高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第四节 牛顿第三定律教学课件ppt

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必备知识·自主预习储备
知识点一　探究作用力与反作用力的关系1．作用力与反作用力：一个物体对另一个物体有作用力时，同时也受到________对它的反作用力，它们总是成对出现的．我们把__________的这种相互作用力称为作用力与反作用力．
2．实验与探究把两个弹簧测力计A和B连结在一起，用手拉A，发现两个弹簧测力计的示数____．改变拉力，弹簧测力计的示数都随着____，但两者的示数总是____．这说明作用力和反作用力大小____，方向____．提醒　作用力与反作用力总是作用在不同的物体上，这是与平衡力的关键区别．
知识点二　牛顿第三定律1．内容：两个物体之间的作用力F和反作用力F′总是大小____、方向____，作用在____________．2．作用力和反作用力特点：分别作用在________的物体上，它们同时____、同时消失，是同种性质的力．3．公式表达：F＝－F′.提醒　这里负号表示这两个力的方向相反．
体验　(1)作用力与反作用力总是同时产生、同时消失的．(　　)(2)作用力和反作用力大小相等、方向相反，在同一条直线上，因此它们的合力为零．(　　)(3)摩擦力的反作用力一定是摩擦力．(　　)(4)歇后语：鸡蛋砸石头——不自量力．石头对鸡蛋的作用力等于鸡蛋对石头的作用力吗？[答案]　(1)√　(2)×　(3)√ (4)提示：等于．
关键能力·情境探究达成
考点1　作用力与反作用力和一对平衡力的比较
考点2　牛顿第三定律的理解
机器人的研发和使用给人们生活带来极大的便利，如图是一个重为G的扫地机器人在水平地板上行驶．请探究：(1)地板对机器人的支持力与机器人受到的重力是一对作用力与反作用力，这种观点正确吗？(2)对机器人进行受力分析，并找出作用力与反作用力和一对平衡力？
提示：(1)不正确．(2)机器人受重力和支持力的作用，它们是一对平衡力；支持力与机器人对地面压力是作用力与反作用力；重力与机器人对地球的引力是一对作用力与反作用力．
【典例1】　(多选)将一木箱置于粗糙的水平地面上，现用一水平绳拉着木箱匀速前进，则(　　)A．木箱所受到的拉力和水平地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力B．木箱对水平地面的压力和水平地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力C．木箱所受的重力和水平地面对木箱的支持力是一对平衡力D．木箱对水平地面的压力和水平地面对木箱的支持力是一对平衡力
思路点拨：①明确每个力的受力物体和施力物体．②平衡力一定作用于同一物体，而作用力与反作用力一定作用在两个物体上．BC　[木箱匀速前进，木箱所受到的拉力和水平地面对木箱的摩擦力是一对平衡力；木箱所受的重力和水平地面对木箱的支持力是一对平衡力．木箱对水平地面的压力和水平地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力．所以选项B、C正确，A、D错误．]
规律方法　区分作用力、反作用力和平衡力的方法(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．
[跟进训练]1．(2022·广东揭阳高一期末)如图所示，小明用水平力推停在水平地面上的汽车，但没有推动，下列关于小明没有推动汽车的解释中正确的是(　　)A．小明的推力与汽车对小明的反作用力相互抵消，所以汽车不动B．汽车由于质量大，惯性很大，小明的水平力大小有限，不可能推动C．小明的推力与地面对汽车的摩擦力平衡，所以汽车不动D．小明的推力小于地面对汽车的摩擦力，所以汽车不动
C　[小明的推力与汽车对小明的作用力是一对作用力与反作用力，不能相互抵消，故A错误；再小的力都可以使质量很大的物体产生加速度，汽车没被推动的原因是小明的推力小于地面给汽车的最大静摩擦力，如果汽车与地面间的摩擦很小，小明有可能推动，故B错误；汽车在水平推力的作用下保持静止状态，汽车水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，C正确，D错误．故选C.]
