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第五章 牛顿运动定律
牛顿第三运动定律
重难点
重点
知道一对作用力与反作用力与一对平衡力的区别。
理解作用力和反作用力的概念。
理解牛顿第三运动定律,并会用其解决简单问题。
2
3
1
作用力与反作用力
你用力拍桌子的同时你的手会感觉痛。你拍桌子的同时,桌子也“拍”你。
你推别人,别人也在推你
当两个物体不直接接触时,如果一个物体施力于另一物体,是否也有类似情况呢?
如图所示,把两根条形磁铁放在尽可能光滑的台面上,让它们彼此接近但不直接接触,用两手分别按住它们以保持静止。当放开一只手或两只手同时放开时,你看到了什么现象?这些现象说明了什么?
同时加速向对方靠近,直至吸在一起,说明了物体间的作用力是相互的。
不接触也可以产生相互作用力。
1.力的作用是相互的。
2.作用力与反作用力:把物体间的一对相互作用力,称为作用力与反作用力。其中任意一个力称为 ,另一个力则称为 。作用力和反作用力总是相互依赖、同时存在的。
作用力和反作用力总是相互依赖、同时存在的。
手对桌面的力F,桌面对手的力F′
F叫做作用力,则F′叫做反作用力;
作用力
反作用力
反作用力
作用力
反之,若F′叫做作用力,则F叫做反作用力。
作用力
反作用力
(1)物体间可能只有作用力,而没有反作用力。( )
(2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。( )
(3)物体间先有作用力,然后才有反作用力。( )
×
×
×
牛顿第三运动定律
实验探究:如图所示,把A、B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定,用手拉测力计A,结果发现两个弹簧测力计的示数是相等的。改变拉力,弹簧测力计的示数也随着改变,但两个弹簧测力计的示数总是 的,弹力方向相反。
相等
牛顿第三运动定律
(1)内容:两个物体之间的作用力与反作用力大小 ,方向 ,作用在 直线上。
(2)表达式:F=-F′。(F表示作用力,F′表示反作用力)
(3)意义:揭示了物体之间相互作用的规律,使人们不仅可以研究单个物体的运动,还可以把存在相互作用的 的运动联系起来进行研究。
提醒: (1)作用力和反作用力分别作用在发生相互作用的两个物体上。
(2)作用力和反作用力总是同一种类的力(即同一性质的力) 。
F
F′
弹力
磁力
相等
相反
同一条
各个物体
成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头,比喻不自量力,自取灭亡。
(1)以卵击石时,蛋对石头的作用力大,还是石头对蛋的作用力大?
以卵击石时,蛋对石头的作用力与石头对蛋的作用力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律可知,两个力等大、反向;
(2)为什么会出现“卵碎石全”的不同效果?
虽然蛋对石头的作用力与石头对蛋的作用力等大,但由于二者能承受的最大外力不同,所以会有不同的作用效果。
1.(来自教材)关于马拉车,若马拉车的力大小为F1,车拉马的力大小为F2。下列说法正确的是
A.马拉车不动,是因为F1小于F2
B.马拉车前进,是因为F1大于F2
C.不论车如何运动,F1总等于F2
D.只有当马拉车不动或马拉车匀速前进时,F1才等于F2
√
2.(2022·山东聊城一中期末)用计算机辅助实验系统探究作用力与反作用力的关系,点击实验菜单中“力的相互作用”,把两个探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,如图甲所示,观察显示器屏幕上出现的结果如图乙所示。观察分析两个相互作用力随时间变化的曲线,可以得到以下实验结论,正确的是
A.作用力变大时,反作用力变小
B.作用力和反作用力的方向总是相反的
C.作用力先变化,反作用力后变化
D.此图线一定是在两个探头都处于静止状态下得到的
√
3.下列情景中,关于力的大小关系,说法正确的是
A.跳高运动员起跳,地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
B.磁体吸引铁钉的力和铁钉吸引磁体的力是大小相等的
C.鸡蛋撞击石头,鸡蛋破碎,石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的
作用力
D.用锤钉钉子,锤对钉的打击力与钉对锤的作用力大小不一定相等
√
作用力和反作用力与平衡力的比较
如图所示,小球静止在轻绳下端。
(1)画出小球的受力示意图,分析这两个力有什么关系?它们的施力物体各是什么?力的性质是否相同?
(2)这两个力的反作用力是什么力?它们的施力物体各是什么?这两个力和各自的反作用力性质是否相同?
小球受力 名称
二力关系
施力物体
性质
重力
拉力
一对平衡力
地球
绳
引力
弹力
对应反作用力
名称
施力物体
性质
同对应作用力性质
小球对地球的引力
小球对绳的拉力
小球
小球
相同
引力
弹力
相同
mg
T
比较对象 作用力与反作用力 平衡力
相同点 大小
方向
是否共线
不同点 作用对象
作用效果能否抵消
作用时间
力的性质
作用力和反作用力与平衡力的比较
不一定同时产生和消失
同时产生、同时消失
相互作用的两个物体
同一物体
相等
相等
相反
相反
是
是
不可以
可以
相同
可以不同
(1)物体静止放在水平桌面上,物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力。( )
(2)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对平衡力。( )
√
×
4.(2022·福建福州市高一期末)如图所示,杯子放在水平地面上,受到的支持力为N,对地面的作用力为F,则下列说法正确的是
A.力F就是杯子的重力
B.力F是地面形变而产生的弹力
C.力F和力N是一对平衡力
D.力F和力N是一对作用力和反作用力
√
5.(2023·福建宁德第一中学高一开学考试)如图所示,一个物体在水平恒力F1的作用下压在竖直的墙壁上保持静止。物体受到的重力为G,墙壁对物体的摩擦力为f,物体对墙壁的压力为F2,墙壁对物体的支持力为F3,则下列说法中正确的是
A.G和f是一对平衡力
B.F2和F3是一对平衡力
C.F1与F2是一对相互作用力
D.F1和F3是一对相互作用力
√
牛顿第三运动定律
作用力与反作用力
作用力和反作用力与平衡力的比较
牛顿第三运动定律
物体间的相互作用,互为施、受力物体
大小相等、方向反、作用在一条直线上
性质相同,相互依赖、同时存在
内容
表达式:F=-F′
意义:揭示了物体之间相互作用的规律
相同点:大小、方向、是否共线
不同点:作用对象、效果、时间、力的性质