人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第三定律学案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第三定律学案，共15页。

第3节　牛顿第三定律
学习目标
核心素养形成脉络
1．知道力的作用是相互的，并了解作用力、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问题。
4．会区分平衡力与作用力和反作用力。

[]《^优化*&方#案》教辅[@]

[]20~22版新教材教辅#*&%[]
一、作用力和反作用力
1．力是物体对物体的作用，一个力一定存在着受力物体和施力物体。
2．力的作用总是相互的，物体间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力。作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的。
二、牛顿第三定律 []20%2&2^版新教材教~辅[*]
1．实验探究：如图，两个弹簧测力计A和B连接在一起，用手拉测力计A，结果发现两个弹簧测力计的示数是相等的。改变拉力，弹簧测力计的示数也随着改变，但两个弹簧测力计的示数总是相等，这说明作用力和反作用力大小相等，方向相反。

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相等，方向相反，作用在同一条直线上。
三、平衡力与相互作用力
1．一对相互平衡的力作用在同一个物体上，一对作用力与反作用力分别作用在两个物体上。
2．一对相互平衡的力不一定是同一种类的力，而一对作用力和反作用力一定是同一种类的力。

1．判断下列说法是否正确。
(1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力。(　　)
(2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。(　　)
(3)物体间先有作用力，然后才有反作用力。(　　)
(4)物体间的作用力和反作用力等大、反向，可以抵消。(　　)
(5)物块静止放在水平桌面上，物块反受重力和桌面对物块的支持力是一对相互平衡的力。(　　)
(6)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力。(　　)
提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×
2．对于牛顿第三定律的理解，下列说法正确的是(　　)
A．重力没有反作用力
B．作用力与反作用力一定同时产生
C．物体加速运动时，作用力总是大于反作用力的 []《优#化@方案》教^辅~[&]
D．作用力与反作用力总是等大的，所以任何情况下都能平衡
解析：选B。重力的反作用力为物体对地球的吸引力，故A错误；作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失，故B正确；作用力和反作用力总是大小相等方向相反，故C错误；作用力和反作用力总是大小相等方向相反，作用在两个物体上，在任何情况下都不能平衡，故D错误。 []^*20&22%版新教材教辅[@]

探究一　牛顿第三定律
[]2%0#22版~新教材^@教辅[]
甲、乙两同学想通过两个弹簧测力计的示数来比较谁的力气大，这可能吗？
[]2#0*2%2版新教材教^辅[@]
[要点提示]　不可能。两弹簧测力计之间是作用力和反作用力关系，它们的示数相等。 []《优化方~@案》#^教辅*[]

1．表达式：F＝－F′，负号表示作用力F和反作用力F′的方向相反。 []202%2#版新教*^材教辅~[]
2．作用力和反作用力的“四同”“三异” []@#《优%化~方案》教&辅[]

作用力和反作用力的关系
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0

　“扳手腕”是中学生课余非常喜爱的一项游戏。如图，甲、乙两同学正在进行“扳手腕”游戏，下列关于他们的手之间的力，说法正确的是(　　)

A．甲扳赢了乙，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 []%@*《&优化方案》教辅^[]
[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，D正确。
[答案]　D []20@2#2版%新教材教^辅[*]
探究二　相互作用力与平衡力
[]%《优化^方案》教辅[*#&]

如图1所示，木块静止在水平桌面上。
(1)在图1画出木块受到的重力G和支持力FN的示意图。
重力G和支持力FN属于一对什么力？作用在几个物体上？是同一性质的力吗？

(2)在图2中，画出水平面对木块的支持力FN和木块对水平面的压力FN′。
支持力FN和压力FN′属于一对什么力？分别作用在什么物体上？是同一性质的力吗？ []《优化方&#案》~@教^辅[]
[要点提示]　(1)如图所示。

重力和支持力属于一对平衡力；作用在一个物体上；一个是重力，一个是弹力，不是同一性质的力。
(2)如图所示。
[]《&~优化方#案》教^%辅[]
支持力FN和压力FN′属于一对作用力和反作用力；支持力FN作用在木块上，压力FN′作用在水平面上；两者都是弹力，是同一性质的力。

