课件67张PPT。1.表达式:F=-F′(负号表示方向相反)
2.对作用力和反作用力的理解(三个特征、四种性质)
三个特征:
(1)等值,即大小总是相等的.
(2)反向,即方向总是相反的.
(3)共线,即二者总是在同一直线上.四种性质:
(1)异体性:即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个物体上.
(2)同时性:即作用力和反作用力同时产生,同时变化,同时消失.
(3)相互性:即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的.
(4)同性性,即二者性质总是相同的. (1)作用力和反作用力分别作用在两个物体上,其作用效果分别体现在各自的受力物体上,所以作用力和反作用力产生的效果不能抵消.
(2)牛顿第三定律是个普遍定律,它的成立不受条件限制,作用力与反作用力的关系与物体运动状态无关,与参考系的选取无关.【典例1】关于作用力和反作用力,下列说法中正确的是
A.物体相互作用时,先有作用力而后才有反作用力
B.作用力和反作用力大小相等、方向相反,在一条直线上,因此它们的合力为零
C.弹力的反作用力一定是弹力
D.马能将车拉动,是因为马拉车的力大于车拉马的力
【解题指导】分析作用力和反作用力时应注意作用力和反作用力的三个特征及四种性质.【标准解答】选C.作用力和反作用力是同时产生、同时变化、同时消失的,没有先后之分,A错误;作用力和反作用力大小相等、方向相反,在一条直线上,作用在两个相互作用的物体上,不能求合力,B错误;作用力和反作用力是同一性质的力,C正确;马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力,它们大小相等,D错误.【规律方法】 判断作用力和反作用力的方法
(1)看作用点,作用力和反作用力应作用在两个物体上;
(2)看产生的原因,作用力和反作用力是由于相互作用而产生的,一定是同一性质的力.【变式训练】2010年8月28日首届世界武博会在北京举行,女子柔道无差别级金牌由我国天津21岁女孩秦茜轻松赢得.在秦茜放倒对手的一瞬间,关于两者之间的相互作用力,以下说法正确的是( )
A.秦茜和对手之间的作用力是一对平衡力
B.秦茜对对手的作用力大于对手对秦茜的作用力
C.秦茜和对手之间的作用力是等大的
D.秦茜和对手之间的作用力的性质可以不相同【解析】选C.秦茜和对手之间的作用力是一对作用力和反作用力,一定等大反向,性质相同,但是分别作用在两个人身上,不是平衡力,故C正确,A、B、D错误.
【变式备选】鸡蛋掉在石头上,鸡蛋碎了,关于鸡蛋和石头间的相互作用力,正确的说法是( )
A.石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力
B.石头对鸡蛋的力小于鸡蛋对石头的力
C.石头对鸡蛋的力等于鸡蛋对石头的力
D.以上说法均不对
【解析】选C.鸡蛋和石头间的相互作用力是一对作用力与反作用力,作用力与反作用力总是大小相等的,故C正确,A、B、D错误. 作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同性、同存”,平衡力是“同体、共线、反向、等大”.【典例2】一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一个灯泡,则A.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
【解题指导】区别二力平衡和作用力与反作用力时应注意二力是否作用在同一物体上,或者看二力是否因为相互作用而产生.【标准解答】选C.一对作用力与反作用力的特点是:成对出现在相互作用的物体之间,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;分别作用在相互作用的两个物体上;同时存在,同时消失;一定是同一种性质的力.灯泡受的重力与绳对灯泡的拉力是一对平衡力,A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,B错误,C正确;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,D错误.【规律方法】区别作用力、反作用力和平衡力的三种方法
(1)一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区别就是:看作用点,二力平衡时此两力作用点一定是在同一物体上;作用力和反作用力的作用点一定是分别在两个物体上.
(2)两个力是否是“作用力和反作用力”最直观的判别方法是:看它们是不是因相互作用而产生的.如放在地面上的物体受到重力和支持力,由于重力不是因支持才产生的,因此,这一对力不是作用力和反作用力.(3)看涉及的物体个数:一对作用力和反作用力只涉及两个相互作用的物体;一对平衡力要涉及两个施力物体和一个受力物体,共有三个物体.【变式训练】关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识,正确的是( )
A.一对平衡力的合力为零,作用效果相互抵消,一对作用力与反作用力的合力也为零,作用效果也相互抵消
B.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且性质相同,平衡力的性质却不一定相同
C.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且一对平衡力也是如此
D.先有作用力,接着才有反作用力,一对平衡力却是同时作用在同一个物体上【解析】选B.作用力与反作用力是同种性质的力,同时产生、同时变化、同时消失,作用效果不能抵消;一对平衡力的性质不一定相同,但一对平衡力的合力为零,作用效果相互抵消,在一对平衡力中,其中一个力变化时,另一个力不一定变化,故B正确,A、C、D错误.【典例】(双选)用计算机辅助实验系统做“验证牛顿第三定律”的实验,如图所示是把两个测力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,出现显示器屏幕上的结果.观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的图线,以下结论中正确的是A.由图线关于t轴对称,可判断作用力与反作用力大小相等、方向相同
B.若把t轴上方图线看做是作用力随时间变化的图线,则t轴下方图线即为其反作用力随时间变化的图线C.从对两条图线的对比分析,可判断作用力与反作用力作用在同一物体上
D.从对两条图线的对比分析,可判断作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失
【解题指导】解答本题应明确以下两点:
(1)作用力与反作用力的关系.
