牛顿第一定律与牛顿第三定律 同步练习
针对训练
1.火车在长直水平轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,当钥匙(相对车)落下来时( )
A.落在手的后方 B.落在在手的前方
C.落在手中 D.无法确定
2.根据牛顿第一定律,我们可以得到如下的推论 ( )
A.静止的物体一定不受其它外力作用
B.惯性就是质量,惯性是一种保持匀速运动或静止状态的特性
C.物体的运动状态发生了改变,必定受到外力的作用
D.力停止作用后,物体就慢慢停下来
3.关于物体的惯性,下列说法中正确的是( )
A.只有处于静止或匀速运动状态的物体才具有惯性
B.只有运动的物体才能表现出它的惯性
C.物体做变速运动时,其惯性不断变化
D.以上结论不正确
4.伽利略的理想实验证明了( )
A.要物体运动必须有力作用,没有力作用物体将静止
B.要物体静止必须有力作用,没有力作用物体就运动
C.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
D.物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动或静止状态
5.关于惯性,下述哪些说法是正确的( )
A.惯性除了跟物体质量有关外,还跟物体速度有关
B.物体只有在不受外力作用的情况下才能表现出惯性
C.乒乓球可快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故
D.战斗机投人战斗时,必须丢掉副油箱,减小惯性以保证其运动的灵活性
6.如图所示,一个劈形物体M放在固定的粗糙的斜面上,上面成水平.在水平面上放一光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面向下的直线
B.竖直向下的直线
C.无规则曲线
D.抛物线
7.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
8.质量为M的木块静止在倾角为α的斜面上,设物体与斜面间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是 ( )
A.木块受重力,斜面对它的支持力和摩擦力的作用
B.木块对斜面的压力与斜面对木块的支持力大小相等,方向相反
C.斜面对木块的摩擦力与重力沿科面向下的分力Mgsinα大小相等,方向相反
D.斜面对木块的摩擦力大小可以写成μMgcosα
9.下面关于惯性的说法中,正确的是
A.运动速度大的物体比速度小的物体难以停下来,所以运动速度大的物体具有较大的惯性
B.物体受的力越大,要它停下来就越困难,所以物体受的推力越大,则惯性越大
C.物体的体积越大,惯性越大
D.物体含的物质越多,惯性越大
10.关于作用力与反作用力,下列说法中正确的有
A.物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力
B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,因而这二力平衡
C.作用力与反作用力可以是不同性质的力,例如,作用力是弹力,其反作用力可能是摩擦力
D.作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上
11.(2002年春上海大综试题)根据牛顿运动定律,以下选项中正确的是
A.人只有在静止的车厢内,竖直向上高高跳起后,才会落在车厢的原来位置
B.人在沿直线匀速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
C.人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
D.人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
12.关于物体的惯性,下列说法正确的是
A.只有处于静止或匀速直线运动的物体才具有惯性
B.只有运动的物体才能表现出它的惯性
C.物体做变速运动时,其惯性不断变化
D.以上说法均不正确
13.下列现象中能直接由牛顿第一定律解释的是
A.竖直上升的气球上掉下的物体,仍能继续上升一定高度后才竖直下落
B.水平匀速飞行的飞机上释放的物体,从飞机上看是做自由落体运动
C.水平公路上运动的卡车,速度逐渐减小直至停止
D.用力将完好的鸡蛋敲碎
14.火车在平直轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回车上原处,这是因为
A.人跳起时,车厢内的空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动
B.人跳起瞬间,车厢地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动
C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已
D.人跳起后直到落地,在水平方向上保持与车相同的速度
15.大人拉小孩,下列说法正确的是
A.当小孩被大人拉走时,大人拉力大于小孩拉力
B.当小孩赖着不动时,大人拉力大于小孩的拉力
C.不管什么情况下,大人拉力总大于小孩的拉力,因为大人的力气总比小孩大
D.不管什么情况下,大人拉力与小孩拉力大小相等
参考答案:
1.C 2.C 3.D 4.D 5.CD
6.B 小球光滑,因此在水平方向不受力,当小球脱离劈形物后,只受重力,因而小球做自由落体运动直到碰到斜面.因而小球的运动轨迹是竖直向下的直线.
7.AC 8.ABC 9.D 10.D 11.C 12.D
13.AB 水平公路上运动的卡车,速度逐渐减小直至停止,是因为受到地面对它的摩擦力.所以C错误.用力将完好的鸡蛋打碎,是因为鸡蛋在外力作用下发生了形变.因而D错误.
