2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力3牛頓第三定律學(xué)案新人教版必修第一冊(cè)

PAGE10-3．牛頓第三定律目標(biāo)體系構(gòu)建明確目標(biāo)·梳理脈絡(luò)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道作用力、反作用力的概念。2．理解牛頓第三定律，會(huì)區(qū)分一對(duì)相互作用力和一對(duì)平衡力。3．會(huì)用牛頓第三定律解決簡(jiǎn)潔問(wèn)題。4．學(xué)會(huì)簡(jiǎn)潔的受力分析。【思維脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋教材梳理·落實(shí)新知學(xué)問(wèn)點(diǎn)1作用力與反作用力1.力是物體對(duì)物體的作用。只要談到力，就肯定存在著__受力物體__和__施力物體__。2．兩個(gè)物體之間的作用總是__相互__的，物體間相互作用的這一對(duì)力，通常叫作__作用力__和__反作用力__。3．作用力和反作用力總是相互__依靠__、同時(shí)__存在__的。我們可以把其中任何一個(gè)力叫作__作用力__，另一力叫作__反作用力__。學(xué)問(wèn)點(diǎn)2牛頓第三定律1．試驗(yàn)探究：如圖所示，把A、B兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)連接在一起，B的一端固定，用手拉測(cè)力計(jì)A，結(jié)果發(fā)覺(jué)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是__相等__的。變更拉力，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)也隨著變更，但兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)總是__相等__的，方向__相反__。2．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。學(xué)問(wèn)點(diǎn)3物體受力的初步分析1．概念：把探討對(duì)象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的__全部__力都分析出來(lái)，并畫出物體所受的力的__示意圖__，這個(gè)過(guò)程就是受力分析。2．受力分析的兩條思路(1)依據(jù)物體__運(yùn)動(dòng)狀態(tài)__的變更來(lái)分析和推斷其受力狀況。(2)依據(jù)各種力的特點(diǎn)，從__相互作用__的角度來(lái)分析物體的受力。3．受力分析要留意的幾個(gè)問(wèn)題(1)明確要分析哪個(gè)物體所受的力。(2)受力分析的一般依次：先分析__重力__、再分析__彈力__、然后分析__摩擦力__，最終分析其他力，并且畫出力的示意圖。(3)在受力分析時(shí)，不要把某個(gè)力的反作用力跟這個(gè)力的__平衡力__混淆。4．一對(duì)平衡力和一對(duì)作用力與反作用力(1)一對(duì)相互平衡的力作用在__同一__物體上，一對(duì)作用力和反作用力作用在兩個(gè)相互作用的物體上。(2)一對(duì)相互平衡的力不肯定是同一種類的力，一對(duì)作用力和反作用力肯定是__同一__種類的力。預(yù)習(xí)自測(cè)『判一判』(1)物體間可能只有作用力，而沒(méi)有反作用力。(×)(2)物體間先有作用力，然后才有反作用力。(×)(3)物體間的作用力可能與反作用力等大、反向，可以抵消。(×)(4)凡是大小相等，方向相反，作用在同始終線上的力都是作用力和反作用力。(×)(5)物體對(duì)桌面的壓力與桌面對(duì)物體的支持力是一對(duì)相互平衡的力。(×)(6)物塊靜止放在水平桌面上，物塊所受重力和桌面對(duì)物塊的支持力是一對(duì)相互平衡的力。(√)『選一選』如圖所示，一人用水平力推一輛停在水平路面上的汽車，但未能推動(dòng)，此時(shí)(C)A．人的推力小于車對(duì)人的作用力B．人的推力小于車受到的摩擦力C．人的推力與車受到的摩擦力是一對(duì)平衡力D．人的推力與車受到的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力解析：人的推力等于車對(duì)人的作用力，它們是一對(duì)作用力與反作用力的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；汽車還靜止在水平地面上，說(shuō)明人的推力等于汽車受到的靜摩擦力，它們是一對(duì)平衡力，故B、D錯(cuò)誤，C正確?！合胍幌搿蝗缦聢D所示是某校高一年級(jí)(1)班與(2)班的一場(chǎng)拔河競(jìng)賽，競(jìng)賽結(jié)果(1)班同學(xué)勝出，拔河時(shí)(1)班同學(xué)對(duì)繩的拉力比(2)班同學(xué)大嗎？答案：不是。課內(nèi)互動(dòng)探究細(xì)研深究·破疑解難探究牛頓第三定律┃┃情境導(dǎo)入__■雞蛋碰石頭，雞蛋破了，而石頭絲毫無(wú)損，說(shuō)明石頭對(duì)雞蛋的作用力大，而雞蛋對(duì)石頭的作用力小，這一推斷對(duì)嗎？