(共32张PPT)
4 牛顿第三运动定律
学习任务一 作用力与反作用力
学习任务二 牛顿第三运动定律及其意义
学习任务三 一对相互作用力与一对平衡力的比较
学习任务四 牛顿第三运动定律在转换研究对象中的应用
备用习题
随堂巩固
◆导学案
学习任务一 作用力与反作用力
［教材链接］ 阅读教材,完成下列填空:
(1) 定义:物体间的一对相互作用力称为________与反作用力.可以把其中的任意一个力称为作用力，则另一个力就称为__________.
(2) 特点:力的作用总是______的.作用力与反作用力既可以存在于相互______的物体之间，也可以存在于________的物体之间.
作用力
反作用力
相互
接触
不接触
例1(1) 如图甲所示是“探究作用力与反作用力的关系”的实验装置,在测量之前弹簧测力计应该先进行______.把、两个弹簧测力计连接在一起,的一端固定,用手拉,两个弹簧测力计读数大小______,它们受力的方向______.
调零
相等
相反
(2) 如图乙所示,将两个弹簧测力计连接在一起,连接一块木块,用手拉着,匀速拉动木块时,观察到两弹簧测力计读数______(选填“相等”或“不相等”).在弹簧测力计的槽沟间放置泡沫塑料,它可以随指针移动,并作为指针到达最大位置的标记,手拉弹簧测力计使木块加速运动一段时间后,泡沫塑
相等
相等
料就停在前一过程中拉力最大的示数上.实验中观察到这两个示数______(选填“相等”或“不相等”).
(3) 前面的实验中观察到作用力与反作用力的方向______(选填“相同”或“相反”),同一时刻的作用力与反作用力______________.
相反
总是大小相等
例2 [2023·晋江养正中学月考] 如图所示，图甲是用力传感器“探究作用力与反作用力的关系”的实验装置，实验中与力传感器相连的计算机屏幕上显示的力如图乙所示.则以下说法正确的是( )
C
A.作用力变大时，反作用力变小
B.两力传感器间的作用力和反作用力作用在同一物体上
C.此图线的横坐标代表的物理量是时刻
D.此图线一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的
[解析] 由图像可知，作用力变大时，反作用力同时也变大，A错误；
两力传感器间的作用力和反作用力作用在不同物体上，B错误；
此图线为作用力和反作用力的大小随时间变化的关系，横坐标代表的物理量是时刻，C正确；
此图线不一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的，也可能处于运动状态，D错误.
【要点总结】
对作用力和反作用力的理解
(1)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，同时产生，同时变化，同时消失，性质相同，作用在不同物体上.
(2)作用力与反作用力的关系不受运动状态(速度、位移等)的影响.
学习任务二 牛顿第三运动定律及其意义
［教材链接］ 阅读教材,完成下列填空:
(1) 内容:两个物体之间的作用力与反作用力大小______,方向______,作用在_______________.
相等
相反
同一条直线上
(2)表达式:，其中、分别表示作用力和反作用力，负号表示两个力方向相反.
(3) 意义:揭示了物体之间__________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.
相互作用
［物理观念］ 鸡蛋去碰石头,鸡蛋会“粉身碎骨”,而石头却“安然无恙”,是不是就可以认为鸡蛋对石头的力小,而石头对鸡蛋的力大呢
[答案] 鸡蛋去碰石头,鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是一对作用力与反作用力，大相相等.鸡蛋会“粉身碎骨”,是因为鸡蛋比较脆弱,在作用力大小相同的情况下,鸡蛋更容易破.
例3 沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中，泥炭对人的阻力不计).若整个下陷的过程先加速、再减速、最后匀速运动，则下列说法中正确的是( )
D
A.在加速向下运动时，人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力
B.在减速向下运动时，人对沼泽地的压力小于沼泽地对人的支持力
C.在整个运动过程中，人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力
D.在整个运动过程中，人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力大小
[解析] 人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知，无论人是加速下陷还是减速下陷，人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力总是大小相等，选项A、B、C错误，选项D正确.