14.D 人跳起后,因惯性在水平方向人与车始终有相同的速度,所以落回原处.故选项D正确.
15.D 大人拉力与小孩拉力是一对作用力和反作用力.根据牛顿第三定律,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,故不管在什么情况下,大人拉力与小孩拉力大小都相等.
附:
顿第一定律的实验验证
1.不能用实验直接验证
因为不受力的实验只能是理想实验,是无任何实验误差的思维实验. 严格来说“不受力”的条件真实实验不能满足,只能靠思维的逻辑推理去把握.
2.根本的方法是实验的间接验证.
即用实验多次验证牛顿第一定律或它与其他原理共同的逻辑推论的正确性.
3.逻辑论证仅仅是辅助方法
逐步减小真实实验中物体在运动方向上的受力,令其逐步为零,则用外推法推论:如果受力等于零,则物体会做匀速直线运动.即牛顿第一定律的表述是令人可信的.?
这种逻辑论证的实质不过是为牛顿第一定律又提供了几种理想实验的基础,因此不能做为实验检验的根本标准.
牛顿生平
牛顿Sir Isaac Newton(1642~1727)是伟大的英国物理学家和数学家。他出生于林肯郡伍尔索普的一个农村家庭,恰与伽利略的去世是同年。
牛顿是遗腹子,又是早产儿,先天不足,出生时体重只有3磅,差点夭折。他两岁时母亲改嫁,靠外祖母抚养。牛顿小学时期,体弱多病,性格腼腆,有些迟钝,学习成绩不佳。但他意志坚强,有不服输的劲头。据说,一次班上功课第一的“小霸王”欺侮他,踢了他的肚子一脚。牛顿被迫鼓起勇气与他较量,同时暗下决心在功课上一定要超过小霸王。他告诫自己说:“无论做什么事情,只要肯努力,是没有不成功的。”经过刻苦努力,牛顿超过了小霸王,一跃而成为全班第一。
牛顿12岁进金格斯中学上学。那时他喜欢自己设计风筝、风车、日规等玩意。他制作的一架精巧的风车,别出心裁,内放老鼠一只,名曰“老鼠开磨坊”,连大人看了都赞不绝口。?
1656年牛顿继父去世,母亲让牛顿停学务农,但他学习入迷,经常因看书思考而误活。在舅舅的关怀下,1661年,他进入剑桥大学三一学院学习,得到著名数学家巴罗的赏识和指导。他先后钻研了开普勒的《光学》、欧几里得的《几何学原本》等名著。1665年大学毕业,成绩平平。这年夏天伦敦发生鼠疫,牛顿暂时离开剑桥,回到伍耳索普乡下待了18个月。这18个月竟为牛顿一生科学的重大发现奠定了坚实的基础。1667年牛顿返回剑桥大学,进三一学院攻读研究生,1668年获得硕士学位。次年巴罗教授主动让贤,并推荐牛顿继任“卢卡斯自然科学讲座”的数学教授。时年牛顿27岁,从此在剑桥一待30年,1672年牛顿入选为英国皇家学会会员;1689年当选为英国国会议员;1696年出任皇家造币厂厂长;1703年当选为皇家学会会长;1705年英国女王加封牛顿为艾萨克爵士。
牛顿是17世纪最伟大的科学巨匠。他的成就遍及物理学、数学、天体力学的各个领域。牛顿在物理学上最主要的成就是发现了万有引力定律,综合并表述了经典力学的3个基本定律——惯性定律、力与加速度成正比的定律、作用力和反作用力定律;引入了质量、动量、力、加速度、向心力等基本概念,从而建立了经典力学的公理体系,完成了物理学发展史上的第一次大综合,建立了自然科学发展史上的里程牌。其重要标志是他于1687年所发表的《自然哲学的数学原理》这一巨著。
在光学上,他做了用棱镜把白光分解为七色光(色散)的实验研究;发现了色差;研究了光的干涉和衍射现象,发现了牛顿环;制造了以凹面反射镜替代透镜的“牛顿望远镜”。1704年出版了他的《光学》专著,阐述了自己的光学研究的成果。
在数学上,牛顿与德国莱布尼兹各自独立创建了“微积分学”;他还建立了牛顿二项式定理。牛顿在声学、热学、流体力学等方面也有不少研究成果和贡献。
牛顿的一生遇到不少争论和麻烦。例如,关于万有引力发现权等问题,胡克与他争辩不休,差点影响了《原理》的出版;关于微积分发明权的问题,与莱布尼兹以及德英两国科学家争吵不止,给内向的牛顿带来极大的痛苦。40岁以后,他把兴趣转向政治、化学(碱金属变成黄金)、神学问题,写了近200万言的著作,毫无价值。常言道“人无完人,金无足赤”,牛顿也是如此。但是牛顿终归是伟大的牛顿,他的科学贡献将永载史册。
1727年3月31日,牛顿因肾结石症,医治无效,在伦敦去世,终年86岁。他死后被安葬在威斯敏斯特大教堂之内,与英国的先贤们安葬在一起。后人为纪念他,将力的单位定名为牛顿。英国著名诗人A?波普为他写了一个碑铭,镶嵌在牛顿出生的房屋的墙壁上。
“道法自然,久藏玄冥;天降牛顿,万物生明。”
牛顿第三定律 同步练习
A卷
1.一本书静放在水平桌面上,则 [ ]
A.桌面对书的支持力的大小等于书的重力,它们是一对相互平衡力.
