作用力与反作用力不可能作用于同一个物体上．
②性质不同的两个力不可能是作用力与反作用力．
③作用力与反作用力的施力物体和受力物体互换，即两个力涉及两个物体．
2．作用力与反作用力和一对平衡力的区别：
①受力对象：前者是两个物体，后者为同一物体．
②依赖关系：前者相互依存，不可能单独存在，同时产生，同时消失，后者无依赖关系，撤除一个，另一个可以依然存在，只是不再平衡．
③力的性质：前者一定是同一性质，后者可以是同一性质，也可以不是同一性质．
④叠加性：前者两力分别作用于两个物体，分别对两个不同物体产生效果，作用效果不可叠加，不会抵消，两力无所谓合力，后者两力作用效果可以叠加，可以抵消，两力的合力为零.
牛顿第三定律和牛顿第二定律的综合应用
图4－4、5－2
例3 如图4－4、5－2所示，甲船及人的总质量为m1，乙船及人的总质量为m2，已知m1＝2m2，甲、乙两船上的人各拉着水平轻绳的一端对绳施力，设甲船上的人施力为F1，乙船上的人施力F2.甲、乙两船原来都静止在水面上，不考虑水对船的阻力，甲船产生的加速度大小为a1，乙船产生的加速度大小为a2.
(1)甲船上的人主动用力拉绳时，则F1∶F2＝________，a1∶a2＝________；
(2)两人同时拉绳时，则F1∶F2＝________，a1∶a2＝________；
(3)若甲船上人施力F1增加，则乙船上人F2怎样变化？a1、a2怎样变化？a1、a2的比值怎样变化？
解析 (1)绳：―→―→
(2)与(1)相同
(3)―→―→―→
答案 (1)1∶1 1∶2 (2)1∶1 1∶2 (3)F2增大 a1、a2都增大 a1、a2比值仍为1∶2
拓展探究
一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆如图4－4、5－3所示，在这一瞬间悬绳断了，设木杆足够长，由于小猫继续向上爬所以小猫离地面高度不变，则木杆下降的加速度为________．(设小猫质量为m，木杆的质量为M)
答案 a＝g 竖直向下
甲 乙
解析 由于小猫对地的高度不变，故小猫下落的加速度为零小猫受力如右图甲所示，由牛顿第二定律得：
Ff－mg＝0
由牛顿第三定律知，小猫对杆的摩擦力Ff′的方向向下，木杆受力情况如上图乙所示，由牛顿第二定律可知：
Ff′＋Mg＝Ma，
由①②式可知，杆的下落加速度为
a＝g，方向竖直向下．
1．作用力和反作用力总是等大反向的，并且作用在相互作用的两个物体上．
2．当研究对象的受力不好分析时，通常利用牛顿第三定律转移研究对象分析.
1.下列说法中正确的是( )
A．在力学中，力是基本物理量，所以力的单位牛顿是力学单位制中的基本单位
B．因为力的国际单位是kg·m/s2，所以它是一个导出单位
C．各物理量采用国际单位，通过物理公式计算后的运算结果的单位一定为国际单位
D．物理公式不但确定了物理量间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系
答案 BCD
解析 在力学单位制中，基本单位只有质量、长度、时间的单位，其他单位都是通过不同的物理公式导出的，如由F＝ma可推导出力的单位，即1 N＝1 kg·m/s2.所以，本题正确答案为B、C、D.
