10-11版高中物理全程学习方略课件：5.3牛顿第三定律（鲁科版必修1）

(共77张PPT)
1.下列关于作用力与反作用力的说法中正确的是（ ）
A.先有作用力，然后才有反作用力
B.作用力与反作用力的大小相等，方向相反，合力为零
C.物体间的作用力与反作用力一定同时产生，同时消失
D.只有两物体接触时，才会产生作用力与反作用力
【解析】选C.作用力与反作用力是同时产生，同时消失的，所以选项A是错误的，选项C是正确的.由于作用力与反作用力分别作用于两个不同的物体，所以这两个力不能相互抵消，也不能进行合成运算，即作用力与反作用力由于作用点不同而没有合力，所以选项B是错误的.只要两个物体间能发生力的作用，就存在相互作用力，而两个不接触的物体间也可以产生力的作用，像两块磁铁发生相互作用时就不需要接触，所以选项D是错误的.
2. 如图6-3-1所示，两个小球A和B中间用
弹簧连接，并用细线悬于天花板下，下面四
对力中属于平衡力的是（ ）
A.线对A的拉力和弹簧对A的拉力
B.弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力
C.弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力
D.B的重力和弹簧对B的拉力
【解析】选D.平衡力的特点是两个力等大反向且作用在同一个物体上，A中两力大小不等，故A错.B中两个力作用在两个物体上，故B错；C中是弹簧与B的相互作用力，故C错；B球受重力和弹簧对B的拉力而平衡，故D正确.
3.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.
4.如图6-3-2所示，P、Q叠放在一起，静止在
水平面上，在下列各对力中，属于作用力和
反作用力的有（ ）
A.P所受的重力和Q对P的支持力
B.P所受的重力和P对Q的压力
C.P对Q的压力和Q对P的支持力
D.Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力
【解析】选C、D.P所受重力的施力物体是地球，Q对P的支持力的施力物体是Q，它们是一对平衡力，A错误；P对Q压力的施力物体是P，受力物体是Q，与P所受的重力大小相等，方向相同，既不是平衡力，也不是作用力和反作用力，B错误；P对Q的压力的施力物体是P，受力物体是Q，而Q对P的支持力的受力物体是P，施力物体是Q，它们是一对相互作用力，C正确；Q对桌面的压力的施力物体是Q，受力物体是桌面，而桌面对Q的支持力的受力物体是Q，施力物体是桌面，它们是一对相互作用力，D正确.
【典例1】一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了.在这个过程中作用于双方的力的关系，正确的说法是
A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B.大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力
C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等
D.只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大
【标准解答】选B、C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是作用力和反作用力的关系，而作用力与反作用力总是大小相等的，即手拉手比力气时，无论是在相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的大小总是相等的.所以B、C正确.
【互动探究】本例中既然大人拉小孩的力和小孩拉大人的力一样大,为什么大人能把小孩拉过来
【解析】大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一样大,但地面对两者的最大静摩擦力不相等.当大人对小孩的拉力大于小孩所受地面的摩擦力时,小孩被拉动,即可判断大人受到的摩擦力比小孩受到的摩擦力大.
答案:见解析
【典例2】（2010·徐州高一检测）物体静止于水平桌面上，则
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
【思路点拨】首先分析物体的受力情况,然后根据平衡力与相互作用力的特征进行分析.
【标准解答】选A.明确一对作用力和反作用力的关系是:等大、反向、共线、同时、同性、异体；而一对平衡力虽然等大、反向、共线，但它们不一定具有同时性，也不一定是同种性质的力,更重要的是它们一定作用在同一个物体上.
物体和桌面受力
情况如图所示.
因物体处于平衡状态，且N与G作用于同一物体，因此N和G是一对平衡力，故A正确.因作用力和反作用力分别作用在两个物体上，故B错.因压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的两种力，故C错.支持力和压力是由于物体与桌面相互作用（挤压）而产生的，因此N和N′是一对作用力和反作用力，故D错.
