人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第三定律精品课件ppt

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一、作用力和反作用力1.力是物体对物体的作用。只要谈到力,就一定存在受力物体和施力物体。2.两个物体之间的作用总是相互的。施力物体同时也一定是受力物体。物体间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力。3.作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的,我们可以把其中的任何一个力叫作作用力,另一个力叫作反作用力。
二、牛顿第三定律1.作用力与反作用力的特点:如图所示,将两弹簧测力计A、B连接在一起,当用力缓慢拉A弹簧测力计时,发现不管拉力F多大,A、B两弹簧测力计的示数总是相等,这个实验说明作用力与反作用力大小相等、方向相反。2.牛顿第三定律内容: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,作用在同一条直线上。3.表达式:F=-F',负号表示两力的方向相反。
三、物体受力的初步分析1.分析物体的受力情况,是分析力与运动关系的基础。2.受力分析:把指定物体(研究对象)受到的所有力找出来,并画出受力示意图,这就是受力分析。3.受力分析的顺序:按重力、弹力和摩擦力的顺序来分析。4.受力分析的思路:一是根据物体运动状态的变化来分析,二是根据各种力的特点,从相互作用的角度来分析。5.一对平衡力:作用在同一个物体上的两个力,大小相等、方向相反,作用在同一直线上,这样的一对力称为平衡力。一对平衡力不一定是性质相同的力,而一对作用力和反作用力的性质一定相同。
正误辨析1.先有作用力,然后有反作用力。(　　)2.物体间可能只有作用力,而没有反作用力。(　　)3.只有两物体接触时,才会产生作用力与反作用力。(　　)
答案:×　解析:物体间的作用力与反作用力总是相互依存、同时产生、同时消失。
答案:×　解析:物体间作用力和反作用力一定同时存在。
4.物体间的作用力与反作用力一定是同性质的力。(　　)5.一个物体受几个力作用,则一定存在几个反作用力作用在其他物体上。(　　)6.只要大小相等、方向相反的同一条直线上的两个力就是一对作用力和反作用力。(　　)
答案:√　解析:如摩擦力的反作用力还是摩擦力,弹力的反作用力还是弹力,故二者性质相同。
答案:√　解析:任何一个力都有一个反作用力,所以一个物体受几个力作用就一定存在几个反作用力作用在其他物体上。
答案:×　解析:大小相等、方向相反的同一条直线上的两个力也可能是一对平衡力。
正确理解牛顿第三定律情景探究成语“以卵击石”出自《荀子·议兵》:“经桀作尧,譬之若以卵投石,以指绕沸。”是指拿蛋去碰石头,比喻不自量力,自取灭亡。(1)以卵击石时,卵对石头的作用力大,还是石头对卵的作用力大?(2)为什么会出现卵碎石全的不同效果?
要点提示(1)以卵击石时,卵对石头的作用力与石头对卵的作用力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律可知,两个力等大、反向;(2)虽然卵对石头的作用力与石头对卵的作用力等大,但由于两者的能承受的最大外力不同,所以会出现不同的作用效果。
知识点拨1.作用力和反作用力的关系
2.牛顿第三定律的适用范围定律中的“总是”说明对于任何物体、在任何情况下牛顿第三定律都是成立的。对此,可以从以下几个方面理解:(1)不管物体大小形状如何,例如大物体与大物体之间,或大物体与小物体之间,还是任何形状的物体之间,其相互作用力总是大小相等。(2)不管物体的运动状态如何。例如静止的物体之间、运动的物体之间或静止物体与运动物体之间的相互作用力总是大小相等的。(3)作用力与反作用力的产生和消失是同时的。
实例引导例1关于车拉马、马拉车的问题,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.马拉车,不论车动还是不动,马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小D.马拉车不动或车匀速前进时,马拉车的力与车拉马的力才大小相等
答案:C　解析:当马拉车的力较小时,拉力与车受到地面的摩擦力大小相等,车保持静止;当马拉车的力大于车所受到的地面摩擦力时,车就开始启动并加速前进。根据牛顿第三定律作出判断,马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力,大小始终相等,C正确。
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,作用力与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下列说法正确的是(　　)A.甲学生把乙学生推倒,说明乙学生受到的力大B.静止在水平面的物体,受到的重力和支持力是一对作用力和反作用力C.跳高运动员,跳高时运动员蹬地的力小于地面对它的作用力D.玻璃杯掉到地面上打破,地面对玻璃杯的作用力等于玻璃杯对地面的作用力
答案:D　解析:力的作用是相互的,甲用力把乙推倒,甲对乙有力的作用,乙对甲也有力的作用,而且大小相等、方向相反,是相互作用力,故A错误;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B错误;跳高运动员,跳高时运动员蹬地的力与地面对它的作用力大小相等、方向相反是相互作用力,故C错误;玻璃杯掉到地面上打破,地面对玻璃杯的作用力等于玻璃杯对地面的作用力,是相互作用力,故D正确。
一对相互作用力与一对平衡力之间的比较情景探究如图所示,牧童沿水平方向拉牛,但没有拉动。(1)牛受到几个力的作用?画出牛受力的示意图。(2)牛受到的几个力中,哪些是一对平衡力?(3)指出牛受到的几个力的反作用力。