B.书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用与反作用力.
C.书对桌面的压力就是书的重力,它们是同一性质的力.
D.书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力.
2.关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中,正确的是 [ ]
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.只有两个物体处于平衡状态中,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.
3.重物A用一根轻弹簧悬于天花板下,画出重物和弹簧的受力图如图3-14所示.关于这四个力的以下说法正确的是 [ ]
A.F1的反作用力是F4
B.F2的反作用力是F3.
C.F1的施力者是弹簧.
D.F3的施力者是物体A.
E.F1与F2是一对作用与反作用力.
4.两个小球A和B,中间用弹簧连结,并用细绳悬于天花板下(图3-15).下面四对力中,属平衡力的是 [ ]
A.绳对A的拉力和弹簧对A的拉力.
B.弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力.
C.弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力.
D.B的重力和弹簧对B的拉力.
5.两人分别用10N的力拉弹簧秤的两端,则弹簧秤的示数是 [ ]
A.0. B.10N. C.20N. D.5N.
B卷
1.在水平光滑直轨上停着两个质量相同的车厢,在一个车厢内有一人,并拉着绳子使两车厢靠拢.不计绳子的质量,判断有人的那节车厢的方法是 [ ]
A.根据绳子哪一头的拉力大小,拉力大的一端车厢里有人.
B.根据车厢运动的先后,先运动的车厢里有人.
C.根据车厢运动的快慢,运动得慢的车厢里有人.
D.根据车厢运动的快慢,运动得快的车厢里有人.
2.一个400N重的木箱放在大磅秤上,木箱内有一个质量为60kg的人,站在小磅秤上,如图3-16所示.如果人用力推木箱顶板,则小磅秤和大磅秤上的示数T1、T2的变化情况是 [ ]
A.T1增大,T2减小. B.T1减小,T2不变.
C.T1增大,T2增大. D.T1增大,T2不变.
3.如图3-17所示,用力F拉着叠放的A、B两木块一起沿粗糙斜面匀速上行,对木块B,存在______对作用力与反作用力;对木块A,存在______对作用力与反作用力.
参考答案:
A卷
1.A.
2.D.
3.C,D.
4.D.
5.B.提示:弹簧秤的示数表示了弹簧所产生弹力的大小.
B卷
1.C.
2.D.
3.3;6.
牛顿第三定律
一、知识与技能
1、知道力的作用是相互的,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,能用它解决简单的问题。
3、能区分平衡力与作用力和反作用力
二、过程与方法
1、通过学生自己设计实验,培养学生的独立思考能力和实验能力。
2、通过用牛顿第三定律分析物理现象,可培养学生分析解决实际问题的能力。
3、通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索,可提高学生自信心并养成科学思维习惯。
三、情感、态度与价值观
1、培养学生实事求是的科学态度和团结协作的科学精神。
2、激发学生探索的兴趣,养成一种科学探究的意识。
★教学重点
1、知道力的作用是相互的,掌握作用力和反作用力。
2、掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题。
★教学难点
正确区分平衡力和作用力、反作用力
★教学方法
实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学
★教学过程
一、引入新课
教师活动:让学生利用身边的器材自己设计实验,验证以前学过的“力的作用是相互的”
学生活动:积极思考设计实验。
点评:开门见山,让学生进入主动思考状态。
二、进行新课
教师活动:1、教师巡视,观察各组设计试验的情况。
2、鼓励学生大胆演示自己设计的实验,并说明如何证明此结论。
3、根据需要,引导、补充学生发言。
学生活动:各小组积极动手做实验,并踊跃发言,展示成果。
学生可能设计的实验:
实验一:将两个皮球对压(二者均发生形变)
实验二:用手拉弹簧(弹簧形变,手也受到弹簧的拉力)
实验三:将左手攥拳后仅竖直向上伸出食指,用右手掌心竖直向下压迫左手食指。(左手食指受压,右手掌心被扎疼)
点评:实验具有开放性,可培养学生的创新和探索精神和动手实践能力。
教师活动:提出问题:
1、力是一个物体对另一个物体的作用,这种作用是相互的还是单方面的?一个力应与几个物体相联系?
