第4节 牛顿第三运动定律
核心素养
物理观念
科学探究
科学态度与责任
1.知道两个物体间的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。
2．理解牛顿第三运动定律的含义，能够区分平衡力与相互作用力的异同点。
3.能够根据各种力的特点，分析物体的受力。
通过弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。
能运用牛顿第三运动定律解释生产、生活中的有关现象。
知识点一 作用力与反作用力
[观图助学]
作用力与反作用力：一个物体对另一个物体施加作用力，这个物体同时也受到另一个物体对它产生的作用力。把物体间的这一对相互作用力，称为作用力与反作用力。其中任意一个力称为作用力，另一个力则称为反作用力。作用力和反作用力总是相互依赖、同时存在的。
[思考判断]
(1)有的力可能只有受力物体，没有施力物体。(×)
(2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。(×)
(3)物体间不可能只有作用力，而没有反作用力。(√)
(4)先有作用力，然后才有反作用力。(×)
甲船上的小孩用力推乙船时，甲船也会受到力的作用。
知识点二 牛顿第三运动定律及其意义
[观图助学]
(1)如图所示，两个弹簧测力计对拉，它们的读数相等吗？
(2)在拔河游戏中，两队通过绳子中的张力作用，对彼此施加的力大小和方向怎样？
牛顿第三运动定律
(1)内容：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。
(2)表达式：F＝－F′。
(3)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，还可以把存在相互作用的各个物体的运动联系起来进行研究。
[思考判断]
(1)作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。(√)
(2)一对作用力与反作用力的性质可以不同。(×)
(3)一对作用力与反作用力的合力为零。(×)
“掰腕子”是比较臂力大小的一种常见比赛。在一次“掰腕子”比赛中，甲轻松地胜了乙，但甲对乙的作用力大小仍等于乙对甲的作用力的大小
对于任何物体，在任何条件下，作用力与反作用力的关系均成立，与物体大小、形状、是否受其他力、物体的运动状态均无关。
核心要点 作用力和反作用力的理解
[要点归纳]
对作用力反作用力的理解
(1)只要有力发生，就一定有受力物体和施力物体。
施力物体同时也是受力物体
(2)物体间的力的作用是相互的，说明力是成对出现的。
(3)作用力与反作用力是相对的，如果定义其中一个力是作用力，则另一个力就是反作用力。
[试题案例]
[例1] 下列说法中正确的是( )
A.地球附近的物体的重力没有反作用力
B.相互作用的两个力究竟哪一个力是作用力(或反作用力)是人为规定的
C.“鸡蛋碰石头”的过程中，鸡蛋对石头的力必为作用力，石头对鸡蛋的力必为反作用力
D.凡是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上且作用在同一个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力
解析 物体受到的重力属于地球对物体的吸引力，它的反作用力是物体对地球的吸引力，选项A错误；一对相互作用力，究竟哪一个力是作用力，哪一个力是反作用力，是相对而言的，选项B正确，C错误；作用力和反作用力分别作用在两个相互作用的物体上，选项D错误。
答案 B
[针对训练1] 用锤头敲玻璃，玻璃被打碎，而锤头未碎。对于这一现象，下列说法正确的是( )
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
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错误。
答案 C
核心要点 牛顿第三运动定律的理解及应用
[观察思考]
成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头。比喻不自量力，自取灭亡。那么是否蛋对石头的力小于石头对蛋的力？
答案 不是，以卵击石时，卵与石之间的力是一对作用力与反作用力，大小相等，只是作用效果不同而已。
[要点归纳]
1.牛顿第三运动定律表达式：F＝－F′，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反。
2.牛顿第三运动定律的重要意义
牛顿第三运动定律全面揭示了作用力和反作用力的关系，可归纳为三个性质和四个特征。
(1)三个性质
(2)四个特征
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在同一条直线上
同性质
作用力和反作用力性质总是相同的
温馨提示 牛顿第三运动定律中的“大小相等，方向相反”表现在以下三个方面
(1)与物体的大小和形状无关。
(2)与物体的运动状态无关。
(3)与另一个物体受不受其他力无关。
[试题案例]
[例2] (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，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜
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，根据牛顿第三运动定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小。选项B、D正确。
答案 BD
[针对训练2] (多选)在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，如图甲所示，某同学用两个力传感器进行实验，通过计算机得到图乙。下列由图乙得到的实验结论中正确的是 ( )
A.两传感器间的作用力与反作用力大小相等
B.两传感器间的作用力与反作用力方向相反
C.两传感器间的作用力与反作用力同时变化
D.两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上
解析 根据图像可知，两传感器间的作用力与反作用力大小相等，方向始终相反，A、B正确；作用力与反作用力同时产生，同时变化，同时消失，C正确；作用力与反作用力作用在不同的物体上，D错误。
答案 ABC
核心要点 一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较
[观察思考]
如图所示，在水平桌面上放置一个重为G的茶杯，试分析茶杯受到哪几个力的作用？这几个力的反作用力分别是什么力？这几个力的平衡力又分别是什么力？
答案 茶杯受到重力G和桌面对它的支持力N这两个力的作用。重力G的反作用力是茶杯对地球的吸引力，支持力N的反作用力是茶杯对桌面的压力，茶杯受到的重力G和桌面对茶杯的支持力N正好是一对平衡力。
[要点归纳]
作用力与反作用力和平衡力的区别
作用力与反作用力
平衡力
共同点
大小相等，方向相反，作用在同一直线上
不同点
作用对象
作用在两个物体上
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、变化或消失，可以单独存在，只是不再平衡
力的性质
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
[试题案例]
[例3] 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
解析 灯泡受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和反作用力，绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力和反作用力，选项C正确，选项D错误。
答案 C
规律总结
(1)作用力与反作用力和一对平衡力的共同点是等大、反向、共线。
(2)区分作用力与反作用力和一对平衡力的要点
①看研究对象：作用力与反作用力作用在不同物体上，而一对平衡力作用在同一物体上。
②看依存关系：作用力与反作用力同生同灭，相互依存，而一对平衡力则彼此没有依存关系。
[针对训练3] 如图所示，人静止站在测力计上，下列说法中正确的是 ( )
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与反作用力
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与反作用力
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与反作用力，故选项A错误，选项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，也不是作用力与反作用力，故选项C、D错误。
答案 B
核心要点 用转换研究对象法对物体受力分析
[要点归纳]
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。
[试题案例]
[例4] 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
思路点拨 (1)根据牛顿第三运动定律转换研究对象，把求解压力转换为求解支持力。
(2)把求解猴子对杆向下的摩擦力转换为求解杆对猴子向上的摩擦力。
解析 以猴子为研究对象，分析猴子的受力如图甲所示：
竖直方向受重力mg和杆对猴子的摩擦力f，则有mg－f＝ma①
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′②
由牛顿第三运动定律得f′＝f③
由①②③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。
答案 B
[针对训练4] 物块A和B的质量分别为m1和m2，并叠放在质量为m的水平桌面上，如图所示，重力加速度大小为g。下列说法中正确的是( )
A.桌子受到A和B的作用力，它们的合力等于(m1＋m2)g
B.桌子受到B对它的作用，作用力的大小等于m2g
C.地面对桌子的作用力的大小等于(m1＋m2＋m)g
D.桌子受到重力作用，大小等于(m1＋m2＋m)g
解析 以桌子为研究对象，它受到三个力作用，分别是重力mg，地面对桌子的支持力N1，物体B对桌面的压力N2。 由于桌子静止，所以N1＝mg＋N2。
再以A、B作为一个整体进行受力分析，受到两个力的作用，分别是重力(m1＋m2)g和桌面的支持力N2′，又因为N2′＝(m1＋m2)g，根据牛顿第三运动定律知N2＝N2′＝(m1＋m2)g，所以N1＝(m＋m1＋m2)g，故选项C正确，A、B、D错误。
答案 C
科学态度与责任——牛顿第三运动定律在科技、生活中的应用