(2)图象横轴和纵轴分别代表的物理量及其变化规律.【标准解答】选B、D.由图象可知作用力和反作用力大小相等,方向相反,同时产生,同时变化,同时消失,故A错,B、D正确;从图象中不能确定两力是否作用在一个物体上,故C错. 对牛顿第三定律的理解不深刻导致错误
甲、乙两人手拉手玩拔河游戏,结果甲胜乙败,对这个过程中作用于双方的力,下列说法中正确的是
A.甲拉乙的力一定比乙拉甲的力大
B.甲拉乙的力一定比乙拉甲的力小
C.甲拉乙的力与乙拉甲的力大小一定相等
D.只有在甲把乙拉动了的过程中,甲的拉力才比乙的拉力大,如果能出现短暂的相持过程,此时两人的拉力一样大【正确解答】根据牛顿第三定律可知,作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,而甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力,故其大小必相等,而乙失败的原因是乙与地面之间的摩擦力比甲与地面之间的摩擦力小,故正确答案为C.
正确答案:C 【易错分析】 1.(双选)下列叙述中正确的是( )
A.作用力与反作用力一定是同种性质的力
B.作用力与反作用力总是同时产生,同时消失
C.作用力与反作用力有时可以是平衡力
D.作用力与反作用力方向一定是相同的
【解析】选A、B.根据作用力与反作用力的同性质和同时性可知,作用力与反作用力的性质一定相同,且同时产生,同时消失,A、B正确.作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在两个物体上,故它们不可能是平衡力,C、D错误.2.(双选)下列说法中正确的是( )
A.甲物体受乙物体的作用,则乙物体一定同时受到甲物体的作用
B.甲物体对乙物体的作用一定是作用力,而乙物体对甲物体的作用一定是反作用力
C.若把甲、乙两物体看成质点,则甲、乙两物体间的作用力和反作用力一定在甲、乙两物体的连线上
D.若甲物体对乙物体的作用力竖直向上,则乙物体对甲物体的作用力也一定竖直向上【解析】选A、C.物体间的作用是相互的,甲物体受到乙物体的作用,乙物体必定同时受到甲物体的作用,且作用力与反作用力一定大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,相互作用的两个力中,其中任何一个都可以叫做作用力,另一个叫做反作用力,综上所述,A、C正确B、D错误.3.如图所示,两个弹簧测力计钩在一起,两边通过定滑轮各挂一个质量均为m的重物,则弹簧测力计的读数大小为
( )
A.2 mg B.mg
C.0 D.无法判断 【解析】选B.弹簧测力计是一种测力工具,使用时,挂钩端与被测力相接触,另一端固定,其实固定端也要受力,且等于被测力.本题中一端的重物起到固定的作用,弹簧测力计的读数就等于挂钩端物体的重力,故B正确.4.对于牛顿第三定律的理解,下列说法正确的是( )
A.当作用力产生后,再产生反作用力;当作用力消失后,反作用力才慢慢消失
B.弹力和摩擦力都有反作用力,而重力无反作用力
C.甲物体对乙物体的作用力是弹力,乙物体对甲物体的作用力可以是摩擦力
D.作用力和反作用力,这两个力在任何情况下都不会平衡【解析】选D.根据牛顿第三定律知,两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反、性质相同,同时产生,同时消失,故A、B、C错误;作用力和反作用力作用在两个相互作用的物体上,在任何情况下都不会平衡,故D正确.5.如图所示,质量为M的物体放在水平地面上,物体上固定一竖直轻杆,在杆上套一质量为m的圆环,圆环在杆上加速下滑时,与杆的摩擦力为f,则此时物体对地面的压力为多大?【解析】圆环在下滑过程中受到向上的摩擦力f,则圆环给杆一个反作用力,大小也为f,方向向下,因此物体对地面的压力等于Mg+f.
