PAGE12-/NUMPAGES12牛頓第三定律【學習目標】知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念?！緦W習重點】掌握牛頓第三定律的內(nèi)容，能用它解決簡單的問題?！緦W習難點】能區(qū)分平衡力與作用力和反作用力。【學習過程】預習導學新知探究一、從拔河比賽談起實驗發(fā)現(xiàn)：無論是一方“主動”施力，還是雙方同時施力，兩個測力計的示數(shù)總是相等的。二、牛頓第三定律1．力的概念：物理學中，把物體之間的相互作用稱作力。2．作用力和反作用力：物體之間的相互作用總是成對出現(xiàn)的，通常叫做作用力和反作用力。我們把其中一個力叫做作用力，那么另一個力就叫做反作用力。3．牛頓第三定律（1）內(nèi)容：兩物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。（2）表達式：F甲對乙＝－F乙對甲。想一想成語“以卵擊石”是指拿蛋去碰石頭，比喻不估計自己的力量，自取滅亡。那么是否蛋碰石頭的力小于石頭碰蛋的力呢？提示：不是，兩個力一樣大，只是蛋承受力的能力差，在相同大小力的作用下蛋破了，而石頭安然無恙。要點探究講練互動要點1對作用力、反作用力的理解1．對作用力與反作用力關系的正確理解作用力和反作用力的關系可總結為“四同三異”作用力與反作用力的關系四同（1）等大：大小相等，不能認為只有物體處于平衡狀態(tài)時作用力和反作用力才大小相等（2）共線：作用在一條直線上（3）同時：同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，不能認為先有作用力后有反作用力（4）同性質：不同性質的力不可能是作用力和反作用力的關系三異（1）反向：方向相反（2）異體：作用在不同的物體上（3）不同效果：在不同的物體上分別產(chǎn)生不同的作用效果，不能相互抵消，因此，不能認為作用力和反作用力的合力為零2．一對作用力和反作用力跟一對平衡力之間的比較一對作用力和反作用力一對平衡力共同點大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上不同點作用對象兩個力分別作用在兩個物體上兩個力作用在同一個物體上依賴關系相互依存，不可以單獨存在，同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失無依賴關系，撤除一個，另一個可以依然存在力的性質一定是同一性質的兩個力不一定是同一性質的兩個力作用效果因一對作用力與反作用力作用在兩個物體上，各自產(chǎn)生作用效果，不能相互抵消一對平衡力對物體的作用效果使物體保持平衡狀態(tài)命題視角1對作用力、反作用力的理解例1關于作用力、反作用力和一對平衡力的認識，正確的是（）A．一對平衡力的合力為零，作用效果相互抵消，一對作用力與反作用力的合力也為零、作用效果也相互抵消B．作用力和反作用力同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，且性質相同，平衡力的性質卻不一定相同C．作用力和反作用力同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，且一對平衡力也是如此D．先有作用力，接著才有反作用力，一對平衡力都是同時作用在同一個物體上[解析]作用力和反作用力的受力物體是兩個，故不能求合力，作用效果不能抵消，故A錯。作用力與反作用力均有同時性，性質也一定相同，而平衡力不具有同時性，故B正確，C、D錯誤。[答案]B方法總結區(qū)分平衡力和作用力、反作用力：（1）看受力物體是一個還是兩個。（2）看力的性質是否相同。命題視角2浮力作用力的應用例2如圖所示，臺秤上放半杯水，臺秤示數(shù)G′＝50N，另用掛在支架上的彈簧測力計懸掛一邊長為a＝10cm的正方體金屬塊，金屬塊的密度ρ＝3×103kg/m3，當把彈簧測力計下的金屬塊平穩(wěn)地浸入水中深b＝4cm時，彈簧測力計和臺秤的讀數(shù)分別為多少？（已知：ρ水＝103kg/m3，g取10m/s2）[思路點撥]弄清彈簧測力計、臺秤的讀數(shù)表示怎樣的含義。（彈簧測力計、臺秤所受彈力的大?。解析]金屬塊所受浮力F?。溅阉甮V排＝1×103×10×（10×10－2）2×4×10－2N＝4N因為金屬塊受到浮力作用，從而使彈簧測力計的示數(shù)減小4N。所以彈簧測力計的示數(shù)F彈＝G金－F浮＝ρ金gV－F?。?×103×10×（10×10－2）3N－4N＝26N因水對金屬塊有豎直向上的浮力，由牛頓第三定律得金屬塊將對水有豎直向下的反作用力，大小也為4N，所以臺秤的示數(shù)為F臺＝G′＋F?。?4N。[答案]26N54N借題發(fā)揮解決有關浮力的問題時，一定要注意：浮力一定存在一個豎直向下、且和它等大的反作用力，切記不要漏析。