高中物理人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力3 牛顿第三定律背景图课件ppt

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作用力和反作用力1．力是物体对________的作用，一个力一定存在着受力物体和__________．2．力的作用总是_______的，物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力．作用力和反作用力总是_____________，同时存在的．
物理课本放在水平桌面上，文具盒放在物理课本上，则(　　)A．物理课本受到的重力就是桌面受到的压力B．物理课本对桌面的压力和桌面对物理课本的支持力是一对相互作用力C．物理课本对文具盒的支持力和文具盒对物理课本的压力是一对平衡力D．桌面对物理课本的支持力和文具盒对物理课本的压力是一对相互作用力【答案】B
【解析】文具盒放在物理课本上，物理课本受到的重力和桌面对物理课本的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故A错误；物理课本对桌面的压力和桌面对物理课本的支持力大小相等，方向相反，作用在两个物体上，是一对相互作用力，故B正确；物理课本对文具盒的支持力和文具盒对物理课本的压力，作用在两个不同的物体上，不是一对平衡力，故C错误；桌面对物理课本的支持力和文具盒对物理课本的压力大小不相等，而且都作用在同一个物体上，不是一对相互作用力，故D错误．
牛顿第三定律1．实验探究：如图，两个弹簧测力计A和B连接在一起，用手拉A，结果发现两个弹簧测力计的示数是________的．改变拉力，弹簧测力计的示数也随之改变，但两个弹簧测力计的示数总是______，这说明作用力和反作用力大小________，方向______．2．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小__________，方向________，作用在__________________．
物体受力的初步分析1．分析思路：一是根据物体__________________来分析和判断其受力情况；二是根据各种力的特点，从__________的角度来分析物体的受力．2．常遇到的力：重力、弹力、摩擦力．
3．平衡力与相互作用力(1)一对相互平衡的力作用在__________物体上，一对作用力与反作用力分别作用在________物体上．(2)一对相互平衡的力不一定是__________的力，而一对作用力与反作用力一定是同一种类的力．
为了丰富中学生课余时间的文化生活，同学们组织了“掰手腕”游戏，如图所示，甲、乙两同学正在进行“掰手腕”游戏．关于他们的手之间的力，下列说法正确的是(　　)
A．甲掰赢了乙，是因为甲手对乙手的作用力大于乙手对甲手的作用力B．只有当甲、乙僵持，不分胜负时，甲手对乙手的作用力才等于乙手对甲手的作用力C．甲、乙比赛对抗时，无法比较甲手对乙手的作用力和乙手对甲手的作用力的大小关系D．无论谁胜谁负，甲手对乙手的作用力大小等于乙手对甲手的作用力大小【答案】D
【解析】甲、乙之间的相互作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，只有选项D正确．
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1．表达式：F＝－F′，负号表示作用力F与反作用力F′的方向相反．
2．作用力与反作用力的“四同”“三异”
对作用力和反作用力的理解精例1　在探究作用力和反作用力的关系实验中，把A、B两个轻质弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A，如图甲所示．可以看到两个测力计的指针同时移动．稳定后，测力计A受到B的拉力F′，测力计B受到测力计A的拉力F．
(1)B弹簧测力计放大如图乙所示，读数F为____N．(2)F和F′的关系为________．(3)手对弹簧测力计A的拉力大小为________N．【答案】(1)4.00　(2)等值反向或相互作用力　(3)4.00
【解析】(1)根据弹簧测力计的读数的方法可知，弹簧测力计的读数为4.00 N．(2)测力计A受到B的拉力F′，测力计B受到测力计A的拉力F，可知F和F′的关系为相互作用力．(3)根据一对平衡力的特点可知，手对弹簧测力计A的拉力大小与A受到B的拉力F′大小相等，所以也是4.00 N．
变式1　(多选)(2020届德州期中)如图甲所示，某同学将一个力传感器A系在墙壁上固定，另一力传感器B握在手中，力传感器A、B互相钩着并连接在计算机上．用手向右拉力传感器B，在计算机显示屏上可以看到的图像如图乙所示．由图乙可知(　　)
A．作用力大小总是大于反作用力大小B．传感器A、B间的作用力和反作用力大小始终相等C．传感器A、B间的作用力和反作用力方向始终相反D．横坐标表示的物理量是传感器B向右移动的位移【答案】BC【解析】观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以看出作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用力与反作用力大小同时变化，故A错误，B、C正确；横坐标表示的物理量是作用时间，故D错误．
