第四章第5节 牛顿第三定律
(分值:100分)
选择题1~10题,每小题6分,共60分,11~14题,每小题10分,共40分,合计100分。
基础对点练
题组一 作用力与反作用力
1.关于两个物体间的作用力与反作用力,下列说法中正确的是 ( )
有作用力才有反作用力,因此先有作用力后产生反作用力
只有在两个物体处于平衡状态时,作用力与反作用力才大小相等
作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间
若作用力是摩擦力,则反作用力也一定是摩擦力
2.(多选)用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验,点击实验菜单中“力的相互作用”。如图甲所示,把两个探头的挂钩勾在一起,向相反方向拉动,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,其中正确的是 ( )
作用力和反作用力时刻相同
作用力和反作用力作用在同一物体上
作用力和反作用力大小相等
作用力和反作用力方向相反
3.(2024·广西桂林十八中高一期末)2022年11月3日,广西壮族自治区第十五届少数民族传统体育运动会在桂林市隆重开幕,竞赛设置花炮、龙舟、独竹漂、秋千、射弩、陀螺、高脚竞速、板鞋竞速、少数民族武术、民族健身操、投绣球,攀爬椰子树等16个大项目,关于攀爬椰子树这一项目,以下说法正确的是 ( )
运动员加速向上攀爬时,运动员给椰子树的作用力大小大于椰子树给运动员的作用力大小
运动员匀速向上攀爬时,运动员给椰子树的作用力大小等于椰子树给运动员的作用力大小
运动员减速向上攀爬时,运动员给椰子树的作用力大小小于椰子树给运动员的作用力大小
运动员加速向下滑动时,运动员给椰子树的作用力大小大于椰子树给运动员的作用力大小
4.如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是 ( )
小明与船之间存在摩擦力
杆的弯曲是由于受到杆对小明的力
杆对岸的力大于岸对杆的力
小明对杆的力和岸对杆的力是一对作用力和反作用力
题组二 牛顿第三定律及应用
5.质量相等的甲、乙两同学站在滑板上,在旱冰场上相对而立,如果甲用60 N的力推乙,结果甲、乙两同学远离,如图所示。以下分析正确的是 ( )
甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对平衡力
甲对乙的推力为60 N,乙对甲的推力等于0
乙向后退,且始终受到60 N推力的作用
甲和乙均由静止向远离彼此的方向运动,说明力可以改变物体的运动状态
6.(2024·广西玉林高一期末)中国首颗火星探测器“天问一号”搭载着长征五号重型运载火箭在海南文昌发射场顺利发射,火箭点火后,燃气以很大的速度从火箭喷口喷出,火箭获得推力而升空,下列说法正确的是 ( )
火箭飞离开地面后,喷出气体对火箭的作用力等于火箭的重力
加速上升过程中地球对火箭的作用力小于火箭对地球的作用力
喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力
火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力
7.(多选)如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图,下列说法中正确的是 ( )
杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对平衡力
杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力和反作用力
杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力
杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力和反作用力
8.杂技演员有高超的技术,能轻松地单手撑在凳子上,如图所示,前臂是竖直的,下列说法正确的是 ( )
人对凳子的压力就是人的重力
人体重心一定在前臂所在直线方向上
人受到凳子面的支持力是手掌形变产生的
人对凳子的压力和地面对凳子的支持力是一对平衡力
9.(多选)有一个木块放在水平地面上,如图所示,用弹簧测力计拉着细绳水平牵引木块,弹簧测力计有示数但木块没有移动,以下判断正确的是 ( )
涉及木块的作用力和反作用力一共有3对
涉及木块的作用力和反作用力一共有4对
木块一共受到2对平衡力的作用
木块一共受到3对平衡力的作用
10.吊在教室内的吊扇重力是G,静止时固定杆对它的拉力为F,扇叶水平转动后,杆对它的拉力为F',则 ( )
F=F'=G
F=G,F'>F
F=G,F'
F'=G,F'>F
综合提升练
11.如图所示,用弹簧测力计悬挂一个重G=10 N的金属块,使金属块部分浸在台秤上的烧杯中(烧杯中的水不会溢出),若弹簧测力计的示数变为T'=6 N,则台秤的示数 ( )
保持不变 增加10 N
增加6 N 增加4 N
12.(多选)电动平衡车是时下热门的一种代步工具。如图所示,人站在电动平衡车上在某水平地面上沿直线前进,不计空气阻力,下列说法正确的是 ( )
电动平衡车加速行驶时,车对人的作用力大小大于人对车的作用力大小
电动平衡车加速行驶时,车对人的作用力方向竖直向上
电动平衡车匀速行驶时,车对人的作用力大小等于人对车的作用力大小
电动平衡车匀速行驶时,人受到的重力和平衡车对人的支持力是一对平衡力
13.杂技是一种技能、体能、娱乐性很强的表演活动。如图所示为杂技“顶竿”表演,一人A站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人B以加速度a加速下滑时,竿对人A的压力大小为(已知重力加速度为g) ( )
(M+m)g-ma (M+m)g
(M+m)g+ma (M-m)g
培优加强练
14.如图所示,物体A、B质量分别是5 kg和12 kg,不计滑轮与绳间摩擦及绳的重力,整个系统静止。则B对地面的摩擦力和对地面的压力大小分别为(g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6) ( )
30 N 70 N 30 N 80 N
