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第三章
实验五探究作用力与反作用力的关系
[实验基础]
[实验目的]
1．理解牛顿第三定律。
2．理解作用力与反作用力之间的大小、方向等关系。
3．通过对物体相互作用的实验的探究，得出牛顿第三定律。
[实验原理]
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
[实验器材]
力传感器、计算机。
[实验步骤]
1．把一只力传感器连在计算机上，传感器的钩子上挂钩码，观察计算机屏幕上的显示，可得到钩子受力的大小随时间变化的情况。
2.把两只力传感器同时连在计算机上，其中一只系在墙上，另一只握在手中，用力拉一只传感器，在一只传感器受力的同时，另一只传感器也受到力的作用，观察计算机屏幕显示，横坐标轴上下两条曲线分别表示两只传感器受力的大小。
[数据处理]
实验过程中，观察计算机屏幕的显示，横坐标轴上下两条曲线分别表示两只传感器受力的大小。
由图像可以看出在任何时刻两个力的大小都是相等的，方向都是相反的。
[误差分析]
1．系统误差：来源于传感器。
2．偶然误差：主要来源于实验操作规范性。
[注意事项]
1．连接实验装置要检查是否连接完成，计算机是否运行正常。
2．实验操作时要注意两手用力不可过大，以免损坏实验设备。
[演练考法]
某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系。如图甲所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个实心铁球，弹簧测力计的示数为F1，在圆盘测力计的托盘上放盛有水的烧杯，圆盘测力计的示数为F2；再把铁球浸没在水中(水未溢出)，如图乙所示，弹簧测力计的示数为F3，圆盘测力计的示数为F4。
(1)请你分析弹簧测力计示数的变化，即有F3_____F1(选填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)铁球对水的作用力大小为________，水对铁球的作用力大小为________，若两者相等，就说明了作用力与反作用力大小相等。
解析：(1)因题图乙中铁球受到浮力的作用，浮力向上，弹力减小，故F3＜F1。
(2)对烧杯分析可知，由于烧杯中的水受到铁球的反作用力，则示数增加，由弹簧秤的示数变化可知，铁球对水的作用力大小为：F1－F3；对铁球分析可知，铁球受到的浮力为：F1－F3；水对铁球的作用力大小为F4－F2，若F1－F3＝F4－F2，则可以证明作用力与反作用力大小相等。
答案：(1)＜ (2)F1－F3 F4－F2
