高中物理魯科版 (2019)必修第一冊(cè)第4節(jié) 牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律備課ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

第4節(jié)　牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律[核心素養(yǎng)·明目標(biāo)]核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)物理觀念知道力的作用是相互的，知道作用力與反作用力的概念。理解牛頓第三定律的確切含義，能用其解決簡(jiǎn)單問(wèn)題。科學(xué)思維會(huì)用牛頓第三定律解決有關(guān)問(wèn)題。會(huì)區(qū)分平衡力與作用力和反作用力。科學(xué)探究會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究作用力與反作用力的特點(diǎn)，驗(yàn)證牛頓第三定律，能用學(xué)過(guò)的物理術(shù)語(yǔ)等交流探究過(guò)程和結(jié)果。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任能用牛頓第三定律正確解釋日常生活中看似矛盾的現(xiàn)象，樂(lè)于將牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用到日常生活實(shí)際中。知識(shí)點(diǎn)一　作用力與反作用力1．定義：物體間的一對(duì)相互作用力，稱(chēng)為作用力和反作用力。可以把其中的任意一個(gè)力稱(chēng)為作用力，則另一個(gè)力就稱(chēng)為反作用力。2．特點(diǎn)：力的作用總是相互的。相互的作用力和反作用力既可以存在于相互接觸的物體之間，也可以存在于不接觸的物體之間。　力的作用總是相互的，這個(gè)“總”字表示沒(méi)有例外情況。1：思考辨析(正確的畫(huà)√，錯(cuò)誤的打×)(1)先有作用力，然后有反作用力。 (×)(2)只有兩物體接觸時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生作用力與反作用力。 (×)(3)物體間可能只有作用力，而沒(méi)有反作用力。 (×)知識(shí)點(diǎn)二　牛頓第三定律1．內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。2．表達(dá)式：F＝－F′，其中F、F′分別表示作用力和反作用力，負(fù)號(hào)表示兩個(gè)力的方向相反。3．應(yīng)用 (1)跳水運(yùn)動(dòng)員在跳板上起跳時(shí)，他對(duì)跳板的蹬力與跳板對(duì)他的彈力是一對(duì)相互作用力。(2)火箭發(fā)射升空時(shí)，燃料燃燒產(chǎn)生氣體，氣體受力向下噴出，這些氣體反過(guò)來(lái)給火箭施加了一個(gè)反作用力，把火箭送上太空。　“掰手腕”是人們常見(jiàn)的“娛樂(lè)比賽”活動(dòng)。在一次“掰手腕”比賽中，甲戰(zhàn)勝了乙，這能說(shuō)明甲對(duì)乙的作用力大于乙對(duì)甲的作用力嗎？提示：不能。2：思考辨析(正確的畫(huà)√，錯(cuò)誤的打×)(1)作用力與反作用力的大小相等、方向相反、合力為零。 (×)(2)物體間的作用力與反作用力一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失。 (√)(3)物體間的作用力和反作用力一定是同性質(zhì)的力。 (√) 考點(diǎn)1　作用力與反作用力如圖所示，我國(guó)有一種傳統(tǒng)的民族體育項(xiàng)目叫作“押加”，實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)人拔河，如果甲、乙兩人在“押加”比賽中，甲獲勝，根據(jù)上述情境，試回答以下問(wèn)題：(1)甲方的拉力一定比乙方大嗎？(2)請(qǐng)分析甲獲勝的原因。提示：(1)甲方的拉力一定等于乙方的拉力，因?yàn)檫@兩個(gè)力是作用力與反作用力。(2)甲獲勝是因?yàn)榈孛娼o甲的最大靜摩擦力大于地面給乙的最大靜摩擦力。1．