高中物理人教版必修1课件：第4章 5牛顿第三定律48张PPT

(共48张PPT)
第四章
5　牛顿第三定律
※ 知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念
※※ 理解牛顿第三定律，会用它解决简单问题
※※ 能区别平衡力跟作用力与反作用力
课 前 预 习
1．力是物体对物体的作用。只要谈到力，就一定存在着_____________和_____________。
2．两个物体间的作用总是相互的。相互作用的两个力中一个叫做作用力，另一个就叫____________。
作用力与反作用力
受力物体
施力物体
反作用力
1．内容：两个物体间的作用力和反作用力总是大小______，方向______，作用在________________。
2．表达式：_____________，负号表示两力的___________。
牛顿第三定律
相等
相反
同一条直线上
F＝－F′
方向相反
1．概念：把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的_______力都分析出来，并画出物体所受的力的____________，这个过程就是受力分析。
2．受力分析的用途：一个物体的运动状态是否改变，可以用加速度描述，加速度的大小是由物体所受各个力的_______决定的。求物体的加速度时，必须先对物体进行____________。
物体的受力分析
所有
示意图
合力
受力分析
3．三种常见作用力
(1)重力：任何物体都受_______，方向_____________。
(2)弹力：两个相互接触的物体相互挤压，就会产生________，其方向与接触面__________。
(3)摩擦力：当接触面粗糙且发生相对运动或具有相对运动趋势时，接触面处就会产生______________或___________。其方向与接触面________。
重力
竖直向下
弹力
垂直
滑动摩擦力
静摩擦力
平行
『判一判』
(1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力。(　　)
(2)物体间先有作用力，然后才有反作用力。(　　)
(3)物体间的作用力可能与反作用力垂直。(　　)
(4)物体间的摩擦力一定与压力垂直。(　　)
(5)物体间的作用力可能与反作用力等大、反向，可以抵消。(　　)
(6)凡是大小相等，方向相反，作用在同一直线上的力都是作用力和反作用力。(　　)
×
×
×
√
×
×
解析：马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等、方向相反，与两物体的运动状态没有关系，故A、B、D错误，C正确，故选C。
C
课 内 探 究
鸡蛋碰石头，鸡蛋破了，而石头丝毫无损，说明石头对鸡蛋的作用力大，而鸡蛋对石头的作用力小，这一判断对吗？
提示：这一判断不对。鸡蛋碰石头，鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是一对作用力与反作用力，大小必然相等。鸡蛋破了，是因为鸡蛋壳强度不大，易碎。
探究一 对牛顿第三定律的理解
1．适用范围：牛顿第三定律是个普遍定律。所阐明的作用力与反作用力的关系不仅适用于静止的物体之间，也适用于相对运动的物体之间，这种关系与作用力性质、物体质量大小、作用方式(接触还是不接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关。
2．作用力与反作用力的关系
作用力与反作用力的关系可总结为“四同、三异、三无关”。
特别提醒：(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)牛顿第一定律和第二定律是对单个物体而言的，只解决了一个物体的运动规律。牛顿第三定律揭示了力作用的相互性，反映了物体的相互作用规律，是整个力学的基础。
ACD

解题指导：日常生活中的“反冲”现象是牛顿第三定律的具体应用。
解析：气垫船旋转的螺旋浆推动水的作用力与水推动螺旋桨的作用力(动力)是一对作用力和反作用力；战斗机在行进途中抛弃副油箱是为了减小惯性，提高灵活性；喷水龙头向外喷水的力与水对水龙头的力是一对作用力和反作用力；玩具火箭喷出火药的力与火药对玩具火箭的力是一对作用力与反作用力。综上所述，涉及牛顿第三定律的选项是A、C、D。
解析：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，故可判定A、B、C错误，D正确。
D
用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如下图所示，各个力间存在什么关系？
提示：F1与F2，F3与F4各是一对平衡力；F2与F3是一对作用力与反作用力。
探究二 一对平衡力跟一对作用力和反作用力的区别与联系
一对相互作用力与一对平衡力之间的比较
一对作用力和反作用力 一对平衡力
共同点 大小相等、方向相反、且作用在一条直线上
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 不一定同时产生或消失
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，故不能作为使物体平衡的条件 一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态合力为零
特别提醒：(1)作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同性同存”，而平衡力是“同体、共线、反向、等大”。
(2)一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区别是：看作用点，一对平衡力的作用点一定在同一个物体上，作用力和反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上，还可以看它们是不是相互作用产生的。
C