提示：這一推斷不對(duì)。雞蛋碰石頭，雞蛋對(duì)石頭的力和石頭對(duì)雞蛋的力是一對(duì)作用力與反作用力，大小必定相等。雞蛋破了，是因?yàn)殡u蛋殼強(qiáng)度不大，易碎。┃┃要點(diǎn)提煉__■1．適用范圍：牛頓第三定律是個(gè)普遍定律。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(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間，這種關(guān)系與作用力性質(zhì)、物體質(zhì)量大小、作用方式(接觸還是不接觸)、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及參考系的選擇均無(wú)關(guān)。2．作用力與反作用力的關(guān)系作用力與反作用力的關(guān)系可總結(jié)為“四同、三異、三無(wú)關(guān)”。(1)四同eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(同一條直線,同大小,同時(shí)產(chǎn)生、變更、消逝,同性質(zhì)))(2)三異eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(反向,異體,不同效果))(3)三無(wú)關(guān)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(與物體的種類無(wú)關(guān),與相互作用的兩物體的狀態(tài)無(wú)關(guān),與是否與另外物體相互作用無(wú)關(guān)))(1)作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上，其作用效果分別體現(xiàn)在各自的受力物體上，所以作用力和反作用力產(chǎn)生的效果不能抵消。(2)牛頓第三定律揭示了力作用的相互性，反映了物體的相互作用規(guī)律，是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)。特殊提示┃┃典例剖析__■典題1如圖所示，馬拉車在水平路面上前進(jìn)，下列說(shuō)法正確的是(C)A．馬對(duì)車的拉力大于車對(duì)馬的拉力B．馬對(duì)車的拉力小于車對(duì)馬的拉力C．馬對(duì)車的拉力等于車對(duì)馬的拉力D．只有當(dāng)馬車勻速前進(jìn)時(shí)，馬對(duì)車的拉力才等于車對(duì)馬的拉力思路引導(dǎo)：作用力與反作用力的關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及參考系的選取均無(wú)關(guān)。解析：馬向前拉車的力和車向后拉馬的力是一對(duì)作用力與反作用力，它們總是大小相等、方向相反，與兩物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有關(guān)系，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確，故選C。思維升華：牛頓第三定律中“總是”表現(xiàn)在以下三個(gè)方面(1)與物體的大小和形態(tài)無(wú)關(guān)。(2)與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。(3)與物體受不受其他力無(wú)關(guān)。┃┃對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練__■1．(2024·北京師大二附中高一上學(xué)期期中)竹蜻蜓是一種中國(guó)傳統(tǒng)的民間兒童玩具，流傳甚廣。如圖所示，竹蜻蜓由竹柄和“翅膀”兩部分組成。玩兒時(shí)，雙手一搓竹柄，然后雙手松開(kāi)，竹蜻蜓就會(huì)旋轉(zhuǎn)著飛上天空，過(guò)一會(huì)兒落下來(lái)。松手后，關(guān)于竹蜻蜓和空氣間的相互作用力，下列說(shuō)法中正確的是(C)A．竹蜻蜓對(duì)空氣的作用力大于空氣對(duì)竹蜻蜓的作用力B．竹蜻蜓對(duì)空氣的作用力小于空氣對(duì)竹蜻蜓的作用力C．竹蜻蜓對(duì)空氣的作用力等于空氣對(duì)竹蜻蜓的作用力D．竹蜻蜓對(duì)空氣的作用力與空氣對(duì)竹蜻蜓的作用力方向相同解析：竹蜻蜓對(duì)空氣的作用力與空氣對(duì)竹蜻蜓的作用力是一對(duì)作用力與反作用力，依據(jù)牛頓第三定律，它們大小相等方向相反，故選C。探究一對(duì)平衡力跟一對(duì)作用力和反作用力的比較┃┃情境導(dǎo)入__■如圖甲、乙為球的重力G、木板對(duì)球的支持力F1和球壓木板的力F2，它們之間存在什么關(guān)系？提示：G與F1是一對(duì)平衡力；F1與F2是一種作用力和反作用力。