
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解作用力和反作用力的概念,能把一個(gè)力的反作用力和這個(gè)力的平衡力區(qū)分開(kāi)。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,了解兩個(gè)物體間作用力與反作用力大小和方向的關(guān)系。3.會(huì)應(yīng)用牛頓第三定律分析和解決實(shí)際問(wèn)題。4.會(huì)對(duì)物體進(jìn)行初步的受力分析,并解釋物理現(xiàn)象或解決實(shí)際問(wèn)題。
1.力是物體對(duì)物體的作用。只要談到力,就一定存在著____________和____________。2.兩個(gè)物體之間的作用總是________的,物體間相互作用的這一對(duì)力,通常叫作__________和____________。3.作用力和反作用力總是互相________、同時(shí)________的。我們可以把其中任何一個(gè)力叫作__________,另一力叫作____________。
1.實(shí)驗(yàn)探究:如圖所示,把A、B兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)連接在一起,B的一端固定,用手拉測(cè)力計(jì)A,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是________的。改變拉力,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)也隨著改變,但兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)總是________的,彈力方向________。2.牛頓第三定律:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小________,方向________,作用在同一條直線上。
1.概念:把研究對(duì)象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的________力都分析出來(lái),并畫(huà)出物體所受的力的__________,這個(gè)過(guò)程就是受力分析。2.受力分析的兩條思路(1)根據(jù)物體____________的變化來(lái)分析和判斷其受力情況。(2)根據(jù)各種力的特點(diǎn),從____________的角度來(lái)分析物體的受力。
3.受力分析要注意的幾個(gè)問(wèn)題(1)明確要分析哪個(gè)物體所受的力。(2)受力分析的一般順序:先分析________、再分析________、然后分析__________,最后分析其他力,并且畫(huà)出力的示意圖。(3)在受力分析時(shí),不要把某個(gè)力的反作用力跟這個(gè)力的__________混淆。
4.一對(duì)平衡力和一對(duì)作用力與反作用力(1)一對(duì)相互平衡的力作用在________物體上,一對(duì)作用力和反作用力作用在兩個(gè)相互作用的物體上。(2)一對(duì)相互平衡的力不一定是同一種類(lèi)的力,一對(duì)作用力和反作用力一定是________種類(lèi)的力。
『判一判』(1)物體間可能只有作用力,而沒(méi)有反作用力。( )(2)物體間先有作用力,然后才有反作用力。( )(3)物體間的作用力可能與反作用力等大、反向,可以抵消。( )
(4)凡是大小相等,方向相反,作用在同一直線上的力都是作用力和反作用力。( )(5)物體對(duì)桌面的壓力與桌面對(duì)物體的支持力是一對(duì)相互平衡的力。( )(6)物塊靜止放在水平桌面上,物塊所受重力和桌面對(duì)物塊的支持力是一對(duì)相互平衡的力。( )
『選一選』如圖所示,一人用水平力推一輛停在水平路面上的汽車(chē),但未能推動(dòng),此時(shí)( )A.人的推力小于車(chē)對(duì)人的作用力B.人的推力小于車(chē)受到的摩擦力C.人的推力與車(chē)受到的摩擦力是一對(duì)平衡力D.人的推力與車(chē)受到的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力解析:人的推力等于車(chē)對(duì)人的作用力,它們是一對(duì)作用力與反作用力的關(guān)系,故A錯(cuò)誤;汽車(chē)還靜止在水平地面上,說(shuō)明人的推力等于汽車(chē)受到的靜摩擦力,它們是一對(duì)平衡力,故B、D錯(cuò)誤,C正確。
『想一想』如下圖所示是某校高一年級(jí)(1)班與(2)班的一場(chǎng)拔河比賽,比賽結(jié)果(1)班同學(xué)勝出,拔河時(shí)(1)班同學(xué)對(duì)繩的拉力比(2)班同學(xué)大嗎??答案:不是。
成語(yǔ)“以卵擊石”是指拿蛋去碰石頭。比喻不自量力,自取滅亡。那么是否蛋對(duì)石頭的力小于石頭對(duì)蛋的力?