一對(duì)作用力與反作用力的關(guān)系相同點(diǎn)同大小大小相同同直線作用在一條直線上同時(shí)性同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失同性質(zhì)作用力是引力，反作用力也是引力；作用力是彈力，反作用力也是彈力；作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力不同點(diǎn)異向方向相反異體作用在不同的物體上異效在不同的物體上分別產(chǎn)生不同的作用效果，不能相互抵消，因此不能認(rèn)為作用力和反作用力的合力為零　作用力與反作用力作用在不同物體上，所以不能合成與分解。2．作用力與反作用力的普適性作用力和反作用力的關(guān)系適用于任何物體之間，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與參考系的選擇也無(wú)關(guān)。【典例1】　如圖所示，一匹馬拉著車(chē)前行，關(guān)于馬拉車(chē)的力和車(chē)?yán)R的力，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．馬拉車(chē)的力總是大于車(chē)?yán)R的力B．馬拉車(chē)的力總是等于車(chē)?yán)R的力C．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，馬拉車(chē)的力大于車(chē)?yán)R的力D．減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，馬拉車(chē)的力小于車(chē)?yán)R的力B　[馬拉車(chē)的力與車(chē)?yán)R的力是一對(duì)作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律可知：它們的大小在任何情況下都相等，與車(chē)所處運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]1．如圖所示是利用傳感器記錄的兩個(gè)物體間的作用力和反作用力的變化圖線，根據(jù)圖線可以得出的結(jié)論是 (　　)A．作用力大時(shí)，反作用力小B．作用力和反作用力的方向總是相反的C．作用力和反作用力是作用在同一個(gè)物體上的D．此圖線一定是在兩個(gè)物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)顯示出來(lái)的B　[由圖線關(guān)于t軸對(duì)稱(chēng)可以得出：作用力與反作用力一定大小相等、方向相反，故A錯(cuò)誤，B正確；作用力與反作用力一定作用在兩個(gè)物體上，且其大小和方向的關(guān)系與物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以C、D錯(cuò)誤。] 考點(diǎn)2　作用力、反作用力與平衡力的比較在如圖甲中，猴子吊在空中。猴子受到重力G，還受到樹(shù)枝對(duì)它的拉力F；另一方面，不但樹(shù)枝在以拉力F向上拉著猴子，猴子同時(shí)也在以向下的拉力F′拉著樹(shù)枝。甲　　　　　乙(1)上面涉及的兩組力分別是什么力？(2)這兩組力有什么不同之處？提示：(1)猴子在重力G和樹(shù)枝對(duì)它的拉力F作用下保持靜止，所以拉力F和重力G是一對(duì)相互平衡的力；樹(shù)枝拉猴子的力F和猴子拉樹(shù)枝的力F′是一對(duì)作用力與反作用力。(2)①平衡力作用于同一物體上，作用力與反作用力作用在兩個(gè)物體上；②作用力與反作用力一定是同一種類(lèi)的力，平衡力則不一定是同一種類(lèi)的力；③平衡力合力為零，相互作用力不能求合力。一對(duì)作用力和反作用力一對(duì)平衡力共同點(diǎn)大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上不同點(diǎn)作用對(duì)象作用在兩個(gè)物體上作用在同一個(gè)物體上力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力不一定是同性質(zhì)的力作用效果作用在兩個(gè)物體上，各自產(chǎn)生作用效果，故不能作為使物體平衡的條件一對(duì)平衡力的作用效果是使物體處于平衡狀態(tài)，合力為零依賴(lài)關(guān)系兩個(gè)力一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，不可能單獨(dú)存在不存在依賴(lài)關(guān)系，撤除一個(gè)力時(shí)另一個(gè)力可依然存在，只是不再平衡【典例2】　(多選)如圖所示，水平力F把一個(gè)物體緊壓在豎直的墻壁上靜止不動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．