跟蹤訓練1．物體靜止于水平桌面上，則（）A．桌面對物體支持力的大小等于物體的重力的大小，這兩個力是一對平衡力B．物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力C．物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同一種性質的力D．物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡力解析：選A．明確一對作用力和反作用力的關系是：等大、反向、共線、同時、同性、異體；而一對平衡力雖然等大、反向、共線，但它們不一定具有同時性，也不一定是同種性質的力，更重要的是它們一定作用在同一個物體上。物體和桌面受力情況如圖所示。因物體處于平衡狀態(tài)，且N與G作用于同一物體，因此N和G是一對平衡力，故A正確。因作用力和反作用力分別作用在兩個物體上，故B錯。因壓力是彈力，而彈力與重力是性質不同的兩種力，故C錯。支持力和壓力是由于物體與桌面相互作用（擠壓）而產(chǎn)生的，因此N和N′是一對作用力和反作用力，故D錯。要點2對牛頓第三定律的理解1．數(shù)學公式：F甲對乙＝－F乙對甲。其中F甲對乙表示作用力，F(xiàn)乙對甲表示反作用力，“－”表明二者的方向相反。2．定律意義：牛頓第三定律是牛頓對力學基礎理論奠基的最具獨創(chuàng)性的貢獻，形象而深刻地揭示了自然界中物體之間相互作用力的規(guī)律與特點。3．對牛頓第三定律的理解（1）牛頓第三定律與參考系的選擇無關，這是因為物體間的相互作用是客觀存在的，不因參考系的不同而使物體間相互作用的性質發(fā)生任何變化。（2）對定律內(nèi)容中“總是”二字的理解：“總是”是強調對于任何物體，在任何條件下，作用力和反作用力的關系都成立。①不管物體大小形狀如何。②不管物體的運動狀態(tài)如何，例如靜止的物體之間、運動的物體之間或靜止與運動的物體之間的相互作用力都是大小相等的。③作用力與反作用力的產(chǎn)生和消失是同時的。例3用牛頓第三定律判斷下列說法中正確的是（）A．馬拉車時，只有馬對車的拉力大于車對馬的拉力時才能前進B．物體A靜止在B上，A的質量是B的質量的10倍，所以A作用于B的力大于B作用于A的力C．輪船的螺旋槳旋轉時向后排水，水同時給螺旋槳一個反作用力D．發(fā)射火箭時，燃料燃燒后，噴出的氣體給空氣一個作用力，空氣施加的反作用力推動火箭前進[思路點撥]解此題把握兩點：（1）作用力與反作用力的關系。（2）牛頓第三定律“總是”的含義。[解析]A、B項中所述的力均為一對作用力與反作用力，由牛頓第三定律知應大小相等，故A、B錯誤。D項中火箭噴出的氣體給空氣一個作用力（大氣層中），空氣施加的反作用力阻礙噴出的氣體運動，推動火箭前進的力是火箭噴出氣體的反作用力，D項錯誤。[答案]C規(guī)律方法（1）作用力和反作用力始終等大反向，同時存在，同時消失。作用在兩個物體上，其作用效果分別體現(xiàn)在各自的受力物體上，所以作用力和反作用力產(chǎn)生的效果不能抵消。（2）牛頓第三定律是個普遍定律，它的成立不受條件限制，作用力與反作用力的關系與物體運動狀態(tài)無關，與參考系的選取無關。跟蹤訓練2．如圖所示，小明用棒球棍回擊飛過來的棒球時，球棒擊球的力（）A．比球撞擊球棒的力更早產(chǎn)生B．與球撞擊球棒的力同時產(chǎn)生C．大于球撞擊球棒的力D．小于球撞擊球棒的力答案：B隨堂演練鞏固提升[隨堂檢測]1．如圖是運動員在第31屆里約奧運會女子蹦床比賽中的精彩鏡頭，運動員與蹦床接觸的時候受到幾對作用力與反作用力（忽略空氣阻力）（）A．一對 B．兩對C．三對 D．四對解析：選B．一對是壓力和支持力，另一對是人的重力和人對地球的吸引力。2．如圖所示，小車放在水平地面上甲、乙二人用力向相反方向拉小車，不計小車與地面之間的摩擦力，下面說法正確的是（）A．小車靜止時甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對作用力和反作用力B．小車靜止時甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對平衡力C．若小車加速向右運動表明小車拉甲的力大于甲拉小車的力D．若小車加速向右運動表明乙拉小車的力大于小車拉乙的力解析：選B．小車靜止時甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對平衡力，選項A錯誤，B正確；若小車加速向右運動，因為小車拉甲的力和甲拉小車的力是一對作用和反作用力，故仍然是相等的，選項C錯誤；同理，若小車加速向右運動，則乙拉小車的力還是等于小車拉乙的力，選項D錯誤。3．