【要点总结】
对牛顿第三运动定律的理解
(1)牛顿第三定律适用于任意两个相互作用的物体,作用力与反作用力的关系跟物体的质量、物体的运动状态及物体受到的其他力无关,跟参考系的选取无关.
(2)作用力与反作用力作用在相互作用的两个物体上,各自产生作用效果.
(3)牛顿第三定律的作用:在一些物理综合题中,牛顿第三定律的主要作用是转换研究对象,将对作用力的求解转换为对该力的反作用力的求解.
学习任务三 一对相互作用力与一对平衡力的比较
［物理观念］ 如图所示，木块静止在水平面上.
(1) 在图中画出木块受到的重力和支持力的示意图.重力和支持力属于一对什么力？作用在几个物体上？性质相同吗？
[答案] 如图甲所示.重力和支持力属于一对平衡力，作用在同一个物体上，性质不同.
(2) 在图中，画出水平面对木块的支持力和木块对水平面的压力.支持力和压力属于一对什么力？分别作用在什么物体上？性质相同吗？
[答案] 如图乙所示.支持力和压力属于一对作用力与反作用力，支持力作用在木块上，压力作用在水平面上，性质总是相同的.
例4 [2023·厦门一中月考] 如图所示，用水平力将木块压在竖直墙面上保持静止状态，下列说法正确的是( )
A
A.木块所受重力与墙对木块的静摩擦力是一对平衡力
B.木块所受重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力与反作用力
C.木块对墙的压力与水平力是一对平衡力
D.水平力与墙对木块的弹力是一对作用力与反作用力
[解析] 木块处于静止状态，在竖直方向上受到两个力，即重力和墙对木块的静摩擦力，这两个力是一对平衡力，故A正确，B错误；
木块对墙的压力与水平力作用在两个不同的物体上，所以二者不是平衡力，故C错误；
木块在水平方向上受到水平力和墙对木块的弹力，这两个力是一对平衡力，故D错误.
【要点总结】
一对相互作用力与一对平衡力的比较
作用力与反作用力 平衡力
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
不同点 受力物体 作用在不同物体上 作用在同一物体上
性质 相同 不一定相同
依存关系 同时产生、同时变化、同时消失，相互依存，不可单独存在 无依存关系，撤销其中一个，另一个仍可存在，只是不再平衡
叠加性 不可叠加求合力，两力作用效果不会抵消 可以叠加求合力，合力为零，两力作用效果相互抵消
学习任务四 牛顿第三运动定律在转换研究对象中的应用
［物理观念］ 求解某个力的大小和方向，一般情况下选取该力的受力物体进行分析，但有些情况不便于直接求解该力时，可先通过转换研究对象，求解其反作用力的大小和方向，进而应用牛顿第三运动定律求得该力的大小和方向.
例5 如图所示，滑杆和底座静止在水平地面上，质量为，一质量为的猴子沿杆以(为重力加速度)的加速度加速下滑，则底座对地面的压力为( )
B
A. B. C. D.
[解析] 以猴子为研究对象，分析猴子的受力，如图甲所示，竖直方向上受重力和杆对猴子的摩擦力，则有，滑杆和底座受力如图乙所示，受重力、支持力，猴子对杆的摩擦力，由三力平衡得，由牛顿第三运动定律得，解得，由牛顿第三运动定律得底座对地面的压力大小为，方向竖直向下，故选项B正确.
1.如图所示,船夫用撑竿撑船前行,则 ( )
A.船对人的力小于人对船的力
B.船对水的力大于水对船的力
C.人对撑竿的力与撑竿对人的力大小相等
D.撑竿对河底的力大于河底对撑竿的力
C
[解析] 每个选项中的两个力均互为一对作用力和反作用力,力的大小分别相等,故C正确.
2. 如图所示,某同学脚穿旱冰鞋去推一张放在水平地面上的桌子,结果没推动.下列说法正确的是 ( )
A.他推桌子的力大于桌子对他的推力
B.他推桌子的力小于桌子对他的推力
C.他推桌子的力与桌子对他的推力是平衡力
D.他推桌子的力与桌子对他的推力是作用力与反作用力
D
[解析] 没有推动桌子说明桌子仍处于平衡状态,推力与地面对桌子的静摩擦力是一对平衡力;他推桌子的力与桌子推他的力是作用力与反作用力,大小相等、方向相反,作用在彼此上面,故D正确.