70 N 30 N 80 N 30 N
第5节 牛顿第三定律
1.D [作用力与反作用力同时产生，同时消失，没有先后，故A错误；作用力和反作用力大小相等是无条件的，与运动状态无关，故B错误；两个物体不接触，也会存在作用力和反作用力，比如在天空飞行的飞机受到重力和飞机对地球的吸引力是一对作用力和反作用力，故C错误；作用力和反作用力一定是同种性质的力，故D正确。]
2.CD [由图乙可知，作用力和反作用力的图线关于t轴对称，说明作用力和反作用力的大小时刻相等，即同时增大，同时减小，变化完全一样，由于图像中的正、负表示方向，所以作用力和反作用力方向相反，作用力和反作用力作用在不同物体上，故A、B错误，C、D正确。]
3.B [运动员给椰子树的作用力与椰子树给运动员的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，与运动员的运动状态无关，故B正确。]
4.A [小明与船之间存在相对运动的趋势，则它们之间存在摩擦力，A正确；杆的弯曲是由于杆受到小明和岸对杆的力，B错误；杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力，大小相等，C错误；小明对杆的力和岸对杆的力都是杆受到的力，不是一对作用力与反作用力，D错误。]
5.D [甲对乙施加推力，则乙对甲也施加推力，它们是一作用力和反作用力，不是平衡力，故A错误；甲对乙的推力与乙对甲的推力大小相等，故B错误；当乙向后退时，甲也向后退，甲、乙分离，相互作用力为零，它们均由静止变为后退，运动状态发生变化，说明力可以改变物体的运动状态，故C错误，D正确。]
6.D [火箭飞离开地面后，火箭加速上升，因此喷出气体对火箭的作用力大于火箭的重力，A错误；地球对火箭的作用力和火箭对地球的作用力属于作用力与反作用力，大小相等，方向相反，B错误；作用力与反作用力是两个物体间的相互作用，因此火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力，C错误，D正确。]
7.AD [杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力，作用在同一物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，A正确，B错误；杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对作用力和反作用力，C错误，D正确。]
8.B [人对凳子的压力和人的重力是两种不同性质的力，故A错误；人受到的支持力的方向是通过人的手掌沿前臂竖直向上的，人受到的支持力与人受到的重力是一对平衡力，可知人体重心一定在前臂所在直线方向上，故B正确；根据弹力的产生原因可知，人受到凳子面的支持力是凳子面的形变产生的，故C错误；凳子也有重力，所以人对凳子的压力与地面对凳子的支持力都作用在凳子上，不是平衡力，故D错误。]
9.BC [ 涉及木块的作用力和反作用力一共有4对，即重力与木块对地球的吸引力、支持力和木块对地面的压力、木块与细绳之间的拉力、木块与地面之间的摩擦力，B正确，A错误；以木块为研究对象，木块竖直方向受到重力与支持力的作用，二者是一对平衡力，水平方向受到拉力和摩擦力的作用，二者也是一对平衡力，所以木块一共受到2对平衡力的作用，C正确，D错误。]
10.C [电风扇静止时受到的重力和固定杆对它的拉力是一对平衡力，即F＝G；扇叶水平转动起来后，推动空气向下流动，由牛顿第三定律可知电扇受到的空气的反作用力方向向上，则有F′＋T′＝G，故F＞F′，综上可知，C项正确。]
11.D [金属块部分浸入水中后，水对金属块产生浮力F。由弹簧测力计的示数知，浮力的大小为F＝G－T′＝(10－6) N＝4 N。根据牛顿第三定律可知，金属块对水施加的反作用力大小F′＝F＝4 N，则台秤的示数增加4 N，故D正确。]
12.CD [作用力和反作用力总是相等，因此电动平衡车无论加速还是匀速行驶，车对人的作用力大小都等于人对车的作用力大小，选项A错误，C正确；电动平衡车加速行驶时，车对人有支持力和摩擦力，因此车对人的作用力方向不是竖直向上，选项B错误；电动平衡车匀速行驶时，人受到的重力和平衡车对人的支持力大小相等、方向相反，作用在同一个物体上，是一对平衡力，选项D正确。]
13.A [以人B为研究对象，根据牛顿第二定律得mg－f＝ma，再以竹竿为研究对象，可知N＝Mg＋f，联立得N＝(M＋m)g－ma，根据牛顿第三定律可知竿对人A的压力大小为(M＋m)g－ma，故A正确。]
14.B [由于A处于平衡状态，
受力分析可知绳子上的拉力大小T＝mAg
对物体B受力分析，如图所示，
由于B静止，则有
水平方向：Tcos 53°＝f
联立两式得地面对B的摩擦力f＝30 N
竖直方向：mBg＝Tsin 53°＋N
代入数据解得N＝80 N
由牛顿第三定律可知f′＝30 N，N′＝80 N，即物体B对地面的摩擦力和压力大小分别为30 N和80 N，故选项B正确。]第5节 牛顿第三定律
学习目标 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含义，并能用它解释生活中的现象。3.知道作用力、反作用力与平衡力的区别。4.会利用牛顿第三定律转换研究对象。
知识点一 作用力与反作用力
如图所示，用手挤压放在桌面上的气球。
(1)手挤压气球，气球发生形变了，手是否也会发生形变？如果手发生了形变，那么手和气球发生形变的原因是什么？
(2)手和气球的形变有先后之分吗？
(3)手对气球的力和气球对手的力各是什么性质的力，它们的性质相同吗？
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1.两个物体之间力的作用总是相互的：甲物体对乙物体有力的作用时，乙物体也一定同时对甲物体有方向________的力的作用。
2.作用力和反作用力：任何物体都不可能在受到力的同时，不对________物体产生相应的反作用。这种两个物体间相互作用的一对力叫作作用力和反作用力。
3.作用力和反作用力的四个特征
等值 作用力和反作用力的大小总是相等的
反向 作用力和反作用力的方向总是相反的
共线 作用力和反作用力总是作用在同一条直线上
同性质 作用力和反作用力总是同一种类的力(即同一性质的力)