1．作用力和反作用力与平衡力的比较 []*20~^2&2版新教%材教辅[]
　　内容
比较　　
作用力和反作用力
平衡力
不
同
点
作用
对象
两个相互作用的物体
同一物体
依赖
关系
相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失
无依赖关系，撤除一个，另一个依然可存在
叠加
性
两力作用效果不可叠加，不可求合力
两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为0
力的
性质
一定是同种性质的力
可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力
相同点
大小相等、方向相反、作用在一条直线上
2．区分作用力、反作用力与平衡力的方法 []2022版新@教#材教辅[^&~]
区分作用力、反作用力与平衡力，最简单的方法是看涉及的物体个数。
(1)作用力和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。
　(2020·湖北荆门高一期末)小明同学站在水平地面上的体重计上称量了一下体重，关于他的重力G、体重计对他的支持力FN和他对体重计的压力FN′理解正确的是(　　)
A．G和FN是一对平衡力
B．FN′和FN是一对平衡力
C．G和FN′方向相反
D．G和FN′是同一个力
[解析]　重力G和支持力FN均作用在小明同学上，大小相等方向相反，并且在一条直线上，是平衡力，A正确；支持力FN作用在小明同学上，压力FN′作用在体重计上，作用在两个物体上，大小相等方向相反，并且在一条直线上，是相互作用力，B错误；重力G方向竖直向下，FN′方向也是竖直向下，C错误；重力G是重力性质的力，FN′是弹力性质的力，不是同一个力，只是大小相等，D错误。
[答案]　A
[针对训练1]　(2020·瓦房店市实验高级中学月考)如图所示，力F把一物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列有关力的相互关系叙述正确的是(　　)

A．作用力F和物体对墙壁的压力是一对平衡力
B．物体共受四个力的作用
C．作用力F和墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力
D．作用力F增大，墙壁对物体的静摩擦力也增大
解析：选B。F是外界对物体的作用力，而压力是物体对墙壁的作用力，故二力不是作用在同一个物体上的，不是平衡力，A错误；物体共受四个力的作用，分别是重力、力F、墙壁对物体的支持力和摩擦力，B正确；作用力F和墙壁对物体的弹力，是一对平衡力，C错误；物体受到的是静摩擦力，大小等于物体的重力，与正压力无关，D错误。
探究三　物体的受力分析
受力分析的步骤

　

(多选)如图所示，物体m与斜面体M一起静止在水平面上，关于两物体受力的个数下列说法正确的是(　　)
A．m一定受三个力作用 B．m可能受两个力作用
C．M一定受四个力作用 D．M可能受五个力作用
[答案]　AC
[针对训练2]　在水平粗糙地面上滑行的木块，与地球之间的相互作用力有(　　)
A．一对 B．两对
C．三对 D．四对 []2%022版新@教材^教~辅[*]
解析：选C。在水平粗糙地面上滑行的木块，受重力、支持力、滑动摩擦力；其中支持力和滑动摩擦力的施力物体是地面，有反作用力；重力的施力物体是地球，也有反作用力，故一共有三对相互作用力，故选C。

1．(对牛顿第三定律的理解)(2020·丰台月考)《荀子·议兵》中写道：“经桀作尧，譬之若以卵投石，以指绕沸。”其中“以卵击石”意思为拿鸡蛋去碰石头。比喻不估计自己的力量，自取灭亡。从物理学的角度看鸡蛋与石头相碰，下列说法正确的是(　　)
A．石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力
B．石头对鸡蛋的力小于鸡蛋对石头的力
C．石头对鸡蛋的力与鸡蛋对石头的力大小相等
D．石头对鸡蛋的力与鸡蛋对石头的力方向相同
解析：选C。鸡蛋碰石头，鸡蛋被碰破，而石头却完好无损，不是因为鸡蛋受到的力大，而是因为鸡蛋的硬度小，它们受到的力是相互作用力，根据牛顿第三定律，相互作用的两个力总是大小相等、方向相反，故A、B、D错误，C正确。
2．(相互作用力与平衡力)(多选)(2020·江苏泰州中学期末)有一个木块放在水平地面上，如图所示，用弹簧测力计拉着细绳水平牵引木块，弹簧测力计有示数但木块没有移动，以下判断正确的是(　　)
[]@《*优化&方案》%教辅#[]
A．涉及木块的作用力和反作用力一共有3对
B．涉及木块的作用力和反作用力一共有4对
C．木块一共受到2对平衡力的作用
D．木块一共受到3对平衡力的作用
解析：选BC。以木块为研究对象，木块竖直方向受到重力与支持力，二者是一对平衡力；水平方向受到拉力和摩擦力的作用，二者也是一对平衡力，所以木块一共受到2对平衡力的作用。涉及木块的作用力和反作用力一共有4对，即重力与木块对地球的吸引力、支持力和木块对地面的压力、木块与弹簧测力计之间的拉力、木块与地面之间的摩擦力，故B、C正确，A、D错误。
3．(物体的受力分析)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．2 B．3
C．4 D．5
解析：选C。物块A静止时，对A进行受力分析可知，A受到重力、斜面的支持力和摩擦力；对物块和斜面体整体进行受力分析，受到重力、支持力，假设地面对整体有摩擦力，则斜面会具有水平方向的加速度，不能保持静止。对B进行受力分析可知，B受到重力、地面的支持力、A对B的压力和摩擦力，共4个力的作用。故C正确，A、B、D错误。

