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高中物理第4节 牛顿第三运动定律教案
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这是一份高中物理第4节 牛顿第三运动定律教案，共10页。教案主要包含了教学目标，核心素养目标，教学重难点，教学过程，新课导入，教师点拨，合作探究，探究归纳等内容，欢迎下载使用。
【教学目标】
1．知道力的作用是相互的，了解作用力、反作用力的概念。
2．理解牛顿第三定律的含义。
3．会用牛顿第三定律解决简单的问题。
4．会区分作用力、反作用力与平衡力。
【核心素养目标】
物理观念：1．能够在实际问题中区分平衡力与作用力，反作用力
2．知道作用力、反作用力的概念，知道牛顿第三定律的内容
科学思维：能应用牛顿第三定律转换研究对象，进行问题的求解
科学探究：通过现代仪器，验证牛顿第三定律的正确性
科学态度与责任：正确理解牛顿第三定律内容，能正确解释日常生活中一些看似矛盾的现象
【教学重难点】
1．理解牛顿第三定律的含义
2．能应用牛顿第三定律转换研究对象，进行问题的求解
3．会区分作用力、反作用力与平衡力，并会用牛顿第三定律解决简单的问题。
【教学过程】
【新课导入】
我们知道，两个物体之间的作用总是相互的。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。这两个力有什么关系呢？本节将学习作用力与反作用力以及牛顿第三运动定律。
必备知识•素养奠基
一、作用力和反作用力
1．定义：物体间的一对相互作用力，称作作用力与反作用力。可把其中任意一个力称为作用力，另一个力则称为反作用力。
2．特点：力的作用总是相互的。相互的作用力和反作用力既可以存在于相互__________的物体之间，也可以存在于____________的物体之间。
[判断正误]
（1）一个物体受几个力作用，则一定存在几个反作用力。（ ）
（2）两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。（ ）
（3）相互作用的一对力中，称哪一个力为作用力是任意的。（ ）
二、牛顿第三运动定律及其意义
1．内容：两个物体之间的作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在在同一条直线上；
[判断正误]
（1）作用力与反作用力一定是同性质的力。（ ）
（2）作用力与反作用力的大小相等、方向相反、合力为零。（ ）
（3）物体间的作用力与反作用力一定同时产生、同时消失。（ ）
（4）牛顿第三定律是个普遍定律，它的成立不受条件限制。（ ）
2．光滑桌面上放两块条形磁铁A和B，A对B有力的作用，B对A也有力的作用，则A对B的力和B对A的力具备的特点：
（1）大小：A对B的力和B对A的力，大小__________；
（2）作用线：A对B的力和B对A的力，作用在______________上；
（3）存亡：当A对B的力消失时，B对A的力__________（选填“消失”或“不消失”），当A对B的力大小变化时，B对A的力大小__________（选填“变化”或“不变化”）；
（4）性质：A对B的力是引力，B对A的力是__________；A对B的力是弹力，则B对A的力是__________；
（5）方向：A对B的力的方向和B对A的力的方向__________；
（6）作用物体：A对B的力和B对A的力作用在__________（选填“相同”或“不同”）的物体上。
【思考】如图所示，一位同学用水平推力F把一块木块紧压在竖直墙上，使木块处于静止状态．
（1）在图中画出木块所受的力。
（2）此情景中出现的作用力和反作用力有哪些？
（3）此情景中出现了几对相互平衡的力？
【教师点拨】（1）如图所示。
（2）作用力和反作用力共有四对：木块受到的重力和木块对地球的引力；墙对木块的弹力和木块对墙的压力；墙对木块的摩擦力和木块对墙的摩擦力；手推木块的力和木块对手的弹力。
（3）两对相互平衡的力：木块受到的重力G和墙对木块的静摩擦力F；手推木块的力F和墙对木块的弹力N。
【合作探究】（1）马拉车在水平路面上前进，是否只有当马车匀速前进时，马对车的拉力才等于车对马的拉力？
（2）马对车的拉力等于车对马的拉力，为什么车会被马拉动呢？
提示：（1）不是，马拉车的力和车拉马的力是作用力和反作用力，这两个力的大小总是相等的，与两物体的运动状态没有关系。
（2）马拉车的力比车受到地面的摩擦力要大。
【探究归纳】
1．牛顿第三定律表达式：，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反。
2．作用力与反作用力的“四同”“三异”
[易错提醒]大小相等，方向相反，作用于一条直线上的两个力，不一定是作用力与反作用力。
