(共7张PPT)
第4节 牛顿第三运动定律
1.力是物体对物体的作用,只要谈到力,就一定存在着受力物体和施力物体。
2.力的作用是相互的。物理学中,把物体间的这一对相互作用力称为作用力与反作用力。
3.作用力与反作用力总是互相依存、同时存在的。我们可把其中任意一个力称为作用力,
另一个力则称为反作用力。
知识 清单破
知识点 1 作用力与反作用力
1.实验探究:如图所示,把两个弹簧测力计A和B连接在一起,B的一端固定,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随着改变,但两个弹簧测
力计的示数总是相等的,这说明作用力和反作用力大小相等,方向相反。
2.牛顿第三运动定律: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。
3.表达式:F=-F'。式中的负号表示作用力F与反作用力F'的方向相反。
4.牛顿第三定律的意义: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,还可把存在相互作用的各个物体的运动联系起来进行研究。
知识点 2 牛顿第三运动定律
5.应用:当研究某个物体的受力时,有时某个力不易研究,可以研究它的反作用力,最后根据
牛顿第三定律得出结果。
1.牛顿第三定律表达式:F=-F',式中的“-”号表示作用力与反作用力方向相反。
2.作用力和反作用力的理解
(1)三个性质
①异体性
作用力和反作用力分别作用在相互作用的两个的物体上。
②同时性
作用力和反作用力同时产生,同时变化,同时消失。
③相互性
作用力和反作用力总是相互的、成对出现的,且性质相同。
知识点 3 牛顿第三运动定律的理解
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的
同性质 作用力和反作用力性质总是相同的
(2)四个特征
(3)二个无关
①与物体运动状态无关;
②与是否和其他物体相互作用无关。
1.一对平衡力:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,且作用在同一物体上。
2.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,且作用在两个物体上。
3.一对作用力和反作用力一定是同一种类的力,而一对相互平衡的力则不一定是同一种类
的力。
知识点 4 平衡力与作用力和反作用力
1.用手拍打桌面,手也很疼,充分说明力的作用是相互的。 ( )
2.地球在吸引物体的同时,也被物体吸引。 ( )
3.有的力可能只有受力物体,没有施力物体。 ( )
4.两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。 ( )
5.物体间不可能只有作用力,而没有反作用力。 ( )
6.物块静止放在桌面上,物块所受重力和物块对桌面的压力是一对作用力和反作用力。
( )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。
√
√
√
第5章 牛顿运动定律
第4节 牛顿第三运动定律
基础过关练
题组一 牛顿第三运动定律
1.某中学秋季趣味运动会中,高一同学参加了拔河比赛,如果绳质量不计,且保持水平,在甲、乙两队的拔河比赛中,甲队获胜,则下列说法中正确的是 ( )
A.甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B.甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
C.只有当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力
2.(2023山东临沂期中)高山滑雪是在越野滑雪基础上、逐渐形成的雪上竞速项目。如图所示为某高山滑雪运动员在倾斜赛道上高速下滑时的情景,以下说法正确的是 ( )
A.赛道对运动员的弹力竖直向上
B.运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下
C.赛道对运动员的弹力与运动员受到的重力是一对作用力和反作用力
D.运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对平衡力
3.对于牛顿第三定律的理解,下列说法正确的是 ( )
A.重力没有反作用力
B.作用力与反作用力一定同时产生
C.物体加速运动时,作用力总是大于反作用力
D.作用力与反作用力总是等大的,所以任何情况下都能平衡
题组二 区分相互作用力和平衡力
4.如图所示,用质量不计的轻绳L1和L2将M、N两重物悬挂起来,则下列说法正确的是 ( )
A.L1对M的拉力和L2对M的拉力是一对平衡力
B.L2对M的拉力和L2对N的拉力是一对作用力与反作用力
C.L1对M的拉力和M对L1的拉力是一对平衡力
D.L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力和反作用力
5.如图所示,力F把一物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列有关力的相互关系叙述正确的是 ( )