3. “掰手腕”是中学生课余非常喜爱的一项游戏.如图所示,甲、乙两同学正在进行“掰手腕”游戏.关于他们的手之间的力,下列说法正确的是( )
A.甲掰赢了乙,是因为甲的手对乙的手的作用力大于乙的手对甲手的作用力
B.只有当甲、乙僵持不分胜负时,甲的手对乙的手的作用力才等于乙的手对甲的手的作用力
C.甲、乙比赛对抗时,无法比较甲的手对乙的手的作用力和乙的
手对甲的手的作用力的大小关系
D.无论谁胜谁负,甲的手对乙的手的作用力大小总是等于乙的手对甲的手的作用力大小
D
[解析] 甲手与乙手之间的相互作用力总是大小相等、方向相反、作用在一条直线上,故D正确.
4. 如图所示,击球员用棒球棍回击飞过来的棒球时,球棒击棒球的力 ( )
A.比球撞击球棒的力更早产生
B.与球撞击球棒的力同时产生
C.大于球撞击球棒的力
D.小于球撞击球棒的力
B
[解析] 根据牛顿第三定律可知,作用力和反作用力总是等大、反向,同时产生,同时消失,故B正确,A、C、D错误.
5.如图所示,人静止站在测力计上,下列说法正确的是 ( )
A.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对平衡力
B.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力和反作用力
C.人所受的重力和人对测力计的压力是一对平衡力
D.人所受的重力和人对测力计的压力是一对作用力和反作用力
B
[解析] 人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力和反作用力,故A错误,B正确;
人所受的重力和人对测力计的压力既不是一对平衡力,也不是一对作用力和反作用力,故C、D错误.
6. 用手握住保温杯保持静止状态,下列说法正确的是 ( )
A.手握得越紧,手对杯子的摩擦力越大
B.杯子受到的压力是杯子发生微小形变产生的
C.杯子受到的重力与杯子对手的摩擦力是一对平衡力
D.杯子对手的摩擦力与手对杯子的摩擦力是一对作用力与反作用力
D
[解析] 当保温杯静止时,手对瓶子的摩擦力始终与杯子的重力平衡,不会随手握得变紧而变大,故A错误;
杯子受到的压力的施力物体是手,所以这个压力是手发生形变产生的,故B错误;
杯子受到的重力与手对杯子的摩擦力是一对平衡力,故C错误;
杯子对手的摩擦力与手对杯子的摩擦力是一对作用力与反作用力,故D正确.
7.如图所示,吊在大厅天花板上的电扇所受重力为G,静止时固定杆对它的拉力为F,电扇水平转动起来后,杆对它的拉力为F',则 ( )
A.F=G,F=F'
B.F=G,FC.电扇静止时,固定杆对它的作用力的大小等于它对固定杆的作用力
D.电扇水平转动后,固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力
C
[解析] 电扇不转时,F=G,而电扇转动起来后,向下吹风,对空气有向下的作用力,根据牛顿第三定律可知,空气对电扇有向上的作用力,此时杆对电扇的拉力F'固定杆对电扇的作用力与电扇对固定杆的作用力为一对作用力和反作用力,故两者总是大小相等、方向相反,C正确,D错误.
1.(对作用力与反作用力的理解)(多选)物体用一根轻弹簧悬于天花板下，物体和弹簧的受力如图所示，其中是物体受到的重力.关于这四个力，下列说法中正确的是 ( )
CD
A.的反作用力是 B.的反作用力是
C.的施力物体是弹簧 D.的施力物体是物体
[解析] 作用力与反作用力必须作用在两个相互作用的物体上，与是作用力与反作用力，的反作用力是弹簧对天花板向下的拉力，的反作用力不是，故选项A、B错误，C、D正确.
2.(一对相互作用力与一对平衡力的比较)一根轻绳的上端悬挂在天花板上，下端挂一灯泡，则( )
C
A.灯泡受到的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B.灯泡受到的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力与反作用力
C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力与反作用力
D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
[解析] 灯泡受到的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力，选项A、B错误；
灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力与反作用力，绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力与反作用力，选项C正确，选项D错误.