eq \a\vs4\al([典例1])（多选）关于作用力与反作用力，下列说法正确的是（ ）
A．马拉车加速行驶，马拉车的力大于车拉马的力
B．从井里将水桶提上来，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力
C．不论电梯是加速、匀速、还是减速上升，人对电梯底板的压力和底板对人的支持力总是大小相等的
D．作用力是弹力，其反作用力也一定是弹力，因为作用力与反作用力是性质相同的力
[解析]一对作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．有作用力，就有反作用力，它们总是成对出现的，同时产生、同时变化、同时消失，而且是同一性质的力。
关键能力•素养形成
一、认识牛顿第三定律
1．一对作用力与反作用力的关系：
2．作用力与反作用力的普适性：
作用力和反作用力的关系适用于任何物体之间，与物体的运动状态无关，与参考系的选择也无关。
【思考·讨论】
马拉车在公路上前进，马给车一个作用力的同时，车也给马一个反作用力，两力一样大，为什么是车向前走而不是马向后退呢？
【规律方法】判断作用力和反作用力的方法
（1）看作用点：作用力和反作用力作用在两个物体上；
（2）看力的性质：作用力和反作用力是由于相互作用而产生的，一定是同一性质的力；
（3）看受力物体数量：作用力和反作用力这两个力的施力物体和受力物体一共只有两个。
二、一对相互作用力和一对平衡力的区别
eq \a\vs4\al([探究导入])（1）如图所示，灯被绳子吊在天花板上静止，灯受哪些力作用？
（2）试找出该事件中的作用力与反作用力以及平衡力分别是哪些？
提示：（1）灯受两个力：重力G、悬绳拉力T。
（2）重力G的施力物体是地球，那么重力G的反作用力就是灯对地球的吸引力；拉力T的施力物体是悬绳，拉力T的反作用力是灯对悬绳的拉力；灯受到的重力和悬绳的拉力是一对平衡力。
[易错提醒]1.作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同性、同存”。
2.平衡力是“同体、共线、反向、等大、不一定同性同存”。
教师引导学生归纳完成下表：
【思考·讨论】
情境：小男孩手牵不计质量的氢气球，使之静止于空中。
讨论：（1）哪个力是用来平衡绳子的拉力的？
（2）绳子对气球的拉力是哪个物体对哪个物体的作用力？
eq \a\vs4\al([方法技巧])
区分作用力、反作用力与平衡力的技巧
（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。
[素养达标检测]
1．（2019·江苏南京高一检测）关于作用力和反作用力，下列说法正确的是（ ）
A．作用力和反作用力作用在不同物体上
B．作用力和反作用力的大小有时相等，有时不相等
C．只有两物体处于平衡状态时，作用力和反作用力才大小相等
D．只有两个物体质量相同时，作用力和反作用力才大小相等
解析：作用力和反作用力作用在不同的物体上，作用效果不能抵消，不能合成，故A正确，C错误；由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，故B、D错误，故选A。
答案：A
2.（多选）如图是利用计算机记录的卫星发射时火箭和卫星之间的作用力和反作用力的变化图线，根据图线可以得出的结论是（ ）
A．作用力大时，反作用力小
B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D．牛顿第三定律在任何情况下均可适用
解析：图像中的两条图线对应的纵坐标大小相等、符号相反，故A错误，B正确；作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上，故C错误；在任何情况下，两物体之间的作用力和反作用力都遵守牛顿第三定律，故D正确。
答案：BD
3．（多选）在排球比赛中，运动员用手掌将排球奋力击出。关于排球与运动员手掌之间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．排球对运动员手掌的作用力大于运动员手掌对排球的作用力
B．排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力大小相等
C．排球对运动员手掌的作用力比运动员手掌对排球的作用力产生稍晚
D．排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力同时消失
解析：排球对运动员手掌的作用力与运动员手掌对排球的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，同时产生，同时消失，故B、D对。
答案：BD
4．下列判断正确的是（ ）
A．人行走时向后蹬地，给地面向后的摩擦力，地面给人的摩擦力是人向前的动力
