第四节 牛顿第三定律
(分值：100分)
选择题1～10题，每小题8分，共80分，11～12题，每小题10分，共20分，合计100分
基础对点练
题组一 作用力与反作用力
1.如图所示，一物块用绳悬挂于天花板上，处于静止状态，则绳对物块拉力的反作用力是( )
物块对绳的拉力 物块的重力
绳对天花板的拉力 天花板对绳的拉力
2.(粤教版必修第一册课本P114实验3改编题)如图甲所示，把两个力传感器的挂钩钩在一起，让一个大人与一个小孩向相反方向拉，大人很轻松地就能将小孩拉过来。如果两个力传感器与计算机相连，就能很容易地显示出两个拉力随时间变化的图像，如图乙所示。由图像可以得出的正确结论是( )
作用力与反作用力的大小总是相等
作用力与反作用力的大小不相等
作用力与反作用力的作用时间不相等
作用力与反作用力的方向相同
题组二 对牛顿第三定律的理解
3.如图所示，人静止在水平地面上的体重秤上，下列说法正确的是( )
人对体重秤的压力和体重秤对人的支持力是一对作用力与反作用力
人对体重秤的压力和体重秤对人的支持力是一对平衡力
人对体重秤的压力大于体重秤对人的支持力
人对体重秤的压力小于人的重力
4.如图所示，甲、乙两个相同的空水杯在水平桌面上保持静止，则下列说法正确的是( )
甲杯是斜放的，所以甲杯受到的力不平衡
甲杯对桌面的压力与甲杯的重力是一对平衡力
甲杯对乙杯的作用力与地面对乙杯的支持力是一对平衡力
甲杯对乙杯的作用力与乙杯对甲杯的作用力是一对相互作用力
5.(多选)如图所示，把一本书放在水平桌面上保持静止，下列说法中正确的是( )
书对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的
书对桌面的压力在数值上等于书受到的重力
书保持静止是由于书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力
书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
6.(多选)如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上，使其保持静止，下列说法正确的是( )
水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
题组三 牛顿第三定律的应用
7.如图所示，质量为M的大圆环，用轻绳悬挂于天花板上，两个质量均为m的小环同时从等高处由静止滑下，当两小圆环滑至与圆心等高时所受到的摩擦力均为f，则此时大环对绳的拉力大小是(重力加速度为g)( )
Mg (M＋2m)g
Mg＋2f (M＋2m)g＋2f
8.一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱子对地面的压力大小为(重力加速度为g)( )
Mg＋f Mg－f
Mg＋mg Mg－mg
综合提升练
9.如图所示为一同学在网上发现的一幅新能源汽车的漫画，有关这幅漫画，下列说法正确的是( )
磁铁对铁块的作用力大于铁块对磁铁的作用力
磁铁对铁块的作用力大小等于铁块对磁铁的作用力
根据牛顿第二定律，这种设计能使汽车向前运动
只要磁铁的磁性足够强，汽车就可以一直运动下去
10.(多选)(2024·东莞市高一期末)如图所示，某同学把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用10 N的拉力拉弹簧测力计A。两弹簧测力计读数准确，且均未超出量程，下列说法正确的是( )
若A、B两弹簧测力计完全相同，A、B的示数才为5 N
若A、B两弹簧测力计的弹簧劲度系数不同，则可能A的示数为6 N，B的示数为4 N
无论A、B两弹簧测力计是否相同，A、B的示数都为10 N
A、B之间的拉力一直大小相等，方向相反，是一对作用力和反作用力
11.(多选)如图所示，三个木块A、B、C质量均为m，在水平推力F作用下静止靠在竖直的墙面上。已知A的左侧是光滑的，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A对B的摩擦力方向竖直向下，大小是mg
B对C的摩擦力方向竖直向下，大小是2mg
C对B的摩擦力方向竖直向上，大小是mg
墙对C的摩擦力方向竖直向上，大小是3mg
培优加强练
12.质量为M的人站在水平地面上，用绳通过光滑轻质定滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图所示，若重物以加速度a下降(a＜g)，则人对地面的压力大小为( )
(M＋m)g－ma M(g－a)－ma
(M－m)g＋ma Mg－ma
第四节 牛顿第三定律
1.A [根据作用力与反作用力的定义知绳对物块的拉力的反作用力是物块对绳的拉力，故A正确，B、C、D错误。]
2.A [观察F－t图像，图线关于t轴对称，表明作用力和反作用力的大小始终相等，方向始终相反，变化的情况完全相同，故A正确，B、D错误；从图像中可看出，作用力与反作用力同时产生、同时消失，作用时间相同，C错误。]
