沪科版 (2019)必修 第一册第4章 牛顿运动定律4.4 牛顿第三定律课文配套课件ppt

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1.力物理学中,把物体之间的相互作用称作力。2.作用力与反作用力当甲对乙施力的同时,乙对甲也施以同样大小的力。如果把甲对乙的力叫作用力,那么,乙对甲的力就叫反作用力。
3.牛顿第三定律(1)内容: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,作用在一条直线上。(2)公式:F甲对乙=-F乙对甲,其中“-”号表示方向相反的意思。(3)适用条件:牛顿第三定律不仅适用于固体间的相互作用,也同样适用于液体和气体间的相互作用,而且跟物体的运动状态无关。
1.正误辨析(1)物体间可能只有作用力,而没有反作用力。(　　)答案 ×(2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。(　　)答案 ×(3)物体间先有作用力,然后才有反作用力。(　　)答案 ×
(4)物体间的作用力和反作用力等大、反向,可以抵消。(　　)答案 ×(5)物块静止放在水平桌面上,物块所受重力和桌面对物块的支持力是一对平衡力。(　　)答案 √(6)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对平衡力。(　　)答案 ×
2.马拉着车在路上做匀速直线运动,则马拉车的力与车拉马的力是一对　　　　　　　　;而马拉车的力与车受到的阻力是一对　　　　　　　　(均选填“作用力和反作用力”或“平衡力”)。 答案 作用力和反作用力　平衡力
鸡蛋去碰石头,鸡蛋会“粉身碎骨”,而石头却“安然无恙”,是不是就可以认为鸡蛋对石头的力小,而石头对鸡蛋的力大呢?要点提示 不是。鸡蛋去碰石头,鸡蛋会“粉身碎骨”,是因为鸡蛋比较脆弱,在作用力大小相同的情况下,鸡蛋更容易破。
1.作用力和反作用力的四个特征
2.牛顿第三定律的适用范围“总是”是强调对于任何物体,作用力和反作用力的关系都成立,而且跟物体的运动状态无关。(1)不管物体的大小、形状如何,任意两物体间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。(2)不管物体的运动状态如何,例如,静止的物体之间,运动的物体之间,静止与运动的物体之间,其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。(3)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的。
例1关于作用力与反作用力,下列说法中正确的是(　　)A.物体相互作用时,先产生作用力,然后才产生反作用力B.作用力和反作用力的合力为零C.作用力和反作用力总是同时产生,同时消失,分别作用在两个物体上D.放在水平桌面上的书,所受重力和桌面对书的支持力为一对作用力与反作用力
解析 由牛顿第三定律可知,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,力的性质相同,它们同时产生,同时变化,同时消失,故A错误,C正确;作用力和反作用力作用在不同的物体上,不能合成,故B错误;放在水平桌面上的书所受重力和桌面对书的支持力为一对平衡力,故D错误。答案 C
规律方法 牛顿第三定律的特点牛顿第三定律是个普遍规律,它的成立不受条件限制,作用力和反作用力的关系与物体运动状态、参考系的选取均无关。
变式训练1如图所示,一匹马拉着车前行,关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系,下列说法中正确的是(　　)
A.马拉车的力总是大于车拉马的力B.马拉车的力总是等于车拉马的力C.加速运动时,马拉车的力大于车拉马的力D.减速运动时,马拉车的力小于车拉马的力
解析 马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力和反作用力,它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,与运动状态无关。加速运动或减速运动时,马向前拉车的力都等于车向后拉马的力,故A、C、D错误,B正确。答案 B
如图所示,木块静止在水平面上。
(1)在图中画出木块受到的重力G和支持力N的示意图。重力G和支持力N属于一对什么力?作用在几个物体上?是同一性质的力吗?(2)在图中画出水平面对木块的支持力N和木块对水平面的压力N'。
支持力N和压力N'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?