3.(对牛顿第三定律的理解)如图所示，用质量不计的轻绳和将、两重物悬挂起来，则下列说法正确的是( )
D
A.对的拉力和对的拉力是一对平衡力
B.对的拉力和对的拉力是一对作用力与反作用力
C.对的拉力和对的拉力是一对平衡力
D.对的拉力和对的拉力是一对作用力与反作用力
[解析] 对受力分析，它受到重力、的拉力、的拉力作用，因此对的拉力和对的拉力并不是一对平衡力，A错误；
作用力和反作用力作用在相互作用的两个物体上，对的拉力和对的拉力涉及了三个物体，B错误；
平衡力必须作用在同一个物体上，对的拉力和对的拉力分别作用在和上，不是平衡力，C错误；
对的拉力和对的拉力是一对作用力与反作用力，D正确.
4.(牛顿第三运动定律在受力分析中的应用)[2023·南安一中月考] 小霖家的二楼需要装修，小霖在屋檐安装了光滑的轻质滑轮，用一根质量忽略且不可伸长的绳索通过如图所示的方式将物料运送至二楼.已知小霖的质量，物料质量，重力加速度取.当物料以的加速度加速上升时，小霖对地面的压力大小为( )
A
A. B. C. D.
[解析] 对物料，由牛顿第二运动定律得，解得，对小霖，由平衡条件得，解得，根据牛顿第三定律可知，小霖对地面的压力大小为，故A正确.第4节 牛顿第三运动定律
[教材链接] (1)作用力 反作用力 (2)相互 接触 不接触
例1 (1)调零 相等 相反 (2)相等 相等 (3)相反 总是大小相等
例2 C [解析] 由图像可知,作用力变大时,反作用力同时也变大,A错误;两力传感器间的作用力和反作用力作用在不同物体上,B错误;此图线为作用力和反作用力的大小随时间变化的关系,横坐标代表的物理量是时刻,C正确;此图线不一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的,也可能处于运动状态,D错误.
[教材链接] (1)相等 相反 同一条直线上 (3)相互作用
[物理观念] 鸡蛋去碰石头,鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是一对作用力与反作用力,大相相等.鸡蛋会“粉身碎骨”,是因为鸡蛋比较脆弱,在作用力大小相同的情况下,鸡蛋更容易破.
例3 D [解析] 人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知,无论人是加速下陷还是减速下陷,人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力总是大小相等,选项A、B、C错误,选项D正确.
[物理观念] (1)如图甲所示.重力G和支持力N属于一对平衡力,作用在同一个物体上,性质不同.
(2)如图乙所示.支持力N和压力N'属于一对作用力与反作用力,支持力N作用在木块上,压力N'作用在水平面上,性质总是相同的.
例4 A [解析] 木块处于静止状态,在竖直方向上受到两个力,即重力和墙对木块的静摩擦力,这两个力是一对平衡力,故A正确,B错误;木块对墙的压力与水平力F作用在两个不同的物体上,所以二者不是平衡力,故C错误;木块在水平方向上受到水平力F和墙对木块的弹力,这两个力是一对平衡力,故D错误.
例5 B [解析] 以猴子为研究对象,分析猴子的受力,如图甲所示,竖直方向上受重力mg和杆对猴子的摩擦力f,则有mg-f=ma,滑杆和底座受力如图乙所示,受重力Mg、支持力N,猴子对杆的摩擦力f',由三力平衡得N=Mg+f',由牛顿第三运动定律得f'=f,解得N=Mg+0.6mg,由牛顿第三运动定律得底座对地面的压力大小为N'=N=Mg+0.6mg,方向竖直向下,故选项B正确.
随堂巩固
1.CD [解析] 作用力与反作用力必须作用在两个相互作用的物体上,F1与F3是作用力与反作用力,F4的反作用力是弹簧对天花板向下的拉力,F2的反作用力不是F3,故选项A、B错误,C、D正确.
2.C [解析] 灯泡受到的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力,选项A、B错误;灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力与反作用力,绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力与反作用力,选项C正确,选项D错误.