1.在日常生活中的应用
“鼓掌欢迎听课老师”。在鼓掌的时候，右手用力拍打左手，两手都有感觉。说明我们在用右手拍打左手时，右手对左手有力的作用，同时，左手对右手也产生了力的作用。
2.在体育中的应用
“足球运动员用头顶球”，当用头去顶球，球飞出去，说明人对球有力的作用，而同时运动员也感觉到了球对人有力的作用。
3.在现代科技中的应用
中国是火箭的故乡，早在公元1500年，我国学者万户，首次作了航天的科学尝试，他把47枚当时最大的火箭捆在自己坐的椅子背面让别人同时点燃这批火箭升空。火箭升空的原理也是牛顿第三运动定律的体现。
[针对训练1] (多选)关于反作用力在日常生活和生产技术中应用的例子，下列说法中正确的是( )
A.运动员在跳高时总是要用力蹬地面，他才能向上跃起
B.大炮发射炮弹时，炮身会向后倒退
C.农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管会自动旋转
D.软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去
解析 运动员在跳高时总是要用力蹬地面，当对地面的力大于重力时，根据牛顿第三运动定律，地面对他的力也大于重力，他才能向上跃起，故选项A正确；大炮发射炮弹时，炮身向后倒退，这是需要防止的，而不是应用，故选项B错误；农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，由于反冲，弯管会自动旋转，故选项C正确；乌贼经过身体侧面的孔把水吸入鳃腔，然后用力把水经过小孔压出体外，根据牛顿第三运动定律可知，乌贼就获得了方向相反的反作用力，从而向排水的相反方向游去，故选项D正确。
答案 ACD
[针对训练2] (多选)2018年12月8日，“嫦娥四号”探测器由长征三号乙运载火箭发射升空，下面关于火箭升空的情形，其中叙述正确的是( )
A.火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力
B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C.火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力
D.飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力
解析 火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体。火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的。因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，故选项A正确，B、C错误；探测器进入运行轨道后，探测器与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引探测器，探测器吸引地球，这是一对作用力与反作用力，故选项D正确。
答案 AD
1.(作用力与反作用力的理解)关于马拉车的下列说法正确的是( )
A.马拉车没有拉动，是因为马拉车的力小于车拉马的力
B.马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力
C.不论车如何运动，马拉车的力总等于车拉马的力
D.只有当马拉车不动或马拉车匀速前进时，马拉车的力才等于车拉马的力
解析 马拉车时，不论车如何运动，马拉车的力与车拉马的力都是一对相互作用力，二者总是大小相等的，故选项C正确，选项A、B、D错误。
答案 C
2.(牛顿第三运动定律的应用)下列说法正确的是( )
A.跳高运动员起跳时，地面对运动员的支持力大小等于运动员对地面的压力大小
B.书静止在水平桌面上，书受到的重力和支持力是一对作用力与反作用力
C.鸡蛋撞击石头，蛋碎石全，是因为鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
D.大人和小孩掰手腕，小孩输了，说明小孩对大人的力小于大人对小孩的力
解析 跳高运动员起跳时，地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对相互作用力，等大、反向、共线，故A正确；书静止在水平桌面上，它受到的重力和支持力是一对平衡力，B错误；鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是一对相互作用力，总是等大、反向、共线，故C错误；大人和小孩掰手腕，他们之间的相互作用力是作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反，故D错误。
答案 A
3.(作用力与反作用力和平衡力的比较)某同学沿水平方向用力推一文具盒，使其在水平面上做匀速直线运动，下列说法中正确的是 ( )
A.文具盒对桌面的压力和文具盒所受的重力是一对平衡力
B.桌面对文具盒的支持力和文具盒对桌面的压力是一对平衡力
C.手对文具盒的推力和桌面对文具盒的摩擦力是一对作用力和反作用力
D桌面对文具盒的摩擦力和文具盒对桌面的摩擦力是一对作用力和反作用力
解析 一对平衡力的受力物体是同一物体，而文具盒对桌面的压力受力物体是桌面，选项A错误；选项B中的受力物体分别是文具盒和桌面，选项B错误；选项C中的两个力不是作用在同一物体上，而且也不是相互作用的两个力，选项C错误；选项D中的两个力符合作用力与反作用力的条件，选项D正确。