3.A [人对体重秤的压力和体重秤对人的支持力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，方向相反，故A正确，B、C错误；人静止在水平地面上的体重秤上，受到重力和支持力的作用处于平衡状态，所以人受到的支持力大小等于重力；而人受到支持力的大小与人对体重秤的压力大小相等，所以人对体重秤的压力大小等于人的重力，故D错误。]
4.D [甲杯处于静止状态，故甲杯受力平衡，故A错误；一对平衡力是作用于同一个受力物体的，故B错误；甲杯对乙杯的作用力与地面对乙杯的支持力不共线，故不是平衡力，故C错误；甲杯对乙杯的作用力与乙杯对甲杯的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在两个物体上，故D正确。]
5.BD [书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的，选项A错误；书对桌面的压力在数值上等于书受到的重力，选项B正确；书保持静止是由于书受到的重力与桌面对书的支持力是一对平衡力，选项C错误；书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力，选项D正确。]
6.BD [水平力F与墙壁对物体的弹力是一对平衡力，A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力，这两个力是一对平衡力，B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力既不是平衡力，也不是相互作用力，C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力，D正确。]
7.C [小环受到大环的摩擦力大小为f，方向向上，根据牛顿第三定律知，大环受到两个小环的摩擦力大小均为f，方向向下；以大环为研究对象，处于静止状态，受力平衡，向上的力是绳对它的拉力F，向下的力有：大环的重力G、两个小环施加的摩擦力2f；根据平衡力的特点，得到F＝G＋2f＝Mg＋2f，由牛顿第三定律可知大环对绳的拉力大小为Mg＋2f，故C正确。]
8.A [环在竖直方向上受重力及箱子内的杆给它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆竖直向下的摩擦力f′，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得FN＝f′＋Mg＝f＋Mg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力，即FN′＝Mg＋f，故选项A正确。]
9.B [磁铁对铁块的作用力和铁块对磁铁的作用力是一对相互作用力，大小相等，故A错误，B正确；磁铁和铁块都是汽车的一部分，两者之间的作用力是汽车的内部作用，根据牛顿第二定律，没有合外力也就没有加速度，不能前进，故C、D错误。]
10.CD [A、B之间的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，一定大小相等，方向相反，无论A、B两弹簧测力计是否相同，A、B的示数都为10 N，C、D正确。]
11.ABD [对A受力分析，B对A的摩擦力与A的重力平衡，所以B对A的摩擦力方向竖直向上，大小是mg，由牛顿第三定律知，A正确；对A、B、C组成的整体受力分析，墙对C的摩擦力与整体的重力平衡，所以墙对C的摩擦力方向竖直向上，大小是3mg，D正确；对A、B组成的整体受力分析，C对B的摩擦力与整体的重力平衡，所以C对B的摩擦力方向竖直向上，大小是2mg，根据牛顿第三定律知，B对C的摩擦力方向竖直向下，大小是2mg，B正确，C错误。]
12.C [设绳的拉力大小为T，对重物由牛顿第二定律知，mg－T＝ma，所以绳的拉力大小为T＝mg－ma。对人受力分析，人受重力Mg、绳的拉力T及地面的支持力FN而平衡，Mg＝FN＋T，所以FN＝Mg－T＝(M－m)g＋ma，人对地面的压力与地面对人的支持力为一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律知，人对地面的压力大小也为(M－m)g＋ma，故选项C正确。]第四节 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。
知识点一 作用力与反作用力
手用力拍桌面，手给桌面施加了一个力，手有什么感觉？据此说明为什么一个物体是施力物体同时必然是受力物体？
1.力是______________之间的相互作用。只要有力，就一定存在________物体和________物体。
2.作用力与反作用力：一个物体对另一物体有作用力时，同时也受到____________对它的作用力，两个物体间的这种相互作用力称为作用力与反作用力。
3.作用力和反作用力的四个特征
等值 作用力和反作用力大小总是相等的
反向 作用力和反作用力方向总是相反的
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】