思考 1.物体放到桌面上，是否先产生了压力，后产生支持力？
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2.如图甲所示，两个同学课间休息时在教室里进行“掰腕子”比赛，经过较量，甲同学赢了乙同学。甲同学对乙同学的作用力是否大于乙同学对甲同学的作用力？
甲
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3.如图乙所示为游客乘坐马车观光的场景，马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力，两个力是否可以抵消？
乙
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例1 关于作用力与反作用力，下列说法中正确的是( )
A.物体相互作用时，先产生作用力，然后才产生反作用力
B.作用力和反作用力的合力为零
C.作用力和反作用力总是同时产生，同时消失，分别作用在两个物体上
D.放在水平桌面上的书，所受重力的反作用力作用在书上
听课笔记_____________________________________________________________
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作用力和反作用力的三个性质
训练1 如图所示，一匹马拉着车前行，关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系，下列说法中正确的是( )
A.马拉车的力总是大于车拉马的力
B.马拉车的力总是等于车拉马的力
C.加速运动时，马拉车的力大于车拉马的力
D.减速运动时，马拉车的力小于车拉马的力
训练2 用桨划船使船在水中加速前行，关于受力大小情况分析的下列说法中，正确的是( )
A.桨推水的力大于水推桨的力
B.船头推水的力大于水推船头的力
C.脚蹬船前行的力大于水对船的阻力
D.脚蹬船的力大于船对脚的力
知识点二 牛顿第三定律
(1)人推墙时，墙对人有作用力吗？
(2)成语“以卵击石”是指拿鸡蛋去碰石头。比喻不自量力，自取灭亡。那么是否鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力？
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1.实验探究：如图所示，在水平桌面上把两个弹簧测力计A和B的挂钩勾在一起，B的另一端固定，用手拉弹簧测力计A的另一端，结果发现两个弹簧测力计的示数是________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。
2.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____________直线上。
(2)表达式：F＝－F′。
(3)意义：揭示了物体之间相互作用的规律，使人们不仅可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。
思考 1.牛顿第三定律表达式F＝－F′中的“－”号的物理意义是什么？
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2.你如何理解牛顿第三定律中的“总是”两字？
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例2 引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚须超过单杠面。下放时，两臂放直，不能曲臂，如图所示，这样上拉下放，重复动作，达到健身的目的。关于做引体向上动作时人的受力，以下判断正确的是( )
A.在加速上拉过程中，单杠对人的作用力大于人对单杠的作用力
B.在加速下放过程中，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力大小相等
C.悬垂静止时，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对相互平衡力
D.在加速下放过程中，人的重力和单杠对人的作用力是一对相互平衡力
总结提升
一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较
内容 比较 作用力和反作用力 平衡力
不同点 作用对象 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上
依赖关系 相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个依然可存在
叠加性 两力作用效果不可叠加，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
力的性质 一定是同种性质的力 可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力
相同点 大小相等，方向相反，作用在同一直线上
训练3 (多选)如图所示，杯子置于水平桌面时，杯子对桌面的压力为F1，桌面对杯子的支持力为F2，则下列说法正确的是( )
A.力F1和力F2是一对平衡力
B.力F1和力F2是一对作用力和反作用力
C.力F2和杯子的重力G是一对平衡力
D.力F1大于力F2
知识点三 牛顿第三定律的应用
牛顿第三定律是转换研究对象的桥梁。牛顿第三定律在受力分析、处理连接体问题中都有广泛的应用。当某个力不方便直接分析或求解时，可利用牛顿第三定律转换研究对象，通过分析或求解其反作用力，从而快捷地解决问题。
例3 如图所示为马戏团中猴子爬杆的装置，已知底座连同竖直杆总质量为20 kg，猴子质量为5 kg，现让猴子沿杆以1 m/s2的加速度从杆底加速向上爬，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大？(g取10 m/s2)
