高中物理3 牛顿第三定律导学案及答案

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考点1：对牛顿第三定律的理解
1．牛顿第三定律表达式：F＝－F′，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反。
2．作用力与反作用力的“四同”“三异”
【点拨】 牛顿第三定律中“总是”表现在以下三个方面：
1与物体的大小和形状无关。
2与物体的运动状态无关。
3与物体受不受其他力无关。
【例1】 如图甲所示，把两个力传感器的挂钩钩在一起，让一个大人与一个小孩向相反方向拉，大人很轻松地就能将小孩拉过来。如果两个力传感器与计算机相连，就能很容易地显示出两个拉力随时间变化的图像，如图乙所示。由图像可以得出的正确结论是( )
甲 乙
A．作用力与反作用力的大小总是相等
B．作用力与反作用力的大小不相等
C．作用力与反作用力的作用时间不相等
D．作用力与反作用力的方向相同
【针对训练】
1．(对作用力与反作用力的理解)关于马拉车的下列说法正确的是( )
A．马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力
B．马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力
C．不论车如何运动，马拉车的力大小总等于车拉马的力
D．只有当马拉车不动或马拉车匀速前进时，马拉车的力大小才等于车拉马的力
2．(对牛顿第三定律的理解)关于牛顿第三定律，下面说法中正确的是( )
A．两物体间先有作用力，后有反作用力
B．作用力与反作用力可以是不同性质的力
C．作用力与反作用力同时产生，同时消失
D．作用力与反作用力的合力等于零
考点2：一对平衡力和一对作用力与反作用力的区别
作用力、反作用力与平衡力的比较
【例2】 引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚须超过单杠面。下放时，两臂放直，不能曲臂，如图所示，这样上拉下放，重复动作，达到健身的目的。关于做引体向上动作时人的受力，以下判断正确的是( )
A．在加速上拉过程中，单杠对人的作用力大于人对单杠的作用力
B．在加速下放过程中，单杠对人的作用力等于人对单杠的作用力
C．悬垂静止时，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对平衡力
D．在加速下放过程中，在某瞬间人可能不受力的作用
【技巧与方法】
区分作用力、反作用力和平衡力的方法
区分作用力、反作用力和平衡力，最简单的方法是看涉及的物体的个数。
1 作用力与反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙物体，乙物体对甲物体的关系。
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。
【针对训练】
3．一木块静止放在水平桌面上，则下列说法正确的是( )
A．木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对平衡力
B．用手竖直向下压木块时，木块对桌面的压力大于桌面对木块的支持力
C．木块对桌面的压力就是木块的重力
D．木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对作用力和反作用力
考点3：物体受力的初步分析
1.受力分析的一般顺序
一般先分析重力；再分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；然后分析摩擦力，对凡有弹力作用处逐一进行分析；最后是其他力。
2．受力分析常用的方法
(1)整体法与隔离法
(2)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其做出存在或不存在的情况假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在。
3．受力分析的步骤
【例3】 (多选)如图所示，放在水平地面上的物体M上叠放着物体m，m与M之间有一处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态，则下列关于m和M的受力情况分析正确的是( )
A．m给M向左的摩擦力
B．M给m向左的摩擦力
C．地面对M的摩擦力向右
D．地面对M无摩擦力作用
【变式训练】
上例中，若将压缩状态的弹簧改为伸长状态的弹簧，则m和M的受摩擦力情况如何？
【技巧与方法】
判断力是否存在的三种方法
1 根据各种性质的力产生的条件进行判断。
2 依据作用力和反作用力的关系：因为研究对象所受的每个力都有施力物体或反作用力，找不到施力物体或没有反作用力的力是不存在的。
3 依据物体所处的运动状态：对有些力是否存在，或力的方向难以确定时，可依据物体所处的运动状态，运用物体的平衡条件或牛顿运动定律来判断。
【针对训练】
4．下列“画阴影”的物体受力分析正确的是( )
考点达标
考点一 对牛顿第三定律的理解
1．对牛顿第三定律的理解，下列说法中正确的是( )
A．当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失
B．弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力
C．甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力
D．作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡
2．一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对于这一现象，下列说法正确的是( )