如图甲所示，某人用力去推墙壁；如图乙所示，某次校运动会上，A、B两队进行拔河比赛；如图丙所示，手拿一磁铁靠近水平桌面上一安装有磁铁的小车，小车在磁铁的作用下发生运动。
(1)分析三种情况下无论物体是否接触、运动，当一个物体给另一个物体施加作用力时，另一个物体是否给这个物体施加作用力？
(2)通过分析，我们可以得出作用力和反作用力有怎样的依赖关系？
例1 下列说法正确的是( )
A.一对作用力与反作用力的性质可以不同
B.一对作用力与反作用力的合力为零
C.物体间不可能只有作用力，而没有反作用力
D.先有作用力，然后才有反作用力
作用力和反作用力的三个性质
训练1 放在水平桌面上的物体受到桌面对它的支持力，对支持力的反作用力的说法正确的是( )
A.反作用力是物体受到的重力，作用在地球上
B.反作用力是物体对桌面的压力，作用在桌面上
C.反作用力是物体对地球的引力，作用在物体上
D.支持力没有反作用力
知识点二 牛顿第三定律的表述
(1)如图所示，将两个劲度系数不同的弹簧测力计对拉，它们的读数相等吗？
(2)类比(1)中软硬弹簧间的相互作用特点，思考在“以卵击石”中鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力吗？如果不是，为什么出现卵碎石全的效果？
1.探究作用力与反作用力的关系
实验1：如图1，无论是单独拉弹簧测力计甲还是相互对拉弹簧测力计甲和乙，都能观察到二者的指针________移动，稳定后两者示数________。这说明作用力与反作用力的大小________。
图1
实验2：如图2，磁针A和磁针B受力在同一直线上且方向相反。这说明它们之间的作用力与反作用力的方向________，作用在____________。
两磁针之间的相互作用力的方向
图2
实验3：如图3，两条图线关于t轴对称，说明两个力传感器之间的作用力总是大小________、方向________。
图3
2.牛顿第三定律
(1)内容：两个物体之间的作用力F和反作用力F′总是大小__________、方向__________，作用在________________。
(2)条件：无论________与否，也无论是________还是静止，两物体间的作用力和反作用力都遵循牛顿第三定律。
(3)理解：作用力与反作用力分别作用在________不同的物体上，它们________产生、同时________，是________性质的力。
3.作用力与反作用力和一对相互平衡的力的比较
内容 比较 一对作用力和反作用力 一对平衡力
不同点 作用对象 两个相互作用的物体 同一物体
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，也可以是不同性质的力
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
【思考】
如图所示，硬币受到的重力和支持力是一对平衡力，硬币对纸片的压力与纸片对硬币的支持力属于相互作用力。试分析相互作用力是同种性质的力，平衡力一定是同种性质的力吗？作用力消失，其反作用力必然同时消失，一对平衡力中的一个消失，另一个马上消失吗？
例2 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
听课笔记
正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义
“总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力和反作用力的关系都成立。
(1)不管物体的大小、形状如何，两物体间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
(2)不管物体的运动状态如何，例如，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
(3)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的。
训练2 (多选)如图所示，电灯吊在天花板上，下列关于力的说法中，正确的是( )
A.灯对悬线的拉力与灯受到的重力是一对平衡力
B.灯对悬线的拉力与悬线对灯的拉力是一对作用力与反作用力
C.灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平衡力
D.灯受到的重力与悬线对天花板的拉力是一对作用力与反作用力
知识点三 牛顿第三定律的应用
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的加速度从杆底部加速向上爬，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)
训练3 如图所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上为一质量为M的竖直杆，当杆上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，杆对“底人”的压力大小为(重力加速度为g)( )
A.(M＋m)g B.(M＋m)g－ma