对牛顿第三定律的理解精例2　关于牛顿第三定律，下列说法中正确的是(　　)A．两物体间先有作用力，后有反作用力B．作用力与反作用力可以是不同性质的力C．作用力与反作用力同时产生，同时消失D．作用力与反作用力的合力等于零【答案】C
【解析】作用力和反作用力具有同时性，同时产生，同时变化，同时消失，故A错误，C正确；作用力和反作用力必须是同一种性质的力，故B错误；作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，故其效果不能相互抵消，也不能进行力的合成，故D错误．
变式2　(2020届渭南名校期中)关于作用力与反作用力，正确的说法是(　　)A．一对作用力和反作用力性质一定相同，总是同时产生，同时变化，同时消失B．某物体若只受一个力的作用，说明可以只有作用力，而没有反作用力C．凡是大小相等，方向相反，作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力D．一对作用力和反作用力的合力为零
【答案】A【解析】一对作用力和反作用力性质一定相同，总是同时产生，同时变化，同时消失，选项A正确；某物体只受一个力的作用，也必然存在与这个作用力对应的反作用力，选项B错误；一对作用力和反作用力必定是大小相等，方向相反，作用在两个物体上的相同性质的力，选项C错误；一对作用力和反作用力因作用在两个物体上，不能合成，选项D错误．
如图所示，在水平桌面上放置一个重为G的茶杯，试分析茶杯受到哪几个力的作用？这个力的反作用力分别是什么力？这几个力的平衡力又分别是什么力？
相互作用力与平衡力的比较
【答案】如图所示，茶杯受到重力G和桌面对它的支持力FN这两个力的作用，重力G的反作用力是茶杯对地球的吸引力，支持力FN的反作用力是茶杯对桌面的压力，茶杯受到的重力G和桌面对茶杯的支持力FN正好是一对平衡力．
1．作用力和反作用力与平衡力的比较
2．区分相互作用力和平衡力的方法区分作用力、反作用力和平衡力，最简单的方法是看涉及的物体个数．(1)作用力与反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙物体的关系．(2)平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用在一个受力物体上．素养点评：本探究通过相互作用力与平衡力的比较，培养物理观念素养．
A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B．物体对斜面的作用力方向竖直向下C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D．物体所受的重力垂直斜面向下的分力就是斜面受到的压力
对质点概念的理解精例3　(2021届南昌名校质检)如图所示，物体静止于一斜面上，则下述说法正确的是(　　)
【答案】B【解析】物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，A错误；斜面对物体的作用力是斜面对物体的摩擦力和支持力的合力，由于物体静止，则与重力等大反向，B正确；斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的合力，与重力是一对平衡力，C错误；物体所受重力在垂直斜面方向上的分力与物体对斜面的压力是两种不同的力，D错误．
变式3　(2021届丽水名校检测)千峡湖是浙江省最大的峡湾型人工湖，有着罕见的高山峡湾风光和生态美景．上世纪七八十年代，阅尽沧桑的小溪中有许多船夫．如图所示，船夫用撑竿撑船前行，则(　　)A．船对人的力小于人对船的力B．船对水的力大于水对船的力C．人对撑竿的力与撑竿对人的力大小相等D．撑竿对河底的力大于河底对撑竿的力【答案】C
【解析】船对人的力与人对船的力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，A、B错误；人对撑竿的力与撑竿对人的力是一对作用力与反作用力，大小相等，C正确；撑竿对河底的力与河底对撑竿的力是一对作用力与反作用力，大小相等，D错误．
2．判断力是否存在的三种方法(1)根据各种性质的力产生的条件进行判断．(2)依据作用力和反作用力的关系：因为研究对象所受的每个力都有施力物体或反作用力，找不到施力物体或没有反作用力的力是不存在的．(3)依据物体所处的运动状态：对有些力是否存在，或力的方向难以确定时，可依据物体所处的运动状态，运用物体的平衡条件或牛顿运动定律来判断．
3．对绳、杆、弹簧模型的受力分析(1)为了使问题简化，题目中会出现一些带有某种暗示的提法，如“轻绳”“轻杆”暗示不考虑绳与杆的重力；“光滑面”暗示不考虑摩擦力；“滑轮”“光滑挂钩”暗示两侧细绳中的拉力相等．(2)物体不涉及转动问题，可将所有受到的力画到一个共同作用点上，一般画在重心上；若涉及物体转动，则力的作用点实际在哪就画在哪．
(3)静摩擦力产生的条件中相对运动的趋势要由研究对象受到的其他力来确定．例如，放在倾角为θ的粗糙斜面上的物体A，当受到一个沿着斜面向上的拉力F时，物体A处于静止状态．从一般的受力分析方法可知A一定受重力G、斜面支持力FN和拉力F，但静摩擦力可能沿斜面向下，可能沿斜面向上，也可能恰好是0．