提示:不是。蛋碰石頭,蛋對(duì)石頭的力和石頭對(duì)蛋的力是一對(duì)作用力與反作用力,大小必然相等。蛋破了,是因?yàn)榈皻?qiáng)度不大,易碎。
1.適用范圍:牛頓第三定律是個(gè)普遍定律。所闡明的作用力與反作用力的關(guān)系不僅適用于靜止的物體之間,也適用于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間,這種關(guān)系與作用力性質(zhì)、物體質(zhì)量大小、作用方式(接觸還是不接觸)、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及參考系的選擇均無(wú)關(guān)。
(1)作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上,其作用效果分別體現(xiàn)在各自的受力物體上,所以作用力和反作用力產(chǎn)生的效果不能抵消。(2)牛頓第三定律揭示了力作用的相互性,反映了物體的相互作用規(guī)律,是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)。
(2021·山東濟(jì)南市高一期末)關(guān)于馬拉車(chē),若馬拉車(chē)的力大小為F1,車(chē)?yán)R的力大小為F2,下列說(shuō)法正確的是( )A.馬拉車(chē)不動(dòng),是因?yàn)镕1小于F2B.馬拉車(chē)前進(jìn),是因?yàn)镕1大于F2C.無(wú)論車(chē)如何運(yùn)動(dòng),F(xiàn)1總等于F2D.只有當(dāng)馬拉車(chē)不動(dòng)或馬拉車(chē)勻速前進(jìn)時(shí),F(xiàn)1才等于F2
思路引導(dǎo):作用力與反作用力的關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及參考系的選取均無(wú)關(guān)。解析:馬拉車(chē)的力與車(chē)?yán)R的力的是相互作用力,它們總是大小相等方向相反,所以C正確,ABD錯(cuò)誤。
思維升華:牛頓第三定律中“總是”表現(xiàn)在以下三個(gè)方面(1)與物體的大小和形狀無(wú)關(guān)。(2)與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。(3)與物體受不受其他力無(wú)關(guān)。
1.(2021·遼寧沈陽(yáng)市高一開(kāi)學(xué)考試)人在沼澤地上赤腳行走時(shí)容易下陷,但是如果人穿著滑雪板在上面走卻不容易下陷。下列說(shuō)法中正確的是( )A.赤腳時(shí),人對(duì)沼澤面的壓力小于沼澤面對(duì)人的支持力B.赤腳時(shí),人對(duì)沼澤面的壓力大于沼澤面對(duì)人的支持力C.穿著滑雪板時(shí),人對(duì)沼澤面的壓力等于沼澤面對(duì)人的支持力D.穿著滑雪板時(shí),人對(duì)沼澤面的壓力小于沼澤面對(duì)人的支持力
解析:不管人是赤腳還是穿著滑雪板,人對(duì)沼澤面的壓力和沼澤面對(duì)人的支持力是一對(duì)作用力與反作用力,始終等大反向,故ABD錯(cuò)誤,C正確。
如圖甲、乙為球的重力G、木板對(duì)球的支持力F1和球壓木板的力F2,它們之間存在什么關(guān)系?提示:G與F1是一對(duì)平衡力;F1與F2是一種作用力和反作用力。
一對(duì)平衡力跟一對(duì)作用力和反作用力的比較
一對(duì)相互作用力與一對(duì)平衡力之間的比較
(1)作用力與反作用力是“異體、共線、反向、等大、同性同存”,而平衡力是“同體、共線、反向、等大”。(2)一對(duì)作用力和反作用力與一對(duì)平衡力的最直觀的區(qū)別是:看作用點(diǎn),一對(duì)平衡力的作用點(diǎn)一定在同一個(gè)物體上,作用力和反作用力的作用點(diǎn)一定分別作用在兩個(gè)物體上,還可以看它們是不是相互作用產(chǎn)生的。
(2021·北京昌平區(qū)高一期末)某同學(xué)利用圖(甲)所示的裝置研究摩擦力的變化情況。水平桌面上固定一個(gè)力傳感器,傳感器通過(guò)細(xì)繩拉住物塊,物塊放置在粗糙的長(zhǎng)木板上。水平向右拉木板,傳感器記錄的力F與時(shí)間t的圖像如圖(乙)所示。
在5.0-6.0s間,力傳感器通過(guò)細(xì)繩對(duì)物塊的拉力F1、木板對(duì)物塊的摩擦力F2和向右拉動(dòng)木板的力F3之間的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是( )A.F1與F2是一對(duì)作用力與反作用力B.F1與F2是一對(duì)平衡力C.F2與F3是一對(duì)作用力與反作用力D.F1是F2和F3的合力思路引導(dǎo):作用力和反作用力一定作用在兩個(gè)不同物體上,不能抵消,而平衡力一定作用在同一物體上,合力一定為零。