C.(M＋m)g＋ma D.(M－m)g
随堂对点自测
1.(作用力与反作用力)如图所示，踢毽子是一项深受大众喜爱的传统健身运动。在某次踢毽子的过程中，关于毽子和脚之间的相互作用力，下列说法正确的是( )
A.毽子对脚的作用力大于脚对毽子的作用力
B.毽子对脚的作用力小于脚对毽子的作用力
C.毽子对脚的作用力等于脚对毽子的作用力
D.脚对毽子的作用力与毽子对脚的作用力方向相同
2.(对牛顿第三定律的理解)如图所示，下列说法正确的是( )
3.(平衡力与相互作用力)(多选)举重是奥运会重要的比赛项目，运动员在抓举过程中，下列说法正确的是( )
A.在抓举杠铃上升阶段，手对杠铃的作用力大于杠铃对手的作用力
B.举住杠铃静止时，手对杠铃的作用力与杠铃对手的作用力大小相等
C.举住杠铃静止时，手对杠铃的作用力与杠铃对手的作用力是一对平衡力
D.举住杠铃静止时，手对杠铃的作用力与杠铃所受重力是一对平衡力
4.(牛顿第三定律的应用)越野滑雪是冬奥会比赛项目之一，如图为运动员在训练中的照片，运动员在赛道上滑行时，关于滑雪板与赛道之间的相互作用力，下列说法正确的是( )
A.滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B.滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
第四节 牛顿第三定律
知识点一
导学 提示 疼 手给桌子向下的压力，手是施力物体；同时桌子给手向上的弹力，手同时还是受力物体。同理，桌子是受力物体，同时也是施力物体。
知识梳理
1.物体与物体 受力 施力 2.另一物体
[思考] 提示 (1)当一个物体给另一个物体施加作用力时，另一个物体也给这个物体施加作用力。
(2)通过分析可知：作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失。
例1 C [一对作用力和反作用力性质相同，作用在不同的物体上，两力不能合成，故A、B错误；作用力和反作用力是同时产生的，故C正确，D错误。]
训练1 B [根据力的作用的相互性，物体受到桌面对它的支持力，则反作用力是物体对水平桌面的压力，作用在桌面上，故B正确，A、C、D错误。]
知识点二
导学 提示 (1)相等
(2)不是。鸡蛋与石头之间的力是一对作用力与反作用力，大小相等，但由于两者能承受的最大外力不同，所以会出现不同的效果。
知识梳理
1.同时 相同 相等 相反 同一条直线上 相等 相反
2.(1)相等 相反 同一条直线上 (2)接触 运动 (3)两个
同时 消失 同种
[思考] 提示 平衡力不一定是同种性质的力，平衡力中的一个力消失，另一个力不一定马上消失。
例2 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。不论加速运动或者减速运动，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，故A、C、D错误，B正确。 ]
训练2 BC [灯对悬线的拉力与灯受到的重力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故选项A错误；灯对悬线的拉力与悬线对灯的拉力是一对作用力与反作用力，故选项B正确；灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平衡力，故选项C正确；灯受到的重力与悬线对天花板的拉力不是同性质的力，不是一对作用力与反作用力，故选项D错误。]
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FN＝F′＋Mg＝255 N，由牛顿第三定律知底座对水平面的压力大小为FN′＝FN＝255 N。
训练3 B [对杆上的人受力分析，根据牛顿第二定律得mg－f＝ma，解得f＝mg－ma，则人对杆的摩擦力大小为f′＝f＝mg－ma，对杆受力分析，根据共点力的平衡条件得FN＝Mg＋f′＝(M＋m)g－ma，由牛顿第三定律知，杆对“底人”的压力大小FN′＝FN＝(M＋m)g－ma，故B正确，A、C、D错误。]
随堂对点自测
1.C [毽子对脚的作用力与脚对毽子的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故C正确，A、B、D错误。]
2.D [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，卫星吸引地球的力与地球吸引卫星的力大小相等，A、B错误；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；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。]
3.BD [手对杠铃的作用力和杠铃对手的作用力是相互作用力，等大反向，与运动状态无关，故A、C错误，B正确；举住杠铃静止时，杠铃所受合力为零，手对杠铃的作用力与杠铃所受重力是一对平衡力，故D正确。]