考点2　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”：
【典例2】　(多选)如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在押加比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是(　　)A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜
思路点拨：甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力，大小总相等．摩擦力大的一方获胜．BD　[物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合外力不为零时，物体的运动状态才会改变，不论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，由于它们作用在不同的物体上，所以其效果可以不同．甲获胜的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力；乙后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小．B、D正确．]
规律方法　有关牛顿第三定律的两点提醒(1)作用力与反作用力在产生上没有先后关系，也没有因果关系．不能说先有作用力，后有反作用力；也不能说因为有了作用力，才有反作用力．(2)作用力与反作用力虽然等大、反向，但由于它们分别对相互作用的两个物体起作用，这两个力不能求合力，不能相互抵消．
[一题多变]把上题变为下图情境：身高和质量完全相同的两人穿同样的鞋在同一水平面上通过一轻杆进行顶牛比赛，企图迫使对方后退．设甲、乙两人对杆的推力分别是F1、F2，甲、乙两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为α1、α2，倾角α越大，此刻人手和杆的端点位置就越低，如图所示，若甲获胜，则(　　)A．F1＝F2，α1>α2　B．F1>F2，α1＝α2C．F1＝F2，α1<α2 D．F1>F2，α1>α2
A　[由于杆是轻杆，把杆当作甲或乙的一部分，由牛顿第三定律，F1＝F2，故B、D错误；甲获胜是由于甲所受地面的最大静摩擦力大于乙的，即甲重心向下移来增大他与地面的正压力，故甲端杆的端点位置较低，由题意可知α1>α2，故A正确．]
[跟进训练]2．如图所示，马拖着一根质量为m的树干在粗糙的水平地面上做匀加速直线运动，加速度大小为a，已知马对树干的拉力大小为F1，树干对马的拉力大小为F2，则有(　　)A．F1>F2　　　　　B．F1＝F2C．F1学习效果·随堂评估自测
1．如图所示，将吹足气的气球由静止释放，气球内气体向后喷出，气球会向前运动，这是因为气球受到(　　)A．重力B．手的推力C．空气的浮力D．喷出气体对气球的作用力D　[气球内气体向后喷出时，气球对气体有向后的作用力，气体对气球有向前的反作用力使气球向前运动，选项D正确．]
2．如图所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是(　　)A．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力C．人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D．人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力B　[人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力，A错，B对；人所受的重力和人对体重计的压力大小相等，方向相同，既不是作用力与反作用力，也不是一对平衡力，C、D错．]
3．用锤头敲玻璃，玻璃被打碎，而锤头未碎．对于这一现象，下列说法正确的是(　　)A．锤头对玻璃的作用力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂B．玻璃对锤头的作用力大于锤头对玻璃的作用力，只是由于锤头比玻璃能够承受更大的力才没有碎裂C．锤头和玻璃之间的作用力是等大的，只是由于锤头比玻璃能够承受更大的力才没有碎裂D．因为不清楚锤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
C　[锤头对玻璃的作用力与玻璃对锤头的作用力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在不同物体上，因为物体的承受能力不同，所以产生的作用效果不同，故C正确，A、B、D均错误．]
4．(新情境题：以“电动平衡车”为背景，考查作用力与反作用力)电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等．市场上主要有独轮和双轮两类．(1)如图所示的电动平衡车突然在水平面上做加速直线运动，人对平衡车的压力大小是否发生变化？[解析]　根据牛顿第三定律可知：人对平衡车的压力等于平衡车对人的支持力．因人在竖直面内处于平衡状态，即平衡车对人的支持力与人所受的重力二力平衡，故人对平衡车的压力不因为平衡车的加速而变化；[答案]　不发生变化　
(2)小孩站在电动平衡车上与平衡车一起做匀速直线运动，人和平衡车的总质量为35 kg，则电动平衡车对地面的压力为多少(取g＝9.8 N/kg)?[解析]　在竖直方向上有：人和平衡车所受的重力和支持力是一对平衡力，则人和平衡车所受支持力大小：FN＝Mg＝35 kg×9.8 N/kg＝343 N，根据牛顿第三定律，则电动平衡车对地面的压力大小为343 N.[答案]　343 N