A.作用力F和物体对墙壁的压力是一对平衡力
B.物体共受四个力的作用
C.作用力F和墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力
D.作用力F增大,墙壁对物体的静摩擦力也增大
能力提升练
题组一 对牛顿第三定律的理解
1.如图,一只小鸟落在了树枝上,树枝发生了弯曲,小鸟处于静止状态,下列说法正确的是 ( )
A.树枝发生了弯曲,是因为小鸟对树枝的压力大于树枝对小鸟的支持力
B.树枝对小鸟的支持力是由于树枝发生形变产生的
C.树枝对小鸟的力的方向斜向右上方
D.小鸟起飞瞬间,翅膀对空气的作用力大于空气对翅膀的作用力
2.竹蜻蜓是一种中国传统的民间儿童玩具,流传甚广。如图所示,竹蜻蜓由竹柄和“翅膀”两部分组成。玩儿时,双手一搓竹柄,然后双手松开,竹蜻蜓就会旋转着飞上天空,过一会儿落下来。松手后,关于竹蜻蜓和空气间的相互作用力,下列说法中正确的是 ( )
A.竹蜻蜓对空气的作用力大于空气对竹蜻蜓的作用力
B.竹蜻蜓对空气的作用力小于空气对竹蜻蜓的作用力
C.竹蜻蜓对空气的作用力等于空气对竹蜻蜓的作用力
D.竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力方向相同
3.在某次晚会上,杂技《绽放》表演了花样飞天,如图是女演员举起男演员的一个场景,两位杂技演员处于静止状态。下列说法正确的是 ( )
A.水平地面对女演员的支持力等于两演员的重力之和
B.水平地面对女演员的摩擦力水平向右
C.女演员对男演员的作用力大于男演员对女演员的作用力
D.女演员对男演员的作用力小于男演员对女演员的作用力
4.如图所示,一运动爱好者在无风时借助绳子缓慢下降,下列说法正确的是 ( )
A.运动爱好者对绳子的力和绳子对他的力是一对平衡力
B.绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力大于他的重力
C.绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力方向竖直向上
D.绳子对运动爱好者的力和岩石对他的力是一对作用力和反作用力
题组二 牛顿第三定律在受力分析中的应用
5.如图所示,截面为等腰三角形的木块A上放铁块B,木块A的斜边在竖直粗糙墙壁上,现对A施加竖直向上的力F,使得A、B一起向上匀速运动,运动过程中A、B一直保持相对静止。则木块A的受力个数为 ( )
A.3 B.4 C.5 D.6
6.(多选题)木箱重G1,人重G2,人站在木箱里用力F向上推木箱,如图所示,则有 ( )
A.人对木箱底的压力大小为G2+F
B.人对木箱底的压力大小为G2
C.木箱对地面的压力大小为G2+G1-F
D.木箱对地面的压力大小为G1+G2
7.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 ( )
A.保持不变 B.增加10 N
C.增加6 N D.增加4 N
8.如图所示,在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环,圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体,在圆环沿滑杆向下滑动的过程中,悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向,则 ( )
A.环只受三个力作用
B.环一定受四个力作用
C.物体做匀加速运动
D.悬绳对物体的拉力小于物体的重力
9.如图所示,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,箱子和杆总质量为M,环的质量为m。已知环沿着杆加速下滑,环与杆间的摩擦力大小为Ff,重力加速度大小为g,则此时箱子对地面的压力为 ( )
A.Mg B.(M+m)g
C.(M+m)g-Ff D.Mg+Ff
10.如图所示,质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上,现给物块一个初速度使它在木板上向右滑行,假设物块始终在木板上。木板与地面间动摩擦因数为μ1,物块与木板间动摩擦因数为μ2,已知木板始终处于静止状态,那么下列说法正确的是 ( )
A.物块受到的摩擦力大小为μ1mg
B.物块对木板的摩擦力方向水平向左
C.木板对地面的摩擦力方向水平向右
D.地面对木板的摩擦力大小一定是μ1(M+m)g
答案与分层梯度式解析
第5章 牛顿运动定律
第4节 牛顿第三运动定律
基础过关练
1.D 绳子质量不计,所以甲拉乙的力与乙拉甲的力大小始终相等,与运动状态无关,不管哪队获胜,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小;地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力,才使得甲队获胜。故选D。