4.C [滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，方向相反，故C正确，A、B、D错误。](共47张PPT)
第四节 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。
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 牛顿第三定律的表述
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
手用力拍桌面，手给桌面施加了一个力，手有什么感觉？据此说明为什么一个物体是施力物体同时必然是受力物体？
提示 疼 手给桌子向下的压力，手是施力物体；同时桌子给手向上的弹力，手同时还是受力物体。同理，桌子是受力物体，同时也是施力物体。
1.力是_______________之间的相互作用。只要有力，就一定存在______物体和______物体。
2.作用力与反作用力：一个物体对另一物体有作用力时，同时也受到____________对它的作用力，两个物体间的这种相互作用力称为作用力与反作用力。
物体与物体
受力
施力
另一物体
3.作用力和反作用力的四个特征
等值 作用力和反作用力大小总是相等的
反向 作用力和反作用力方向总是相反的
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】
如图甲所示，某人用力去推墙壁；如图乙所示，某次校运动会上，A、B两队进行拔河比赛；如图丙所示，手拿一磁铁靠近水平桌面上一安装有磁铁的小车，小车在磁铁的作用下发生运动。
(1)分析三种情况下无论物体是否接触、运动，当一个物体给另一个物体施加作用力时，另一个物体是否给这个物体施加作用力？
(2)通过分析，我们可以得出作用力和反作用力有怎样的依赖关系？
提示 (1)当一个物体给另一个物体施加作用力时，另一个物体也给这个物体施加作用力。
(2)通过分析可知：作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失。
C
例1 下列说法正确的是( )
A.一对作用力与反作用力的性质可以不同
B.一对作用力与反作用力的合力为零
C.物体间不可能只有作用力，而没有反作用力
D.先有作用力，然后才有反作用力
解析 一对作用力和反作用力性质相同，作用在不同的物体上，两力不能合成，故A、B错误；作用力和反作用力是同时产生的，故C正确，D错误。
作用力和反作用力的三个性质
B
训练1 放在水平桌面上的物体受到桌面对它的支持力，对支持力的反作用力的说法正确的是( )
A.反作用力是物体受到的重力，作用在地球上
B.反作用力是物体对桌面的压力，作用在桌面上
C.反作用力是物体对地球的引力，作用在物体上
D.支持力没有反作用力
解析 根据力的作用的相互性，物体受到桌面对它的支持力，则反作用力是物体对水平桌面的压力，作用在桌面上，故B正确，A、C、D错误。
知识点二 牛顿第三定律的表述
(1)如图所示，将两个劲度系数不同的弹簧测力计对拉，它们的读数相等吗？
(2)类比(1)中软硬弹簧间的相互作用特点，思考在“以卵击石”中鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力吗？如果不是，为什么出现卵碎石全的效果？
提示 (1)相等
(2)不是。鸡蛋与石头之间的力是一对作用力与反作用力，大小相等，但由于两者能承受的最大外力不同，所以会出现不同的效果。
1.探究作用力与反作用力的关系
同时
实验1：如图1，无论是单独拉弹簧测力计甲还是相互对拉弹簧测力计甲和乙，都能观察到二者的指针______移动，稳定后两者示数______。这说明作用力与反作用力的大小______。
图1
相同
相等
实验2：如图2，磁针A和磁针B受力在同一直线上且方向相反。这说明它们之间的作用力与反作用力的方向______，作用在__________________。
相反
两磁针之间的相互作用力的方向
图2
同一条直线上
实验3：如图3，两条图线关于t轴对称，说明两个力传感器之间的作用力总是大小______、方向______。
相等
图3
相反
2.牛顿第三定律
(1)内容：两个物体之间的作用力F和反作用力F′总是大小______、方向______，作用在__________________。
(2)条件：无论______与否，也无论是______还是静止，两物体间的作用力和反作用力都遵循牛顿第三定律。
(3)理解：作用力与反作用力分别作用在______不同的物体上，它们______产生、同时______，是______性质的力。
相等
相反
同一条直线上
接触
运动
两个
同时
消失
同种
3.作用力与反作用力和一对相互平衡的力的比较
内容 比较 一对作用力和反作用力 一对平衡力
不 同 点 作用对象 两个相互作用的物体 同一物体
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，也可以是不同性质的力
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
【思考】
