【學(xué)與練】高中物理粵教2019版必修1：第4章4牛頓第三定律學(xué)案

第四節(jié)牛頓第三定律學(xué)習(xí)目標(biāo)STSE情境導(dǎo)學(xué)1.清楚力的作用是相互的，記住作用力和反作用力的概念.2.能理解牛頓第三定律的確切含義，會(huì)用它解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題.（重點(diǎn)）3.能區(qū)別平衡力和作用力與反作用力的異同.（難點(diǎn)）船槳向后推水，水則反作用于槳飛機(jī)螺旋槳對(duì)空氣產(chǎn)生向下壓力，空氣則反作用于螺旋槳，產(chǎn)生向上的反作用力知識(shí)點(diǎn)一作用力與反作用力的關(guān)系1.定義.兩個(gè)物體之間的作用力總是相互的.一個(gè)物體對(duì)另一物體有作用力時(shí)，同時(shí)也受到另一物體對(duì)它的作用力，它們總是成對(duì)出現(xiàn)的.我們把兩個(gè)物體間的這種相互作用力稱(chēng)為作用力與反作用力.2.作用力和反作用力的關(guān)系.作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同一性質(zhì)，大小相等，方向相反，作用在不同的物體上.知識(shí)點(diǎn)二牛頓第三定律1.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相等、方向相反、作用在同一條直線上.2.表達(dá)式：F＝－F′，負(fù)號(hào)表示作用力F與反作用力F′方向相反.小試身手1.（多選）關(guān)于作用力和反作用力，下列說(shuō)法中正確的是（）A.物體發(fā)生相互作用時(shí)，先有作用力，后產(chǎn)生反作用力B.作用力與反作用力大小相等、方向相反C.作用力與反作用力的作用效果相互抵消D.作用力與反作用力性質(zhì)相同答案：BD2.粗糙水平地面上有一木箱，現(xiàn)用一水平力拉著木箱勻速前進(jìn)，則（）A.木箱所受的拉力和地面對(duì)木箱的摩擦力是一對(duì)作用力和反作用力B.木箱對(duì)地面的壓力和木箱所受的重力是一對(duì)作用力和反作用力C.木箱所受的重力和地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)平衡力D.木箱對(duì)地面的壓力和地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)平衡力答案：C探究一對(duì)牛頓第三定律的理解1.探究作用力與反作用力的關(guān)系.（1）作用力與反作用力：一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體有作用力時(shí)，同時(shí)也受到另一個(gè)物體對(duì)它的反作用力，我們把兩個(gè)物體間的這種相互作用力稱(chēng)為作用力與反作用力.（2）實(shí)驗(yàn)與探究.如圖所示，把兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)A和B連接在一起，用手拉A，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相等.改變拉力，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)都隨著變化，但兩者的示數(shù)總是相等，這說(shuō)明作用力和反作用力大小相等，方向相反.2.牛頓第三定律.（1）牛頓第三定律表達(dá)式：F＝－F′，式中的“－”號(hào)表示作用力與反作用力方向相反.（2）作用力與反作用力的理解.①三個(gè)性質(zhì).②作用力和反作用力的關(guān)系可總結(jié)為“四同三異”.項(xiàng)目作用力與反作用力的關(guān)系四同1.等大：大小相等，不能認(rèn)為只有物體處于平衡狀態(tài)時(shí)作用力和反作用力才大小相等.2.共線：作用在一條線上.3.同時(shí)：同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，不能認(rèn)為先有作用力后有反作用力.4.同性質(zhì)：不同性質(zhì)的力不可能是作用力和反作用力的關(guān)系三異1.反向：方向相反.2.異體：作用在不同的物體上.3.不同效果：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【典例1】一個(gè)榔頭敲在一塊玻璃上，玻璃碎了.對(duì)于這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）A.榔頭敲玻璃的力大于玻璃對(duì)榔頭的作用力，所以玻璃才碎裂B.榔頭受的力大于玻璃受到的力，只是由于榔頭能夠承受比玻璃更大的力才沒(méi)有碎裂C.榔頭和玻璃之間的作用力是等大的，只是由于榔頭能夠承受比玻璃更大的力才沒(méi)有碎裂D.因?yàn)椴磺宄祁^和玻璃的其他受力情況，所以無(wú)法判斷它們之間的相互作用力的大小關(guān)系解析：榔頭與玻璃間的相互作用力一定是等大的，而玻璃碎裂，是因?yàn)橄嗷プ饔昧Υ笥诓Ａ軌虺惺艿牧Φ木壒剩蔬x項(xiàng)C正確.答案：C正確理解牛頓第三定律中“總是”的含義“總是”是強(qiáng)調(diào)對(duì)于任何物體，在任何情況下，作用力與反作用力的關(guān)系都成立.對(duì)此，我們可以從以下幾個(gè)方面理解.（1）不管物體的大小、形狀如何，例如，大物體與大物體之間，大物體與小物體之間，任何形狀的物體之間，其作用力與反作用力總是大小相等、方向相反的.（2）不管物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，例如，靜止的物體之間，運(yùn)動(dòng)的物體之間，靜止與運(yùn)動(dòng)的物體之間，其作用力與反作用力總是大小相等、方向相反的.（3）作用力與反作用力的產(chǎn)生和消失總是同時(shí)的.兩者中若有一個(gè)產(chǎn)生或消失，則另一個(gè)必然同時(shí)產(chǎn)生或消失.1.下列關(guān)于馬拉車(chē)的說(shuō)法正確的是（）A.馬拉車(chē)不動(dòng)，是因?yàn)轳R拉車(chē)的力小于車(chē)?yán)R的力B.馬拉車(chē)前進(jìn)，是因?yàn)轳R拉車(chē)的力大于車(chē)?yán)R的力C.