2.B 赛道对运动员的弹力垂直于倾斜赛道向上,A错误;运动员相对赛道沿赛道下滑,因此赛道对运动员的滑动摩擦力方向沿赛道斜向上,由牛顿第三定律知,运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下,B正确;赛道对运动员的弹力与运动员受到的重力的受力物体都是运动员,因此不可能是一对作用力和反作用力,C错误;运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对作用力和反作用力,D错误。故选B。
3.B 重力的反作用力为物体对地球的吸引力,故A错误;作用力和反作用力同时产生,同时变化,同时消失,故B正确;作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,故C错误;作用力和反作用力作用在两个物体上,效果不能抵消,在任何情况下都不能平衡,故D错误。
4.D 对M受力分析,它受到重力、L1的拉力、L2的拉力作用,因此,L1对M的拉力和L2对M的拉力并不是一对平衡力,故A错误;作用力和反作用力作用在相互作用的两个物体之间,而B选项中是对M、N、L2三个物体分析,故B错误;平衡力必须作用在同一个物体上,L1对M的拉力和M对L1的拉力分别作用在M和L1上,显然不是平衡力,故C错误;D项中的一对力是作用力和反作用力,故D正确。
5.B F是外界对物体的作用力,而压力是物体对墙壁的作用力,二力不是作用在同一个物体上的,故不是平衡力,A错误;物体共受四个力的作用,分别是重力、力F、墙壁对物体的支持力和摩擦力,B正确;作用力F和墙壁对物体的弹力是一对平衡力,C错误;物体受到的是静摩擦力,大小等于物体的重力,与正压力无关,D错误。
能力提升练
1.B 小鸟对树枝的压力与树枝对小鸟的支持力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,选项A错误;树枝对小鸟的支持力是由于树枝发生形变产生的,选项B正确;因为小鸟静止,所以树枝对小鸟的力与小鸟的重力等大反向,则树枝对小鸟的力的方向竖直向上,选项C错误;小鸟起飞瞬间,翅膀对空气的作用力与空气对翅膀的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,选项D错误。
2.C 竹蜻蜓对空气的作用力和空气对竹蜻蜓的作用力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,竹蜻蜓对空气的作用力大小等于空气对竹蜻蜓的作用力,二者的方向相反。故C正确,A、B、D错误。
3.A 由题意可知,男、女演员处于静止状态,二者与地面之间没有相对运动的趋势,即地面对女演员没有摩擦力作用,二者整体受到重力和地面对其支持力作用,根据共点力的平衡条件可知,水平地面对女演员的支持力等于两演员的重力之和,故A正确,B错误;女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律可知,二者大小相等、方向相反,故C、D错误。
4.C 运动爱好者对绳子的力和绳子对他的力是一对相互作用力,A错误;运动爱好者缓慢下降,受力平衡,所以绳子和岩石对运动爱好者的作用力的合力大小等于他的重力,方向与重力相反,即竖直向上,B错误,C正确;绳子对运动爱好者的力和岩石对他的力都作用在运动爱好者上,不是相互作用力,D错误。故选C。
5.B 对于B,其处于平衡状态,受到重力、摩擦力和支持力作用,根据牛顿第三定律,A受到B给的摩擦力和压力作用。对于AB整体,水平方向若受到墙壁的弹力,不可能平衡,故墙壁对A无弹力,则也无摩擦力作用。又木块A受重力作用和竖直向上的力F,故A一共受到4个力作用。故选B。
6.AD 对人隔离受力分析,人受竖直向下的重力G2、向下的作用力F'、向上的支持力FN,由平衡条件与牛顿第三定律可得FN=G2+F'=G2+F,据牛顿第三定律,人对木箱底的压力大小为G2+F,A正确,B错误;将人与木箱看成一个整体,由平衡条件可得,木箱受到地面的支持力大小为G1+G2,由牛顿第三定律可知,木箱对地面的压力大小为G1+G2,C错误,D正确。
7.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。根据牛顿第三定律知,金属块对水施加的反作用力F'=F=4 N,所以台秤的示数增加4 N。
8.B 质量为M的物体受两个力作用:重力和轻绳拉力,因为悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向,故二力平衡,物体做匀速直线运动,故C、D错误;再对环进行受力分析可知,环受重力、轻绳拉力、滑杆支持力和摩擦力,故A错误,B正确。故选B。
9.D 以箱子和杆整体为研究对象,它受向下的重力Mg、环给它向下的摩擦力Ff和地面的支持力FN三个力的作用而平衡,则有FN=Mg+Ff,由牛顿第三定律知,箱子对地面的压力FN'=FN=Mg+Ff,D正确。
10.C 物块对木板的压力大小等于物块的重力mg,物块受到的滑动摩擦力大小为μ2mg,故A错误;木板相对于物块的运动方向向左,则物块对木板的滑动摩擦力方向水平向右,故B错误;以木板为研究对象,水平方向受到物块向右的滑动摩擦力,由平衡条件可知,地面对木板静摩擦力的方向水平向左,根据牛顿第三定律可知,木板对地面的摩擦力方向水平向右,故C正确;由平衡条件可知,地面对木板的摩擦力大小等于物块对木板的滑动摩擦力大小μ2mg,故D错误。