答案:Mg+f一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分,每小题至少一个选项正确)
1.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进,先做加速运动,然后改为匀速运动,最后改做减速运动,则下列说法中正确的是( )
A.加速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B.减速前进时,绳拉物体的力小于物体拉绳的力
C.只有匀速前进时,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小相等
D.不管物体如何前进,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等【解析】选D.不论物体加速、匀速还是减速运动,绳拉物体的力与物体拉绳的力总是作用力与反作用力,大小相等、方向相反,故D正确,A、B、C错误.2.如图是中国运动员黄珊汕在第16届广州亚运会女子蹦床比赛中的精彩镜头,黄珊汕在与蹦床接触的时候受到几对作用力与反作用力(忽略空气阻力)( )
A.一对 B.两对 C.三对 D.四对【解析】选B.与蹦床接触时,黄珊汕共受两个力,即重力和蹦床对她的支持力,这两个力的反作用力分别是她对地球的引力和对蹦床的压力,故共有两对作用力与反作用力,B正确.3.(双选)用手托着一块砖,开始静止不动,当手突然向上加速运动时,砖对手的压力
( )
A.一定小于手对砖的支持力
B.一定等于手对砖的支持力
C.一定大于手对砖的支持力
D.一定大于砖的重力【解析】选B、D.砖对手的压力与手对砖的支持力是一对相互作用力,大小相等,故B正确,A、C错误;由于手托砖向上加速,则手对砖的支持力一定大于砖的重力,即砖对手的压力一定大于砖的重力,故D正确.
4.物体静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.物体受到桌面的支持力等于物体的重力,但它们不是一对平衡力
B.物体对桌面的压力就是物体的重力,它们是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力的大小等于桌面对物体的支持力的大小,它们是一对作用力与反作用力
D.物体对桌面的压力的大小等于桌面对物体的支持力的大小,它们是一对平衡力【解析】选C.静止在桌面上的物体受重力和桌面的支持力作用,这两个力是一对平衡力,故A、D错误;一对作用力与反作用力的特点是:成对出现在相互作用的物体之间,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;同时存在,同时消失;一定是同一性质的力.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力,C正确,B错误.
5.(双选)跳高运动员从地面跳起,这是由于( )
A.运动员对地面的压力等于运动员受的重力
B.地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
C.地面对运动员的支持力大于运动员受的重力
D.地面对运动员的支持力等于运动员对地面的压力【解析】选C、D.运动员起跳的瞬间,有向上的加速度,故地面对运动员的支持力大小大于其本身的重力,而支持力和运动员对地面的压力是作用力与反作用力,即地面对运动员的支持力等于运动员对地面的压力,故C、D正确,A、B错误.
【方法技巧】对作用力与反作用力的错误认识
(1)错误地认为等大、反向、共线、作用在不同物体上的两个力就是作用力与反作用力.
(2)错误地认为作用力等于反作用力是有条件的,认为在非平衡系统中作用力大于反作用力.
(3)错误地认为作用力在先,反作用力在后.
(4)混淆作用力与反作用力和平衡力,错误地认为作用力与反作用力就是一对平衡力.
(5)错误地认为物体运动状态的改变是作用力大于反作用力的缘故.6.粗糙的水平地面上有一只木箱,现用一水平力拉木箱匀速前进,则( )
A.拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力
B.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力
C.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力
D.木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力【解析】选C.木箱匀速前进,则木箱受力平衡,拉力与地面对木箱的摩擦力是一对平衡力,地面对木箱的支持力与木箱受到的重力是一对平衡力,A、D错误;木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力,B错误,C正确.
二、非选择题(本大题共2小题,共20分)
7.(10分)如图所示重为G的物体放于水平桌面上,用理论说明物体对桌面的压力大小等于G.【解析】物体静止在桌面上,物体受到的重力G与桌面对它的支持力FN为一对平衡力,二力平衡,所以FN=G(指大小),物体对桌面的压力F′N与桌面对物体的支持力FN为作用力和反作用力,据牛顿第三定律知F′N=F(指大小),故F′N=G,即物体对桌面的压力大小等于它的重力大小.
答案:见解析8.(10分)如图所示,质量为M=60 kg的人通过光滑的定滑轮用绳拉着m=20 kg的物体.当物体匀速上升时,人对地面的压力为多少?(g取10 m/s2)【解析】物体匀速上升时,对物体m,由平衡条件得:
F-mg=0
解得:F=mg=20×10 N=200 N
由于人静止,则:Mg-F-FN=0
解得地面对人的支持力为:
FN=Mg-F=60×10 N-200 N=400 N
由牛顿第三定律得人对地面的压力为:F′N=400 N
答案:400 N