如图所示，硬币受到的重力和支持力是一对平衡力，硬币对纸片的压力与纸片对硬币的支持力属于相互作用力。试分析相互作用力是同种性质的力，平衡力一定是同种性质的力吗？作用力消失，其反作用力必然同时消失，一对平衡力中的一个消失，另一个马上消失吗？
提示 平衡力不一定是同种性质的力，平衡力中的一个力消失，另一个力不一定马上消失。
B
例2 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。不论加速运动或者减速运动，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，故A、C、D错误，B正确。
正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义
“总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力和反作用力的关系都成立。
(1)不管物体的大小、形状如何，两物体间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
(2)不管物体的运动状态如何，例如，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
(3)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的。
BC
训练2 (多选)如图所示，电灯吊在天花板上，下列关于力的说法中，正确的是( )
A.灯对悬线的拉力与灯受到的重力是一对平衡力
B.灯对悬线的拉力与悬线对灯的拉力是一对作用力与反作用力
C.灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平衡力
D.灯受到的重力与悬线对天花板的拉力是一对作用力与反作用力
解析 灯对悬线的拉力与灯受到的重力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故选项A错误；灯对悬线的拉力与悬线对灯的拉力是一对作用力与反作用力，故选项B正确；灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平衡力，故选项C正确；灯受到的重力与悬线对天花板的拉力不是同性质的力，不是一对作用力与反作用力，故选项D错误。
知识点三 牛顿第三定律的应用
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的加速度从杆底部加速向上爬，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FN＝F′＋Mg＝255 N，由牛顿第三定律知底座对水平面的压力大小为FN′＝FN＝255 N。
答案 255 N
训练3 如图所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上为一质量为M的竖直杆，当杆上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，杆对“底人”的压力大小为(重力加速度为g)( )
A.(M＋m)g B.(M＋m)g－ma
C.(M＋m)g＋ma D.(M－m)g
B
解析 对杆上的人受力分析，根据牛顿第二定律得mg－f＝ma，解得f＝mg－ma，则人对杆的摩擦力大小为f′＝f＝mg－ma，对杆受力分析，根据共点力的平衡条件得FN＝Mg＋f′＝(M＋m)g－ma，由牛顿第三定律知，杆对“底人”的压力大小FN′＝FN＝(M＋m)g－ma，故B正确，A、C、D错误。
随堂对点自测
2
C
1.(作用力与反作用力)如图所示，踢毽子是一项深受大众喜爱的传统健身运动。在某次踢毽子的过程中，关于毽子和脚之间的相互作用力，下列说法正确的是( )
A.毽子对脚的作用力大于脚对毽子的作用力
B.毽子对脚的作用力小于脚对毽子的作用力
C.毽子对脚的作用力等于脚对毽子的作用力
D.脚对毽子的作用力与毽子对脚的作用力方向相同
解析 毽子对脚的作用力与脚对毽子的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故C正确，A、B、D错误。
D
2.(对牛顿第三定律的理解)如图所示，下列说法正确的是( )
解析 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，卫星吸引地球的力与地球吸引卫星的力大小相等，A、B错误；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；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。
BD
3.(平衡力与相互作用力)(多选)举重是奥运会重要的比赛项目，运动员在抓举过程中，下列说法正确的是( )
A.在抓举杠铃上升阶段，手对杠铃的作用力大于杠铃对手的作用力
B.举住杠铃静止时，手对杠铃的作用力与杠铃对手的作用力大小相等
C.举住杠铃静止时，手对杠铃的作用力与杠铃对手的作用力是一对平衡力