【互动探究】若例题中物体受到一个水平向右的拉力F作用，仍静止.则物体受到的平衡力有几对？作用力和反作用力有几对？
【解析】物体受拉力F、摩擦力f、重力mg、
支持力N而处于平衡状态，如图，故F与f平
衡，N与mg平衡，共两对平衡力.物体间的
作用总是相互的，物体所受的四个力均有反作用力，故有四对作用力和反作用力.
答案：两对 四对
【典例3】（2009·安徽高考）在2008年北京
残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，
最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍
不拔的意志和自强不息的精神.为了探究上升
过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过
程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑
轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运
动员拉住，如图6-3-3所示.设运动员的质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦.重力加速度取g=10 m/s2.
当运动员与吊椅一起以加速度a=1 m/s2上升时,试求：
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力.
【思路点拨】解答本题时，可按以下思路分析：
【自主解答】解法一：
（1）设运动员受到绳向上的拉力为F，由
于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅
受到绳的拉力也是F.对运动员和吊椅整体
进行受力分析如图所示，则有：
2F-(m人+m椅）g=(m人+m椅）a
解得F=440 N
由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力F′=440 N
(2)设吊椅对运动员的支持力为N，对运动员进行受力分析如图所示，
则有：F+N-m人g=m人a
解得N=275 N
由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力N′=275 N
解法二：
设运动员和吊椅的质量分别为M和m,运动员竖直向下的拉力为F，对吊椅的压力大小为N.
根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力为N.分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律
F+N-Mg=Ma ①
F-N-mg=ma ②
由①②得F=440 N N=275 N
答案：（1）440 N （2）275 N
【互动探究】在例题中设滑轮对绳子的作用力大小为F1，绳子对滑轮的作用力大小为F2，则有（ ）
A.F1>F2 B.F1=F2
C.F1【解析】选B、D.F1和F2为作用力与反作用力，故A、C错误，B正确；F1=2F=880 N，故D正确.
【典例4】甲、乙两队进行拔河比赛，结果甲队获胜.有位同学解释甲队获胜的原因是因为甲队的拉力大于乙队的拉力，请你分析一下，这位同学的解释正确与否？（绳子的质量可忽略不计）
【思路点拨】解答此题应把握以下两点：
【标准解答】拔河比赛时，能不能拉动对方，取决于对方所受的拉力与地面所施加的最大静摩擦力的大小关系.根据牛顿第三定律，可知甲队拉乙队的力与乙队拉甲队的力总是大小相等的.拔河比赛时，甲、乙两队水平方向受力情况如图所示.
由于地面给甲队的最大静摩擦力大于地面给乙队的最大静摩擦力，所以当甲队对乙队的拉力大于地面给乙队的最大静摩擦力时，乙队被拉动，而甲队仍没被拉动，故甲队就能获胜.
1.(2010·金华高一检测)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.受一水平拉力作用匀速前进的木箱，木箱受拉力、重力、支持力和摩擦力.重力和支持力是一对平衡力，拉力与地面对木箱的摩擦力是一对平衡力，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，故C正确，A、B、D错误.
2.（2010·大庆高一检测）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.作用力与反作用力是同性质、同时产生、同时消失，等大小、反向的力，故A、B正确，D错误；作用力与反作用力作用在两个物体上，不能平衡,故C错误.
3.(2010·桂林高一检测)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.
4.（2010·荆州高一检测）下列有关牛顿第三定律的叙述正确的是（ ）
A.牛顿第三定律是由牛顿第一、第二定律推导得出的
B.牛顿第三定律是关于作用力和反作用力性质的规律
C.只有重力、弹力、摩擦力才符合牛顿第三定律
D.以上说法都不对
【解析】选B.牛顿第三定律是关于作用力和反作用力的规律，与牛顿第一、第二定律描述的规律不同，故B正确，A错误；牛顿第三定律具有普遍性，对任何力均适用，故C错误.