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训练4 (2024·湖南省岳阳市期中)如图，质量为70 kg的工人站在地面上匀速拉升20 kg的材料，忽略绳子的质量及与定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )
A.300 N B.500 N
C.700 N D.900 N
随堂对点自测
1.(作用力与反作用力)跳水一直是我国的优势项目，如图所示，是一运动员站在3米跳板上完成跳水过程的一瞬间，图中F1表示人对跳板的弹力，F2表示跳板对人的弹力，则( )
A.先有F1，后有F2
B.F1和运动员所受的重力一定大小相等
C.F1和F2大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力
D.因人离开跳板前具有向上的加速度，所以F2大于F1
2.(牛顿第三定律的应用)(教科版教材P127自我评价第4题改编)如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是( )
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C.若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D.若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
3.(牛顿第三定律的应用)(2024·广西北海高一期末)如图所示为2022年北京冬残奥会吉祥物雪容融，雪容融静止在水平冰面上，下列说法正确的是( )
A.雪容融对冰面的压力就是雪容融的重力
B.雪容融受到冰面的支持力是因为雪容融底部发生弹性形变而引起的
C.雪容融一定会受到冰面的摩擦力
D.雪容融对冰面的压力与冰面对雪容融的支持力是一对作用力与反作用力
4.(牛顿第三定律的应用)一箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个质量为m的环，箱与杆的质量为M，如图所示，已知环沿杆向下匀加速下滑时，环与杆之间的滑动摩擦力f，则此时箱子对地面的压力大小为( )
A.Mg B.Mg＋f
C.mg＋Mg D.Mg－f
第5节 牛顿第三定律
知识点一
导学 提示 (1)手会发生形变，只是形变很小。手和气球都发生了形变，原因是它们都受到了彼此的作用力。
(2)没有，形变是同时发生的。
(3)都是弹力，力的性质相同。
知识梳理
1.相反 2.施力
[思考] 1.提示 不是，二者是同时产生的。
2.提示 不是，它们大小相等，方向相反。
3.提示 不可以，因为两个力分别作用在两个不同的物体上。
例1 C [由作用力和反作用力的特征可知，作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，力的性质相同，它们同时产生，同时变化，同时消失，故A错误，C正确；作用力和反作用力大小相等，方向相反，在同一条直线上，但作用在不同的物体上，故不能合成，故B错误；放在水平桌面上的书所受重力的反作用力作用在地球上，故D错误。]
训练1 B [马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力和反作用力，它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，与运动状态无关，故A、C、D错误，B正确。]
训练2 C [桨推水的力与水推桨的力是一对作用力和反作用力，大小相等，选项A错误；船头推水的力与水推船头的力是一对作用力和反作用力，大小相等，选项B错误；船在水中加速前行，则脚蹬船前行的力大于水对船的阻力，选项C正确；脚蹬船的力与船对脚的力是一对作用力和反作用力，大小相等，选项D错误。]
知识点二
导学 提示 (1)墙对人也有作用力。
(2)不是，“以卵击石”中鸡蛋与石头之间的力是一对作用力与反作用力，大小相等，只是作用效果不同而已。
知识梳理
1.相等 相等 2.(1)相等 相反 同一条 (3)各个物体
[思考] 1.提示 表示作用力与反作用力方向相反。
2.提示 “总是”是强调对于任何物体在任何情况下作用力与反作用力的关系都成立，与物体的形状、大小无关，与物体的运动状态无关。
例2 B [无论是上拉过程，还是下放过程，还是悬垂静止中，单杠对人的作用力和人对单杠的作用力是一对相互作用力，其大小总是相等，与人的运动状态无关，选项A、C错误，B正确；在人加速下放过程中，虽然人受到的重力和单杠对人的作用力均竖直且方向相反，但由于人不是处于平衡状态，因此两个力不是一对相互平衡力，故D错误。]
训练3 BC [力F1是杯子对桌面的压力，力F2是桌面对杯子的支持力，力F1和力F2是一对作用力和反作用力，大小相等，故A、D错误，B正确；力F2和杯子的重力G是一对平衡力，故C正确。]
知识点三
例3 255 N
解析
设猴子质量为m，杆及底座总质量为M，猴子向上加速爬时受到沿杆向上的力为F，对猴子由牛顿第二定律得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，所以水平面对底座的支持力为N＝F′＋Mg＝255 N，由牛顿第三定律知底座对水平面的压力N′＝N＝255 N。
训练4 B [绳子的拉力T＝mg＝200 N，人受重力、支持力和拉力处于平衡状态，有Mg＝N＋T，解得N＝Mg－T＝700 N－200 N＝500 N，根据牛顿第三定律，工人对地面的压力大小为500 N。故B正确。]
随堂对点自测
1.C [人对跳板的弹力F1和跳板对人的弹力F2是一对作用力和反作用力，它们总是大小相等、方向相反，同时产生，同时消失，选项A、D错误，C正确；只有当运动员在跳板上静止时，F1才和运动员所受的重力大小相等，选项B错误。]
2.C [甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，不是一对平衡力，故选项A错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B错误；则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，设均为F，若m甲>m乙，则由a＝得，a甲3.D [雪容融对冰面的压力大小等于重力，但不是重力，故A错误；雪容融受到冰面的支持力是因为冰面的形变引起的，故B错误；雪容融处于平衡状态，水平方向不受力，不受摩擦力作用，故C错误；雪容融对冰面的压力与冰面对雪容融的支持力大小相等方向相反，是一对作用力与反作用力，故D正确。]