D.举住杠铃静止时，手对杠铃的作用力与杠铃所受重力是一对平衡力
解析 手对杠铃的作用力和杠铃对手的作用力是相互作用力，等大反向，与运动状态无关，故A、C错误，B正确；举住杠铃静止时，杠铃所受合力为零，手对杠铃的作用力与杠铃所受重力是一对平衡力，故D正确。
C
4.(牛顿第三定律的应用)越野滑雪是冬奥会比赛项目之一，如图为运动员在训练中的照片，运动员在赛道上滑行时，关于滑雪板与赛道之间的相互作用力，下列说法正确的是( )
A.滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B.滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
解析 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，方向相反，故C正确，A、B、D错误。
课后巩固训练
3
A
题组一 作用力与反作用力
1.如图所示，一物块用绳悬挂于天花板上，处于静止状态，则绳对物块拉力的反作用力是( )
基础对点练
A.物块对绳的拉力 B.物块的重力
C.绳对天花板的拉力 D.天花板对绳的拉力
解析 根据作用力与反作用力的定义知绳对物块的拉力的反作用力是物块对绳的拉力，故A正确，B、C、D错误。
A
2.(粤教版必修第一册课本P114实验3改编题)如图甲所示，把两个力传感器的挂钩钩在一起，让一个大人与一个小孩向相反方向拉，大人很轻松地就能将小孩拉过来。如果两个力传感器与计算机相连，就能很容易地显示出两个拉力随时间变化的图像，如图乙所示。由图像可以得出的正确结论是( )
A.作用力与反作用力的大小总是相等
B.作用力与反作用力的大小不相等
C.作用力与反作用力的作用时间不相等
D.作用力与反作用力的方向相同
解析 观察F－t图像，图线关于t轴对称，表明作用力和反作用力的大小始终相等，方向始终相反，变化的情况完全相同，故A正确，B、D错误；从图像中可看出，作用力与反作用力同时产生、同时消失，作用时间相同，C错误。
A
题组二 对牛顿第三定律的理解
3.如图所示，人静止在水平地面上的体重秤上，下列说法正确的是( )
A.人对体重秤的压力和体重秤对人的支持力是一对作用力与反作用力
B.人对体重秤的压力和体重秤对人的支持力是一对平衡力
C.人对体重秤的压力大于体重秤对人的支持力
D.人对体重秤的压力小于人的重力
解析 人对体重秤的压力和体重秤对人的支持力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，方向相反，故A正确，B、C错误；人静止在水平地面上的体重秤上，受到重力和支持力的作用处于平衡状态，所以人受到的支持力大小等于重力；而人受到支持力的大小与人对体重秤的压力大小相等，所以人对体重秤的压力大小等于人的重力，故D错误。
D
4.如图所示，甲、乙两个相同的空水杯在水平桌面上保持静止，则下列说法正确的是( )
A.甲杯是斜放的，所以甲杯受到的力不平衡
B.甲杯对桌面的压力与甲杯的重力是一对平衡力
C.甲杯对乙杯的作用力与地面对乙杯的支持力是一对平衡力
D.甲杯对乙杯的作用力与乙杯对甲杯的作用力是一对相互作用力
解析 甲杯处于静止状态，故甲杯受力平衡，故A错误；一对平衡力是作用于同一个受力物体的，故B错误；甲杯对乙杯的作用力与地面对乙杯的支持力不共线，故不是平衡力，故C错误；甲杯对乙杯的作用力与乙杯对甲杯的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在两个物体上，故D正确。
BD
5.(多选)如图所示，把一本书放在水平桌面上保持静止，下列说法中正确的是( )
A.书对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的
B.书对桌面的压力在数值上等于书受到的重力
C.书保持静止是由于书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力
D.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
解析 书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的，选项A错误；书对桌面的压力在数值上等于书受到的重力，选项B正确；书保持静止是由于书受到的重力与桌面对书的支持力是一对平衡力，选项C错误；书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力，选项D正确。
BD
6.(多选)如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上，使其保持静止，下列说法正确的是( )
A.水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