1.（4分）关于两个物体间的作用力与反作用力，下列说法中正确的是（ ）
A.有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力
B.只有两个物体处于平衡状态时，作用力与反作用力才大小相等
C.作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间
D.若作用力是摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力
【解析】选D.作用力和反作用力同时产生，不分先后，选项A错误.任何情况下，作用力与反作用力都大小相等，选项B错误.作用力与反作用力也可以存在于不接触的两个物体之间，选项C错误.作用力和反作用力性质一定相同,选项D正确.
2.（4分）“用传感器探究作用力
与反作用力的关系”的实验中，两
个力传感器同时连接到计算机上，
把两个挂钩连接在一起，向相反方
向拉动，观察显示器屏幕上出现的
结果如图1所示，观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下哪些实验结论（ ）
A.作用力与反作用力大小始终相等
B.作用力与反作用力方向相反
C.作用力与反作用力作用在同一物体上
D.牛顿第三定律不仅适用于静止的物体也适用于运动的物体
【解析】选A、B.从图象可知，两力的曲线以时间轴为对称轴，总是大小相等、方向相反的，故A、B正确.C错误、D项结论正确，但不能从实验现象得出，故正确选项为A、B.
3.（4分）2009年1月3日在厦门举行的
国际马拉松赛中，肯尼亚选手穆国·穆
特瑞以2小时8分51秒获得冠军，也创造
了厦门国际马拉松赛男子组的新纪录.则
他在奔跑时与地球间的作用力和反作用
力的对数为（ ）
A.一对 B.二对
C.三对 D.四对
【解析】选C.首先要分析人的受力情况，再分别明确各力的关系.奔跑时人受到三个力的作用，即重力G、地面的支持力N、地面对人的静摩擦力f.由于受力物体同时是施力物体，人受到重力G的同时，地球也要受到人对地球的引力G′;地面给人弹力N，同时人对地面有压力N′；同理，人对地面施加向后的静摩擦力f′,所以G与G′、N与N′、f与f′均是作用力和反作用力的关系,C项正确.
4.(2009·广东高考）（4分）建筑工人
用如图3所示的定滑轮装置运送建筑材料.
质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过
定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2
的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量
及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大
小为（g取10 m/s2）（ ）
A.510 N B.490 N
C.890 N D.910 N
【解析】选B.对建筑材料进行受力分析，根据牛顿第二定律有F-mg=ma,得绳子的拉力大小为F=210 N,然后再对人进行受力分析，由平衡的知识得Mg=F+N,得N=490 N,根据牛顿第三定律可知，人对地面的压力为490 N，B对.
5.（2010·浏阳高一检测）（4分）如图4所示，
用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列
说法中正确的是（ ）
A.小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对
作用力和反作用力
B.小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对
作用力和反作用力
C.小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力
D.小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力
【解析】选C.作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体上的一对力，只涉及两个物体，故A、B错误;平衡的一对力是作用在同一物体上的两个力，故D错误,C正确.
【思维拓展】
6.（8分）如图5所示，在天花板上用竖
直悬绳吊一电风扇，电风扇静止时受几
个力的作用？这些力的反作用力是哪些
力？这些力的平衡力是哪些力？如果电
风扇在匀速转动呢？
【解析】对静止的电风扇受力分析如图甲所示，电风扇受两个力：重力G、悬绳拉力F. 根据牛顿第三定律可知，重力的施力物体是地球，那么重力G的反作用力就是电风扇对地球的吸引力；拉力F的施力物体是悬绳，反作用力是电风扇对悬绳的拉力.电风扇受到的重力G和悬绳的拉力F是一对平衡力.
对匀速转动的电风扇受力分析如图乙所示.
电风扇受到三个力的作用：重力G、悬绳的拉力F1和空气向上的作用力F2.根据牛顿第三定律可知，重力的施力物体是地球，那么重力G的反作用力是电风扇对地球的吸引力；悬绳拉力F1的反作用力是电风扇对悬绳的拉力；F2的施力物体是空气，所以F2的反作用力是电风扇对空气向下的作用力.