2、如果把左手食指受到的力叫作用力,那么右手掌心受到的力叫什么合适?叫反作用力好吗?
(注意,教师不一定用这个例子,要看学生回答情况而定)
学生活动:得出实验结论:力的作用是相互的,有施力物体必有受力物体,一个力应与两个物体相联系。
点评:1、设计实验可激发学生的学习动机和内在的学习兴趣
2、课堂上可能会出现教师意料不到的情况,教师要驾驭好课堂。
教师活动: 提出问题:
1、我们生活中还有哪些现象能证明这一点?
2、与同学一起分析、补充这些事例,并印证“力的作用是相互的”,并给出作用力和反作用力的概念。
3、引导学生分类,弹力、磁力、摩擦力均是相互的,使学生注意到从多角度证明问题更全面。
学生活动:学生思考,通过小组举例、做实验、讨论:
1、用力拍手,两手都疼
2、磁铁相吸、相斥
3、碰碰车
4、滑旱冰的人相推,均后退(事先做好多媒体课件)
5、用橡皮擦铅笔字,字被擦掉了橡皮也掉了一层皮
……
点评:1、在课桌上,事先尽可能多的将一些合适的器材提供给学生,让学生边讨论边做实验。
2、学生举例,教师不可能完全预料到,但对常见的事例要作充分的准备(如:器材、课件)
教师活动:提出问题:我们研究的是力,我们可以从哪些方面研究呢?
学生活动:学生通过小组讨论、补充,认为应该研究力的三要素:作用点、大小、方向。
点评:让学生回忆并讨论从哪些方面研究二者之间的关系。将学生引向更深入的问题,找出问题的突破点。
教师活动:让学生自己举例分析。比如学生作了下面的实验:在右车上放一条形磁铁,在车上放一质量近似相等的铁块。用手调整两车间的距离,使放手后左车刚好能在右车吸引力作用下运动。观察实验现象
教师鼓励学生并注意纠错:
1、如把右车上铁块受到的力叫作用力,找出这个力的施力物体是谁?作用点在哪里?这个力的方向如何?这个力的作用效果怎样?
2、反作用力的施力物体是谁?受力物体是谁?作用点在哪里?方向如何?这个反作用力的作用效果如何?
学生活动:小组分析实例,讨论得出:
作用点分别在两个物体上。
点评:研究作用力和反作用力的作用点
教师活动:鸡蛋碰石头会怎样?由此你认为他们之间的作用力大小有什么关系?请你设计实验定量证明你的结论。
学生活动:学生提出自己的看法并积极动手操作,加以证明。可能出现两种意见:
等大。
石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力
点评:研究作用力与反作用力的大小关系,先提出一个问题,激发学生兴趣
教师活动:引导学生观察要仔细、思考要全面,比如为了使实验更具一般性,可以变化多个位置,重复实验。
假如学生做了这个实验:取两个弹簧秤,把甲秤的圆环固定,手拿乙秤与甲秤钩住,再用手沿水平方向匀速拉动乙秤的圆环端至某一位置停下,读出两秤的读数。
提出问题:
1、读出两秤的读数。把甲乙两秤视作质点,画出各自的受力图。
2、乙秤受到的作用力的效果是?甲秤受到的作用力的效果是?