A．榔头对玻璃的作用力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂
B．榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头比玻璃能够承受更大的力才没有碎裂
C．榔头和玻璃之间的作用力是等大的，只是由于榔头比玻璃能够承受更大的力才没有碎裂
D．因为不清楚榔头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小
3．(多选)下列说法正确的是( )
A．跳高运动员起跳时，地面对运动员的支持力大小等于运动员对地面的压力大小
B．汽车加速前进时，车对人向上的支持力与人对车向下的压力大小相等
C．鸡蛋撞击石头，蛋碎石全，是因为鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
D．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小
4．第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办。越野滑雪是比赛项目之一，如图所示是运动员在赛道上滑行的简化情境，关于滑雪板与赛道之间的相互作用力，下列说法正确的是 ( )
A．滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B．滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C．滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D．滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
考点二 一对平衡力与一对作用力与反作用力的区别
5．如图所示是火箭加速上升时的照片，此时喷出气体对火箭作用力的大小( )
A．等于火箭的重力
B．等于火箭对喷出气体的作用力
C．小于火箭对喷出气体的作用力
D．大于火箭对喷出气体的作用力
6．如图所示，用质量不计的轻细绳L1和L2将A、B两重物悬挂起来，下列说法正确的是( )
A．L1对A的拉力和L2对A的拉力是一对平衡力
B．L2对A的拉力和L2对B的拉力是一对作用力与反作用力
C．L2对B的拉力和B受到的重力是一对作用力与反作用力
D．L2对B的拉力和B对L2的拉力是一对作用力和反作用力
考点三 物体受力的初步分析
7．如图所示，质量为m的AB杆靠在平台的拐角上处于静止状态，拐角处光滑，则地面对杆A端施加的作用力为( )
A．支持力和摩擦力 B．支持力
C．摩擦力 D．无法确定受几个力作用
8．如图所示，物体A、B在平行于斜面的力F作用下沿粗糙斜面向上运动，A相对于B静止，则物体B受力的个数为( )
A．4个 B．5个
C．6个 D．7个
9．(多选)A、B、C三个物体如图所示放置，所有接触面均不光滑。有一个水平力F作用在物体C上，使A、B、C一起向右做匀速直线运动，则( )
A．B对A的摩擦力方向水平向左
B．B对A的摩擦力方向水平向右
C．C对A的摩擦力方向水平向左
D．C对A的摩擦力方向水平向右
巩固提升
10．(多选)关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是( )
A．在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动
B．汽车行驶时，通过排气筒向后排出尾气，从而获得向前的反作用力即动力
C．如图所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管会自动转向
D．软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去
11．将重力均为G的两个磁环A、B先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对面的极性相同，此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中，如图所示。设磁环B对木支架底座的压力为F1；B对A的排斥力为F2，关于这些力的大小关系正确的是( )
A．F1＞2G F2＝G B．F1＝2G F2＝G
C．F1＞2G F2＞G D．F1＝2G F2＞G
12．如图所示，在两块竖直木板之间有4个紧夹着的小木块处于静止状态，每个木块的质量都是m，求木块2和木块3之间摩擦力的大小。
13.如图所示，一个质量为m＝2 kg的均匀小球，放在倾角θ＝37°的光滑斜面上。若球被与斜面垂直的光滑挡板挡住，处于平衡状态。求小球对挡板和斜面的压力。(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)
作用力与反作用力关系
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，不能认为合力为零
作用力和反作用力
平衡力
不同点
作用对象
作用在两个相互作用的物体上
作用在同一物体上
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，且合力为零
不同点
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
整体法
隔离法
概念
将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法
将研究对象与周围物体分隔开分析的方法
选用原则
研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度
研究系统内物体之间的相互作用力
注意问题
受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用力
一般隔离受力较少的物体