3.D [解析] 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,A错误;作用力和反作用力作用在相互作用的两个物体上,L2对M的拉力和L2对N的拉力涉及了三个物体,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,不是平衡力,C错误;L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力与反作用力,D正确.
4.A [解析] 对物料,由牛顿第二运动定律得F-mg=ma,解得F=240 N,对小霖,由平衡条件得F+N=Mg,解得N=360 N,根据牛顿第三定律可知,小霖对地面的压力大小为360 N,故A正确.第4节 牛顿第三运动定律
学习任务一 作用力与反作用力
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)定义:物体间的一对相互作用力称为 与反作用力.可以把其中的任意一个力称为作用力,则另一个力就称为 .
(2)特点:力的作用总是 的.作用力与反作用力既可以存在于相互 的物体之间,也可以存在于 的物体之间.
例1 (1)如图甲所示是“探究作用力与反作用力的关系”的实验装置,
在测量之前弹簧测力计应该先进行 .把A、B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定,用手拉A,两个弹簧测力计读数大小 ,它们受力的方向 .
(2)如图乙所示,将两个弹簧测力计连接在一起,B连接一块木块,A用手拉着,匀速拉动木块时,观察到两弹簧测力计读数 (选填“相等”或“不相等”).在弹簧测力计的槽沟间放置泡沫塑料,它可以随指针移动,并作为指针到达最大位置的标记,手拉弹簧测力计A使木块加速运动一段时间后,泡沫塑料就停在前一过程中拉力最大的示数上.实验中观察到这两个示数 (选填“相等”或“不相等”).
(3)前面的实验中观察到作用力与反作用力的方向 (选填“相同”或“相反”),同一时刻的作用力与反作用力 .
[反思感悟]
例2 [2023·晋江养正中学月考] 如图所示,图甲是用力传感器“探究作用力与反作用力的关系”的实验装置,实验中与力传感器相连的计算机屏幕上显示的力如图乙所示.则以下说法正确的是 ( )
A.作用力变大时,反作用力变小
B.两力传感器间的作用力和反作用力作用在同一物体上
C.此图线的横坐标代表的物理量是时刻
D.此图线一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的
[反思感悟]
【要点总结】
对作用力和反作用力的理解
(1)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,同时产生,同时变化,同时消失,性质相同,作用在不同物体上.
(2)作用力与反作用力的关系不受运动状态(速度、位移等)的影响.
学习任务二 牛顿第三运动定律及其意义
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)内容:两个物体之间的作用力与反作用力大小 ,方向 ,作用在 .
(2)表达式:F=-F',其中F、F'分别表示作用力和反作用力,负号表示两个力方向相反.
(3)意义:揭示了物体之间 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.
[物理观念] 鸡蛋去碰石头,鸡蛋会“粉身碎骨”,而石头却“安然无恙”,是不是就可以认为鸡蛋对石头的力小,而石头对鸡蛋的力大呢
例3 沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭,泥炭是沼泽地积累的植物残体,它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中,泥炭对人的阻力不计).若整个下陷的过程先加速、再减速、最后匀速运动,则下列说法中正确的是( )
A.在加速向下运动时,人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力
B.在减速向下运动时,人对沼泽地的压力小于沼泽地对人的支持力
C.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力
D.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力大小
[反思感悟]
【要点总结】
对牛顿第三运动定律的理解
(1)牛顿第三定律适用于任意两个相互作用的物体,作用力与反作用力的关系跟物体的质量、物体的运动状态及物体受到的其他力无关,跟参考系的选取无关.
(2)作用力与反作用力作用在相互作用的两个物体上,各自产生作用效果.
(3)牛顿第三定律的作用:在一些物理综合题中,牛顿第三定律的主要作用是转换研究对象,将对作用力的求解转换为对该力的反作用力的求解.
学习任务三 一对相互作用力与一对平衡力的比较
[物理观念] 如图所示,木块静止在水平面上.