4.B [环沿杆加速下滑时，受到的滑动摩擦力方向向上，故杆受到的滑动摩擦力方向向下，对箱子与杆整体，由平衡条件可得，箱子受到地面的支持力大小为F＝Mg＋f，由牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力大小为Mg＋f，故B正确。](共56张PPT)
第5节 牛顿第三定律
第四章 牛顿运动定律
1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。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.知道作用力、反作用力与平衡力的区别。4.会利用牛顿第三定律转换研究对象。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二 牛顿第三定律
知识点一 作用力与反作用力
知识点三 牛顿第三定律的应用
知识点一 作用力与反作用力
如图所示，用手挤压放在桌面上的气球。
(1)手挤压气球，气球发生形变了，手是否也会发生
形变？如果手发生了形变，那么手和气球发生形变
的原因是什么？
(2)手和气球的形变有先后之分吗？
(3)手对气球的力和气球对手的力各是什么性质的力，它们的性质相同吗？
提示 (1)手会发生形变，只是形变很小。手和气球都发生了形变，原因是它们都受到了彼此的作用力。
(2)没有，形变是同时发生的。
(3)都是弹力，力的性质相同。
1.两个物体之间力的作用总是相互的：甲物体对乙物体有力的作用时，乙物体也一定同时对甲物体有方向______的力的作用。
2.作用力和反作用力：任何物体都不可能在受到力的同时，不对______物体产生相应的反作用。这种两个物体间相互作用的一对力叫作作用力和反作用力。
相反
施力
3.作用力和反作用力的四个特征
等值 作用力和反作用力的大小总是相等的
反向 作用力和反作用力的方向总是相反的
共线 作用力和反作用力总是作用在同一条直线上
同性质 作用力和反作用力总是同一种类的力(即同一性质的力)
【思考】 1.物体放到桌面上，是否先产生了压力，后产生支持力？
提示 不是，二者是同时产生的。
2.如图甲所示，两个同学课间休息时在教室里进行“掰腕子”比赛，经过较量，甲同学赢了乙同学。甲同学对乙同学的作用力是否大于乙同学对甲同学的作用力？
甲
提示 不是，它们大小相等，方向相反。
3.如图乙所示为游客乘坐马车观光的场景，马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力，两个力是否可以抵消？
乙
提示 不可以，因为两个力分别作用在两个不同的物体上。
例1 关于作用力与反作用力，下列说法中正确的是( )
A.物体相互作用时，先产生作用力，然后才产生反作用力
B.作用力和反作用力的合力为零
C.作用力和反作用力总是同时产生，同时消失，分别作用在两个物体上
D.放在水平桌面上的书，所受重力的反作用力作用在书上
解析 由作用力和反作用力的特征可知，作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，力的性质相同，它们同时产生，同时变化，同时消失，故A错误，C正确；作用力和反作用力大小相等，方向相反，在同一条直线上，但作用在不同的物体上，故不能合成，故B错误；放在水平桌面上的书所受重力的反作用力作用在地球上，故D错误。
C
作用力和反作用力的三个性质
训练1 如图所示，一匹马拉着车前行，关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系，下列说法中正确的是( )
A.马拉车的力总是大于车拉马的力
B.马拉车的力总是等于车拉马的力
C.加速运动时，马拉车的力大于车拉马的力
D.减速运动时，马拉车的力小于车拉马的力
解析 马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力和反作用力，它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，与运动状态无关，故A、C、D错误，B正确。
B
C
训练2 用桨划船使船在水中加速前行，关于受力大小情况分析的下列说法中，正确的是( )
A.桨推水的力大于水推桨的力
B.船头推水的力大于水推船头的力
C.脚蹬船前行的力大于水对船的阻力
D.脚蹬船的力大于船对脚的力
解析 桨推水的力与水推桨的力是一对作用力和反作用力，大小相等，选项A错误；船头推水的力与水推船头的力是一对作用力和反作用力，大小相等，选项B错误；船在水中加速前行，则脚蹬船前行的力大于水对船的阻力，选项C正确；脚蹬船的力与船对脚的力是一对作用力和反作用力，大小相等，选项D错误。
知识点二 牛顿第三定律
(1)人推墙时，墙对人有作用力吗？
(2)成语“以卵击石”是指拿鸡蛋去碰石头。比喻不自量力，自取灭亡。那么是否鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力？
提示 (1)墙对人也有作用力。
(2)不是，“以卵击石”中鸡蛋与石头之间的力是一对作用力与反作用力，大小相等，只是作用效果不同而已。
1.实验探究：如图所示，在水平桌面上把两个弹簧测力计A和B的挂钩勾在一起，B的另一端固定，用手拉弹簧测力计A的另一端，结果发现两个弹簧测力计的示数是______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。
相等
相等
2.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_________直线上。
(2)表达式：F＝－F′。
(3)意义：揭示了物体之间相互作用的规律，使人们不仅可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。
相等
相反
同一条
各个物体
【思考】 1.牛顿第三定律表达式F＝－F′中的“－”号的物理意义是什么？
提示 表示作用力与反作用力方向相反。
2.你如何理解牛顿第三定律中的“总是”两字？