作用力F跟墻壁對(duì)物體的支持力是一對(duì)作用力與反作用力B．作用力F與物體對(duì)墻壁的壓力是一對(duì)平衡力C．物體的重力跟墻壁對(duì)物體的靜摩擦力是一對(duì)平衡力D．物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的支持力是一對(duì)作用力與反作用力思路點(diǎn)撥：先對(duì)物體受力分析，找出相互平衡的力，然后找出每個(gè)力的施力物體，對(duì)施力物體的作用力是反作用力。CD　[作用力F跟墻壁對(duì)物體的支持力作用在同一物體上，大小相等、方向相反，在一條直線上，是一對(duì)平衡力，A錯(cuò)；作用力F作用在物體上而物體對(duì)墻壁的壓力作用在墻壁上，這兩個(gè)力不能成為平衡力，也不是作用力和反作用力，B錯(cuò)；物體在豎直方向上，受豎直向下的重力和墻壁對(duì)物體豎直向上的靜摩擦力，因物體處于靜止，故這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，C對(duì)；物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的支持力，是兩個(gè)物體之間的相互作用力，是一對(duì)作用力和反作用力，D對(duì)。]辨別作用力、反作用力與平衡力的方法2．下列關(guān)于作用力、反作用力和一對(duì)平衡力的認(rèn)識(shí)，正確的是(　　)A．一對(duì)平衡力的合力為零，作用效果相互抵消，一對(duì)作用力與反作用力的合力也為零，作用效果也相互抵消B．作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，且性質(zhì)相同，一對(duì)平衡力的性質(zhì)不一定相同C．作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，一對(duì)平衡力也是如此D．先有作用力，接著才有反作用力，一對(duì)平衡力卻是同時(shí)作用在同一個(gè)物體上的B　[作用力與反作用力是分別作用在兩個(gè)不同物體上的，作用效果不能抵消，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；作用力與反作用力具有同時(shí)性、同性質(zhì)的特點(diǎn)，而一對(duì)平衡力不一定具有這些特點(diǎn)，選項(xiàng)B正確，C、D錯(cuò)誤。] 考點(diǎn)3　牛頓第三定律的綜合應(yīng)用應(yīng)用牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律及“轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法”求力求解某個(gè)未知力，一般情況下優(yōu)先選取該力的受力物體進(jìn)行分析，但有些情況以受力物體為研究對(duì)象卻不便于直接求解該力時(shí)，可先通過(guò)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，求解其反作用力的大小和方向，然后應(yīng)用牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律間接求得該力的大小和方向。【典例3】　質(zhì)量為M的人站在地面上，用輕繩通過(guò)光滑定滑輪將質(zhì)量為m的重物從高處放下，如圖所示，若重物以加速度a下降(a＜g)，則人對(duì)地面的壓力為(　　)A．(M＋m)g－maB．M(g－a)－maC．(M－m)g＋maD．Mg－ma思路點(diǎn)撥：①“輕繩、光滑定滑輪”說(shuō)明繩對(duì)重物的拉力和對(duì)人的拉力大小相等。②求人對(duì)地面的壓力可用轉(zhuǎn)換對(duì)象法先求地面對(duì)人的支持力。C　[以重物為研究對(duì)象，受力分析如圖甲所示。甲　　　　　　　　乙由牛頓第二定律得mg－F＝ma，所以繩子上的拉力F＝mg－ma。以人為研究對(duì)象，受力分析如圖乙所示。由平衡條件得F＋N＝Mg所以N＝Mg－F＝Mg＋ma－mg由牛頓第三定律知，人對(duì)地面的壓力等于地面對(duì)人的支持力，所以N′＝N＝(M－m)g＋ma。][母題變式]若將上例的加速度a反向即重物以a加速上升(a＜g)且M ＞2m，求人對(duì)地面的壓力大小？