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第四章 牛顿运动定律
第四节 牛顿第三定律
1.知道力的作用是相互的,理解作用力和反作用力的概念,体会物理 概念的生成过程.
2.理解牛顿第三定律,会用它解决简单的问题.
3.掌握一对平衡力与一对相互作用力的区别和联系.
学习任务一 作用力与反作用力
教材新知梳理
另
一物体
两个物体间
把两个弹簧测力计A和B的挂钩钩在一起,用手拉A,发现两个弹簧测力计的 示数 .改变拉力,弹簧测力计的示数都随着 ,但两者的示数 总是 .这说明作用力和反作用力大小 ,方向 .
相同
变化
相同
相等
相反
关键核心突破
机器人的研发和使用给人们生活带来极大的便利.如图,一个重为G的扫 地机器人在水平地板上行驶.
(1)地板对机器人的支持力与机器人受到的重力是一对作用力与反作用 力,这种观点正确吗?
提示:(1)不正确.
(2)对机器人进行受力分析,并找出作用力与反作用力和一对平衡力.
(2)机器人受重力和支持力的作用,它们是一对平衡力;地面对机器人的支持 力与机器人对地面的压力是作用力与反作用力;重力与机器人对地球的引力 是一对作用力与反作用力.
项目 作用力与反作用力 一对平衡力
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
不 同 点 作用 对象 两个力分别作用在两个物体 上 两个力作用在同一个物体上
作用 时间 同时产生,同时变化,同时 消失,不可单独存在 不一定同时产生或消失
力的 种类 一定是同性质的力 不一定是同性质的力
作用 效果 因为一对作用力与反作用力 作用在两个物体上,各自产 生作用效果,故不能求合力 一对平衡力的作用效果是使物体处 于平衡状态,合力为零
A. 木箱所受到的拉力和水平地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力
B. 木箱对水平地面的压力和水平地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用 力
C. 木箱所受的重力和水平地面对木箱的支持力是一对平衡力
D. 木箱对水平地面的压力和水平地面对木箱的支持力是一对平衡力
思路点拨:①明确每个力的受力物体和施力物体.
BC
②平衡力一定作用于同一物体,而作用力与反作用力一定作用在两个物体上.
解析:木箱匀速前进,木箱所受到的拉力和水平地面对木箱的摩擦力是一对 平衡力;木箱所受的重力和水平地面对木箱的支持力是一对平衡力;木箱对 水平地面的压力和水平地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力.所以选 项B、C正确,A、D错误.
A. 小明的推力与汽车对小明的反作用力相互抵消,所以汽车 不动
B. 汽车的质量大,惯性很大,小明的水平力大小有限,不可 能推动汽车
C. 小明的推力与地面对汽车的摩擦力平衡,所以汽车不动
D. 小明的推力小于地面对汽车的摩擦力,所以汽车不动
C
解析:小明的推力与汽车对小明的作用力是一对作用力与反作用力,不能相 互抵消,故A错误;再小的力都可以使质量很大的物体产生加速度,汽车没 被推动的原因是小明的推力小于等于地面给汽车的最大静摩擦力,如果汽车 与地面间的摩擦很小,小明有可能推动,故B错误;汽车在水平推力的作用 下保持静止状态,汽车水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,大小 相等,C正确,D错误.
学习任务二 牛顿第三定律
教材新知梳理
2. 作用力和反作用力特点:分别作用在 的物体上,它们同 时 、同时消失,是同种性质的力.
3. 公式表达:F=-F′.
相等
相
反
同一条直线上
两个不同
产生
关键核心突破
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. 作用力与反作用力的“四同”“三异”
四同 等大 大小总相等
共线 作用在一条直线上
同时 同时产生、同时变化、同时消失
同性质 同一性质的力
三异 异向 方向相反
异体 作用在不同的物体上
异效 效果不能相互抵消,不能认为合力为零
BD
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,只是地面对甲的摩擦力大 于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜
思路点拨:甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力,大小总 相等.摩擦力大的一方获胜.
解析:甲获胜的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力;乙后退 的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力;但是,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.B、D正确.
[一题多变]
把上题变为下题中情境:
A
A. F1=F2,α1>α2 B. F1>F2,α1=α2
C. F1=F2,α1<α2 D. F1>F2,α1>α2
解析:由于杆是轻杆,把杆当作甲或乙的一部分,由牛顿第三定律知,F1= F2,故B、D错误;甲获胜是由于甲所受地面的最大静摩擦力大于乙的,即甲 对地面的压力大于乙对地面的压力,由题意可知α1>α2,故A正确.
[跟踪练习]
A. F1>F2 B. F1=F2 C. F1<F2 D. F1=ma
B
A. 重力 B. 手的推力
C. 空气的浮力 D. 喷出气体对气球的作用力
解析:气球内气体向后喷出时,气球对气体有向后的作用力,气体对气球有 向前的反作用力使气球向前运动,选项D正确.
D
A. 人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力
B. 人对体重计的压力和体重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体重计的压力是一对平衡力
D. 人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力
解析:人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力, A错,B对;人所受的重力和人对体重计的压力大小相等,方向相同,既不是 作用力与反作用力,也不是一对平衡力,C、D错.
B
A. 锤头对玻璃的作用力大于玻璃对锤头的作用力,所以玻璃才碎裂
B. 玻璃对锤头的作用力大于锤头对玻璃的作用力,只是由于锤头比玻璃能够 承受更大的力才没有碎裂
C. 锤头和玻璃之间的作用力是等大的,只是由于锤头比玻璃能够承受更大的 力才没有碎裂
D. 因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况,所以无法判断它们之间的相互作 用力的大小
C
解析:锤头对玻璃的作用力与玻璃对锤头的作用力是一对作用力与反作用 力,总是大小相等,方向相反,作用在不同物体上,因为物体的承受能力不 同,所以产生的作用效果不同,故C正确,A、B、D均错误.
4. 电动平衡车,又叫体感车、思维车、摄位车等.市场上主要有独轮和双 轮两类.
(1)如图所示的电动平衡车突然在水平面上做加速直线运动,人对平衡车的压 力大小是否发生变化?
解析:(1)根据牛顿第三定律可知:人对平衡车的压力等于平衡车对人的支持力.因人在竖直面内处于平衡状态,即平衡车对人的支持力与人所受的重力二力平衡,故人对平衡车的压力不因平衡车的加速而变化;
答案:(1)不发生变化
(2)小孩站在电动平衡车上与平衡车一起做匀速直线运动,人和平衡车的总质 量为35 kg,则电动平衡车对地面的压力为多少(g取9.8 m/s2)?
解析:(2)在竖直方向上:人和平衡车所受的重力和支持力是一对平衡力,则 人和平衡车所受支持力大小:FN=Mg=35 kg×9.8 N/kg=343 N,根据牛顿 第三定律,则电动平衡车对地面的压力大小为343 N.
答案:(2)343 N