提示 “总是”是强调对于任何物体在任何情况下作用力与反作用力的关系都成立，与物体的形状、大小无关，与物体的运动状态无关。
B
例2 引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚须超过单杠面。下放时，两臂放直，不能曲臂，如图所示，这样上拉下放，重复动作，达到健身的目的。关于做引体向上动作时人的受力，以下判断正确的是( )
A.在加速上拉过程中，单杠对人的作用力大于人对单杠的作用力
B.在加速下放过程中，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力大小相等
C.悬垂静止时，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对相互平衡力
D.在加速下放过程中，人的重力和单杠对人的作用力是一对相互平衡力
解析 无论是上拉过程，还是下放过程，还是悬垂静止中，单杠对人的作用力和人对单杠的作用力是一对相互作用力，其大小总是相等，与人的运动状态无关，选项A、C错误，B正确；在人加速下放过程中，虽然人受到的重力和单杠对人的作用力均竖直且方向相反，但由于人不是处于平衡状态，因此两个力不是一对相互平衡力，故D错误。
总结提升
一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较
内容 比较 作用力和反作用力 平衡力
不同点 作用 对象 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上
依赖 关系 相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个依然可存在
叠加性 两力作用效果不可叠加，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
力的 性质 一定是同种性质的力 可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力
相同点 大小相等，方向相反，作用在同一直线上
训练3 (多选)如图所示，杯子置于水平桌面时，杯子对桌面的压力为F1，桌面对杯子的支持力为F2，则下列说法正确的是( )
BC
A.力F1和力F2是一对平衡力
B.力F1和力F2是一对作用力和反作用力
C.力F2和杯子的重力G是一对平衡力
D.力F1大于力F2
解析 力F1是杯子对桌面的压力，力F2是桌面对杯子的支持力，力F1和力F2是一对作用力和反作用力，大小相等，故A、D错误，B正确；力F2和杯子的重力G是一对平衡力，故C正确。
知识点三 牛顿第三定律的应用
牛顿第三定律是转换研究对象的桥梁。牛顿第三定律在受力分析、处理连接体问题中都有广泛的应用。当某个力不方便直接分析或求解时，可利用牛顿第三定律转换研究对象，通过分析或求解其反作用力，从而快捷地解决问题。
例3 如图所示为马戏团中猴子爬杆的装置，已知底座连同竖直杆总质量为20 kg，猴子质量为5 kg，现让猴子沿杆以1 m/s2的加速度从杆底加速向上爬，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大？(g取10 m/s2)
解析 设猴子质量为m，杆及底座总质量为M，猴子向上加速爬时受到沿杆向上的力为F，对猴子由牛顿第二定律得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，所以水平面对底座的支持力为N＝F′＋Mg＝255 N，由牛顿第三定律知底座对水平面的压力N′＝N＝255 N。
答案 255 N
B
训练4 (2024·湖南省岳阳市期中)如图，质量为70 kg的工人站在地面上匀速拉升20 kg的材料，忽略绳子的质量及与定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )
A.300 N B.500 N
C.700 N D.900 N
解析 绳子的拉力T＝mg＝200 N，人受重力、支持力和拉力处于平衡状态，有Mg＝N＋T，解得N＝Mg－T＝700 N－200 N＝500 N，根据牛顿第三定律，工人对地面的压力大小为500 N。故B正确。
随堂对点自测
2
C
1.(作用力与反作用力)跳水一直是我国的优势项目，如图所示，是一运动员站在3米跳板上完成跳水过程的一瞬间，图中F1表示人对跳板的弹力，F2表示跳板对人的弹力，则( )
A.先有F1，后有F2
B.F1和运动员所受的重力一定大小相等
C.F1和F2大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力
D.因人离开跳板前具有向上的加速度，所以F2大于F1
解析 人对跳板的弹力F1和跳板对人的弹力F2是一对作用力和反作用力，它们总是大小相等、方向相反，同时产生，同时消失，选项A、D错误，C正确；只有当运动员在跳板上静止时，F1才和运动员所受的重力大小相等，选项B错误。
C
2.(牛顿第三定律的应用)(教科版教材P127自我评价第4题改编)如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是( )
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C.若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D.若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
D
3.(牛顿第三定律的应用)(2024·广西北海高一期末)如图所示为2022年北京冬残奥会吉祥物雪容融，雪容融静止在水平冰面上，下列说法正确的是( )
A.雪容融对冰面的压力就是雪容融的重力
B.雪容融受到冰面的支持力是因为雪容融底部发生弹性形变而引起的
C.雪容融一定会受到冰面的摩擦力
D.雪容融对冰面的压力与冰面对雪容融的支持力是一对作用力与反作用力
解析 雪容融对冰面的压力大小等于重力，但不是重力，故A错误；雪容融受到冰面的支持力是因为冰面的形变引起的，故B错误；雪容融处于平衡状态，水平方向不受力，不受摩擦力作用，故C错误；雪容融对冰面的压力与冰面对雪容融的支持力大小相等方向相反，是一对作用力与反作用力，故D正确。