解题指导：作用力和反作用力一定作用在两个不同物体上，不能抵消，而平衡力一定作用在同一物体上，合力一定为零。
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。
解析：人的推力等于车对人的作用力，它们是一对作用力与反作用力的关系，故A错误；汽车还静止在水平地面上，说明人的推力等于汽车受到的静摩擦力，它们是一对平衡力，故BD错误，C正确。
C
人走路时(如图所示)，人受到几个力的作用？人和地球间的作用力和反作用力的对数有几对？
提示：人走路时受到三个力的作用即重力、地面的支持力和地面对人的摩擦力。
力的作用总是相互的，这三个力的反作用力分别是人对地球的吸引作用，人对地面的压力和人对地面的摩擦力，所以人走路时与地球间有三对作用力和反作用力。
探究三 物体受力分析
1．受力分析
把指定物体(研究对象)在指定的物理环境中受到的所有力找出来，并画出受力示意图，这就是受力分析。
2．受力分析常用的方法
(1)整体法与隔离法
整体法 隔离法
概念 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将研究对象与周围物体分隔开分析的方法
选用
原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 研究系统内物体之间的相互作用力
注意
问题 受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用力 一般隔离受力较少的物体
整体法、隔离法在受力分析时要灵活选用：①当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用。②当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
(2)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的情况假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在。
3．受力分析的步骤
4．受力分析时应注意的几个问题
(1)分析物体受力时，只分析周围物体对研究对象所施加的力，不要分析研究对象对周围物体施加的力，也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上。
(2)受力分析时，不要多力或漏力，要注意确定每个力的施力物体和受力物体，在力的合成和分解中，不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力。
(3)正确区分内力和外力：对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上。


(4)物体受力情况会随运动状态的改变而改变，必要时要运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向。
(5)受力分析需严密，外部作用看整体，互相作用要隔离。找施力物体防“添力”。顺序分析防“漏力”。分力和合力避“重复”，性质力效果力免“重记”。
解题指导：分析受力巧记口诀：
施力不画画受力，重力弹力先分析；
摩擦力方向要分清，多、漏、错、假须验明。
解析：以B为研究对象，其受力情况如图(b)所示，即要保持物体B平衡，B应受到重力、压力、摩擦力、力F 4个力的作用。
对整体受力分析如图(c)，即整体只受到外力F和整体的重力，物体A和墙壁之间没有弹力，因此没有摩擦力。所以物体A受力分析如图(d)所示，故物体A受到重力、支持力和摩擦力3个力的作用。






答案：物体A受3个力作用；物体B受4个力作用
素 养 提 升
1．应用条件：作用力与反作用力总是等大、反向、共线，分别作用在两个相互作用的物体上。利用这些特点，若物体的某个受力比较难求，此时可以先求它的反作用力。
2．求解思路：
(1)隔离该力的施力物体，分析该力的施力物体的受力情况。
(2)求解该力的反作用力。
(3)根据牛顿第三定律即可确定该力。
牛顿第三定律的应用技巧
A

解析：设猫的质量为m，则板的质量为2m，
猫相对于斜面位置不变，故相对于斜面静止，对猫受力分析可知受到重力，垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力，其合力为零，则有 f＝mgsinα
再对木板，由牛顿第二定律得：2mgsinα＋f′＝2ma
由牛顿第三定律知 f′＝f
联立解得：木板沿斜面下滑的加速度a＝1.5gsinα，故选A。
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课 时 作 业