4.5 牛顿第三定律（教学课件）-高中物理教科版（2019）必修第一册(共35张PPT)

第五节 牛顿第三定律
第四章 牛顿运动定律
目录
CONTENTS
01
学习目标
02
情景导入
03
新课讲解
04
小试牛刀
05
课堂小结
学习目标
01
学习目标
1.知道力是相互的，了解作用力和反作用力的概念；
2.通过实验探究，了解两个物体间作用力和分作用力大小和方向的关系
3.应用牛顿第三定律分析和解决实际问题
情境导入
02
想一想，相互作用的物体间的力有什么共同的特点？
红方选手
蓝方选手
推力
推力
车轮
地面
摩擦力
摩擦力
赛
车
过
弯
橄榄球比赛
观察火箭升空，想一想火箭升空背后隐藏的物理知识
新课讲解
03
飞船
燃气
推力
推力
这两个相互作用的力是同种性质的力！
地球
月球
吸引力
吸引力
磁体a
磁体b
磁力
磁力
球拍
网球
弹力
弹力
力的作用总是相互的，同时存在、同时消失！
有力存在，一定有施力物体和受力物体；
力的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常称为作用力和反作用力。
我们可以把其中任何一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力。

一、作用力和反作用力
思考：公交车上握着吊环的人，受到几对作用力和反作用力？
物体A
物体B
(作用力)
（反作用力）
作用力
反作用力
相互作用
① 力总是成对出现，作用力和反作用力是相对的
② 作用力和反作用力是相同性质的力
作用力和反作用力的特点
实验:用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
如图所示，把两个弹簧测力计A 和B 连接在一起，用手拉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都随之改变，两个测力计的示数总相等，这说明作用力和反作用力大小相等，方向相反。
借助传感器探究作用力和反作用力的关系
【进阶】作用力与反作用力的关系，与物体的运动状态无关，也与参考系的选取无关
实验数据分析
如图所示，根据计算机导出的力传感器的数据，可以更直观、准确地发现作用力和反作用力是同时变化的，并且任一时刻总保持等大、反向
F1
F2
两块磁铁之间的相互吸引
F1
F2
两块磁铁之间的相互排斥
二、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_____，方向_____，作用在_______________上。
②表达式：F＝－F′ (负号表示方向相反)。
（等值、 反向 、共线 、同性质）
相等
相反
同一条直线
两个物体之间的作用总是相互的，物体间相互作用的作用力和反作用力总是互相一寸、同时存在的，它们同时产生、同时变化、同时消失，无先后之分，并且一定是同一种性质的力.
牛顿第三定律的理解
牛顿第三定律揭示了作用力和反作用力之间的定量关系：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.这个关系与物体的大小、形状，与物体的运动状态，与物体受到的其他力及力的作用效果无关.
导学探究
如图所示，牧童沿水平方向拉牛，但没有拉动.
参考答案　牛受到重力G、地面对牛的支持力FN、绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力Ff，共四个力作用，受力示意图如图所示；
牛受到几个力的作用？
试着画出牛受力的示意图.
导学探究
牛受到的几个力中，哪些是一对平衡力？
答案　牛受到的重力G 和地面对牛的支持力FN 是一对平衡力；绳对牛的拉力F 和地面对牛的摩擦力Ff 是一对平衡力；
导学探究
指出牛受到的几个力的反作用力.
答案　牛受到重力G 的反作用力是牛对地球的吸引力；地面对牛的支持力FN 的反作用力是牛对地面的压力；绳对牛的拉力F 的反作用力是牛对绳的拉力；地面对牛的摩擦力Ff 的反作用力是牛对地面的摩擦力.
作用力与反作用力
平衡力
共同点
等大、反向、共线
不同点
作用对象
作用在两个物体上
作用在同一个物体上
作用时间
同时产生，同时变化，同时消失，不可单独存在
不一定同时产生、变化或消失，可单独存在，只是不再平衡
力的性质
一定是同性质的力
不一定是同性质的力
作用效果
作用效果不能叠加，故不可求合力
两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为零
平衡力与相互作用力的区分
小试牛刀
04
1.关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是( )
A.当作用力做正功时，反作用力一定做负功
B.当作用力不做功时，反作用力也不做功
C.作用力与反作用力所做的功一定是大小相等
D.作用力做负功时，反作用力也可以做负功
D
答案：D
解析：B.作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，但是相互作用的两个物体不一定都有位移，所以当作用力不做功时，反作用力可以做功，故B错误;
ACD.一对作用力与反作用力可以都做正功，也可以都做负功，还可以一个做正功，另一个做负功;如果作用力与反作用力分别与各自作用物体的运动方向相同，则都做正功;作用力与反作用力分别与各自作用物体的运动方向相反，则都做负功;如果作用力与物体的运动方向相同，作用力做正功，反作用力与物体的运动方向相反，反作用力做负功，由于两物体的位移不一定相等，所以作用力与反作用力所做的功不一定大小相等;故AC错误，D正确。
2.如图所示，下列说法正确的是( )
A. 划船时，桨先给水向后的力，水后给桨向前的力
B. 卫星吸引地球的力大于地球吸引卫星的力
C. 猴子拉树枝的力作用在猴子手上，树枝拉猴子的力作用
在猴子的重心上
D. 地面对汽车的作用力与汽车对地面的反作用力大小相等，方向相反
D
答案：D
解析：AB.桨给水的力和水给浆的力为相互作用力，同时产生，同时变化，同时消失，始终大小相等，方向相反，同理可知，卫星吸引地球的力等于地球吸引卫星的力，AB错误；
C.猴子拉树枝的力作用在树枝上，树枝拉猴子的力作用在猴子的手上，C错误；
D.由牛顿第三定律可知，地面对汽车的作用力与汽车对地面的反作用力大小相等，方向相反，D正确。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
3.利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”。如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
C
答案：C
解析：滑动摩擦力方向与物体间的相对运动方向相反，墨条相对砚台水平向左运动，则砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，A错误；根据牛顿第三定律结合A项分析可知，砚台受到墨条水平向左的摩擦力，而砚台处于静止状态，其水平方向上受力平衡，则桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，B错误，C正确；对砚台受力分析，竖直方向上，砚台受到自身重力、墨条的压力和桌面的支持力，因此桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力不是一对平衡力，D错误。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
4.如图所示，长度为4L的轻杆两端分别固定小球A、B（均可视为质点），小球A、B的质量分别为m、3m，杆上距A球L处的O点套在光滑的水平转轴上，杆可绕水平转轴在竖直面内转动。当A、B两球静止在图示位置时，转轴受杆的作用力大小为F1；当A、B两球转动至图示位置时，杆OA部分恰好不受力，转轴受杆的作用力大小为F2。忽略空气阻力，则F1与F2的比值为( )
A.1:12
B.1:4
C.1:3
D.4:9
C
答案：C
解析：当A、B两球静止在图示位置时，对整体由平衡条件得
由牛顿第三定律可知，转轴受杆的作用力大小为
当A、B两球转动至图示位置时，杆OA部分恰好不受力，对A球
，对B球
联立解得 ，由牛顿第三定律可知
则
故选C
课堂小结
05
① 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.当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体同时对前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）牛顿第三定律的内容：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.
（3）牛顿第三定律表达式：F=-F`（“-”表示方向相反）.
1
性质相同、同时产生、同时变化、同时消失
分别作用在两个物体上，一对平衡力作用在同一物体上
感谢观看
Thank you