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第五章 牛顿运动定律
第4节 牛顿第三运动定律
1.知道力的作用是相互的,知道作用力和反作用力的特点。
2.理解牛顿第三定律的含义,并能用它解释生活中的现象。
3.能区分一对平衡力与一对相互作用力、反作用力。
体验一
体验鼓掌时两手的受力情况
左手
右手
左手
右手
施力物体
受力物体
受力物体
施力物体
一、作用力与反作用力
体验手按钉子时,手与钉子的受力情况
手
钉子
施力物体
受力物体
受力物体
施力物体
钉子
手指
体验二
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?
在光滑的桌面上放置两根条形磁铁,它们彼此靠近但不直接接触,用两手分别按住它们以保持静止。
左磁铁
右磁铁
施力物体
受力物体
受力物体
施力物体
当放开一只手或两只手同时放开时,会发生什么现象?这说明了什么?
体验三
定义:物体间的相互作用力称为作用力与反作用力。
力的作用是相互的
A
B
(作用力)
(反作用力)
作用力
反作用力
施力物体
受力物体
受力物体
施力物体
作用力与反作用力之间有什么关系呢?
把两只弹簧测力计A和B的挂钩挂在一起,两手分别用水平力拉两只弹簧测力计,B的示数可指示出A对B作用力的大小,而A的示数可指示出B对A作用力的大小。
改变两手的拉力,看看两只弹簧测力计的示数如何变化。
观察并思考:作用力与反作用力的大小、方向和作用线分别有怎样的关系?
等大、反向、共线
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式中的负号表示作用力F与反作用力F′的方向相反。
两个物体之间的作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
F=-F′
1.牛顿第三运动定律:
2.数学表达式:
二、牛顿第三运动定律及其意义
3.作用力与反作用力的特点:
(1)作用在两个物体上。
(2)具有同种性质。
(3)同时产生,同时消失。
(4)同一直线,方向相反。
4.一对作用力与反作用力的关系
相同点
不同点
作用力和反作用力的关系适用于任何物体之间,与物体的运动状态无关,与参考系的选择也无关。
同大小
大小相同
同直线
作用在一条直线上
同时性
同时产生,同时变化,同时消失
同性质
作用力是引力,反作用力也是引力;作用力是弹力,反作用力也是弹力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力
异向
方向相反
异体
作用在不同的物体上
异效
在不同的物体上分别产生不同的作用效果,不能相互抵消,因此不能认为作用力和反作用力的合力为零
5.一对相互作用力与一对平衡力的区别
一对作用力和反作用力 一对平衡力
共同点 不同点 作用对象
力的性质
作用效果
依赖关系
大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上
作用在两个物体上
作用在同一个物体上
一定是同性质的力
不一定是同性质的力
作用在两个物体上,各自产生作用效果,故不能作为使物体平衡的条件
一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态,合力为零
两个力一定同时产生、同时变化、同时消失,不可能单独存在
不存在依赖关系,撤出一个力时另一个力依然存在,只是不再平衡
区分作用力、反作用力和平衡力的方法
区别作用力、反作用力和平衡力,最简单的方法是看涉及的物体个数,作用力和反作用力只涉及两个相互作用的物体,是甲物体对乙物体和乙物体对甲物体的关系,平衡的一对力涉及三个物体,即两个施力物体同时作用于平衡的物体上。
总结提升
气体给火箭向上的作用力
火箭给气体向下的作用力
6.牛顿第三运动定律的应用
F’
F
跳板给运动员向上的作用力
运动员给跳板向下的作用力
汽车的发动机驱动车轮转动,由于轮胎和地面之间的摩擦,车轮向后推地面,地面给车轮一个向前的反作用力,使汽车前进 。
车轮受到的力
地面受到的力
1.如图所示,一对父子掰手腕,父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为F1,儿子对父亲的力记为F2,则( )
A. F2 > F1
B.和F2大小相等
C. F1先于F2产生
D. F1后于F2产生
B
2.关于一对平衡力、作用力和反作用力,下列叙述正确的是( )
A.平衡力应是分别作用在两个不同物体上的力
B.平衡力可以是同一性质的力,也可以是不同性质的力
C.作用力和反作用力可以不是同一性质的力
D.作用力施加之后才会产生反作用力,即反作用力总比作用力落后一些
B
3.如图所示,一人遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动,如果绳子的质量不计,下列说法正确的是( )
A.狗静止不动是因为绳拉狗的力等于狗拉绳的力
B.僵持不动是因为绳拉狗的力小于狗拉绳的力
C.人拉绳的力与狗拉绳的力是一对平衡力
D.人拉绳的力与狗拉绳的力是作用力与反作用力
C
4.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
D
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′
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