解析 水平力F与墙壁对物体的弹力是一对平衡力，A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力，这两个力是一对平衡力，B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力既不是平衡力，也不是相互作用力，C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力，D正确。
C
题组三 牛顿第三定律的应用
7.如图所示，质量为M的大圆环，用轻绳悬挂于天花板上，两个质量均为m的小环同时从等高处由静止滑下，当两小圆环滑至与圆心等高时所受到的摩擦力均为f，则此时大环对绳的拉力大小是(重力加速度为g)( )
A.Mg B.(M＋2m)g C.Mg＋2f D.(M＋2m)g＋2f
解析 小环受到大环的摩擦力大小为f，方向向上，根据牛顿第三定律知，大环受到两个小环的摩擦力大小均为f，方向向下；以大环为研究对象，处于静止状态，受力平衡，向上的力是绳对它的拉力F，向下的力有：大环的重力G、两个小环施加的摩擦力2f；根据平衡力的特点，得到F＝G＋2f＝Mg＋2f，由牛顿第三定律可知大环对绳的拉力大小为Mg＋2f，故C正确。
A
8.一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱子对地面的压力大小为(重力加速度为g)( )
A.Mg＋f B.Mg－f
C.Mg＋mg D.Mg－mg
解析 环在竖直方向上受重力及箱子内的杆给它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆竖直向下的摩擦力f′，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得FN＝f′＋Mg＝f＋Mg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力，即FN′＝Mg＋f，故选项A正确。
B
9.如图所示为一同学在网上发现的一幅新能源汽车的漫画，有关这幅漫画，下列说法正确的是( )
综合提升练
A.磁铁对铁块的作用力大于铁块对磁铁的作用力
B.磁铁对铁块的作用力大小等于铁块对磁铁的作用力
C.根据牛顿第二定律，这种设计能使汽车向前运动
D.只要磁铁的磁性足够强，汽车就可以一直运动下去
解析 磁铁对铁块的作用力和铁块对磁铁的作用力是一对相互作用力，大小相等，故A错误，B正确；磁铁和铁块都是汽车的一部分，两者之间的作用力是汽车的内部作用，根据牛顿第二定律，没有合外力也就没有加速度，不能前进，故C、D错误。
CD
10.(多选)(2024·东莞市高一期末)如图所示，某同学把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用10 N的拉力拉弹簧测力计A。两弹簧测力计读数准确，且均未超出量程，下列说法正确的是( )
A.若A、B两弹簧测力计完全相同，A、B的示数才为5 N
B.若A、B两弹簧测力计的弹簧劲度系数不同，则可能A的示数为6 N，B的示数为4 N
C.无论A、B两弹簧测力计是否相同，A、B的示数都为10 N
D.A、B之间的拉力一直大小相等，方向相反，是一对作用力和反作用力
解析 A、B之间的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，一定大小相等，方向相反，无论A、B两弹簧测力计是否相同，A、B的示数都为10 N，C、D正确。
ABD
11.(多选)如图所示，三个木块A、B、C质量均为m，在水平推力F作用下静止靠在竖直的墙面上。已知A的左侧是光滑的，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.A对B的摩擦力方向竖直向下，大小是mg
B.B对C的摩擦力方向竖直向下，大小是2mg
C.C对B的摩擦力方向竖直向上，大小是mg
D.墙对C的摩擦力方向竖直向上，大小是3mg
解析 对A受力分析，B对A的摩擦力与A的重力平衡，所以B对A的摩擦力方向竖直向上，大小是mg，由牛顿第三定律知，A正确；对A、B、C组成的整体受力分析，墙对C的摩擦力与整体的重力平衡，所以墙对C的摩擦力方向竖直向上，大小是3mg，D正确；对A、B组成的整体受力分析，C对B的摩擦力与整体的重力平衡，所以C对B的摩擦力方向竖直向上，大小是2mg，根据牛顿第三定律知，B对C的摩擦力方向竖直向下，大小是2mg，B正确，C错误。
C
培优加强练
12.质量为M的人站在水平地面上，用绳通过光滑轻质定滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图所示，若重物以加速度a下降(a＜g)，则人对地面的压力大小为( )
A.(M＋m)g－ma B.M(g－a)－ma
C.(M－m)g＋ma D.Mg－ma
解析 设绳的拉力大小为T，对重物由牛顿第二定律知，mg－T＝ma，所以绳的拉力大小为T＝mg－ma。对人受力分析，人受重力Mg、绳的拉力T及地面的支持力FN而平衡，Mg＝FN＋T，所以FN＝Mg－T＝(M－m)g＋ma，人对地面的压力与地面对人的支持力为一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律知，人对地面的压力大小也为(M－m)g＋ma，故选项C正确。