3、将其中一弹簧秤的读数减小到零,观察另一弹簧秤的读数。
让学生复述实验器材、实验步骤、演示操作、读取数据并说明结论。
学生活动:学生积极设计实验、讨论分析现象,找出规律:
1、两个弹簧秤对拉,二力等大
2、两弹簧均被拉伸,二力反向
3、同时为零,说明二者同时产生,同时消失。
点评: 1、让学生自己动手实验,定量去证明结论,不被现象所迷惑,用数据说明问题。
2、学生不一定一次性得出上述正确、简练的结论,教师再去引导。
教师活动:介绍传感器系统,用传感器进一步探究作用力与反作用力的大小关系(见课本87页做一做)。
让多个学生自己拉动传感器,学生可能会有不同的拉法:拉力逐渐增大、拉力逐渐减小、拉力大小随意变化、手停止和手运动等等。
教师要求学生仔细观察屏幕上的图像。你得到了那些结论?
学生活动:学生观察讨论,得出结论并汇总:
1、作用力与反作用等大反向。
2、同时存在同时消失。
3、这种关系与物体的运动状态无关。
教师活动:问学生“那为什么鸡蛋碰石头,鸡蛋破而石头无恙?”
学生活动:学生应能考虑到是鸡蛋与石头的承受能力不一样而导致的。
点评:1、用传感器系统给学生演示,指导学生去操作,进一步验证结论,提高可信度。
2、不要低估学生,经过讨论、补充,他们能得到较全面的结论,所以应放手让他们去想、去做。
教师活动:让学生完成实验:取一个长约3cm刚充过磁的小磁针和一张15cm×15cm的白纸,在纸上如图所示,画出一组邻圆直径相差0.5cm的同心圆,将圆12等分。另取一枚大头针垂直插入一根火柴杆的尾部。实验时,将磁针置于圆心处,待磁针稳定后,用手指捏住火柴杆并使大头针与磁针成一条直线。缓慢沿直线向磁针移动大头针,使磁针的一极对大头针产生吸引力。在保持磁针与大头针之间虽不接触却具有明显吸引力的条件下,用手沿圆移动火柴杆至大头针的针身重合在同心圆的非南北方向的任意一条平分线上,移动中保持磁针对大头针的吸引,观察现象。
仔细观察,看大头针与小磁针稳定后的方位关系怎样?
变换圆的另一条平分线重复上述实验,你找到了什么规律?
作用力与反作用力的方向有何关系?
学生活动:学生积极实验,讨论、分析得出结论:作用力与反作用力在同一直线上。
点评:研究作用力与反作用力的方向。仪器两人一组,更能发挥学生的积极性和主体作用,更应该发动学生课前预习后自制一些简易仪器,外形粗劣无所谓,只要能达目的即可。
教师活动:提出问题让学生讨论:
1、作用力与反作用力性质是否相同?
2、找出作用力与反作用力跟平衡力的区别。
3、用牛顿第三定律揭示许多生活现象。比如:喷气式飞机、船前进的原理。
学生活动:学生积极讨论分析得出结论:
1、作用力与反作用力性质相同。
2、作用力与反作用力不是平衡力,尽管都是大小相等方向相反,但是作用力与反作用力作用在不同的物体上,平衡力作用在同一个物体上。
3、师生共同讨论得出:
点评:1、让学生更全面的了解二者的性质。
2、培养学生会用学过的规律解释物理现象的能力。
三、课堂总结、点评
教师活动:教师利用局域网将事先准备好的Powpoint课堂小结呈现给学生。
学生活动:教师与学生一起回想、整理、消化。
点评:教师利用幻灯片进行课堂总结,提高授课效率。
四、实例探究
☆对作用力、反作用力及平衡力的认识
1、挂在竖直悬绳上的物体受到两个力的作用,这两个力的反作用力各作用在什么物体上?在这四个力中,哪两对是作用力和反作用力?哪两对力是平衡力?