┃┃要點(diǎn)提煉__■一對(duì)相互作用力與一對(duì)平衡力之間的比較一對(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)物體上依靠關(guān)系相互依存，不行單獨(dú)存在，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變更，同時(shí)消逝無(wú)依靠關(guān)系，撤除一個(gè)，另一個(gè)可依舊存在力的性質(zhì)肯定是同性質(zhì)的力不肯定是同性質(zhì)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)，合力為零特殊提示(1)作用力與反作用力是“異體、共線、反向、等大、同性同存”，而平衡力是“同體、共線、反向、等大”。(2)一對(duì)作用力和反作用力與一對(duì)平衡力的最直觀的區(qū)分是：看作用點(diǎn)，一對(duì)平衡力的作用點(diǎn)肯定在同一個(gè)物體上，作用力和反作用力的作用點(diǎn)肯定分別作用在兩個(gè)物體上，還可以看它們是不是相互作用產(chǎn)生的。┃┃典例剖析__■典題2一根輕繩的上端懸掛在天花板上，下端掛一燈泡，則(C)A．燈泡受的重力和燈泡對(duì)繩的拉力是一對(duì)平衡力B．燈泡受的重力和繩對(duì)燈泡的拉力是一對(duì)作用力和反作用力C．燈泡對(duì)繩的拉力和繩對(duì)燈泡的拉力是一對(duì)作用力和反作用力D．繩對(duì)天花板的拉力和天花板對(duì)繩的拉力是一對(duì)平衡力思路引導(dǎo)：作用力和反作用力肯定作用在兩個(gè)不同物體上，不能抵消，而平衡力肯定作用在同一物體上，合力肯定為零。解析：燈泡受的重力和繩對(duì)燈泡的拉力是一對(duì)平衡力，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；燈泡對(duì)繩的拉力和繩對(duì)燈泡的拉力是一對(duì)作用力和反作用力，繩對(duì)天花板的拉力和天花板對(duì)繩的拉力是一對(duì)作用力和反作用力，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。思維升華：推斷一對(duì)力是不是作用力和反作用力，主要看兩方面：一是看作用點(diǎn)，作用力和反作用力應(yīng)作用在兩個(gè)相互作用的物體上，即有兩個(gè)作用點(diǎn)；二是看產(chǎn)生緣由，作用力和反作用力是由于相互作用而產(chǎn)生的，肯定是同一種性質(zhì)的力。┃┃對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練__■2．如圖所示，小車放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小車，不計(jì)小車與地面之間的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是(B)A．甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對(duì)作用力和反作用力B．小車靜止時(shí)甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對(duì)平衡力C．若小車加速向右運(yùn)動(dòng)，表明小車?yán)椎牧Υ笥诩桌≤嚨牧．若小車加速向右運(yùn)動(dòng)，表明乙拉小車的力大于小車?yán)业牧馕觯盒≤囲o止時(shí)，甲、乙拉小車的力是一對(duì)平衡力，A錯(cuò)B對(duì)；甲和小車、乙和小車之間的相互作用力大小相等，C、D錯(cuò)誤。探究物體受力分析┃┃情境導(dǎo)入__■人走路時(shí)(如圖所示)，人受到幾個(gè)力的作用？人和地球間的作用力和反作用力的對(duì)數(shù)有幾對(duì)？提示：人走路時(shí)受到三個(gè)力的作用即重力、地面的支持力和地面對(duì)人的摩擦力。力的作用總是相互的，這三個(gè)力的反作用力分別是人對(duì)地球的吸引作用，人對(duì)地面的壓力和人對(duì)地面的摩擦力，所以人走路時(shí)與地球間有三對(duì)作用力和反作用力。┃┃要點(diǎn)提煉__■1．受力分析把指定物體(探討對(duì)象)在指定的物理環(huán)境中受到的全部力找出來(lái)，并畫出受力示意圖，這就是受力分析。2．受力分析常用的方法(1)整體法與隔離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來(lái)分析的方法將探討對(duì)象與四周物體分隔開(kāi)分析的方法選用原則探討系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度探討系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力留意問(wèn)題受力分析時(shí)不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力一般隔離受力較少的物體整體法、隔離法在受力分析時(shí)要敏捷選用：①當(dāng)所涉及的物理問(wèn)題是整體與外界作用時(shí)，應(yīng)用整體分析法，可使問(wèn)題簡(jiǎn)潔明白，而不必考慮內(nèi)力的作用。②當(dāng)涉及的物理問(wèn)題是物體間的作用時(shí)，要應(yīng)用隔離分析法，這時(shí)系統(tǒng)中物體間相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立物體的外力。