精例4　如图所示，物体A放在物体B上，物体B为一个斜面体，且放在粗糙的水平地面上，A、B均静止不动，则物体B的受力个数为(　　)A．2B．3C．4D．5【答案】C
【解析】对物体A受力分析，如图a所示；由于A、B均静止，故可将A、B视为一个整体，其水平方向无外力作用，B相对地面也就无运动趋势，故地面对B无摩擦力，受力如图b所示；对物体B受力分析，如图c所示，共有四个力，选项C正确．
变式4　(多选)如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上．关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是(　　)A．A一定受到四个力B．B可能受到四个力C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D．A与B之间一定有摩擦力【答案】A
　如何防止“多力”或“丢力”1．防止“多力”的有效途径是找出力的施力物体，若某力有施力物体则它实际存在，无施力物体则它不存在．另外合力与分力不要重复分析．2．按正确的顺序(即一重、二弹、三摩擦、四其他)进行受力分析是保证不“丢力”的有效措施．
牛顿第三定律在生活中的应用
牛顿第三定律研究的是物体之间相互作用制约联系的机制，研究的对象至少是两个物体，多于两个以上的物体之间的相互作用，总可以区分成若干两两相互作用的物体组合．在实际生活中应用十分广泛，拍手时两手间存在相互作用、走路时脚与地面间存在相互作用、写字时笔与纸间存在相互作用等，可以说作用力与反作用力的例子无处不在．
【答案】A【解析】在僵持状态下，绳处于静止状态，在水平方向上，甲与乙对绳的拉力相互平衡，是一对平衡力，A项正确；乙对甲的拉力是甲受到的力，乙对地面的摩擦力是地面受到的力，两个力不在同一物体上，不是平衡力，B项错误；甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对相互作用力，大小相等，所以C项错误，D项正确．素养点评：培养学生的物理观念素养．
课堂小练 | 素养达成
1．(2020届山西名校月考)关于力，下列叙述正确的是(　　)A．施力物体同时一定是受力物体B．作用力与反作用力是一对平衡力C．一对平衡力一定是同一种性质的力D．作用力与反作用力可以是不同性质的力【答案】A
【解析】力的作用是相互的，施力物体同时一定是受力物体，故A正确；作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，一对平衡力作用在一个物体上，作用力与反作用力不可能是一对平衡力，故B错误；一对平衡力不一定是同一种性质的力，例如物体放在水平地面上，受重力和支持力，这两个力不是同一种性质的力，故C错误；作用力与反作用力是物体间的相互作用，力产生的本质原因是一样的，作用力与反作用力，力的性质相同，故D错误．
2．(2021届上海名校质检)如图所示，杂技运动员在表演节目时处于静止状态，他的手对椅子的作用力的方向(　　)A．垂直于靠背斜向下　　　B．平行于靠背斜向下C．竖直向下D．竖直向上【答案】C
【解析】运动员处于静止状态，则所受的重力与椅子对人的支持力等大反向，即椅子对人的作用力竖直向上，根据牛顿第三定律可知，人对椅子的作用力竖直向下．故C正确．
3．(多选)(2021届河北名校月考)春天，河边上的湿地很松软，人在湿地上行走时容易下陷，在人下陷时(　　)A．人对湿地地面的压力就是他受的重力B．人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力C．人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力D．人对湿地地面的压力小于他受到的重力【答案】CD
【解析】人对湿地地面的压力和他受的重力，是两种不同的力，故A错误；根据牛顿第三定律可知人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力，故B错误，C正确；人下陷时，竖直方向加速，故支持力小于重力，即压力小于重力，故D正确．
【解析】物体受的重力作用在物体上，物体对绳的拉力作用在绳子上，不是一对平衡力，平衡力作用在同一物体上，故A错误．物体对绳的拉力和绳对物体的拉力是一对作用力和反作用力，故B正确．物体受的重力和绳对物体的拉力都作用在物体上，是一对平衡力，故C错误．绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力作用在两个物体上，是相互作用力，故D错误．
5．如图所示，粗糙的A、B长方体木块叠放在一起．静置于水平面上，B木块受到一个水平方向的牵引力F，但仍然保持静止，则以下判断中正确的是(　　)A．A对B的压力就是A物体的重力B．B不动是因为它受到的地面的摩擦力小于拉力FC．B与A间只有一对相互作用力D．木块B先对地面施加压力，使地面发生形变后，地面再对B施加支持力【答案】C
【解析】A对B的压力作用在物体B上，与A的重力大小相等，但不是A物体的重力，故A错误．根据整体平衡条件可知，B受到的地面的摩擦力等于拉力F，故B错误．B与A间只有一对相互作用力即弹力作用，故C正确．相互作用力同时产生同时消失，故D错误．