B．人匀速游泳时，人对水向前用力，水给人方向向后的作用力，这个力是阻力
C．放在桌面上的物体，因有重力，才有对桌面的压力，然后有桌面的支持力出现，即压力先产生，支持力后出现
D．作用力与反作用力，应是先有作用力，再有反作用力，作用力先变化，反作用力随后跟着做相应变化
解析：人走路或游泳时，对地或对水都施加向后的力，另一方给人施加动力，故A对，B错；作用力与反作用力总是同时产生，同时变化，不存在谁先谁后，故C、D均错。
答案：A
5.如图所示为跳水运动员跳水前的起跳动作．设人对跳板的压力为，跳板对人的支持力为，则（ ）
A．和是一对平衡力
B．和是一对作用力和反作用力
C．先有力，后有力
D．和方向相反，大小不相等
解析：、是一对作用力和反作用力，同时产生，大小相等，方向相反，所以B正确。
答案：B
6．在拔河比赛中，下列各因素对获胜有利的是（ ）
A．对绳的拉力大于对方
B．对地面的最大静摩擦力大于对方
C．手对绳的握力大于对方
D．质量小于对方
解析：在拔河比赛中根据作用力和反作用力的关系，双方对绳的拉力大小是相等的，选项A错误；取胜的决定因素是绳对人的拉力和地面对人的摩擦力的大小关系，选项B正确，C、D错误。
答案：B
7．（多选）机场常用传送带为顾客运送行李或货物，在传送带运送货物过程中主要有水平运送和沿斜面运送两种形式，如图所示，A为水平传送带，B为倾斜传送带．当行李随传送带一起匀速运动时，下列几种判断中正确的是（ ）
A．A情形中的物体受到重力、支持力
B．A情形中的物体受到重力、支持力和摩擦力作用
C．B情形中的物体受到重力、支持力和摩擦力作用
D．B情形中的物体所受支持力与重力是一对平衡力
解析：因为货物匀速运动，所以A情形中货物只受重力和支持力，A正确，B错误；B情形中除受重力和支持力外还必须受到一个沿斜面向上的静摩擦力作用，C正确；显然D错误。
答案：AC
8.如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上。A、B间有一劲度系数为的轻弹簧，此时弹簧伸长了。已知A、B两物体的重力分别是和．则细线的拉力及B对地面的压力分别是（ ）
A．和B．和
C．和D．和
解析：对A由平衡条件得，解得，对B可得，解得，由牛顿第三定律得B对地面的压力是，故选项C正确。
答案：C作用力与反作用力关系
四同
等大
大小总是相等
共线
作用在一条直线上
同时
同时产生、同时变化、同时消失
同性质
同一性质的力
三异
异向
方向相反
异体
作用在不同的物体上
异效
效果不能相互抵消，不能认为合力为零
作用力
反作用力
相同点
不同点
一对作用力和反作用力
一对平衡力
相同点
不同点
【教学目标】
1．知道力的作用是相互的，了解作用力、反作用力的概念。
2．理解牛顿第三定律的含义。
3．会用牛顿第三定律解决简单的问题。
4．会区分作用力、反作用力与平衡力。
【核心素养目标】
物理观念：1．能够在实际问题中区分平衡力与作用力，反作用力
2．知道作用力、反作用力的概念，知道牛顿第三定律的内容
科学思维：能应用牛顿第三定律转换研究对象，进行问题的求解
科学探究：通过现代仪器，验证牛顿第三定律的正确性
科学态度与责任：正确理解牛顿第三定律内容，能正确解释日常生活中一些看似矛盾的现象
【教学重难点】
1．理解牛顿第三定律的含义
2．能应用牛顿第三定律转换研究对象，进行问题的求解
3．会区分作用力、反作用力与平衡力，并会用牛顿第三定律解决简单的问题。
【教学过程】
【新课导入】
我们知道，两个物体之间的作用总是相互的。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。这两个力有什么关系呢？本节将学习作用力与反作用力以及牛顿第三运动定律。
必备知识•素养奠基
一、作用力和反作用力
1．定义：物体间的一对相互作用力，称作作用力与反作用力。可把其中任意一个力称为作用力，另一个力则称为反作用力。
2．特点：力的作用总是相互的。相互的作用力和反作用力既可以存在于相互__________的物体之间，也可以存在于____________的物体之间。
[判断正误]
（1）一个物体受几个力作用，则一定存在几个反作用力。（ ）
（2）两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。（ ）
（3）相互作用的一对力中，称哪一个力为作用力是任意的。（ ）
二、牛顿第三运动定律及其意义
1．内容：两个物体之间的作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在在同一条直线上；
[判断正误]
（1）作用力与反作用力一定是同性质的力。（ ）
（2）作用力与反作用力的大小相等、方向相反、合力为零。（ ）
（3）物体间的作用力与反作用力一定同时产生、同时消失。（ ）
（4）牛顿第三定律是个普遍定律，它的成立不受条件限制。（ ）