(2)假設(shè)法：在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，可先對(duì)其作出存在或不存在的狀況假設(shè)，然后再就該力存在與否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來(lái)推斷該力是否存在。3．受力分析的步驟4．受力分析時(shí)應(yīng)留意的幾個(gè)問(wèn)題(1)分析物體受力時(shí)，只分析四周物體對(duì)探討對(duì)象所施加的力，不要分析探討對(duì)象對(duì)四周物體施加的力，也不要把作用在其他物體上的力錯(cuò)誤地認(rèn)為通過(guò)“力的傳遞”作用在探討對(duì)象上。(2)受力分析時(shí)，不要多力或漏力，要留意確定每個(gè)力的施力物體和受力物體。(3)正確區(qū)分內(nèi)力和外力：對(duì)幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)進(jìn)行受力分析時(shí)，這幾個(gè)物體間的作用力為內(nèi)力，不能在受力圖中出現(xiàn)；當(dāng)把其中的某一物體單獨(dú)隔離分析時(shí)，原來(lái)的內(nèi)力變成外力，要畫在受力圖上。(4)物體受力狀況會(huì)隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變更而變更，必要時(shí)要運(yùn)用平衡條件判定未知力的有無(wú)及方向。(5)受力分析需嚴(yán)密，外部作用看整體，相互作用要隔離。找施力物體防“添力”。依次分析防“漏力”。┃┃典例剖析__■典題3如圖所示，A物體沿豎直墻自由下滑，B、C、D物體均靜止，各接觸面均粗糙。下列說(shuō)法正確的是(C)A．A物體受到三個(gè)力作用B．B物體受到四個(gè)力作用C．C物體受到三個(gè)力作用D．D物體受到三個(gè)力作用思路引導(dǎo)：分析物體的受力狀況時(shí)，首先明確探討對(duì)象，然后分析其他物體對(duì)探討對(duì)象的作用力。解析：A物體沿豎直墻自由下滑，“自由”說(shuō)明物體A與豎直墻之間沒(méi)有彈力和摩擦力，因此A只受重力作用，故A錯(cuò)誤；B物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到重力、彈力、摩擦力三個(gè)力的作用，故B錯(cuò)誤；C物體受到重力和兩個(gè)繩子的拉力，故C正確；D物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到重力、支持力、繩子的拉力和靜摩擦力四個(gè)力的作用，故D錯(cuò)誤。思維升華：受力分析的幾項(xiàng)留意(1)理解“確定探討對(duì)象”的含義，題目要求分析A物體受力，那么A物體對(duì)其他物體的力就不是A所受的力。(2)受力分析時(shí)，只考慮依據(jù)性質(zhì)命名的力。(3)防止“漏力”和“添力”。按正確依次進(jìn)行受力分析是防止“漏力”的有效措施；留意找尋施力物體，這是防止“添力”的措施之一，找不出施力物體，則這個(gè)力肯定不存在。┃┃對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練__■3．如圖所示，在水平面上疊放著兩個(gè)物體A和B，兩物體在F1、F2(F1>F2)的水平拉力作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)。試分別在甲、乙、丙圖中畫出A物體、B物體和整體的受力圖。答案：核心素養(yǎng)提升以題說(shuō)法·啟智培優(yōu)易錯(cuò)點(diǎn)：對(duì)牛頓第三定律理解不透徹而致錯(cuò)案例(多選)我國(guó)有一種傳統(tǒng)的民族體育項(xiàng)目叫作“押加”，事實(shí)上相當(dāng)于兩個(gè)人拔河，假如甲、乙兩人在押加競(jìng)賽中，甲獲勝，則下列說(shuō)法中正確的是(BD)A．甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力，所以甲獲勝B．當(dāng)甲把乙拉過(guò)去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大小等于乙對(duì)甲的拉力大小C．當(dāng)甲把乙加速拉過(guò)去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力D．甲對(duì)乙的拉力大小始終等于乙對(duì)甲的拉力大小，只是地面對(duì)甲的摩擦力大于地面對(duì)乙的摩擦力，所以甲獲勝錯(cuò)解：AC錯(cuò)因分析：受解答常規(guī)題目的思維定式的影響，對(duì)牛頓第三定律理解不透徹，誤認(rèn)為甲獲勝的緣由是甲對(duì)乙的拉力大小大于乙對(duì)甲的拉力大小，從而錯(cuò)選A、C項(xiàng)。解析：物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由其自身的受力狀況確定的，只有當(dāng)物體所受的合外力不為零時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才會(huì)變更，不論物體處于何種狀態(tài)，