2．下列说法正确的是( )
A．凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力
B．凡是大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力
C．作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，因此这二力平衡
D．相互作用的一对力，究竟称哪一个力为作用力是任意的
答案 D
解析 作用力与反作用力是相互作用的两个物体之间的彼此的作用．虽然它们大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上，但并不是凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力就必定是一对作用力和反作用力．
3．物体静止于一固定在水平地面上的斜面上，下列说法正确的是( )
A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力
答案 B
解析 作用力和反作用力一定是同性质的力，并且分别作用在两个物体上，而一对平衡力不一定是同性质的，且一定作用在同一物体上．A项中和B项中两力性质相同，并分别作用在相互作用的两物体上，故是一对作用力与反作用力，而不是一对平衡力，A错误，B正确．
物体所受重力的施力物体是地球，重力的反作用力应作用在地球上，斜面对物体的作用力是作用在物体上的，C错误．对物体所受重力的分解，无论怎样分解，任何一个分力都应该作用在该物体上，而不能作用在斜面上，显然作用在斜面上的压力是斜面所受的力，故D错误．
4．一物体在2 N的外力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量．下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是( )
A．m＝＝ kg＝0.2 kg
B．m＝＝＝20 ＝20 kg
C．m＝＝＝20 kg
D．m＝＝ kg＝20 kg
答案 D
解析 在解题代入公式之前应先统一单位，然后再进行计算，故C错；单位统一后，只须在数字后面写单位，故B错．
5．下列说法正确的是( )
A．起重机用钢索加速吊起货物时，钢索对货物的力大于货物对钢索的力
B．子弹能射入木块是因为子弹对木块的力大于木块对子弹的力
C．大人与小孩相撞时，大人对小孩的撞击力大于小孩对大人的撞击力
D．将图钉嵌入木板，图钉对木板的力和木板对图钉的力大小是相等的
答案 D
解析 作用力与反作用力大小相等，故D正确．
6．下面关于“神州七号”飞船和火箭上天的情况叙述正确的是( )
A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体对火箭产生一个向上的推力
B．火箭的推力是由于喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力作用于火箭而产生的
C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽向后喷气也不会产生推力
D．飞船进入轨道后和地球间存在一对作用力与反作用力
答案 AD
解析 火箭尾部向外喷气，给喷出的气体一个作用力，而喷出的气体给火箭一个反作用力，火箭就是受到这个反作用力(推力)，才克服空气阻力向前飞行的，故A正确；飞船进入轨道后，受到地球的引力作用，故D正确．
图4－4、5－4
7．利用牛顿第三定律，有人设计了一种交通工具，在平板车上装了一个电风扇，风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动，如图4－4、5－4所示．对于这种设计，下列分析中正确的是( )
A．根据牛顿第二定律，这种设计能使小车运行
B．根据牛顿第三定律，这种设计能使小车运行
C．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第二定律
D．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第三定律
答案 D
图4－4、5－5
8．如图4－4、5－5所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上，静止不动，下列说法中正确的是( )
A．作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力，是一对平衡力
C．作用力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
答案 BD
解析 作用力F跟墙壁对物体的压力是一对平衡力，物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力，故A错，B正确；作用力F的反作用力是物体对力F的施力物体的作用，故C错；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力，故D正确，因此答案为B、D.
图4－4、5－6
9．如图4－4、5－6所示，一块质量为M的木板沿倾斜角为θ的斜面无摩擦地下滑，现要使木板保持静止，则可知质量为m的人向下奔跑的加速度是多少？
答案 gsin θ
解析 设木板受摩擦力Ff1，人受摩擦力Ff2，两者是作用力与反作用力．
因为木板静止，所以沿斜面方向有：Mgsin θ＝Ff1
由牛顿第三定律Ff1＝Ff2
又由牛顿第二定律对人有：mgsin θ＋Ff2＝ma
所以a＝gsin θ.
10．一列质量为103 t的列车，机车牵引力为3.5×105 N，运动中所受阻力为车重的0.01倍，列车由静止开始作匀加速直线运动，速度变为180 km/h需多长时间？此过程前进了多少千米？(g取10 m/s2)
答案 200 s 5 km
解析 列车总质量m＝103 t＝106 kg，
总重力G＝mg＝106×10 N＝107 N.
运动中所受阻力Ff＝0.01G＝0.01×107 N＝1×105 N，
速度v＝180 km/h＝50 m/s.
设列车加速度为a，机车牵引力为F.由牛顿第二定律得
F－Ff＝ma，
则a＝＝ m/s2＝0.25 m/s2.
