牛頓第三定律（導(dǎo)學(xué)案）高一物理

第3節(jié)牛頓第三定律導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標】1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。2.理解牛頓第三定律的含義，并能用它解釋生活中的現(xiàn)象。3.知道作用力、反作用力與平衡力的區(qū)別?！緦W(xué)習(xí)重難點】1．知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力（重點）2．掌握牛頓第三定律并用它分析實際問題（重點）3．區(qū)別平衡力與作用力和反作用力（重點難點）【知識回顧】初中知識回顧：1.力的概念：力是物體對物體的作用。2.力的作用是相互的：（1）一個力必然聯(lián)系著兩個物體，對一個力來說，一定有施力物體也一定有受力物體。（2）一個物體在對別的物體施加力的同時，也要受到別的物體對它施加的力，因此，物體間力的作用是相互的。力總是成對出現(xiàn)的，我們把其中的一個力叫做作用力，另一個力叫做反作用力。3.力的作用效果：（1）力可以改變物體的運動狀態(tài)（2）力可以改變物體的形狀4.一對平衡力的特點：作用在一個物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡?！咀灾黝A(yù)習(xí)】一、作用力和反作用力牛頓第三定律1.力：力是物體對物體的作用，任何力一定同時存在著受力物體和施力物體。2.作用力和反作用力：當(dāng)一個物體對另一個物體施加了力，后一個物體一定同時對前一個物體也施加了力。物體間相互作用的這一對力，通常叫作作用力和反作用力。作用力和反作用力總是相互依賴、同時存在的。3.牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。二、物體受力的初步分析分析物體受到哪些力，并將它們以力的示意圖的形式表示出來，這一過程及方法叫受力分析。(1)根據(jù)物體運動狀態(tài)的變化分析。(2)根據(jù)各種力的特點，從相互作用的角度分析?！菊n堂探究】觀察與思考：播放視頻。一、作用力和反作用力思考與討論：(1)根據(jù)你的生活經(jīng)驗，你還能舉出哪些物體間相互作用的例子？(2)你所舉的這些例子，相互作用的兩個物體間受力有何共同的特點?識圖與思考:生活實例分析觀察和實驗表明：相互的。2.一個物體對另一個物體施加了力，后一物體一定同時對前一物體也施加了力，即同時存在著施力物體和受力物體。3.物體間相互作用的這一對力，通常叫做作用力和反作用力。思考與討論：(1)作用力和反作用力的大小、方向有什么樣的關(guān)系呢？(2)你能否設(shè)計一個實驗，定量且直觀的反映出作用力和反作用力的大小和方向關(guān)系呢？二、牛頓第三定律（一）實驗探究：用彈簧測力計探究作用力和反作用力的關(guān)系我們可以通過圖3.33所示的裝置進行實驗，把A、B兩個彈簧測力計連接在一起，B的一端固定，用手拉測力計A?？梢钥吹絻蓚€測力計的指針同時移動。這時，測力計B受到A的拉力F,測力計A則受到B的拉力F'。F與F'有什么關(guān)系呢?【實驗演示】演示用彈簧測力計探究作用力和反作用力的關(guān)系演示用力傳感器探究作用力和反作用力的關(guān)系（二）實驗現(xiàn)象1.實驗現(xiàn)象：用手拉彈簧秤A，可以看到兩個彈簧秤的指針同時運動，且兩個彈簧秤的示數(shù)是相等的，改變手拉彈簧的拉力，彈簧秤的示數(shù)也隨著改變，但兩個示數(shù)總相等。2.實驗結(jié)論：作用力和反作用力大小總是相等的，也是同時變化的。（三）牛頓第三定律1.內(nèi)容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。2.