要点提示(1)牛受到重力G、地面对牛的支持力FN、绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力Ff,共四个力作用,受力示意图如图所示;(2)牛受到的重力G和地面对牛的支持力FN是一对平衡力;绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力Ff是一对平衡力;(3)牛受到重力G的反作用力是牛对地球的吸引力;地面对牛的支持力FN的反作用力是牛对地面的压力;绳对牛的拉力F的反作用力是牛对绳的拉力;地面对牛的摩擦力Ff的反作用力是牛对地面的摩擦力。
知识点拨1.一对相互作用力与一对平衡力之间的比较
2.两对力的关注对象的差异
实例引导例2如图所示,用球拍打击飞过来的网球时,若球击球拍的力为F1,球拍击球的力为F2,则(　　)A.先产生F1后产生F2B.F1和F2是一对平衡力C.F1与F2两力的性质不同D.F1和F2大小相等,方向相反
答案:D　解析:球击球拍的力为F1,球拍击球的力为F2,两个力是作用力和反作用力关系,同时产生,同时消失,力的性质相同,故A项、B项、C项错误;再根据牛顿第三定律可知,两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,故D项正确。
规律方法 区别作用力与反作用力和平衡力的方法区别作用力与反作用力和平衡力最简单的方法是看作用点,一对平衡力的作用点一定作用在同一个物体上,而作用力与反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上,但作用在两个物体上的力也不一定是作用力与反作用力,还必须是因为相互作用而产生的力。
变式训练2如图所示,有人用一簇气球通过绳使一座小屋成功升空,成为“会飞的小屋”。下列说法正确的是(　　)
A.小屋受到绳的拉力和小屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力B.小屋受到绳的拉力和小屋所受重力是一对作用力和反作用力C.小屋对绳的拉力和小屋所受重力是一对作用力和反作用力D.小屋对绳的拉力和小屋所受重力是一对平衡力
答案:A　解析:小屋受到绳的拉力和小屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力,故A正确;小屋受到绳的拉力和小屋所受重力的受力物体都是小屋,不是作用力和反作用力,故B错误;小屋对绳的拉力的施力物体是小屋,受力物体是绳子,小屋所受重力的施力物体是地球,受力物体是小屋,不是作用力和反作用力,也不是平衡力,故C、D错误。
对物体受力分析的理解情景探究如图所示,滑雪运动员沿斜坡下滑。有人说运动员受到了下滑力的作用,你认为这种说法对吗?
要点提示这种说法不对。运动员沿斜坡下滑时受到竖直向下的重力、垂直于斜坡向上的支持力和沿斜坡向上的摩擦力的作用。重力有使运动员沿斜坡向下运动的作用效果,并不存在下滑力。
知识点拨1.受力分析的一般步骤(1)确定研究对象,只画研究对象受到的力。(2)按重力、弹力、摩擦力的顺序进行分析。(3)画出力的示意图。
2.判断力是否存在的方法(1)依据力的产生条件:根据各种性质的力产生的条件进行判断,如弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变;摩擦力产生的条件是相互接触且接触面粗糙、有弹力且有相对运动或相对运动趋势。(2)依据作用力和反作用力的关系:利用作用力和反作用力的关系来检验力是否存在,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:力的作用效果与物体的运动状态之间有着相互制约的关系。当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来判断。
实例引导例3(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:A C　解析:物体m静止在斜面上,受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力作用,故物体m一定受三个力作用,A项正确、B项错误;以物体m与斜面体M整体为研究对象,M与地面之间没有摩擦力,则M受到重力、地面的支持力、m对它的压力和摩擦力,共四个力作用,C项正确、D项错误。
规律方法 受力分析的几个注意点(1)防止漏力的方法是按顺序分析受力,逐个接触面(点)分析弹力、摩擦力。(2)防止添力的方法是寻找它们的施力物体,没有施力物体的力是不存在的。结合弹力和摩擦力的有无判断,可以有效防止添力。(3)多个研究对象受力分析时,可以充分利用牛顿第三定律,灵活转换研究对象分析相互作用力。
1.关于作用力和反作用力,下列说法正确的是(　　)A.凡是大小相等、方向相反,作用在同一直线上的两力,一定是一对作用力和反作用力B.弹力和摩擦力总有其反作用力,重力没有反作用力C.作用力和反作用力总是同时产生、同时消失D.先出现作用力,后出现反作用力
答案:C　解析: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且分别作用于两个物体上,但反过来不一定成立,故选项A错误;任何力的作用都有反作用力,故选项B错误;力是物体间的相互作用,作用力和反作用力如果一个存在而另一个消失,则说明这种作用不是相互的,故选项C正确,D错误。
2.铁锤砸在核桃上把核桃砸碎了。对于这一现象,下列说法正确的是(　　)A.铁锤对核桃的力大于核桃对铁锤的力B.铁锤对核桃的力小于核桃对铁锤的力C.铁锤对核桃的力与核桃对铁锤的力大小相等D.无法判断它们之间的相互作用力的大小关系
答案:C　解析:铁锤砸核桃,并把核桃壳砸碎了。在这一现象中,铁锤砸核桃的力与核桃对铁锤的力是一对相互作用的作用力与反作用力,它们总是大小相等,方向相反,故C正确,A、B、D错误。
3.(2019山东德州高一上期末)如图所示,板擦由于磁性的吸引而紧压在竖直的黑板上静止不动。下列说法中正确的是(　　)A.黑板对板擦的弹力和板擦对黑板的弹力是一对平衡力B.板擦的重力跟板擦对黑板的静摩擦力是一对平衡力C.黑板和板擦之间存在三对作用力与反作用力D.板擦的重力和黑板对板擦的静摩擦力是一对作用力与反作用力