2、放在水平桌面上的木块被一根拉长的轻弹簧水平向右牵引着,并处于静止状态,木块在水平方向上受到哪两个力的作用?试分别说出两个力的反作用力的受力物体以及反作用力的性质和方向。
☆对平衡条件和牛顿第三定律的应用
3、一个物体静止的放在水平支持物上,试证明物体对支持面的压力的大小等于物体所受的重力的大小,在证明过程中说出你的依据。
☆用牛顿第三定律解释生活现象
4、分析判断下面说法是否正确并说明理由。
“甲乙两对拔河,甲胜乙败,则甲对乙的作用力大于乙队甲的作用力。”
附录一
牛顿第三定律――教材分析
本节重点是作用力和反作用力的概念和牛顿第三定律,学生在初中和高中第三章中已学过:力是物体间的相互作用,所以,理解牛顿第三定律的内容并不困难。应帮助学生理解作用力和反作用力是一对性质相同的力,二者同时产生、同时消失。本节的难点为正确区分平衡力跟作用力和反作用力,应让学生自主发现它们的区别,这样印象深刻。本节还适当安排了证明题,让学生独立完成,对培养学生的推理能力大有好处。
附录二
牛顿第三定律――学生分析
学生在以前的学习中,容易形成死记硬背的习惯,所以对学生所学内容很可能只是机械记忆,而没有深入的思考,因此教师应尽量放手让学生自己发现、探索、总结、例证等等,才能让学生真正的抓住重点,突破难点。对于应用牛顿第三定律的证明题,学生更容易眼高手低,总觉得很简单,但大部分学生证明过程不严格,语言叙述也不规范,这也是高考证明题得分不高的原因,所以教师应让学生独立完成,培养其推理能力。
牛顿第三定律 练习与解析
一、选择题
1 下列的各对力中,是相互作用力的是……………………………………………( )
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
思路:作用力和反作用力作用于相互作用的两个物体上,所以选项A、C错误;相互作用的作用力和反作用力必须是同性质的力,所以选项D错误.
答案:B
2 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
思路:在拔河比赛中根据作用力和反作用力的关系,双方受到的绳的拉力是大小相等的,所以选项A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,所以选项B正确.
答案:B
3 粗糙的水平地面上有一只木箱,现用一水平力拉木箱匀速前进,则……………( )
A.拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力
B.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力
C.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力
D.木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力
解析:作用力和反作用力是同种性质的一对力,所以选项A错误;平衡力是作用在同一物体上大小相等、方向相反的一对力,所以选项B、D错误.
答案:C
4 关于反作用力在日常生活和生产技术中应用的例子,下列说法中错误的是……………………………………………………………………………………………( )
A.运动员在跳高时总是要用力蹬地面,才能向上弹起
B.大炮发射炮弹时,炮身会向后倒退
C.农田灌溉用的自动喷水器,当水从弯管的喷嘴里喷射出来时,弯管会自动旋转
D.软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔,然后用力把水挤出体外,乌贼就会向相反方向游去
解析:运动员跳跃依靠的是地面对人的支持力,它的反作用力即人对地面的压力,所以选项A正确;炮身的后退是因为受到了内部炸药的推动作用,所以选项B错误;同理可得选项C是正确的;乌贼吸水和排水时存在着相同的作用,即对水以作用力,它的反作用力作用于乌贼,使其发生转向.
答案:B
5 灯绳将电灯悬挂在天花板下,下述两个力中是作用力和反作用力的是……………………………………………………………………………………………( )
A.灯所受的重力和绳对灯的拉力
B.灯所受的重力和灯对绳的拉力
C.灯对绳的拉力和绳对灯的拉力
D.灯所受的重力和灯对地球的引力
解析:根据作用力和反作用力的特点,两者同种性质、同时产生、同时消失、同样大小、作用于两个相互作用的物体、方向相反,所以灯重力的反作用力由重力的产生原因得到应为灯对地球的吸引力,即答案D是正确的;灯对绳的拉力,受力物体是灯,施力物体是绳子,所以反作用力应作用于绳子,根据同种性质的特点,应为绳对灯的拉力,答案C正确.
答案:CD
6 关于两个物体间的作用力和反作用力,下列说法中正确的是…………………( )
A.先有作用力,后有反作用力
B.作用力是原因,反作用力是结果,二者之间是因果关系
C.用刀子切豆腐时,刀子对豆腐的作用力大于豆腐对刀子的反作用力
D.作用力和反作用力总是同时产生、同时消失,二者间无因果关系
解析:作用力和反作用力总是同时产生,所以选项A、B错误;两者总是大小相等、作用在同一直线上、方向相反,所以选项C错误.
答案:D
7 关于作用力和反作用力,以下说法中错误的是…………………………………( )
A.作用力和反作用力总是大小相等、方向相反且在同一条直线上,因此二者可以互相平衡
B.作用力和反作用力是作用在两个不同物体上的,它们不能相互平衡也根本谈不上平衡
C.作用力和反作用力一定是同种性质的力
D.马拉车加速前进时,马向前拉车的力一定大于车向后拉马的力.如果这二力大小相等,则马车就不可能加速前进了
解析:作用力和反作用力作用于相互作用的两个物体上,而平衡力是大小相等、方向相反的两个力作用于同一个物体时被称为平衡力,所以选项A错误,选项B正确;作用力和反作用力是同种性质、同样大小的,所以选项C正确;马车向前加速是因为马拉车的力大于车所受的阻力,而马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力,二者大小相等,故 选项D错误.