(限时：35分钟)
【合格考练】
1．(2020·汕头高一检测)关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识，正确的是(　　)
A．一对平衡力的合力为0，作用效果相互抵消，一对作用力和反作用力的合力也为0，作用效果也相互抵消
B．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且性质相同，平衡力的性质却不一定相同 []@&《#%优化方^案》教辅[]
C．两个物体相碰时，由于作用力和反作用力大小相等，两物体损坏的程度一定相同 []《优%@化方案》^教辅~&[]
D．先有作用力，接着才有反作用力，一对平衡力却是同时作用在同一个物体上
解析：选B。作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，作用效果不能抵消，A错误；作用力和反作用力具有同时性、性质相同的特点，平衡力不一定具备这些特点，B正确，D错误；不同的物体受到相同大小的力产生的效果不一定相同，C错误。
2.
[]《@优~化方案》教^#辅[*]
如图所示，物体放在水平桌面上，受到一个水平向右的拉力F作用，却仍然保持静止，则下列说法中正确的是(　　) []202~@2版新*%教材&教辅[]
A．物体受三个力作用，其中有一对平衡力
B．物体受三个力作用，其中有一对作用力和反作用力
C．物体受四个力作用，其中有两对作用力和反作用力
D．物体受四个力作用，其中有两对平衡力
解析：选D。物体受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力F，根据物体处于静止状态知，物体在水平方向还必须受水平向左的摩擦力Ff，所以物体共受四个力的作用，A、B错误；由于作用力和反作用力是分别作用在两个不同物体上的，所以物体所受的四个力中不可能构成作用力和反作用力，C错误；物体水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力，为一对平衡力，竖直方向受重力和支持力，也为一对平衡力，D正确。 []2&022%~版新#教材教辅[^]
3．(多选)一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了。对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是(　　)
A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是一对作用力和反作用力
C．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等
D．只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大
解析：选AD。大人拉小孩与小孩拉大人的力是一对相互作用力，它们之间的关系满足牛顿第三定律，所以二者永远大小相等、方向相反，两力作用在不同的人身上，不能求合力，小孩被拉动是因为他受到的拉力大于他与地面间的最大静摩擦力，故A、D错误。
4．(2020·江苏启东中学质检)在春天，河水边上的湿地是松软的，人在这些湿地上行走时很容易下陷，此时(　　)
A．人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力
B．人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力
C．人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力
D．无法确定
解析：选B。人对湿地地面的压力和湿地地面对他的支持力是一对作用力和反作用力，故大小相等，故B正确。 []@&%《优~化方案》教^辅[]
5．如图所示，水平地面上质量为m的物体，与地面的动摩擦因数为μ，在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动。弹簧没有超出弹性限度，重力加速度为g，则(　　)
[]2@0#22%版新教材教^辅[*]
A．弹簧的伸长量为
B．弹簧的伸长量为
C．物体受到的支持力与物体对地面的压力是一对平衡力
D．弹簧的弹力与物体所受摩擦力是一对作用力和反作用力
解析：选B。物体在水平方向上受弹簧弹力和摩擦力处于平衡状态，由平衡条件得μmg＝kx，则弹簧的伸长量x＝，故A错误，B正确；物体受到的支持力和物体对地面的压力是一对作用力和反作用力，故C错误；弹簧的弹力与物体所受摩擦力是一对平衡力，故D错误。 []《优化方案@》~^%*教辅[]
6．关于牛顿第三定律，下面说法正确的是(　　) []&%《*优^化@方案》教辅[]
A．两物体间先有作用力，后有反作用力 []%2022*版新^教@材&教辅[]
B．作用力和反作用力可以是不同性质的力
C．作用力和反作用力同时产生，同时消失
D．作用力和反作用力的合力等于0
解析：选C。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；作用力和反作用力大小相等，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。
7．如图所示，小车放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间的摩擦力，下面说法正确的是(　　) []@202^2%版新教材~教辅*[]