答案 D
4.(转换研究对象法对物体受力分析)如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上为一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人匀速上爬时，重力加速度大小为g，竿对“底人”的压力大小为( )
A.(M＋m)g B.mg C.Mg D.(M－m)g
解析 竿上的人与竿的相互作用力为f，则底下的人受到的压力为N＝Mg＋f，对质量为m的人有：mg＝f，解得N＝(m＋M)g。
答案 A
基础过关
1.关于作用力和反作用力，下列说法正确的是( )
A.作用力、反作用力作用在不同物体上
B.地球对重物的作用力大于重物对地球的作用力
C.作用力与反作用力的大小有时相等，有时不相等
D.作用力、反作用力可能不同时产生或消失
解析 作用力与反作用力的大小相等，方向相反，作用在两个物体上，则地球对重物的作用力等于重物对地球的作用力，故A正确，B、C错误；作用力和反作用力同时产生、同时消失，故D错误。
答案 A
2.如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”，此过程中( )
A. 地球对人的吸引力和人对地球的吸引力大小相等
B.人受到的重力和人受气流的力是一对作用力和反作用力
C.人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小
D.人受到的重力与气流对人的作用力是一对平衡力
解析 地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是一对作用力和反作用力，大小相等，故A正确；实验者加速向上运动，气流对人的作用力大于人受到的重力，故B、C、D错误。
答案 A
3.如图所示，将两弹簧测力计a、b连接在一起，当用力缓慢拉a弹簧测力计时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明 ( )
A.这是两只完全相同的弹簧测力计
B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比
C.作用力与反作用力大小相等、方向相反
D.力是改变物体运动状态的原因
解析 实验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力，它们一定大小相等、方向相反，选项C正确。
答案 C
4.如图所示，家用吊扇对悬挂点有拉力作用，正常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动时相比( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法判断
解析 吊扇不转动时，吊扇对悬点的拉力等于吊扇的重力，吊扇旋转时要向下扑风，即对空气有向下的压力，根据牛顿第三运动定律，空气也对吊扇有一个向上的反作用力，使得吊扇对悬点的拉力减小，选项B正确。
答案 B
5.如图所示，击球员用球棒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
解析 球棒击棒球的力与球撞击球棒的力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，它们同时产生，同时变化，同时消失，故A、C、D错误，B正确。
答案 B
6.利用牛顿第三运动定律，有人设计了一种交通工具，在平板车上装了一个电风扇，风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动，如图所示。对于这种设计，下列分析中正确的是( )
A.根据牛顿第二运动定律，这种设计能使小车运行
B.根据牛顿第三运动定律，这种设计能使小车运行
C.这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第二运动定律
D.这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第三定律
解析 风扇向前吹出风时，风扇也受到风给的反作用力，向后。风给风帆一个向前的力，也就是说小车受到风帆给的一个向前的力，还有风扇给的一个向后的力，大小相等方向相反，合力为零，小车不能运动。根据牛顿第二运动定律加速度为零，主要是违反牛顿第二运动定律，而不是违反牛顿第三运动定律。故选项C正确，A、B、D错误。
答案 C
7.甲、乙两人发生口角，甲打了乙的胸口一拳致使乙受伤。法院判决甲应支付乙的医药费，甲狡辩说：“我打了乙一拳，根据牛顿的作用力与反作用力相等，乙对我也有相同大小的作用力，所以乙并没有吃亏。”那么这一事件判决的依据是 ( )
A.甲打乙的力大于乙对甲的作用力，判决甲付乙的医药费
B.甲打乙的力等于乙对甲的作用力，但甲的拳能承受的力大于乙的胸能承受的力，乙受伤而甲未受伤，甲主动打乙，判决甲支付乙的医药费
C.甲打乙的力等于乙对甲的作用力，甲的拳和乙的胸受伤害程度不相同，甲轻而乙重，判决甲付乙的医药费
D.由于是甲用拳打乙的胸，甲对乙的力远大于乙的胸对甲拳的作用力，判决甲付乙的医药费
解析 甲用拳头打乙的胸的力与乙的胸对甲的拳头的力是一对作用力与反作用力，故甲对乙的力等于乙对甲的力，故选项A、D错误；力的大小相同，对物体的伤害程度不一定相同，拳头承受力的能力比胸承受力的能力大，所以乙受伤，甲未受伤，甲主动打乙，故选项B正确，选项C错误。