由运动学公式知，列车由静止加速到v＝50 m/s所用时间
t＝＝ s＝200 s.
此过程中列车前进的距离
x＝＝ m＝5×103 m＝5 km.
4.5 牛顿第三定律
一．教材分析
本课的内容分三个层次，先是作用力和反作用力的概念，接着是作用力和反作用力的关系（牛顿第三定律），最后是作用力和反作用力在生活中的应用。教学设计的重点应是最后两方面。
二、教学目标
（一）知识和技能
(1)知道作用力和反作用力的概念；
(2)理解牛顿第三定律的确切含义；
(3)能用牛顿第三定律解决简单问题；
过程和方法
(1)通过生活中的作用力和反作用力的事例，体验作用力和反作用力的不同作用效果；
(2)通过实验探究得出牛顿第三定律,体会实验在发现自然规律中的作用。
情感和价值观
培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题，
三、教学重点难点
重点：牛顿第三定律的内容及其用它来解决生活中的一些现象。
难点：用牛顿第三定律来解决问题。
四、学情分析
学生已学过牛顿第一第二定律并且对于相互作用力有了一定的感性认识，需要通过大量的实例来深刻理解牛顿第三定律
五、教学方法
1．学案导学
2．新授课教学基本环节
六．课前准备：预习学案相关内容
七．课时设计：一课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：用手敲击黑板的同时，手有痛的感觉，这说明手对黑板作用时，黑板对手也有作用．又如，用手拉弹簧的同时，也感觉到弹簧对手也有拉力作用，下面作一个实验，请同学们注意观察小车运动情况．
［实验1］将两小车用一根短细绳连接．同时在其中间夹一个压缩了的弹簧，让它们都静止在桌面上如图3－10所示，现烧断连接两小车的细绳，两小车同时向两边运动．且距离几乎相等．
生活中的现象和实验都告诉我们力的作用总是相互的，即甲对乙有作用力的同时，乙对甲也有力的作用，我们把其中一个力称为作用力，另一个力就叫做反作用力．
（三）合作探究
2．牛顿第三定律
作用力与反作用存在什么关系呢?请同学们看下面实验
［实验2］将弹簧秤A和B按图3－11方式连接，用手拉弹簧秤A，请同学观察A、B弹簧秤读数（结论：大小相等）加大力拉A，再请同学观察A、B弹簧秤的读数（结论：相等）这说明：作用力与反作用力大小总是相等的．分析弹簧秤B受A的拉力方向向右、而弹簧秤A受B的拉力方向向左，说明作用力与反作用方向相反，再看A所受力与B所受力在一条直线上．
综上分析，说明作用力与反作用力总是大小相等方向相反，作用在一条直线上，这便是牛顿第三定律
两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等方向相反，作用在一条直线上．
作用力与反作用力之间还有别的特征吗?