A．甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力
B．小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力
C．若小车加速向右运动表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力
D．若小车加速向右运动表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力
解析：选B。小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力，A错误，B正确；若小车加速向右运动，因为小车拉甲的力和甲拉小车的力是一对作用和反作用力，故仍然是相等的，C错误；同理，若小车加速向右运动，则乙拉小车的力还是等于小车拉乙的力，D错误。
8．人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原因是(　　)
A．人除了受到地面的弹力外，还受到一个向上的力
B．地面对人的支持力大于人受到的重力
C．地面对人的支持力大于人对地面的压力
D．人对地面的压力大于地面对人的支持力
解析：选B。人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，在这段时间内人从静止到运动，分析人的受力情况，重力和地面对人的支持力，人有向上的加速度，合力方向向上，地面对人的支持力大于人的重力，A错误，B正确；地面对人的作用力与人对地面的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，C、D错误。
9．如图所示，用质量不计的轻绳L1和L2将M、N两重物悬挂起来，则下列说法正确的是(　　)

A．L1对M的拉力和L2对M的拉力是一对平衡力
B．L2对M的拉力和L2对N的拉力是一对作用力与反作用力
C．L1对M的拉力和M对L1的拉力是一对平衡力 []*%#2022版新教材教辅[^~]
D．L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力和反作用力
解析：选D。对M受力分析，它受到重力、L1的拉力、L2的拉力作用，因此，L1对M的拉力和L2对M的拉力并不是一对平衡力，A错误；作用力和反作用力作用在相互作用的两个物体之间，而B选项中有三个物体：M、N、L2，B错误；平衡力必须作用在同一个物体上，L1对M的拉力和M对L1的拉力分别作用在M和L1上，显然不是平衡力，C错误；D项中的一对力是作用力和反作用力，D正确。 []《%优#*化^方@案》教辅[]
【等级考练】
10. []《优化&方案~%*》教辅[#]

(多选)(2020·云南玉溪一中月考)如图所示，物体在水平力F作用下压在竖直墙上静止不动，则(　　)
A．物体所受摩擦力的平衡力是重力
B．力F就是物体对墙的压力
C．力F的反作用力是墙壁对物体的支持力 []@《优~化方案》教^%辅&[]
D．墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力
解析：选AD。竖直方向，物体的重力与墙面给物体的摩擦力相平衡，则物体所受摩擦力的平衡力是重力，A正确；力F大小等于物体对墙的压力，不能说“就是物体对墙的压力”，B错误；物体对墙壁的压力的反作用力是墙壁对物体的支持力，C错误；墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力，D正确。
11．(多选)如图所示，质量均为m的两木块a、b叠放在水平面上，a、b分别受到水平拉力的作用，两个力的大小均为F，两木块保持静止状态，则(　　)

A．a、b之间一定存在静摩擦力
B．b与地面之间一定存在静摩擦力
C．b与地面之间一定不存在静摩擦力
D．地面对b的支持力一定大于2mg
解析：选AC。由于两木块保持静止，对a受力分析可知a、b之间一定存在静摩擦力，A正确；对a、b整体进行受力分析可知b与地面之间一定不存在静摩擦力，且地面对b的支持力等于2mg，B、D错误，C正确。
12.
[]2&022版新教材教^%@辅[*]
(2020·定远月考)使物体A、B、C一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是(　　)
A．物体A对物体C有向左的摩擦力
B．物体C对物体B有向左的摩擦力
C．物体C受到三个摩擦力的作用 []《@优化方案》教辅&~^#[]
D．物体C对地有向右的摩擦力
解析：选A。对物体A受力分析，受拉力F、重力、支持力和向右的静摩擦力，物体匀速运动，受力平衡，故f＝F，故物体A对物体C有向左的静摩擦力，故A正确；对物体B受力分析，由于匀速运动，合力为0，故受重力和支持力，不受摩擦力，故B错误；对物体C受力分析，受重力、物体A的压力、物体B的压力、地面的支持力、物体A对物体C向左的静摩擦力和地面对C向右的滑动摩擦力，即物体C受到两个摩擦力的作用，故C错误；对整体受力分析，受拉力F、重力、支持力和向右的滑动摩擦力，所以地面对物体C有向右的滑动摩擦力，那么物体C对地有向左的摩擦力，故D错误。
13．在图中画出(1)～(4)中静止物体A的受力示意图(图中球形物体的接触面光滑)。 []@《优化%~方案》^教辅[&]

解析： []《优~化%方@案&》教辅[^]


答案：见解析
14．画出下图中物体A的受力示意图，并写出力的名称及施力物体。
[]2^022版~新教材教#辅[*&]
(a)物体A静止，接触面粗糙；
(b)A沿粗糙斜面上行；
(c)A沿粗糙水平面滑行；
(d)接触面光滑，A静止。
解析：(a)图中A受重力、地面的支持力、拉力、静摩擦力作用；(b)A受重力、垂直斜面向上的支持力及滑动摩擦力作用；(c)A受重力、地面的支持力及滑动摩擦力作用；(d)A受重力、竖直面对球的弹力及绳子的拉力作用。
答案：如图所示。 []《#~优化方%案*》教辅[^]