解析:在5.0-6.0s間,物塊處于滑動(dòng)狀態(tài),力傳感器通過(guò)細(xì)繩對(duì)物塊的拉力F1、木板對(duì)物塊的摩擦力F2均作用在物塊上,而物塊處于平衡狀態(tài),故F1與F2是一對(duì)平衡力,故A錯(cuò)誤,B正確;木板對(duì)物塊的摩擦力F2和向右拉動(dòng)木板的力F3,不是相互作用兩個(gè)物體間的力,不是相互作用力,故C錯(cuò)誤;F1不是F2和F3的合力,因?yàn)槲醋饔迷谝粋€(gè)物體上,故D錯(cuò)誤。
思維升華:判斷一對(duì)力是不是作用力和反作用力,主要看兩方面:一是看作用點(diǎn),作用力和反作用力應(yīng)作用在兩個(gè)相互作用的物體上,即有兩個(gè)作用點(diǎn);二是看產(chǎn)生原因,作用力和反作用力是由于相互作用而產(chǎn)生的,一定是同一種性質(zhì)的力。
2.(2021·廣西百色市高一期末)2020年7月23日,搭載著中國(guó)首顆火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”的長(zhǎng)征五號(hào)重型運(yùn)載火箭在海南文昌發(fā)射場(chǎng)順利發(fā)射升空?;鸺c(diǎn)火升空時(shí),噴出的燃?xì)庖院艽蟮乃俣葟幕鸺龂娍趪姵?,火箭獲得推力而升空,如圖所示,
則( )A.火箭獲得的推力來(lái)自空氣B.火箭對(duì)噴出燃?xì)獾淖饔昧εc噴出燃?xì)鈱?duì)火箭的作用力是一對(duì)作用力與反作用力C.噴出的燃?xì)鈱?duì)火箭的作用力與火箭的重力是一對(duì)作用力與反作用力D.噴出的燃?xì)鈱?duì)火箭的作用力與火箭的重力是一對(duì)相互平衡力
解析:燃?xì)獗粐姵鏊查g,燃?xì)鈱?duì)火箭的反作用力:施力物體是噴出的燃?xì)?,受力物體是火箭,使火箭獲得的推力,A錯(cuò)誤;火箭對(duì)噴出燃?xì)獾淖饔昧εc噴出燃?xì)鈱?duì)火箭的作用力是兩個(gè)物體之間的相互作用,是一對(duì)作用力與反作用力,B正確;火箭噴出的燃?xì)鈱?duì)火箭的作用力與火箭的重力都作用在火箭上,不是一對(duì)作用力與反作用力,C錯(cuò)誤;火箭能加速上升,說(shuō)明火箭噴出的燃?xì)鈱?duì)火箭的作用力大于火箭的重力,D錯(cuò)誤。
人跑步時(shí)(如圖所示),人受到幾個(gè)力的作用?人和地球間的作用力和反作用力的對(duì)數(shù)有幾對(duì)?
提示:人走路時(shí)受到三個(gè)力的作用即重力、地面的支持力和地面對(duì)人的摩擦力。力的作用總是相互的,這三個(gè)力的反作用力分別是人對(duì)地球的吸引作用,人對(duì)地面的壓力和人對(duì)地面的摩擦力,所以人走路時(shí)與地球間有三對(duì)作用力和反作用力。
1.受力分析把指定物體(研究對(duì)象)在指定的物理環(huán)境中受到的所有力找出來(lái),并畫(huà)出受力示意圖,這就是受力分析。2.受力分析的一般順序一般先分析重力;再分析彈力,環(huán)繞物體一周,找出跟研究對(duì)象接觸的物體,并逐個(gè)分析這些物體對(duì)研究對(duì)象是否有彈力作用;然后分析摩擦力,對(duì)凡有彈力作用處逐一進(jìn)行分析;最后是其他力。
3.受力分析常用的方法(1)整體法與隔離法
整體法、隔離法在受力分析時(shí)要靈活選用:①當(dāng)所涉及的物理問(wèn)題是整體與外界作用時(shí),應(yīng)用整體分析法,可使問(wèn)題簡(jiǎn)單明了,而不必考慮內(nèi)力的作用。②當(dāng)涉及的物理問(wèn)題是物體間的作用時(shí),要應(yīng)用隔離分析法,這時(shí)系統(tǒng)中物體間相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立物體的外力。(2)假設(shè)法:在受力分析時(shí),若不能確定某力是否存在,可先對(duì)其作出存在或不存在的情況假設(shè),然后再就該力存在與否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來(lái)判斷該力是否存在。
5.受力分析時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題(1)分析物體受力時(shí),只分析周?chē)矬w對(duì)研究對(duì)象所施加的力,不要分析研究對(duì)象對(duì)周?chē)矬w施加的力,也不要把作用在其他物體上的力錯(cuò)誤地認(rèn)為通過(guò)“力的傳遞”作用在研究對(duì)象上。(2)受力分析時(shí),不要多力或漏力,要注意確定每個(gè)力的施力物體和受力物體。