(1)在图中画出木块受到的重力G和支持力N的示意图.重力G和支持力N属于一对什么力 作用在几个物体上 性质相同吗
(2)在图中,画出水平面对木块的支持力N和木块对水平面的压力N'.支持力N和压力N'属于一对什么力 分别作用在什么物体上 性质相同吗
例4 [2023·厦门一中月考] 如图所示,用水平力F将木块压在竖直墙面上保持静止状态,下列说法正确的是 ( )
A.木块所受重力与墙对木块的静摩擦力是一对平衡力
B.木块所受重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力与反作用力
C.木块对墙的压力与水平力F是一对平衡力
D.水平力F与墙对木块的弹力是一对作用力与反作用力
[反思感悟]
【要点总结】
一对相互作用力与一对平衡力的比较
作用力与反作用力 平衡力
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
不同点 受力物体 作用在不同物体上 作用在同一物体上
性质 相同 不一定相同
依存关系 同时产生、同时变化、同时消失,相互依存,不可单独存在 无依存关系,撤销其中一个,另一个仍可存在,只是不再平衡
叠加性 不可叠加求合力,两力作用效果不会抵消 可以叠加求合力,合力为零,两力作用效果相互抵消
学习任务四 牛顿第三运动定律在转换研究对象中的应用
[物理观念] 求解某个力的大小和方向,一般情况下选取该力的受力物体进行分析,但有些情况不便于直接求解该力时,可先通过转换研究对象,求解其反作用力的大小和方向,进而应用牛顿第三运动定律求得该力的大小和方向.
例5 如图所示,滑杆和底座静止在水平地面上,质量为M,一质量为m的猴子沿杆以0.4g(g为重力加速度)的加速度加速下滑,则底座对地面的压力为 ( )
A.Mg+0.4mg
B.Mg+0.6mg
C.(M+m)g
D.Mg
[反思感悟]
1.(对作用力与反作用力的理解)(多选)物体A用一根轻弹簧悬于天花板下,物体和弹簧的受力如图所示,其中F2是物体受到的重力.关于这四个力,下列说法中正确的是 ( )
A.F1的反作用力是F4
B.F2的反作用力是F3
C.F1的施力物体是弹簧
D.F3的施力物体是物体A
2.(一对相互作用力与一对平衡力的比较)一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一灯泡,则 ( )
A.灯泡受到的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B.灯泡受到的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力与反作用力
C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力与反作用力
D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
3.(对牛顿第三定律的理解)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与反作用力
4.(牛顿第三运动定律在受力分析中的应用)[2023·南安一中月考] 小霖家的二楼需要装修,小霖在屋檐安装了光滑的轻质滑轮,用一根质量忽略且不可伸长的绳索通过如图所示的方式将物料运送至二楼.已知小霖的质量M=60 kg,物料质量m=20 kg,重力加速度g取10 m/s2.当物料以a=2 m/s2的加速度加速上升时,小霖对地面的压力大小
为 ( )
A.360 N
B.400 N
C.560 N
D.800 N第4节 牛顿第三运动定律
1.B [解析] A对B的作用力和B对A的作用力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,同时变化,B正确.
2.(1)乙 (2)5 N 大小
[解析] (1)由图甲可知,此时测力计的两个力是作用在硬纸板上,两个测力计的拉力不是一对相互作用力,故选乙;
(2)由图丙可知,30 s时它们的示数均为5 N,两个物体之间的相互作用力大小是相等的.
3.A [解析] 根据牛顿第三定律知桨对水的作用力和水对桨的作用力大小相等,且同时产生,性质相同,A正确,B、C错误;惯性与物体运动的速度无关,D错误.
4.BD [解析] 不论物体处于何种状态,物体间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,由于它们作用在不同的物体上,所以其效果可以不同.甲获胜的原因是甲受到的地面的最大静摩擦力大于、等于绳子对甲的拉力,乙输的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的最大静摩擦力,根据牛顿第三定律,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,故A、C错误,B、D正确.
5.C [解析] 桌子受到的重力与地面对桌子的支持力是一对平衡力,故A错误;桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力是一对作用力和反作用力,故B错误;同学推桌子的力与桌子受到的摩擦力都作用在桌子上,是一对平衡力,故C正确;同学推桌子的力的受力物体是桌子,而同学受到的摩擦力的施力物体是地面,所以这两个力不是一对相互作用力,故D错误.