答案 B
8.如图所示，一个质量为m＝2 kg的均匀小球，放在倾角θ＝37°的光滑斜面上。若球被与斜面垂直的光滑挡板挡住，处于平衡状态。求小球对挡板和斜面的压力。(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
解析 对小球进行受力分析，设挡板和斜面对小球的支持力分别为N1、N2，则
N1＝mgsin θ＝12 N
N2＝mgcos θ＝16 N
根据牛顿第三运动定律可知挡板和斜面对小球的支持力与小球对挡板和斜面的压力大小相等、方向相反，则
N1′＝N1＝12 N，方向垂直于挡板向下，
N2′＝N2＝16 N，方向垂直于斜面向下。
答案 12 N，垂直于挡板向下 16 N，垂直于斜面向下
能力提升
9.某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案，如图所示。关于小磁铁，下列说法中正确的是( )
A.磁铁受到黑板的吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B.磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力
C.磁铁受到五个力的作用
D.磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
解析 小磁铁受到的磁力与受到的弹力大小相等，是一对平衡力，故A错误；小磁铁与黑板间在水平方向存在两对作用力与反作用力：①黑板对磁铁的吸引力与磁铁对黑板的吸引力。②黑板对磁铁的弹力与磁铁对黑板的弹力，故B正确；小磁铁受到四个力的作用，竖直方向重力和摩擦力，水平方向黑板对小磁铁的吸引力和黑板对小磁铁的弹力，故C错误；磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是相互作用力，故D错误。
答案 B
10.将重均为G的两个磁环A、B先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对面的极性相同，此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中，如图所示。设磁环B对木支架底座的压力为F1；B对A的排斥力为F2，关于这些力的大小关系正确的是( )
A.F1＞2G F2＝G B.F1＝2G F2＝G
C.F1＞2G F2＞G D.F1＝2G F2＞G
解析 对于磁环A，受到重力G和磁环B对磁环A的排斥力F2，根据平衡条件可知，F2＝G；对于磁环B，受到重
力G、磁环A对磁环B的排斥力F2′及木支架底座对磁环B的支持力F1′的作用，根据平衡条件得，F1′＝F2′＋G，根据作用力与反作用力关系知F1＝F2＋G，则有F1＝2G，选项B正确。
答案 B
11.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水杯中(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
解析 金属块浸入水中后，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F＝G－T′＝(10－6) N＝4 N。根据牛顿第三运动定律，金属块对水也施加一个反作用力F′，其大小F′＝F＝4 N，通过水和杯的传递，对台秤产生附加压力，所以，台秤的示数增加4 N。
答案 D
12.一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？
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′
联立以上三式得 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。
答案 (m1＋m2)g－m2a
课件39张PPT。第4节 牛顿第三运动定律知识点一 作用力与反作用力[观图助学]同时作用力与反作用力：一个物体对另一个物体施加作用力，这个物体______也受到另一个物体对它产生的作用力。把物体间的这一对相互作用力，称为作用力与反作用力。其中任意一个力称为________，另一个力则称为__________。作用力和反作用力总是相互______、同时存在的。作用力反作用力依赖[思考判断](1)有的力可能只有受力物体，没有施力物体。( )
(2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。( )
(3)物体间不可能只有作用力，而没有反作用力。( )
(4)先有作用力，然后才有反作用力。( )×××√知识点二 牛顿第三运动定律及其意义[观图助学]
(1)如图所示，两个弹簧测力计对拉，它们的读数相等吗？(2)在拔河游戏中，两队通过绳子中的张力作用，对彼此施加的力大小和方向怎样？牛顿第三运动定律
(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________直线上。
(2)表达式：F＝－F′。
(3)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，还可以把存在相互作用的__________的运动联系起来进行研究。相等相反同一条各个物体[思考判断](1)作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。( )