公式：F=F’(負號表示作用力與反作用力的方向相反)牛頓第三定律是個普遍規(guī)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，也適用于相對運動的物體之間，這種關(guān)系與作用力的性質(zhì)、物體質(zhì)量大小、作用方式(是否接觸)、物體運動狀態(tài)及參考系的選擇均無關(guān)。(1)作用力和反作用力的三個特征：①等值；②反向；③共線。(2)作用力和反作用力的四個性質(zhì)：①異體性；②同時性；③相互性；④同質(zhì)性。【視頻演示】演示牛頓第三定律的應(yīng)用討論與思考：（1）拔河比賽中，雙方隊員經(jīng)過努力，終究會有一隊得勝。你是否認為那個隊獲得勝利,就是那個隊的拉力大？（2）大力士可以將卡車拉動，你是否認為大力士給卡車的拉力大于卡車給大力士的拉力,卡車才移動的呢？三、物體受力的初步分析（一）受力分析初步(1)根據(jù)物體運動狀態(tài)的變化來分析和判斷其受力情況；(2)根據(jù)各種力的特點，從相互作用的角度來分析物體受力。明確研究對象按順序找力已知力必須是接觸力畫性質(zhì)力，不畫效果力【視頻演示】物體受力的初步分析思考與討論：有同學(xué)根據(jù)初中所學(xué)的知識認為：如果兩個力的大小相等，方向相反，這兩個力就會互相平衡，作用效果就可以相互抵消了。既然作用力和反作用力也是大小相等，方向相反，它們也應(yīng)該互相平衡！你認為這種的觀點對嗎？（二）平衡力與作用力、反作用力比較【視頻演示】平衡力與作用力、反作用力的區(qū)別比較項目一對平衡力一對作用力與反作用力區(qū)別作用對象同一物體兩個物體作用效果效果可抵消，F(xiàn)合=0效果不能抵消，不可求合力力的性質(zhì)不一定相同一定相同作用時間不一定同時變化消失同時產(chǎn)生、消失、變化相同等值反向共線課堂小結(jié)：【自我測評】1．用一根繩子把物體掛在天花板上，物體靜止時，以下說法中正確的是（）A．物體所受到的重力跟繩對物體的拉力是一對作用力和反作用力B．物體對繩的拉力跟繩對物體的拉力是一對平衡力C．物體對繩的拉力就是物體所受到的重力D．繩對物體的拉力跟物體對繩的拉力是一對作用力與反作用力【答案】D【詳解】A．物體所受到的重力跟繩對物體的拉力是一對平衡力，A錯誤；B．物體對繩的拉力跟繩對物體的拉力是一對作用力和反作用力，B錯誤；C．物體對繩的拉力與物體所受到的重力不是同一個力，拉力是物體施加給繩子的，重力是地球施加給物體的，C錯誤；D．繩對物體的拉力跟物體對繩的拉力是一對作用力與反作用力，D正確。故選D。2．某人用繩子將一桶水從井內(nèi)向上提的過程中，不計繩子的重力，以下說法正確的是（）A．只有在桶勻速上升過程中，繩子對桶的拉力才等于桶對繩子的拉力B．桶加速上升的過程中，繩子對桶的拉力大于桶對繩子的拉力C．桶加速上升的過程中，繩子對桶的拉力等于桶對繩子的拉力D．桶減速向上運動的過程中，繩子對桶的拉力小于桶對繩子的拉力【答案】C【詳解】繩子對桶的拉力和桶對繩子的拉力是一對相互作用力，不管是桶勻速上升過程、加速上升過程或者減速向上運動過程，繩子對桶的拉力總是等于桶對繩子的拉力。故選C。3．如圖所示，吊在天花板上的電扇所受重力為G，靜止時固定桿對它的拉力為F，扇葉水平轉(zhuǎn)動后，固定桿對它的拉力為F'，則（）A．F=G、F=F'B．F=G、F<F'C．電扇靜止時，固定桿對它的作用力等于它對固定桿的作用力D．扇葉水平轉(zhuǎn)動后，固定桿對它的作用力小于它對固定桿的作用力【答案】C【詳解】AB．電扇靜止時，有F=G，而扇葉水平轉(zhuǎn)動后，向下吹風(fēng)，對空氣有向下的作用力，根據(jù)牛頓第三定律，空氣對扇葉有向上的作用力，此時固定桿對電扇的拉力F'<G得F'<F則AB項錯誤；CD．固定桿對電扇的作用力與電扇對固定桿的作用力為一對作用力和反作用力，兩者總是等大反向，C項正確，D項錯誤。故選C。4．2020年7月23日，搭載著中國首顆火星探測器天問一號的長征五號重型運載火箭在海南文昌發(fā)射場順利發(fā)射升空?；鸺c火升空時，噴出的燃氣以很大的速度從火箭噴口噴出，火箭獲得推力而升空，如圖所示，則（）A．火箭獲得的推力來自空氣B．火箭對噴出燃氣的作用力與噴出燃氣對火箭的作用力是一對作用力和反作用力C．