不論車(chē)如何運(yùn)動(dòng)，馬拉車(chē)的力的大小總等于車(chē)?yán)R的力的大小D.只有當(dāng)馬拉車(chē)不動(dòng)或馬拉車(chē)勻速前進(jìn)時(shí)，馬拉車(chē)的力的大小才等于車(chē)?yán)R的力的大小解析：馬拉車(chē)時(shí)，不論車(chē)如何運(yùn)動(dòng)，馬拉車(chē)的力與車(chē)?yán)R的力都是一對(duì)相互作用力，二者總是大小相等，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.答案：C2.如圖所示，一對(duì)父子掰手腕，父親讓兒子獲勝.若父親對(duì)兒子的力記為F1，兒子對(duì)父親的力記為F2，則（）A.F1>F2B.F1和F2大小相等C.F1先于F2產(chǎn)生D.F1后于F2產(chǎn)生解析：父親對(duì)兒子的力F1與兒子對(duì)父親的力F2是一對(duì)作用與反作用力，總是大小相等，方向相反，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確.故選B.答案：B探究二作用力、反作用力與平衡力的比較一對(duì)作用力與反作用力和一對(duì)平衡力的比較.比較項(xiàng)作用力與反作用力一對(duì)平衡力相同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同一條直線上不同點(diǎn)作用對(duì)象兩個(gè)力分別作用在兩個(gè)物體上兩個(gè)力作用在同一個(gè)物體上作用時(shí)間同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失，不可單獨(dú)存在不一定同時(shí)產(chǎn)生或消失力的種類(lèi)一定是同種類(lèi)的力不一定是同種類(lèi)的力作用效果因?yàn)橐粚?duì)作用力與反作用力作用在兩個(gè)物體上，各自產(chǎn)生作用效果，故不能求合力一對(duì)平衡力的作用效果是使物體處于平衡狀態(tài)，合力為零簡(jiǎn)記為：作用力和反作用力是“異體、同類(lèi)、同存，不同效”；平衡力是“同體、可異、非同存、效果抵消”.【典例2】（多選）如圖所示，用水平力F把一個(gè)物體緊壓在豎直墻壁上靜止，下列說(shuō)法中正確的是（）A.水平力F跟墻壁對(duì)物體的壓力是一對(duì)作用力與反作用力B.物體的重力跟墻壁對(duì)物體的靜摩擦力是一對(duì)平衡力C.水平力F與物體對(duì)墻壁的壓力是一對(duì)作用力與反作用力D.物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的壓力是一對(duì)作用力與反作用力解析：水平力F跟墻壁對(duì)物體的壓力作用在同一物體上，大小相等，方向相反，且作用在一條直線上，是一對(duì)平衡力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體在豎直方向上受豎直向下的重力以及墻壁對(duì)物體豎直向上的靜摩擦力的作用，因物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，故這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，選項(xiàng)B正確；水平力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)力不是平衡力，也不是相互作用力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的壓力是兩個(gè)物體間的相互作用力，是一對(duì)作用力與反作用力，選項(xiàng)D正確.答案：BD區(qū)別作用力、反作用力和平衡力的方法（1）作用力和反作用力作用在兩個(gè)物體上，平衡力作用在一個(gè)物體上.（2）作用力和反作用力只涉及兩個(gè)相互作用的物體，是甲物體對(duì)乙物體，乙物體對(duì)甲物體的關(guān)系；平衡的一對(duì)力涉及三個(gè)物體，即兩個(gè)施力物體同時(shí)作用在平衡的物體上.【典例3】（多選）吊在大廳天花板上的電扇所受重力為G，靜止時(shí)固定桿對(duì)它的拉力為F，扇葉水平轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，桿對(duì)它的拉力為F′，則（）A.F＝G，F(xiàn)＝F′B.F＝G，F(xiàn)>F′C.電扇靜止時(shí)，固定桿對(duì)它的作用力等于它對(duì)固定桿的作用力D.電扇水平轉(zhuǎn)動(dòng)后，固定桿對(duì)它的作用力小于它對(duì)固定桿的作用力解析：電扇不轉(zhuǎn)時(shí)，顯然有F＝G，而扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，向下吹風(fēng)，對(duì)空氣有向下的作用力，根據(jù)牛頓第三定律，空氣對(duì)葉片有向上的作用力，此時(shí)桿對(duì)電扇的拉力F′<G，得F′<F，B正確，A錯(cuò)誤；固定桿對(duì)電扇的作用力與電扇對(duì)固定桿的作用力為一對(duì)作用力和反作用力，故兩者總是等大反向，C正確，D錯(cuò)誤.答案：BC3.如圖所示，人靜止站在體重計(jì)上，下列說(shuō)法中正確的是（）A.人對(duì)體重計(jì)的壓力和體重計(jì)對(duì)人的支持力是一對(duì)平衡力B.人對(duì)體重計(jì)的壓力和體重計(jì)對(duì)人的支持力是一對(duì)作用力與反作用力C.人所受的重力和人對(duì)體重計(jì)的壓力是一對(duì)平衡力D.人所受的重力和人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力是一對(duì)作用力與反作用力解析：人對(duì)體重計(jì)的壓力和體重計(jì)對(duì)人的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，故A錯(cuò)誤，B正確；人所受的重力和人對(duì)體重計(jì)的壓力，既不是一對(duì)平衡力，也不是一對(duì)作用力與反作用力，故C、D錯(cuò)誤.答案：B4.紅軍長(zhǎng)征時(shí)，環(huán)境十分惡劣.過(guò)草地時(shí)，有的地方看上去是草，而下面可能就是淤泥，人一不小