(2)一对作用力与反作用力的性质可以不同。( )
(3)一对作用力与反作用力的合力为零。( )√××作用力和反作用力的理解(1)只要有力发生，就一定有 。
(2)物体间的力的作用是相互的，说明力是成对出现的。
(3)作用力与反作用力是相对的，如果定义其中一个力是作用力，则另一个力就是反作用力。[要点归纳]
对作用力反作用力的理解核心要点受力物体和施力物体施力物体同时也是受力物体[试题案例]
[例1] 下列说法中正确的是( )
A.地球附近的物体的重力没有反作用力
B.相互作用的两个力究竟哪一个力是作用力(或反作用力)是人为规定的
C.“鸡蛋碰石头”的过程中，鸡蛋对石头的力必为作用力，石头对鸡蛋的力必为反作用力
D.凡是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上且作用在同一个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力解析 物体受到的重力属于地球对物体的吸引力，它的反作用力是物体对地球的吸引力，选项A错误；一对相互作用力，究竟哪一个力是作用力，哪一个力是反作用力，是相对而言的，选项B正确，C错误；作用力和反作用力分别作用在两个相互作用的物体上，选项D错误。
答案 B[针对训练1] 用锤头敲玻璃，玻璃被打碎，而锤头未碎。对于这一现象，下列说法正确的是( )
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错误。
答案 C牛顿第三运动定律的理解及应用答案 不是，以卵击石时，卵与石之间的力是一对作用力与反作用力，大小相等，只是作用效果不同而已。[观察思考]
成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头。比喻不自量力，自取灭亡。那么是否蛋对石头的力小于石头对蛋的力？核心要点[要点归纳]
1.牛顿第三运动定律表达式：F＝－F′，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反。
2.牛顿第三运动定律的重要意义
牛顿第三运动定律全面揭示了作用力和反作用力的关系，可归纳为三个性质和四个特征。
(1)三个性质(2)四个特征温馨提示 牛顿第三运动定律中的“大小相等，方向相反”表现在以下三个方面
(1)与物体的大小和形状无关。
(2)与物体的运动状态无关。
(3)与另一个物体受不受其他力无关。[试题案例]
[例2] (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，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜 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，根据牛顿第三运动定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小。选项B、D正确。
答案 BD[针对训练2] (多选)在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，如图甲所示，某同学用两个力传感器进行实验，通过计算机得到图乙。下列由图乙得到的实验结论中正确的是 ( )A.两传感器间的作用力与反作用力大小相等
B.两传感器间的作用力与反作用力方向相反
C.两传感器间的作用力与反作用力同时变化
D.两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上
解析 根据图像可知，两传感器间的作用力与反作用力大小相等，方向始终相反，A、B正确；作用力与反作用力同时产生，同时变化，同时消失，C正确；作用力与反作用力作用在不同的物体上，D错误。
答案 ABC[观察思考]
如图所示，在水平桌面上放置一个重为G的茶杯，试分析茶杯受到哪几个力的作用？这几个力的反作用力分别是什么力？这几个力的平衡力又分别是什么力？
答案 茶杯受到重力G和桌面对它的支持力N这两个力的作用。重力G的反作用力是茶杯对地球的吸引力，支持力N的反作用力是茶杯对桌面的压力，茶杯受到的重力G和桌面对茶杯的支持力N正好是一对平衡力。一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较核心要点[要点归纳]作用力与反作用力和平衡力的区别[试题案例]
[例3] 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 解析 灯泡受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和反作用力，绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力和反作用力，选项C正确，选项D错误。
答案 C规律总结
(1)作用力与反作用力和一对平衡力的共同点是等大、反向、共线。
(2)区分作用力与反作用力和一对平衡力的要点
①看研究对象：作用力与反作用力作用在不同物体上，而一对平衡力作用在同一物体上。
②看依存关系：作用力与反作用力同生同灭，相互依存，而一对平衡力则彼此没有依存关系。[针对训练3] 如图所示，人静止站在测力计上，下列说法中正确的是 ( )
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与反作用力