2．光滑桌面上放两块条形磁铁A和B，A对B有力的作用，B对A也有力的作用，则A对B的力和B对A的力具备的特点：
（1）大小：A对B的力和B对A的力，大小__________；
（2）作用线：A对B的力和B对A的力，作用在______________上；
（3）存亡：当A对B的力消失时，B对A的力__________（选填“消失”或“不消失”），当A对B的力大小变化时，B对A的力大小__________（选填“变化”或“不变化”）；
（4）性质：A对B的力是引力，B对A的力是__________；A对B的力是弹力，则B对A的力是__________；
（5）方向：A对B的力的方向和B对A的力的方向__________；
（6）作用物体：A对B的力和B对A的力作用在__________（选填“相同”或“不同”）的物体上。
【思考】如图所示，一位同学用水平推力F把一块木块紧压在竖直墙上，使木块处于静止状态．
（1）在图中画出木块所受的力。
（2）此情景中出现的作用力和反作用力有哪些？
（3）此情景中出现了几对相互平衡的力？
【教师点拨】（1）如图所示。
（2）作用力和反作用力共有四对：木块受到的重力和木块对地球的引力；墙对木块的弹力和木块对墙的压力；墙对木块的摩擦力和木块对墙的摩擦力；手推木块的力和木块对手的弹力。
（3）两对相互平衡的力：木块受到的重力G和墙对木块的静摩擦力F；手推木块的力F和墙对木块的弹力N。
【合作探究】（1）马拉车在水平路面上前进，是否只有当马车匀速前进时，马对车的拉力才等于车对马的拉力？
（2）马对车的拉力等于车对马的拉力，为什么车会被马拉动呢？
提示：（1）不是，马拉车的力和车拉马的力是作用力和反作用力，这两个力的大小总是相等的，与两物体的运动状态没有关系。
（2）马拉车的力比车受到地面的摩擦力要大。
【探究归纳】
1．牛顿第三定律表达式：，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反。
2．作用力与反作用力的“四同”“三异”
[易错提醒]大小相等，方向相反，作用于一条直线上的两个力，不一定是作用力与反作用力。
eq \a\vs4\al([典例1])（多选）关于作用力与反作用力，下列说法正确的是（ ）
A．马拉车加速行驶，马拉车的力大于车拉马的力
B．从井里将水桶提上来，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力
C．不论电梯是加速、匀速、还是减速上升，人对电梯底板的压力和底板对人的支持力总是大小相等的
D．作用力是弹力，其反作用力也一定是弹力，因为作用力与反作用力是性质相同的力
[解析]一对作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．有作用力，就有反作用力，它们总是成对出现的，同时产生、同时变化、同时消失，而且是同一性质的力。
关键能力•素养形成
一、认识牛顿第三定律
1．一对作用力与反作用力的关系：
2．作用力与反作用力的普适性：
作用力和反作用力的关系适用于任何物体之间，与物体的运动状态无关，与参考系的选择也无关。
【思考·讨论】
马拉车在公路上前进，马给车一个作用力的同时，车也给马一个反作用力，两力一样大，为什么是车向前走而不是马向后退呢？
【规律方法】判断作用力和反作用力的方法
（1）看作用点：作用力和反作用力作用在两个物体上；
（2）看力的性质：作用力和反作用力是由于相互作用而产生的，一定是同一性质的力；
（3）看受力物体数量：作用力和反作用力这两个力的施力物体和受力物体一共只有两个。
二、一对相互作用力和一对平衡力的区别
eq \a\vs4\al([探究导入])（1）如图所示，灯被绳子吊在天花板上静止，灯受哪些力作用？
（2）试找出该事件中的作用力与反作用力以及平衡力分别是哪些？
提示：（1）灯受两个力：重力G、悬绳拉力T。
（2）重力G的施力物体是地球，那么重力G的反作用力就是灯对地球的吸引力；拉力T的施力物体是悬绳，拉力T的反作用力是灯对悬绳的拉力；灯受到的重力和悬绳的拉力是一对平衡力。
[易错提醒]1.作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同性、同存”。
2.平衡力是“同体、共线、反向、等大、不一定同性同存”。
教师引导学生归纳完成下表：
【思考·讨论】
情境：小男孩手牵不计质量的氢气球，使之静止于空中。
讨论：（1）哪个力是用来平衡绳子的拉力的？
（2）绳子对气球的拉力是哪个物体对哪个物体的作用力？
eq \a\vs4\al([方法技巧])
区分作用力、反作用力与平衡力的技巧
（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。
[素养达标检测]
1．（2019·江苏南京高一检测）关于作用力和反作用力，下列说法正确的是（ ）
A．作用力和反作用力作用在不同物体上