答案:AD
8 火车头(机车)拉列车时,机车和列车之间的相互作用的分析正确的是……………………………………………………………………………………………( )
A.机车没能拉动列车时,是由于机车拉列车的力小于列车拉机车的力
B.机车拉动列车匀速直线运动时,机车拉列车的力与列车拉机车的力相互平衡
C.机车拉列车加速前进时,机车拉列车的力一定大于列车拉机车的力
D.机车拉列车动或不动,匀速前进还是加速前进,机车拉列车的力与列车拉机车的力总是大小相等、方向相反的,因为它们是一对相互作用力
解析:机车拉列车的力和列车拉机车的力是一对作用力和反作用力,二者大小相等,故选项A、C错误;根据平衡力的特点,两者作用于同一个物体,所以选项B错误;选项D说明了作用力和反作用力的特点是正确的.
答案:D
9 关于一对平衡力,以下说法中正确的是…………………………………………( )
A.它们一定大小相等、方向相反且作用在同一条直线上
B.它们一定作用在同一个物体上
C.它们一定是同种性质的力
D.它们可以是同种性质的力,也可以是不同性质的力
解析:平衡力的特点是作用在同一条直线上,大小相等、方向相反的一对力,并且两者作用于同一个物体上.所以选项A、B是正确的;它们的性质可以不相同,例如,静止于水平面上的物体所受的重力和地面对物体的支持力就是一对平衡力,支持力属于因形变而产生的力,它和重力的性质不同.
答案:ABD
二、填空题
10 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,地面对甲队的摩擦力为.f甲;乙队对绳的拉力为F乙,地面对乙队的摩擦力为f乙,绳的质量不计,则有F甲________F乙,f甲________f乙(选填“>”“=”或“<”).
解析:由于绳子两端所受的力是相等的,所以甲对绳子的力和乙对绳子的大小相等;由于甲队获胜,所以甲所受的绳子的拉力小于甲所受的摩擦力,而乙所受的绳子的拉力大于它所受的摩擦力,所以甲的摩擦力比乙所受的摩擦力大.
答案:= >
11 一对作用力和反作用力必定是作用在________物体上,而一对平衡力必定是作用在 物体上的.
答案:两个不同的 同一
牛顿第三定律-例题解析
本节课的重点是对牛顿第三定律的理解,难点是已知作用力找反作用力和区别作用力和反作用力与平衡力.把握好作用力和反作用力与平衡力的特点是很好的学好本节的关键.两者都是大小相等,方向相反;平衡力是作用在一个物体上,而作用力与反作用力是作用于两个物体上;平衡力的作用效果可以相互抵消,而作用力与反作用力的效果不能相互抵消;作用力和反作用力是同时产生又同时消失,平衡力则可以独立存在互不影响.
另外,对牛顿第三定律的数学表示式,大家要引起一定的重视,这是高中首次接触矢量的数学表示和方向相反的表示.
【例1】关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中,正确的是………………( )
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.只有两个物体处于平衡状态中,作用力与反作用才大小相等
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
思路:概念性的题目大多数利用例证法,即举出相应的反例进行证明.比如选项C,两块磁体之间的力不接触就可以产生.
答案:D
【例2】关于作用力和反作用力,下列说法中错误的是………………………………( )
A.我们可以把物体间相互作用的任何一个力叫做作用力,另一个力叫做反作用力
B.若作用力是摩擦力,则反作用力也一定是摩擦力
C.作用力与反作用力一定是同时产生、同时消失的
D.作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,因此它们可能成为一对平衡力
思路:本题目重点考查了平衡力与作用力、反作用力的区别,重点考查学生的记忆能力、理解能力.
答案:D
【例3】如图3—1—2所示,你能找出几对作用力和反作用力,找出几对平衡力?
思路:分析作用力和反作用力要从作用物体出发,选定一个物体分析其受到的已知力,然后再找相应的反作用力.对于物体受到重力和绳子对它的拉力,重力是地球对物体的吸引产生的.所以反作用力应该是物体对地球的吸引力;拉力是绳子作用于物体的,根据作用力和反作用力的相互性,其反作用力应该是物体对绳子的拉力;同理对于绳子和墙之间也存在一对作用力和反作用力.对于平衡力要充分利用它作用于一个物体上,所以物体的拉力和重力就是一对平衡力;物体对绳子的拉力和墙对绳子的拉力也是一对平衡力;同学们可以相互讨论从而给出解答.