[解析]　以重物為研究對(duì)象，受力分析如圖甲所示。甲由牛頓第二定律得：F－mg＝ma所以繩子上的拉力F＝mg＋ma以人為研究對(duì)象，受力分析如圖乙所示乙由平衡條件知：F＋N＝Mg所以N＝Mg－F＝Mg－mg－ma由牛頓第三定律知，人對(duì)地面的壓力等于地面對(duì)人的支持力所以N′＝N＝Mg－mg－ma。3．如圖所示，滑桿和底座靜止在水平地面上，質(zhì)量為M，一質(zhì)量為m的猴子沿桿以0.4g的加速度加速下滑，則底座對(duì)地面的壓力為(　　)A．Mg＋0.4mg　　　　 B．Mg＋0.6mgC．(M＋m)g D．MgB　[以猴子為研究對(duì)象，分析猴子的受力如圖甲所示：豎直方向受重力mg和桿對(duì)猴子的摩擦力Ff，則有mg－Ff＝ma????????????? ①滑桿和底座受力如圖乙所示，受重力Mg、支持力FN，猴子對(duì)桿的摩擦力Ff′三力平衡：FN＝Mg＋Ff′ ②由牛頓第三定律得Ff′＝Ff ③由①②③解得FN＝Mg＋0.6mg由牛頓第三定律得底座對(duì)地面的壓力大小為FN′＝FN＝Mg＋0.6mg，方向豎直向下。故選B。]1．(多選)下面是生活、生產(chǎn)中常見(jiàn)的事例，應(yīng)用牛頓第三定律的是(　　)A．小船靠劃槳前進(jìn)B．帆船利用風(fēng)力來(lái)航行C．螺旋槳飛機(jī)通過(guò)螺旋槳旋轉(zhuǎn)飛行D．噴氣式飛機(jī)向后噴出燃?xì)馔苿?dòng)飛機(jī)前進(jìn)ACD　[當(dāng)坐在船上的人劃槳時(shí)，槳對(duì)水有向后的作用力，同時(shí)水對(duì)槳有一個(gè)反作用力向前，使得小船向前行，A正確；同理C、D正確，B錯(cuò)誤。]2．我國(guó)跳水運(yùn)動(dòng)在世界上處于領(lǐng)先地位。如圖所示為運(yùn)動(dòng)員跳水前的起跳動(dòng)作。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．運(yùn)動(dòng)員蹬板的作用力大小大于板對(duì)她們的支持力大小B．運(yùn)動(dòng)員蹬板的作用力大小小于板對(duì)她們的支持力大小C．運(yùn)動(dòng)員所受的支持力和重力相平衡D．運(yùn)動(dòng)員所受的合外力一定向上D　[運(yùn)動(dòng)員蹬板的作用力與板對(duì)她們的支持力是作用力和反作用力，大小相等、方向相反，A、B錯(cuò)；運(yùn)動(dòng)員起跳過(guò)程，是由靜止獲得速度的過(guò)程，因而有豎直向上的加速度，合外力豎直向上，運(yùn)動(dòng)員所受的支持力大于重力，C錯(cuò)，D對(duì)。]3．下列各對(duì)力中，是相互作用力的是(　　)A．懸繩對(duì)電燈的拉力和電燈的重力B．電燈拉懸繩的力與懸繩拉電燈的力C．懸繩拉天花板的力和電燈拉懸繩的力D．懸繩拉天花板的力和電燈的重力B　[作用力與反作用力是兩個(gè)物體之間的相互作用力，選項(xiàng)A、C、D都不是作用力與反作用力。]4．(新情境題：以女孩稱(chēng)量體重為背景，考查牛頓第三定律)“減肥”變成了當(dāng)前的時(shí)尚話題，為了保持一個(gè)“苗條”的身材，稱(chēng)量體重就變成了一項(xiàng)日常必不可少的活動(dòng)。如圖所示是一位女孩正在稱(chēng)量體重。問(wèn)題：你能解釋體重計(jì)工作的原理嗎？[解析]　對(duì)女孩進(jìn)行受力分析，受重力G與體重計(jì)對(duì)她的支持力F作用，由于女孩保持靜止，兩者是一對(duì)平衡力，所以G＝F；另一方面，體重計(jì)給女孩支持力F的同時(shí)，女孩給體重計(jì)一個(gè)向下的壓力F′作用，兩者是作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律可知F＝F′；綜上所述，女孩所受重力G等于她對(duì)體重計(jì)的壓力F′，體重計(jì)示數(shù)就是它所受壓力的大小F′，大小等于女孩重力。[答案]　見(jiàn)解析回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問(wèn)題：?1?作用力與反作用力有什么不同點(diǎn)？提示：作用在不同物體上，方向相反，作用效果不同。?2?作用力與反作用力有什么相同點(diǎn)？提示：大小相同，性質(zhì)相同，方向共線，變化規(guī)律相同。

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