B
4.(牛顿第三定律的应用)一箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个质量为m的环，箱与杆的质量为M，如图所示，已知环沿杆向下匀加速下滑时，环与杆之间的滑动摩擦力f，则此时箱子对地面的压力大小为( )
A.Mg B.Mg＋f C.mg＋Mg D.Mg－f
解析 环沿杆加速下滑时，受到的滑动摩擦力方向向上，故杆受到的滑动摩擦力方向向下，对箱子与杆整体，由平衡条件可得，箱子受到地面的支持力大小为F＝Mg＋f，由牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力大小为Mg＋f，故B正确。
课后巩固训练
3
D
题组一 作用力与反作用力
1.关于两个物体间的作用力与反作用力，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.只有在两个物体处于平衡状态时，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.若作用力是摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力
基础对点练
解析 作用力与反作用力同时产生，同时消失，没有先后，故A错误；作用力和反作用力大小相等是无条件的，与运动状态无关，故B错误；两个物体不接触，也会存在作用力和反作用力，比如在天空飞行的飞机受到重力和飞机对地球的吸引力是一对作用力和反作用力，故C错误；作用力和反作用力一定是同种性质的力，故D正确。
CD
2.(多选)用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用”。如图甲所示，把两个探头的挂钩勾在一起，向相反方向拉动，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，其中正确的是( )
A.作用力和反作用力时刻相同
B.作用力和反作用力作用在同一物体上
C.作用力和反作用力大小相等
D.作用力和反作用力方向相反
解析 由图乙可知，作用力和反作用力的图线关于t轴对称，说明作用力和反作用力的大小时刻相等，即同时增大，同时减小，变化完全一样，由于图像中的正、负表示方向，所以作用力和反作用力方向相反，作用力和反作用力作用在不同物体上，故A、B错误，C、D正确。
B
3.(2024·广西桂林十八中高一期末)2022年11月3日，广西壮族自治区第十五届少数民族传统体育运动会在桂林市隆重开幕，竞赛设置花炮、龙舟、独竹漂、秋千、射弩、陀螺、高脚竞速、板鞋竞速、少数民族武术、民族健身操、投绣球，攀爬椰子树等16个大项目，关于攀爬椰子树这一项目，以下说法正确的是( )
A.运动员加速向上攀爬时，运动员给椰子树的作用力大小大于椰子树给运动员的作用力大小
B.运动员匀速向上攀爬时，运动员给椰子树的作用力大小等于椰子树给运动员的作用力大小
C.运动员减速向上攀爬时，运动员给椰子树的作用力大小小于椰子树给运动员的作用力大小
D.运动员加速向下滑动时，运动员给椰子树的作用力大小大于椰子树给运动员的作用力大小
解析 运动员给椰子树的作用力与椰子树给运动员的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，与运动员的运动状态无关，故B正确。
A
4.如图所示，小明撑杆使船离岸，则下列说法正确的是( )
A.小明与船之间存在摩擦力
B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力
C.杆对岸的力大于岸对杆的力
D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对作用力和反作用力
解析 小明与船之间存在相对运动的趋势，则它们之间存在摩擦力，A正确；杆的弯曲是由于杆受到小明和岸对杆的力，B错误；杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力，大小相等，C错误；小明对杆的力和岸对杆的力都是杆受到的力，不是一对作用力与反作用力，D错误。
D
题组二 牛顿第三定律及应用
5.质量相等的甲、乙两同学站在滑板上，在旱冰场上相对而立，如果甲用60 N的力推乙，结果甲、乙两同学远离，如图所示。以下分析正确的是( )
A.甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对平衡力
B.甲对乙的推力为60 N，乙对甲的推力等于0
C.乙向后退，且始终受到60 N推力的作用
D.甲和乙均由静止向远离彼此的方向运动，说明力可以改变物体的运动状态
解析 甲对乙施加推力，则乙对甲也施加推力，它们是一作用力和反作用力，不是平衡力，故A错误；甲对乙的推力与乙对甲的推力大小相等，故B错误；当乙向后退时，甲也向后退，甲、乙分离，相互作用力为零，它们均由静止变为后退，运动状态发生变化，说明力可以改变物体的运动状态，故C错误，D正确。
D
6.(2024·广西玉林高一期末)中国首颗火星探测器“天问一号”搭载着长征五号重型运载火箭在海南文昌发射场顺利发射，火箭点火后，燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力而升空，下列说法正确的是( )
A.火箭飞离开地面后，喷出气体对火箭的作用力等于火箭的重力
B.加速上升过程中地球对火箭的作用力小于火箭对地球的作用力
C.喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力
D.火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力
解析 火箭飞离开地面后，火箭加速上升，因此喷出气体对火箭的作用力大于火箭的重力，A错误；地球对火箭的作用力和火箭对地球的作用力属于作用力与反作用力，大小相等，方向相反，B错误；作用力与反作用力是两个物体间的相互作用，因此火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力，C错误，D正确。
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7.(多选)如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图，下列说法中正确的是( )