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。支持力N和压力N'属于一对作用力和反作用力;支持力N作用在木块上,压力N'作用在水平面上;两者都是弹力,是同一性质的力。
1.一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
2.两对力的关注对象的差异
例2如图所示,物体静止于水平桌面上,则(　　)A.桌面对物体的支持力大小等于物体的重力大小,这两个力是一对平衡力B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种力D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
解析 物体的重力是作用在物体上的力,支持力也是作用在这个物体上的力,这两个力大小相等、方向相反,且作用在同一直线上,所以这两个力是一对平衡力,故A正确,B错误;压力不是重力,它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同,故C错误;物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力,不是平衡力,故D错误。答案 A
规律方法 区分作用力和反作用力与平衡力的方法(1)作用力和反作用力涉及两个相互作用的物体,是甲物体作用于乙物体,乙物体作用于甲物体的关系。(2)平衡力涉及三个物体,即两个施力物体的力同时作用在一个受力物体上。(3)作用力与反作用力同时产生且同时消失,而一对平衡力则彼此没有依存关系。
变式训练2如图所示,人沿水平方向拉牛(可视为质点),但没有拉动。下列说法正确的是(　　)A.绳拉牛的力小于牛拉绳的力B.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力C.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力D.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是作用力与反作用力
解析 绳拉牛的力和牛拉绳的力是作用力与反作用力,大小相等、方向相反,故A、B错误;绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力,故C正确,D错误。答案 C
牛顿第三定律是转换研究对象的桥梁。牛顿第三定律在受力分析、处理连接体问题中有广泛的应用。当某个力不方便直接分析或求解时,可利用牛顿第三定律转换研究对象,通过分析或求解反作用力,从而快捷地解决问题。
例3如图所示为猴子爬杆的装置。已知底座连同竖直杆总质量为20 kg,猴子质量为5 kg,现让猴子沿杆以1 m/s2的加速度从杆底加速向上爬,设猴子与杆之间的作用力为恒力,则底座对水平面的压力为多大?(g取10 m/s2)
解析 设猴子质量为m,杆及底座总质量为M,猴子向上加速爬时受到沿杆向上的力为F,对猴子由牛顿第二定律得F-mg=ma,得F=m(g+a)=55 N,根据牛顿第三定律知,猴子对杆向下的力F'=F=55 N,对底座和杆整体受力分析,如图所示,所以水平面对底座的支持力为N=F'+Mg=255 N,由牛顿第三定律知底座对水平面的压力大小N'=N=255 N。
1.(2020安徽合肥六校联考)以下说法正确的是(　　)A.地球吸引物体,物体吸引地球,这是一对作用力与反作用力B.甲物体对乙物体施加作用力,乙物体受到作用力后,才产生反作用力,所以先有作用力,再有反作用力C.甲、乙两队拔河,甲队取胜,说明甲队的拉力大于乙队的拉力D.重力和支持力组成一对作用力与反作用力
解析 地球吸引物体,物体吸引地球,是一对作用力与反作用力,故A正确;作用力与反作用力同时出现,故B错误;拔河比赛时甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等,故C错误;重力和支持力是两种性质的力,不是作用力与反作用力,D错误。答案 A
2.喷气式火箭是世界上最先进的运载工具之一,它是利用喷射气体获得动力的。不计空气阻力,在火箭竖直加速升空时,下列叙述正确的是(　　)A.喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力与反作用力B.喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对作用力与反作用力C.火箭对喷出的气体的推力与火箭的重力是一对作用力与反作用力D.喷出的气体对火箭的推力等于火箭的重力
解析 由牛顿第三定律可知,喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力与反作用力,所以喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力大小相等,方向相反,故A正确,B、C错误;当火箭沿竖直方向向上加速升空时,喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力,故D错误。答案 A
3.如图所示,船夫用撑杆撑船前行,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.人对撑杆的力与撑杆对人的力的大小相等D.撑杆对河水的力大于河水对撑杆的力答案 C
4.如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a(a解析 对竿上的人进行受力分析,在竖直方向上,受重力mg、摩擦力f,有mg-f=ma。竿对人有摩擦力,人对竿也有摩擦力,且大小相等、方向相反。对竿进行受力分析,在竖直方向上,受重力Mg、方向向下的摩擦力f'、“底人”对其的支持力N,有N=Mg+f',又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力和反作用力,由牛顿第三定律得,杆对“底人”的压力大小为N'=N=(M+m)g-ma。答案 B