(3)正確區(qū)分內(nèi)力和外力:對(duì)幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)進(jìn)行受力分析時(shí),這幾個(gè)物體間的作用力為內(nèi)力,不能在受力圖中出現(xiàn);當(dāng)把其中的某一物體單獨(dú)隔離分析時(shí),原來(lái)的內(nèi)力變成外力,要畫(huà)在受力圖上。(4)物體受力情況會(huì)隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變,必要時(shí)要運(yùn)用平衡條件判定未知力的有無(wú)及方向。(5)受力分析需嚴(yán)密,外部作用看整體,互相作用要隔離。找施力物體防“添力”。順序分析防“漏力”。
如圖所示,固定斜面上有一光滑小球,分別與一豎直輕彈簧P和一平行斜面的輕彈簧Q連接著,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),則關(guān)于小球所受力的個(gè)數(shù)不可能的是( )A.1 B.2 C.3 D.4
思路引導(dǎo):分析物體的受力情況時(shí),首先明確研究對(duì)象,然后分析其他物體對(duì)研究對(duì)象的作用力。解析:設(shè)斜面傾角為θ,小球質(zhì)量為m,假設(shè)輕彈簧P對(duì)小球的拉力大小恰好等于mg,則小球受二力平衡;假設(shè)輕彈簧Q對(duì)小球的拉力等于mgsin θ,小球受到重力、彈簧Q的拉力和斜面的支持力作用,三力平衡;如果兩個(gè)彈簧對(duì)小球都施加了拉力,那么除了重力,小球只有再受到斜面的支持力才能保證小球受力平衡,即四力平衡;小球只受單個(gè)力的作用,合力不可能為零,小球不可能處于靜止?fàn)顟B(tài),故A正確。
思維升華:受力分析的幾項(xiàng)注意(1)理解“確定研究對(duì)象”的含義,題目要求分析A物體受力,那么A物體對(duì)其他物體的力就不是A所受的力。(2)受力分析時(shí),只考慮根據(jù)性質(zhì)命名的力。(3)防止“漏力”和“添力”。按正確順序進(jìn)行受力分析是防止“漏力”的有效措施;注意尋找施力物體,這是防止“添力”的措施之一,找不出施力物體,則這個(gè)力一定不存在。
3.如圖所示,在水平面上疊放著兩個(gè)物體A和B,兩物體在F1、F2(F1>F2)的水平拉力作用下,處于靜止?fàn)顟B(tài)。試分別在甲、乙、丙圖中畫(huà)出A物體、B物體和整體的受力圖。
應(yīng)用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象如果不能直接求解物體受到的某個(gè)力時(shí),可先求它的反作用力,如求壓力時(shí)可先求支持力。在許多問(wèn)題中,摩擦力的求解亦是如此。利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象,可以使我們分析問(wèn)題的思路更靈活、更開(kāi)闊。
(多選)2020·山東青島市模擬)木箱重G1,人重G2,人站在木箱里用力F向上推木箱,如圖所示,則有( )A.人對(duì)木箱底的壓力大小為G2+FB.人對(duì)木箱底的壓力大小為G2C.木箱對(duì)地面的壓力大小為G2+G1-FD.木箱對(duì)地面的壓力大小為G1+G2
解析:對(duì)人隔離受力分析有:豎直向下的重力G2、向下的作用力F、向上的支持力FN,可得FN=G2+F,根據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)木箱底的壓力大小為G2+F,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;將人與木箱看成一個(gè)整體,可得木箱對(duì)地面的壓力大小為G1+G2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。
1.(2021·廣東梅州市高一期末)踢毽子是一項(xiàng)深受大眾喜愛(ài)的傳統(tǒng)健身運(yùn)動(dòng)。在某次踢毽子的過(guò)程中,關(guān)于毽子和腳之間的相互作用力,下列說(shuō)法正確的是( )
A.毽子對(duì)腳的作用力大于腳對(duì)毽子的作用力B.毽子對(duì)腳的作用力小于腳對(duì)毽子的作用力C.毽子對(duì)腳的作用力等于腳對(duì)毽子的作用力D.腳對(duì)毽子的作用力與毽子對(duì)腳的作用力方向相同解析:毽子對(duì)腳的作用力與腳對(duì)毽子的作用力是一對(duì)作用力與反作用力,大小相等、方向相反,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