6.D [解析] 压路机静止在水平路面上,路面对压路机的支持力F1和压路机对路面的压力F2是压路机与路面间的相互作用力,它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,是一对作用力和反作用力,属于同一种类的力,A、B、C错误,D正确.
7.B [解析] 对乙受力分析,由牛顿第二定律可得mg-f=ma,解得f=mg-ma,则竿对甲的压力为N甲乙=f+Mg=Mg+mg-ma,则甲对水平地面的压力大小为N=mg+N甲乙=Mg+2mg-ma,故选B.
8.C [解析] 以A为研究对象,进行受力分析,由于fA=μmg=3 N>1 N,所以B对A的摩擦力与作用在A上的力F大小相等、方向相反,即为1 N;以A、B整体为研究对象,进行受力分析,可知地面对B的摩擦力为零,故C正确.
9.C [解析] 当金属球浸入水中后,受到向上的浮力作用,故弹簧测力计的示数减小;由牛顿第三定律可知,在水对球有向上的浮力的同时,金属球对水有向下的作用力,这两个力大小相等、方向相反,故使得台秤的示数增大,且弹簧测力计减少的示数等于台秤增加的示数,选项C正确.
10.BC [解析] 以人和木板组成的整体为研究对象,设绳中弹力大小为T,则2T=μ(G人+G木板)=0.2×(600+400) N=200 N,所以T=100 N,选项A错误,B正确;以人为研究对象,在水平方向上,人受到两个力的作用,即绳水平向右的弹力和木板对人的脚的摩擦力,因为二力平衡,所以该摩擦力与弹力等大、反向,即摩擦力方向水平向左,根据牛顿第三定律可知,人的脚给木板的摩擦力方向水平向右,C正确,D错误.
11.A [解析] 对整体分析,地面对整体的支持力为(M+m)g,根据牛顿第三定律可知木箱对地面的压力大小为(M+m)g,A正确;木箱处于静止状态,合力为零,B错误;对人受力分析,受到竖直向下的重力和木箱顶部给的竖直向下的作用力F、木箱底部给的竖直向上的支持力,三力平衡,故木箱底部对人的支持力为N=F+mg,根据牛顿第三定律可知人对木箱底部的压力大小为N'=F+mg,C错误;演员受到木箱顶部给的竖直向下的作用力F、底部给的竖直向上的支持力N=F+mg,故人受到木箱的作用力大小为mg,D错误.
12.70 0.06
[解析] 物体B受竖直向下的重力GB和竖直向上的拉力T=kx,由平衡条件可得GB=T=kx,物体A受到竖直向下的重力GA、竖直向上的支持力N、竖直向上的拉力T=kx,由平衡条件可得GA=N+kx,由牛顿第三定律可得,稳定后物体A对地面的压力大小为N'=N,联立可得x=0.06 m,N'=70 N.
13.(m1+m2)g-m2a
[解析] 环在竖直方向上受力情况如图甲所示,根据牛顿第二运动定律得m2g-f=m2a
箱子受力情况如图乙所示,根据平衡条件得
m1g+f'-N=0
由牛顿第三运动定律得f=f'
解得N=(m1+m2)g-m2a
根据牛顿第三运动定律,箱子对地面的压力大小为
N'=N=(m1+m2)g-m2a.第4节 牛顿第三运动定律建议用时:40分钟
◆ 知识点一 作用力与反作用力
1.如图所示,把A、B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定,用手拉A.关于A对B的作用力FAB与B对A的作用力FBA,下列说法正确的是 ( )
A.FAB大于FBA
B.FAB与FBA大小相等
C.FAB先于FBA产生
D.FAB后于FBA产生
2.[2023·厦门双十中学月考] 某校科学兴趣小组同学研究两个物体间相互作用力的特点.如图甲、乙为他们设计的两种实验方案.
(1)他们应根据图 所示方案进行实验.
(2)30 s时它们的示数均为 N,该小组同学经过多次实验得出结论:两个物体间相互作用力的 是相等的.