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与反作用力
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与反作用力，故选项A错误，选项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，也不是作用力与反作用力，故选项C、D错误。
答案 B[要点归纳]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。用转换研究对象法对物体受力分析核心要点[试题案例]
[例4] 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
思路点拨 (1)根据牛顿第三运动定律转换研究对象，把求解压力转换为求解支持力。
(2)把求解猴子对杆向下的摩擦力转换为求解杆对猴子向上的摩擦力。解析 以猴子为研究对象，分析猴子的受力如图甲所示：
竖直方向受重力mg和杆对猴子的摩擦力f，则有mg－f＝ma①
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′②
由牛顿第三运动定律得f′＝f③
由①②③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。
答案 B[针对训练4] 物块A和B的质量分别为m1和m2，并叠放在质量为m的水平桌面上，如图所示，重力加速度大小为g。下列说法中正确的是( )A.桌子受到A和B的作用力，它们的合力等于(m1＋m2)g
B.桌子受到B对它的作用，作用力的大小等于m2g
C.地面对桌子的作用力的大小等于(m1＋m2＋m)g
D.桌子受到重力作用，大小等于(m1＋m2＋m)g解析 以桌子为研究对象，它受到三个力作用，分别是重力mg，地面对桌子的支持力N1，物体B对桌面的压力N2。 由于桌子静止，所以N1＝mg＋N2。
再以A、B作为一个整体进行受力分析，受到两个力的作用，分别是重力(m1＋m2)g和桌面的支持力N2′，又因为N2′＝(m1＋m2)g，根据牛顿第三运动定律知N2＝N2′＝(m1＋m2)g，所以N1＝(m＋m1＋m2)g，故选项C正确，A、B、D错误。
答案 C科学态度与责任——牛顿第三运动定律在科技、生活中的应用1.在日常生活中的应用
“鼓掌欢迎听课老师”。在鼓掌的时候，右手用力拍打左手，两手都有感觉。说明我们在用右手拍打左手时，右手对左手有力的作用，同时，左手对右手也产生了力的作用。
2.在体育中的应用
“足球运动员用头顶球”，当用头去顶球，球飞出去，说明人对球有力的作用，而同时运动员也感觉到了球对人有力的作用。3.在现代科技中的应用中国是火箭的故乡，早在公元1500年，我国学者万户，首次作了航天的科学尝试，他把47枚当时最大的火箭捆在自己坐的椅子背面让别人同时点燃这批火箭升空。火箭升空的原理也是牛顿第三运动定律的体现。[针对训练1] (多选)关于反作用力在日常生活和生产技术中应用的例子，下列说法中正确的是( )
A.运动员在跳高时总是要用力蹬地面，他才能向上跃起
B.大炮发射炮弹时，炮身会向后倒退
C.农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管会自动旋转
D.软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去解析 运动员在跳高时总是要用力蹬地面，当对地面的力大于重力时，根据牛顿第三运动定律，地面对他的力也大于重力，他才能向上跃起，故选项A正确；大炮发射炮弹时，炮身向后倒退，这是需要防止的，而不是应用，故选项B错误；农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，由于反冲，弯管会自动旋转，故选项C正确；乌贼经过身体侧面的孔把水吸入鳃腔，然后用力把水经过小孔压出体外，根据牛顿第三运动定律可知，乌贼就获得了方向相反的反作用力，从而向排水的相反方向游去，故选项D正确。
答案 ACD[针对训练2] (多选)2018年12月8日，“嫦娥四号”探测器由长征三号乙运载火箭发射升空，下面关于火箭升空的情形，其中叙述正确的是( )
A.火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力
B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C.火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力
D.飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力解析 火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体。火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的。因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，故选项A正确，B、C错误；探测器进入运行轨道后，探测器与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引探测器，探测器吸引地球，这是一对作用力与反作用力，故选项D正确。
答案 AD