A.杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对平衡力
B.杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力和反作用力
C.杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力
D.杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力和反作用力
解析 杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力，作用在同一物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，A正确，B错误；杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对作用力和反作用力，C错误，D正确。
B
8.杂技演员有高超的技术，能轻松地单手撑在凳子上，如图所示，前臂是竖直的，下列说法正确的是( )
A.人对凳子的压力就是人的重力
B.人体重心一定在前臂所在直线方向上
C.人受到凳子面的支持力是手掌形变产生的
D.人对凳子的压力和地面对凳子的支持力是一对平衡力
解析 人对凳子的压力和人的重力是两种不同性质的力，故A错误；人受到的支持力的方向是通过人的手掌沿前臂竖直向上的，人受到的支持力与人受到的重力是一对平衡力，可知人体重心一定在前臂所在直线方向上，故B正确；根据弹力的产生原因可知，人受到凳子面的支持力是凳子面的形变产生的，故C错误；凳子也有重力，所以人对凳子的压力与地面对凳子的支持力都作用在凳子上，不是平衡力，故D错误。
BC
9.(多选)有一个木块放在水平地面上，如图所示，用弹簧测力计拉着细绳水平牵引木块，弹簧测力计有示数但木块没有移动，以下判断正确的是( )
A.涉及木块的作用力和反作用力一共有3对
B.涉及木块的作用力和反作用力一共有4对
C.木块一共受到2对平衡力的作用
D.木块一共受到3对平衡力的作用
解析 涉及木块的作用力和反作用力一共有4对，即重力与木块对地球的吸引力、支持力和木块对地面的压力、木块与细绳之间的拉力、木块与地面之间的摩擦力，B正确，A错误；以木块为研究对象，木块竖直方向受到重力与支持力的作用，二者是一对平衡力，水平方向受到拉力和摩擦力的作用，二者也是一对平衡力，所以木块一共受到2对平衡力的作用，C正确，D错误。
C
10.吊在教室内的吊扇重力是G，静止时固定杆对它的拉力为F，扇叶水平转动后，杆对它的拉力为F′，则( )
A.F＝F′＝G B.F＝G，F′＞F
C.F＝G，F′＜F D.F′＝G，F′＞F
解析 电风扇静止时受到的重力和固定杆对它的拉力是一对平衡力，即F＝G；扇叶水平转动起来后，推动空气向下流动，由牛顿第三定律可知电扇受到的空气的反作用力方向向上，则有F′＋T′＝G，故F＞F′，综上可知，C项正确。
D
11.如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重G＝10 N的金属块，使金属块部分浸在台秤上的烧杯中(烧杯中的水不会溢出)，若弹簧测力计的示数变为T′＝6 N，则台秤的示数( )
综合提升练
A.保持不变 B.增加10 N
C.增加6 N D.增加4 N
解析 金属块部分浸入水中后，水对金属块产生浮力F。由弹簧测力计的示数知，浮力的大小为F＝G－T′＝(10－6) N＝4 N。根据牛顿第三定律可知，金属块对水施加的反作用力大小F′＝F＝4 N，则台秤的示数增加4 N，故D正确。
CD
12.(多选)电动平衡车是时下热门的一种代步工具。如图所示，人站在电动平衡车上在某水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.电动平衡车加速行驶时，车对人的作用力大小大于人对车的作用力大小
B.电动平衡车加速行驶时，车对人的作用力方向竖直向上
C.电动平衡车匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的作用力大小
D.电动平衡车匀速行驶时，人受到的重力和平衡车对人的支持力是一对平衡力
解析 作用力和反作用力总是相等，因此电动平衡车无论加速还是匀速行驶，车对人的作用力大小都等于人对车的作用力大小，选项A错误，C正确；电动平衡车加速行驶时，车对人有支持力和摩擦力，因此车对人的作用力方向不是竖直向上，选项B错误；电动平衡车匀速行驶时，人受到的重力和平衡车对人的支持力大小相等、方向相反，作用在同一个物体上，是一对平衡力，选项D正确。
A
13.杂技是一种技能、体能、娱乐性很强的表演活动。如图所示为杂技“顶竿”表演，一人A站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人B以加速度a加速下滑时，竿对人A的压力大小为(已知重力加速度为g)( )
A.(M＋m)g－ma B.(M＋m)g C.(M＋m)g＋ma D.(M－m)g
解析 以人B为研究对象，根据牛顿第二定律得mg－f＝ma，再以竹竿为研究对象，可知N＝Mg＋f，联立得N＝(M＋m)g－ma，根据牛顿第三定律可知竿对人A的压力大小为(M＋m)g－ma，故A正确。
B
14.如图所示，物体A、B质量分别是5 kg和12 kg，不计滑轮与绳间摩擦及绳的重力，整个系统静止。则B对地面的摩擦力和对地面的压力大小分别为(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)( )
培优加强练
A.30 N 70 N B.30 N 80 N
C.70 N 30 N D.80 N 30 N
解析 由于A处于平衡状态，
受力分析可知绳子上的拉力大小T＝mAg
对物体B受力分析，如图所示，
由于B静止，则有
水平方向：Tcos 53°＝f
联立两式得地面对B的摩擦力f＝30 N
竖直方向：mBg＝Tsin 53°＋N
代入数据解得N＝80 N
由牛顿第三定律可知f′＝30 N，N′＝80 N，即物体B对地面的摩擦力和压力大小分别为30 N和80 N，故选项B正确。