B．作用力和反作用力的大小有时相等，有时不相等
C．只有两物体处于平衡状态时，作用力和反作用力才大小相等
D．只有两个物体质量相同时，作用力和反作用力才大小相等
解析：作用力和反作用力作用在不同的物体上，作用效果不能抵消，不能合成，故A正确，C错误；由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，故B、D错误，故选A。
答案：A
2.（多选）如图是利用计算机记录的卫星发射时火箭和卫星之间的作用力和反作用力的变化图线，根据图线可以得出的结论是（ ）
A．作用力大时，反作用力小
B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D．牛顿第三定律在任何情况下均可适用
解析：图像中的两条图线对应的纵坐标大小相等、符号相反，故A错误，B正确；作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上，故C错误；在任何情况下，两物体之间的作用力和反作用力都遵守牛顿第三定律，故D正确。
答案：BD
3．（多选）在排球比赛中，运动员用手掌将排球奋力击出。关于排球与运动员手掌之间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．排球对运动员手掌的作用力大于运动员手掌对排球的作用力
B．排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力大小相等
C．排球对运动员手掌的作用力比运动员手掌对排球的作用力产生稍晚
D．排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力同时消失
解析：排球对运动员手掌的作用力与运动员手掌对排球的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，同时产生，同时消失，故B、D对。
答案：BD
4．下列判断正确的是（ ）
A．人行走时向后蹬地，给地面向后的摩擦力，地面给人的摩擦力是人向前的动力
B．人匀速游泳时，人对水向前用力，水给人方向向后的作用力，这个力是阻力
C．放在桌面上的物体，因有重力，才有对桌面的压力，然后有桌面的支持力出现，即压力先产生，支持力后出现
D．作用力与反作用力，应是先有作用力，再有反作用力，作用力先变化，反作用力随后跟着做相应变化
解析：人走路或游泳时，对地或对水都施加向后的力，另一方给人施加动力，故A对，B错；作用力与反作用力总是同时产生，同时变化，不存在谁先谁后，故C、D均错。
答案：A
5.如图所示为跳水运动员跳水前的起跳动作．设人对跳板的压力为，跳板对人的支持力为，则（ ）
A．和是一对平衡力
B．和是一对作用力和反作用力
C．先有力，后有力
D．和方向相反，大小不相等
解析：、是一对作用力和反作用力，同时产生，大小相等，方向相反，所以B正确。
答案：B
6．在拔河比赛中，下列各因素对获胜有利的是（ ）
A．对绳的拉力大于对方
B．对地面的最大静摩擦力大于对方
C．手对绳的握力大于对方
D．质量小于对方
解析：在拔河比赛中根据作用力和反作用力的关系，双方对绳的拉力大小是相等的，选项A错误；取胜的决定因素是绳对人的拉力和地面对人的摩擦力的大小关系，选项B正确，C、D错误。
答案：B
7．（多选）机场常用传送带为顾客运送行李或货物，在传送带运送货物过程中主要有水平运送和沿斜面运送两种形式，如图所示，A为水平传送带，B为倾斜传送带．当行李随传送带一起匀速运动时，下列几种判断中正确的是（ ）
A．A情形中的物体受到重力、支持力
B．A情形中的物体受到重力、支持力和摩擦力作用
C．B情形中的物体受到重力、支持力和摩擦力作用
D．B情形中的物体所受支持力与重力是一对平衡力
解析：因为货物匀速运动，所以A情形中货物只受重力和支持力，A正确，B错误；B情形中除受重力和支持力外还必须受到一个沿斜面向上的静摩擦力作用，C正确；显然D错误。
答案：AC
8.如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上。A、B间有一劲度系数为的轻弹簧，此时弹簧伸长了。已知A、B两物体的重力分别是和．则细线的拉力及B对地面的压力分别是（ ）
A．和B．和
C．和D．和
解析：对A由平衡条件得，解得，对B可得，解得，由牛顿第三定律得B对地面的压力是，故选项C正确。
答案：C作用力与反作用力关系
四同
等大
大小总是相等
共线
作用在一条直线上
同时
同时产生、同时变化、同时消失
同性质
同一性质的力
三异
异向
方向相反
异体
作用在不同的物体上
异效
效果不能相互抵消，不能认为合力为零
作用力
反作用力
相同点
不同点
一对作用力和反作用力
一对平衡力
相同点
不同点
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