（1）当弹簧秤A对弹簧秤B无作用力时，我们观察到弹簧B对A也无作用力，说明了作用力与反作用力同时存在，同时消失．
（2）［实验3］将两个条形磁体放在小车上如图3－12所示，先用手按住小车，然后放手A小车和B小车同时向两边运动，说明A小车上磁铁给B小车磁铁斥力，B小车磁铁给A小车磁铁以斥力，与实验2联系起来共同考虑，说明作用力是弹力，反作用力也是弹力，当作用力是磁力，反作用力也是磁力，请大家思考，当作用力是摩擦力时，反作用力是什么力（摩擦力）作用力是重力时，反作用力是什么力（重力），这说明作用力与反作用力是性质相同的力．利用这个性质，可对物体进行受力分析，例如在桌面上向右运动的物体，受到桌面给它向左的滑动摩擦力，由牛顿第三定律及作用力与反作用力同时性、同性质可断定，桌面一定受到物体给桌面的方向向右的大小与桌面给物体的滑动摩擦力相等的一个滑动摩擦力．
思考一下几个问题：
作用力和反作用力两个在大小方向上都有什么规律？
作用力和反作用力的性质怎样？
如何判断作用力和反作用力？
作用力和反作用力和平衡力有哪些异同点？
板书：1.牛顿第三定律的内容
应用点一：对作用力和反作用力关系的认识
例1：如图4－5－1所示，一个大人甲跟一个小孩乙站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系，正确的说法是（ BC0 ）
图4－5－1
A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B.大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力
C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等
D.只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大
拓展练习1－1：关于两个物体间的作用力与反作用力，下列说法正确的是（ D ）
A.有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力
B.只有两个物体在平衡状态中，作用力与反作用力才大小相等
C.作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间
D.作用力与反作用力的性质一定相同
应用点二：作用力与反作用力和平衡力
例2：如图4－5－2所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是（ C）
A.作用力F跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B.作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力
C.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
例3：一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如图4－5－4所示，在这一瞬间悬绳断了，设木杆足够长，由于小猫继续上爬，所以小猫离地面高度不变，则木杆下降的加速度大小为____mg/M________，方向为 竖直向上_________.（设小猫质量为m，木杆的质量为M）
（四）反思总结、当堂检测?。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容对于学案进行当堂检测。
九．板书设计
四、牛顿第三定律
一、力是物体间的相互作用
1．力的作用是相互的
2．作用力与反作用力
二、牛顿第三定律
1．牛顿第三定律：物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上．
2．作用力与反作用力的同时性，同性质
三、平衡力跟作用力与反作用力的区别（作用物体不同；性质比较；同时性比较）
十：教学反思：
必修一 4.5牛顿第三定律（学案）
课前预习学案
预习目标
复习力的基本概念，正确理解施力物体和受力物体，还要复习初中学过二力平衡等知识
二、预习内容
1.什么是相互作用力？
2.什么是施力物体和受力物体？
3.二力平衡的条件是什么？
三、提出疑惑
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点
疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
1.认识力的作用是相互的.
2.能找出某个力对应的反作用力.
3.掌握牛顿第三定律的内容，知道作用力和反作用力的关系不受物体运动状态和参考系等的影响.
4.会运用牛顿第三定律解释生活中的有关问题。
二、学习过程
自主学习
知识梳理
自主探究
1.作用力和反作用力
两个物体之间的作用总是____________，物体之间____________的这一对力叫做作用力和反作用力.它们总是____________，同时____________.我们可以把其中任何一个力叫做____________，另一个力叫做____________.
2.牛顿第三定律
两个物体之间的____________和____________总是____________、____________，作用在____________直线上.
1.你对作用力和反作用力是怎样认识的？
2.作用力和反作用力与一对平衡力的区别是什么？