2.(2021·浙江麗水市高一期末)2020年11月24日,文昌航天發(fā)射場(chǎng)用長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功將嫦娥五號(hào)探測(cè)器送入預(yù)定軌道,開(kāi)啟我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅?;鸺诎l(fā)射升空過(guò)程中向下噴射大量高溫高壓的氣體。以下說(shuō)法正確的是( )A.火箭在起飛階段受力平衡B.火箭能升空是因?yàn)榈孛娼o了火箭巨大的推力C.火箭對(duì)氣體的推力和氣體對(duì)火箭的推力同時(shí)產(chǎn)生D.火箭對(duì)氣體的推力和氣體對(duì)火箭的推力是一對(duì)平衡力
解析:火箭在起飛階段中所受的推力大于重力,所以受力不平衡,故A錯(cuò)誤;火箭升空的推力來(lái)源于高速?lài)姵龅臍怏w,故B錯(cuò)誤;火箭對(duì)氣體的推力和氣體對(duì)火箭的推力是一對(duì)相互作用力,同時(shí)產(chǎn)生,等大反向,故C正確、D錯(cuò)誤。
3.(2021·山東菏澤市高一期末)在一次學(xué)校組織的拔河比賽中,各班級(jí)的隊(duì)伍都拼盡全力展現(xiàn)班級(jí)風(fēng)采,爭(zhēng)取贏得比賽,如圖所示,假設(shè)甲乙兩隊(duì)與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,拔河所用繩子的重力不計(jì),兩隊(duì)的拉力都水平沿繩,最終甲隊(duì)獲得勝利。
則下列說(shuō)法正確的是( )A.甲隊(duì)對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲隊(duì)的拉力是一對(duì)平衡力B.甲隊(duì)對(duì)繩的拉力與乙隊(duì)對(duì)繩的拉力是一對(duì)相互作用力C.最終甲隊(duì)取得勝利,說(shuō)明甲隊(duì)的拉力大于乙隊(duì)的拉力D.甲能贏得“拔河”比賽的勝利,是因?yàn)榧钻?duì)的質(zhì)量比乙隊(duì)大
解析:甲隊(duì)對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲隊(duì)的拉力是一對(duì)相互作用力,A錯(cuò)誤;甲隊(duì)對(duì)繩的拉力與乙隊(duì)對(duì)繩的拉力是一對(duì)平衡力,B錯(cuò)誤;同一條繩上的拉力大小處處相等,即甲隊(duì)的拉力等于乙隊(duì)的拉力,C錯(cuò)誤;甲能贏得“拔河”比賽的勝利,是因?yàn)榧钻?duì)的質(zhì)量比乙隊(duì)大,與地面的最大靜摩擦力較大,D正確。
4.(2021·牡丹江月考)下列各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài),關(guān)于物體的受力示意圖,哪個(gè)是正確的( )
解析:A中處于靜止?fàn)顟B(tài)的物塊受到的靜摩擦力沿斜面向上,A錯(cuò)誤;B中水平力F把鐵塊緊壓在豎直墻上,靜止的物體受到4個(gè)力作用,即重力、支持力、推力和摩擦力作用,B錯(cuò)誤;C中小球放在水平面上,受水平面豎直向上的支持力和重力作用,傾斜的接觸面雖然接觸,但不存在彈力,故C正確;D中物體A和B通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩連接,都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)A受到的摩擦力方向水平向右,D錯(cuò)誤。
這是一份人教版 (2019)必修 第一冊(cè)3 牛頓第三定律圖文ppt課件,共29頁(yè)。PPT課件主要包含了題組一,作用力和反作用力,題組二,題組三,牛頓第三定律的理解,題組四,物體受力的初步分析等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一冊(cè)3 牛頓第三定律作業(yè)課件ppt,共50頁(yè)。PPT課件主要包含了第3節(jié)牛頓第三定律,作用力,反作用力,同時(shí)存在,同一條直線上,研究對(duì)象,摩擦力,受到的力,不一定,核心能力·提升練等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一冊(cè)3 牛頓第三定律背景圖課件ppt,共38頁(yè)。PPT課件主要包含了目錄索引等內(nèi)容,歡迎下載使用。
微信掃碼,快速注冊(cè)
注冊(cè)成功