噴出的燃氣對火箭的作用力與火箭的重力是一對作用力和反作用力D．噴出的燃氣對火箭的作用力與火箭的重力是一對平衡力【答案】B【詳解】A．燃氣被噴出瞬間，燃氣對火箭的反作用力：施力物體是噴出的燃氣，受力物體是火箭，使火箭獲得的推力，選項A錯誤；B．火箭對噴出燃氣的作用力與噴出燃氣對火箭的作用力是兩個物體之間的相互作用，是一對作用力和反作用力，選項B正確；C．火箭噴出的燃氣對火箭的作用力與火箭的重力都作用在火箭上，不是一對作用力和反作用力，C錯誤；D．火箭能加速上升，說明火箭噴出的燃氣對火箭的作用力大于火箭的重力，選項D錯誤。故選B。5．如圖所示，物體放在水平桌面上，受到一個水平向右的拉力F作用，卻仍然保持靜止，則下列說法中正確的是（）A．物體受三個力作用，拉力和摩擦力是一對平衡力B．物體受三個力作用，重力和地面的支持力是一對作用力和反作用力C．物體受四個力作用，重力和物體對地面的壓力是作用力和反作用力D．物體受四個力作用，重力和地面的支持力是一對平衡力【答案】D【詳解】AB．物體受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力F，根據(jù)物體處于靜止狀態(tài)知，物體在水平方向還必須受水平向左的摩擦力f，所以物體共受四個力的作用，AB錯誤；C．由于作用力與反作用力是分別作用在兩個不同物體上且等大、反向共線的，所以物體所受的重力和物體對地面的壓力不是作用力和反作用力，C錯誤；D．物體水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力，為一對平衡力，豎直方向上受重力和支持力，也為一對平衡力，D正確。故選D。6．如圖所示，三個相同的物體疊放在一起，置于粗糙水平面上，物體間接觸面不光滑，現(xiàn)用一水平力F作用于B上，三個物體仍靜止，下列說法中正確的是（）A．B物體受到六個力作用B．A物體受到三個力作用C．C物體受到水平面對它的摩擦力大小為F，方向水平向左D．C物體對B物體的支持力大小等于B物體的重力【答案】C【詳解】B．對A物體受力分析可知，A物體受重力和B物體對它的支持力，選項B錯誤；A．對B物體受力分析，B物體受重力、A物體對B物體的壓力、C物體對B物體的支持力、拉力和C物體對B物體的摩擦力，所以B物體受五個力的作用，選項A錯誤；C．由于B物體相對于C物體具有向右運動的趨勢，所以B物體受到C物體對它向左的摩擦力作用，則B物體對C物體的摩擦力的方向為水平向右，因此C物體相對水平面具有向右運動的趨勢，C物體受到水平面對它水平向左的摩擦力，由二力平衡可知，C物體所受的摩擦力的大小為F，選項C正確；D．由于A物體放在B物體上，所以C物體對B物體的支持力大小等于A物體和B物體的重力之和，D選項錯誤。故選C。7．如圖，水平力F把一個物體緊壓在豎直的墻壁上靜止不動，下列說法中正確的是（

）A．作用力F跟墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力B．作用力F與物體對墻壁的壓力是一對平衡力C．物體的重力跟墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力D．物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力【答案】CD【詳解】AB．作用力F跟墻壁對物體的支持力是一對平衡力，作用力F與物體對墻壁的壓力既不是平衡力也不是相互作用力，故AB錯誤；C．物體的重力跟墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力，故C正確；D．物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力，故D正確。故選CD。8．用計算機輔助實驗系統(tǒng)做“驗證牛頓第三定律”的實驗：用一輛電動玩具汽車拖運另一輛無動力的玩具汽車，在兩車掛接處裝上傳感器探頭，并把它們的掛鉤連在一起．當(dāng)電動玩具汽車通電后拉著另一輛車向前運動時，顯示器屏幕上呈現(xiàn)相互作用力隨