【反思总结】
作用力和反作用力两个在大小方向上都有什么规律？
作用力和反作用力的性质怎样？
如何判断作用力和反作用力？
作用力和反作用力和平衡力有哪些异同点？
【当堂检测】
1.对于牛顿第三定律的理解，下列说法中正确的是（ D ）
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可以是摩擦力
D.作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡
2.物体静止放于水平桌面上，则（ A ）
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
3.（2006年吉林一模）跳高运动员从地面上起跳的瞬间，下列说法中正确的是（ AB ）
A.运动员对地面的压力大于运动员受到的重力
B.地面对运动员的支持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对地面的压力
D.运动员对地面的压力大小等于运动员受到的重力
【课后练习和提高】
4.几位同学在学习牛顿第三定律时，对马拉车发表了下列看法，其中正确的是（ D ）
A.马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力
B.马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力
C.马拉车不动时，是因为马拉车的力跟车拉马的力互相平衡
D.马拉车无论是不动还是向前运动，马拉车的力的大小始终等于车拉马的力的大小
5.两人分别用10 N的力拉弹簧的两端，则弹簧秤的示数是（ B ）
A.0 B.10 N C.20 N D.5 N
能力提升
如图4－5－7所示，质量M=60 kg的人通过光滑的定滑轮用绳拉着m=20 kg的物体，当物体以加速度a=5 m/s2上升时，人对地面的压力为多少？（g取10 m/s2）
4.5 牛顿第三定律
时间：45分钟 满分：100分
一、单项选择题(每小题6分，共48分)
1．下面关于作用力和反作用力的说法中，正确的是( )
A．先有作用力后有反作用力
B．只有物体处于静止状态时，物体间才存在作用力和反作用力
C．只有物体接触时，物体间才存在作用力和反作用力
D．两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力
2．下列判断正确的是( )
A．人行走时向后蹬地，给地面向后的摩擦力，地面给人的摩擦力是人向前的动力
B．人匀速游泳时，人在水中的运动是对水向前用力，水给人的阻力，方向向后
C．放在桌面上的物体，因有重力，才有对桌面的压力，才有桌面的支持力出现，即压力先产生，支持力后出现
D．作用力与反作用力，应是先有作用力，再有反作用力，作用力先变化，反作用力也随后跟着相应变化
3．关于两物体之间的相互作用力，下列说法中正确的是( )
A．马拉车，车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力
B．马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力
C．不论马拉车时车动还是不动，马拉车的力的大小总等于车拉马的力的大小
D．马拉车不动或匀速前行时，才有马拉车的力与车拉马的力大小相等
4．如下图所示，物体在水平力F作用下压在竖直墙壁上静止，下列叙述中正确的是( )
A．物体受到墙壁的静摩擦力的反作用力是物体
所受的重力
B．力F就是物体对墙壁的压力
C．力F的反作用力是墙壁对物体的支持力
D．墙壁对物体的支持力的反作用力是物体对墙壁的压力
5．用绳将电灯悬挂在天花板下面，下列的各对力中，是作用力与反作用力关系的是( )
A．悬绳对电灯的拉力和电灯的重力
B．电灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力
C．悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力
D．悬绳拉天花板的力和电灯的重力
6．如果两个力彼此平衡，则它们( )
A．必是作用力和反作用力
B．必是同性质的力
C．一个力消失时，另一个力也同时随之消失
D．必作用在一个物体上
7．下列说法正确的是( )
A．人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走
B．只有你站在地上不动，你对地面的压力和地面对你的支持力，才是大小相等方向相反的
C．物体A静止在物体B上，A的质量是B的质量的100倍，则A作用于B的力的大小等于B作用于A的力的大小
D．以卵击石，石头没损坏而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
8．如图所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦．初始时两人均站在水平地面上，当位于一侧的人用力向上攀爬时，位于另一侧的人始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮．下列说法中正确的是( )
A．若甲的质量较大，则乙先到达滑轮
B．若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮
C．若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮
D．若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮
答案
课后作业
1．D
2．A 人走路或游泳时，对地对水都施加向后的力，另一方又给人动力，故A对B错，作用力与反作用力总是同时产生，同时变化的，不存在孰先孰后．故C，D均错．
3．C 根据牛顿第三定律分析．
4．D 静摩擦力与重力都作用在物体上，是一对平衡力，A错；力F是作用在物体上的力，F与墙对物体的支持力是一对平衡力，墙壁对物体的支持力与物体对墙壁的压力是一对作用力和反作用力，可以说F与物体对墙的压力大小相等，B错，C错，D正确．
5．B 发生作用力与反作用力的两物体互为施力物体和受力物体．“悬绳对电灯的拉力”的施力物体是悬绳，受力物体是电灯；“电灯的重力”的施力物体是地球，不是电灯，所以这一对不是作用力与反作用力．“电灯拉悬绳的力”的施力物体是电灯，受力物体是悬绳；“悬绳拉电灯的力”的施力物体是悬绳，受力物体是电灯，而且这两个力从性质上说都是弹力，所以这两个力是一对作用力与反作用力．“悬绳拉天花板的力”的受力物体是天花板，“电灯拉悬绳的力”的施力物体是电灯而不是天花板，所以这两个力不是一对作用力与反作用力．“悬绳拉天花板的力”的受力物体是天花板；“电灯的重力”的施力物体是地球而不是天花板，所以这两个力也不是一对作用力与反作用力．
6．D 作用力与反作用力和平衡力有着本质区别，主要表现为性质不同：作用力与反作用力是同种性质的力，平衡力不一定是同种性质的力；受力物体不同：作用力与反作用力一定作用在不同的两个相互作用的物体上，平衡力一定作用在同一个物体上；作用效果不同：作用力与反作用力能改变物体的运动状态，平衡力不能改变物体的运动状态．
7．C 以上四种情形中的相互作用力等值、反向、共线，这个关系与物体运动状态、质量大小、软硬程度等均无关，所以C正确．
8．A 本题考查作用力和反作用力的应用，意在考查学生对作用力和反作用力的理解．由于滑轮光滑，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，若甲的质量大，则甲拉绳子的力大于乙的重力，甲攀爬时乙的加速度大于甲的加速度，所以乙会先到达滑轮，A正确，B错误；若甲、乙的质量相同，甲用力向上攀爬时，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，甲、乙具有相同的加速度和速度，所以甲、乙应同时到达滑轮，C、D错误．
二、非选择题(共52分)
9．(8分)如图所示，箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，杆上套着一个圆环，箱子的质量为M，环的质量为m，圆环沿杆加速下滑，环与杆间有摩擦，则
(1)此时箱子对地面的压力__________(M＋m)g(填“大于”“等于”或“小于”)；
(2)若环与杆间摩擦力的大小为F摩，则箱子对地面压力的大小为__________；
(3)若环沿杆下滑的加速度为a，则箱子对地面的压力大小为__________；
(4)若给环一定的初速度，使环沿杆上滑的过程中，摩擦力的大小仍为F摩，则箱子对地面的压力大小为__________．
10．(10分)如下图所示，物体A，B，C叠放在水平面上，水平力F1＝10 N，F2＝20 N，如果三个物体相对静止，且一起做匀速直线运动，则A，B之间的摩擦力大小是________；B对C的摩擦力大小是________，方向________；C对地面的摩擦力大小是________，方向________．
11．(10分)皮划艇选手与艇的总质量为100 kg，他冲刺时的加速度可达10 m/s2，求此时他的桨对水的推力是多少？(设水的阻力可忽略)
12．(12分)如下图所示，质量M＝60 kg的人通过光滑的定滑轮拉着m＝20 kg的物体，当物体以加速度a＝5 m/s2上升时，人对地面的压力多大？(g＝10 m/s2)
13．(12分)图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少？
答案
9.(1)小于 (2)Mg＋F摩 (3)(M＋m)g－ma (4)Mg－F摩
解析：(1)小环加速下滑，有mg－F摩＝ma，即F摩小于mg，由牛顿第三定律，环对杆的摩擦力F摩也小于mg，故箱子对地面的压力必小于(M＋m)g.(2)(3)(4)的分析与(1)类似．
10．0 10 N 水平向右 10 N 水平向左
11．103 N
解析：以皮划艇和选手为研究对象，设水对桨的推力为F，由F合＝ma有F＝ma＝100×10 N＝103 N，由牛顿第三定律知，桨对水的推力与F等大反向，所以桨对水的推力为103 N.
12．300 N
解析：对物体m，由牛顿第二定律可得
F－mg＝ma.
绳的拉力
F＝m(g＋a)＝20×(10＋5) N＝300 N.
对人，由于人静止，则Mg＝FN＋F，
则地面对人的弹力FN＝Mg－F＝300 N.
由牛顿第三定律，人对地面的压力为300 N.
13．255 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，杆及底座质量为M，则
F－mg＝ma，得F＝m(g＋a)＝55 N，
根据牛顿第三定律，知猴子对杆向下的力
F′＝F＝55 N，
所以底座对水平面的压力为
FN＝F′＋Mg＝255 N.
课件22张PPT。第四章
牛顿运动定律 预
习
作
业课
后
作
业随
堂
作
业牛顿第三定律