◆ 知识点二 牛顿第三运动定律及其意义
3.2023年9月24日,在杭州富阳水上运动中心举行的杭州亚运会女子双人双桨决赛中,中国组合鲁诗雨和沈双美以7分03秒41的成绩夺得冠军,下列说法正确的是 ( )
A.桨对水的作用力和水对桨的作用力大小相等
B.先有桨对水的作用力,后有水对桨的作用力
C.桨对水的作用力和水对桨的作用力是两种不同性质的力
D.两人在比赛过程中划行速度越快,惯性越大
4.(多选)如图所示,我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”,实际上相当于两个人拔河.如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是( )
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小
C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
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,所以甲获胜
◆ 知识点三 一对相互作用力与一对平衡力的对比
5.[2023·莆田一中月考] 在班级清扫卫生的劳动中,某同学用水平方向的力推桌子,桌子没动,下列说法中正确的是( )
A.桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对相互作用力
B.桌子对地面的压力和地面对桌子的支持力是一对平衡力
C.同学推桌子的力与桌子受到的摩擦力是一对平衡力
D.同学推桌子的力与同学受到的摩擦力是一对相互作用力
6.[2023·厦门集美中学月考] 如图所示,压路机静止在水平路面上,路面对压路机的支持力为F1,压路机对路面的压力为F2.关于F1、F2,下列说法正确的是 ( )
A.F1大于F2
B.F1小于F2
C.F1与F2是一对平衡力
D.F1和F2一定是同一种类的力
◆ 知识点四 牛顿第三运动定律在转换研究对象中的应用
7.[2023·厦门六中月考] 如图所示为杂技“顶竿”表演,质量为m的甲站在水平地面上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,竿上有一位质量也为m的乙沿着竖直竿以加速度a加速下滑,
重力加速度为g,则甲对水平地面的压力大小为 ( )
A.(M+2m)g+ma
B. (M+2m)g-ma
C.(M+2m)g
D. (M-2m)g
8.[2023·福州四中月考] 如图所示,两个物体A、B的质量均为1 kg,各接触面间的动摩擦因数均为0.3,g取10 m/s2,同时用F=1 N的两个水平力分别作用在A、B上,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则地面对物体B及B对物体A的摩擦力分别为( )
A.6 N、3 N
B.1 N、1 N
C.0、1 N
D.0、2 N
9.[2023·大田一中月考] 如图所示,台秤上放一个装有水的容器,有一个金属球挂在弹簧测力计下面.现将金属球浸没在水中,则关于金属球浸入水中后的情况,下列叙述中正确的是 ( )
A.弹簧测力计的示数减小,台秤的示数不变
B.弹簧测力计的示数不变,台秤的示数增加
C.弹簧测力计的示数减小,台秤的示数增大,且弹簧测力计减少的示数等于台秤增加的示数
D.弹簧测力计的示数增大,台秤的示数减小,且弹簧测力量计增加的示数等于台秤减少的示数
10.(多选)[2023·平潭一中月考] 如图所示,人所受重力为600 N,木板所受重力为400 N,人与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为0.2,绳与滑轮的质量及它们之间的摩擦均不计.现在人用水平拉力拉绳,使他与木板一起向右匀速运动,则 ( )
A.人拉绳的力是200 N
B.人拉绳的力是100 N
C.人的脚给木板的摩擦力方向水平向右
D.人的脚给木板的摩擦力方向水平向左
11.[2023·南平一中月考] 在某校的艺术节上,一位质量为m的魔术演员成功被“隔空送入”质量为M的木箱内,表演结束后,演员用恒力F竖直向上推木箱顶部,却未能推动顶盖,如图所示,已知重力加速度为g,则 ( )
A.木箱对地面的压力大小为(M+m)g
B.木箱受到的合力为F
C.演员对木箱下底面的压力大小为mg
D.演员受到木箱的作用力为F
12.[2023·上杭一中月考] 如图所示,GA=100 N,GB=30 N,弹簧的劲度系数k=500 N/m,不计绳、弹簧的重和摩擦,稳定后物体A对地面的压力大小为 N;弹簧的伸长量是 m.
13.一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,箱子与杆的总质量为m1,环的质量为m2,如图所示.已知环沿杆以加速度a匀加速下滑,重力加速度大小为g,则此时箱子对地面的压力大小为多少