答案：见解析
7.（新题快递）（10分）作用力和反作用力大小相等，不仅发生在相互接触的物体间，不接触的物体间的作用力和反作用力大小也相等.有几个同学为了验证这一规律，设计了实验.取两辆小车、两只弹簧测力计、一个电磁铁、一个软铁棒，就可以验证上述关系.将上述器材放在光滑的水平面上，组装如图6所示，请动手做一做，并回答下列问题：
电磁铁不接电源时，两弹簧测力计的读数为______.当电磁铁接电源后，两弹簧测力计读数大小__________.
当电磁铁中的电流逐渐增大时，两弹簧测力计的读数同时_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），且总__________.
【解析】电磁铁不通电时，两小车间无相互作用力，弹簧测力计处于原长状态，读数为零.通电后电磁铁吸引软铁棒，由牛顿第三定律，它们相互吸引的力大小相等，小车处于平衡状态，每辆车所受弹簧测力计拉力与两车间吸引力大小相等，故两弹簧测力计读数相等.当电流增大时，两车相互吸引的力增大，弹簧测力计读数随之增大.
答案：零 相等 增大 相等
8.（12分）一只猴子跳起来抓住悬挂在天
花板上的竖直木杆,如图7所示,在这一瞬间悬
绳断了,设木杆足够长,由于猴子继续上爬,所
以猴子离地面高度不变,试求木杆下降的加速
度大小和方向.(设猴子质量为m,木杆的质量
为M)
【解析】先对猴子进行受力分析,由于猴
子相对地面高度不变,即猴子处于平衡状
态,而猴子受重力G1=mg和木杆对猴子向上
的摩擦力f的作用,如图所示,故G1和f平衡，
得f=G1=mg.
再对木杆进行受力分析:木杆受重力G2=Mg
作用,由于木杆对猴子有向上的摩擦力f,由牛顿第三定律可知,猴子对木杆有向下的摩擦力f′,且f′=f.
由牛顿第二定律得杆的加速度为
由以上三式可得 即杆下降的加速度为
方向向下.
答案: 方向向下
1.2008年9月25日中国自行研制的第三艘载人飞船“神舟”七号，在酒泉卫星发射中心载人航天发射场由“长征二号F”运载火箭发射升空，下面关于飞船与火箭上天的情形叙述正确的是（ ）
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】选A、D.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.因而选项B、C错误，选项A正确.火箭运载飞船进入轨道之后，飞船与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船吸引地球，这就是一对作用力与反作用力，故选项D正确.
2.如图所示，滑杆和底座的总质量为M，
一质量为m的猴子沿杆以0.4 g的加速度
加速下滑，则底座对地面的压力大小
为（ ）
A.Mg+0.4mg
B.Mg+0.6mg
C.(M+m)g
D.Mg
【解析】选B.设猴子受到杆的摩擦力为f，则有：
mg-f=ma ①
滑杆和底座受重力Mg、支持力N、猴子对杆的摩擦力f′三个力的作用，
由三力平衡可得：N=Mg+f′ ②
由牛顿第三定律得：
f′=f ③
由①②③解得：N=Mg+0.6mg
由牛顿第三定律得底座对地面的压力大小为：
N′=N=Mg+0.6mg,故选B.
3.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】选D.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,浮力的大小为F=G-T′=
(10-6)N=4 N.根据牛顿第三定律,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，故D正确.
4.如图所示，水平力F把两个物体A、B紧压
在竖直的墙壁上而静止，F的作用点处光滑，
GA=10 N.求A对B的摩擦力大小和方向.
【解析】求B的受力，如果选B为研究对象，问题无法求解.现以A为研究对象，A受四个力作用，即重力GA、水平力F、B对A的弹力N、B对A的摩擦力f，由于A平衡，故N=F，f应竖直向上，且f=GA=10 N.由牛顿第三定律，A对B的摩擦力f′与f为作用力和反作用力，则f′=-f，即大小为10 N，方向竖直向下.
答案:10 N 竖直向下