图3—1—2
答案:2对 2对
牛顿第三定律-教学参考
突破思路
本节是高中课本中看似非常简单但理解难度较大的典型课之一,要想对本节做到深刻理解需充分利用物理实验数据,利用精确的实验数据对牛顿第三定律加深理解.另外充分利用生活常识也是学好这节课的重要突破点.本节课所采用的实验所需的实验仪器大多数非常简单,极易操作,所以学生自主实验将是本节课所有实验的主导方法,通过自主实验提高学生的自主学习能力,为以后的教学奠定基础.
知识总结
对物体所受到的力进行分析时,要充分意识到作用物体和施力物体从而对物体进行分析,在以后的学习中注意到牛顿第三定律给你的提示,可以多角度对题目解答.
合作与讨论
1.作用力和反作用力总是同时产生,你能举出证明这一结论的例子吗?
2.作用力和反作用力总是大小相等的,你能举例证明吗?
3.作用力和反作用力作用在一条直线上,你能找到这样的例子吗?
4.作用力和反作用力有哪些相同和不同处?
·作用力和反作用力总是同时产生同时消失,它们互为平衡力吗?
如图所示,放在水平地面上的物体,你能找到几对作用力和反作用力?找到几对平衡力?它们是否都是同时产生同时消失?
图3—1—1
·作用力和反作用力的施力物体和受力物体分别是什么?
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牛顿第三定律的适用范围
牛顿运动定律是建立在绝对时空以及与此相适应的超距作用基础上的.所谓超距作用,是指分离的物体间不需要任何介质,也不需要时间来传递它们之间的相互作用.也就是说相互作用以无穷大的速度传递.
除了上述基本观点以外,在牛顿的时代,人们了解的相互作用如万有引力、磁石之间的磁力以及相互接触物体之间的作用力,都是沿着相互作用的物体的连线方向,而且相互作用的物体的运动速度都在常速范围内.
在这种情况下,牛顿从实验中发现了第三定律:“每一个作用总是有一个相等的反作用和它相对抗;或者说,两物体彼此之间的相互作用永远相等,并且各自指向其对方.”作用力和反作用力等大、反向、共线,彼此作用于对方,并且同时产生、性质相同,这些常常是我们讲授这个定律要强调的内容.而且,在一定范围内,牛顿第三定律与物体系的动量守恒是密切联系的.
但是随着人们对物体间相互作用的认识的发展,19世纪发现了电与磁之间的联系,建立了电场、磁场的概念;除了静止电荷之间有沿着连线方向相互作用的库仑力外,发现运动电荷还要受到磁场力即洛伦兹力的作用;运动电荷又将激发磁场,因此两个运动电荷之间存在相互作用.在对电磁现象研究的基础上,麦克斯韦(1831~1879)在1855—1873年间完成了对电磁现象及其规律的大综合,建立了系统的电磁理论,发现电磁作用是通过电磁场以有限的速度(光速c)来传递的(后来为电磁波的发现所证实).
物理学的深入发展,暴露出牛顿第三定律并不是对一切相互作用都是适用的.如果说静止电荷之间的库仑相互作用是沿着两电荷的连线方向,静电作用可当作以“无穷大速度”传递的超距作用,因而牛顿第三定律仍适用的话,那么,对于运动电荷之间的相互作用,牛顿第三定律就不适用了.如图所示.运动电荷扫通过激发的磁场作用于运动电荷A的力为FAB(并不沿AB的连线),而运动电荷A的磁场在此刻对B电荷却无作用力(图中未表示它们之间的库仑力),由此可见,作用力FAB在此刻不存在反作用力,作用与反作用定律在这里失效了.
实验征明:对于以电磁场为媒介传递的近距作用,总存在着时间的推迟.对于存在推迟效应的相互应用,牛顿第三定律显然是不适用的.实际上,只有对于沿着两物连线方向的作用(称为有心力),并可以不计这种作用传递时间(即可看作直接的超距作用)的场合中,牛顿第三定律才有效.
但是在牛顿力学体系中,与第三定律密切相关的动量守恒定律,却是一个普遍的自然规律.在有电磁相互作用参与的情况下,动量的概念应从实物的动量扩大到包含场的动量;从实物粒子的机械守恒、动量守恒扩大为全部粒子和场的总动量守恒,从而使动量守恒定律成为普适的守恒定律.