（多選）如圖所示，水平力F把一物體緊壓在豎直的墻壁上靜止不動，下列說法中正確的是（）A．作用力F與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力B．作用力F與物體對墻壁的壓力是一對平衡力C．物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力D．物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力解析：選CD．作用力F與墻壁對物體的支持力作用在同一物體上，大小相等，方向相反，在同一條直線上，是一對平衡力，A錯誤；作用力F作用在物體上，而物體對墻壁的壓力作用在墻壁上，這兩個力不能成為平衡力，也不是作用力與反作用力，B錯誤；在豎直方向上物體受重力，方向豎直向下，還受墻壁對物體的靜摩擦力，方向豎直向上，由于物體處于平衡狀態(tài)，因此這兩個力是一對平衡力，C正確；物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的支持力是兩個物體間的相互作用力，因此是一對作用力與反作用力，D正確。4．在天花板上用懸繩吊一重為G的電扇，如圖所示，電風扇靜止時受幾個力作用？這些力的反作用力是哪些力？這些力的平衡力是哪些力？如果電扇在勻速轉動呢？當電扇轉動與靜止時相比較，對天花板的拉力是變大還是變?。繛槭裁?？解析：對靜止的電風扇受力分析如圖甲所示，電風扇受兩個力：重力G、懸繩拉力F。根據(jù)牛頓第三定律可知，重力的施力物體是地球，那么G的反作用力就是電風扇對地球的吸引力；F的施力物體是懸繩，F(xiàn)的反作用力是電風扇對懸繩的拉力。電風扇受到的重力G和懸繩的拉力F正好是一對平衡力。對勻速轉動的電風扇受力分析如圖乙所示，電風扇受三個力作用：重力G、懸繩的拉力F1及空氣向上的作用力F2．根據(jù)牛頓第三定律，重力的施力物體是地球，那么重力G的反作用力就是電風扇對地球的吸引力；F1的施力物體是懸繩，所以F1的反作用力是電風扇對懸繩的拉力；F2的施力物體是空氣，所以F2的反作用力是電風扇對空氣向下的作用力。電風扇受到的重力G與繩的拉力F1和空氣的作用力F2的合力是一對平衡力。當電風扇靜止時，懸繩的拉力F與重力G平衡，即F＝G；當電風扇轉動時，扇葉向下推壓空氣，而空氣向上產(chǎn)生一個對扇葉的反作用力F2，此時懸繩中的拉力為F1，則F1＋F2＝G，即F1<G。由此可知，當電風扇轉動時對天花板的拉力變小，且轉速越快，對天花板的拉力就越小。答案：見解析[課時作業(yè)]一、單項選擇題1．下列各對力中是相互作用力的是（）A．電燈拉懸繩的力和懸繩對電燈的拉力B．懸繩對電燈的拉力和電燈的重力C．懸繩拉天花板的力和電燈拉懸繩的力D．懸繩拉天花板的力和電燈的重力解析：選A．一對作用力和反作用力只涉及兩個物體，作用在兩個物體上。重力是地球對物體的作用力，故A正確。2．出租車在鄉(xiāng)間小路上倒車時撞上香蕉樹，車幾乎沒有受損，香蕉樹卻被撞歪了。關于車與樹之間的撞擊力，以下判斷正確的是（）A．由牛頓第三定律可知，車和樹受到的撞擊力一樣大B．車的質量大，受到的撞擊力大C．車是運動的，受到的撞擊力大D．樹是靜止的，受到的撞擊力大解析：選A．根據(jù)牛頓第三定律可知，因為車對樹的撞擊力與樹對車的撞擊力是作用力與反作用力，故可知車和樹受到的撞擊力一樣大，故選A．3．甲、乙兩人發(fā)生爭執(zhí)，甲打了乙的胸口一拳致使乙受傷。法院判決甲應支付乙的醫(yī)藥費。甲辯解說：“我打乙一拳，根據(jù)作用力與反作用力相等，乙對我也有相同大小的作用力，所以乙并沒有吃虧。”那么這一事件判決的依據(jù)是（）A．甲打乙的力大于乙對甲的作用力，故判決甲支付乙的醫(yī)藥費B．甲打乙的力等于乙對甲的力，但甲的拳能承受的力大于乙的胸能承受的力，乙受傷而甲未受傷，甲主動打乙，故判決甲支付乙的醫(yī)藥費C．甲打乙的力大于乙對甲的力，甲的拳和乙的胸受傷害程度不相同，甲輕而乙重，故判決甲支付乙的醫(yī)藥費D．由于是甲用拳打乙的胸，甲對乙的力遠大于乙胸對甲拳的作用力，故判斷甲支付乙的醫(yī)藥費解析：選B．甲打乙的力與乙對甲的力是一對作用力和反作用力，乙之所以受傷，是因為甲的拳能承受的力大于乙的胸能承受的力，所以B項正確。4．如圖是利用計算機記錄的衛(wèi)星發(fā)射時，火箭對衛(wèi)星的作用力和所受到的反作用力變化圖線，根據(jù)圖線可以得出的結論是（）A．作用力大時，反作用力小B．作用力和反作用力的方向總是相反的C．作用力和反作用力是作用在同一個物體上的D．牛頓第三定律在物體處于非平衡狀態(tài)時不再適用解析：選B．圖像中的兩條圖線對應的縱橫坐標大小相等、符號相反，故A、D錯誤，B正確；作用力與反作用力作用在兩個相互作用的物體上，C錯誤。5．據(jù)中國政府網(wǎng)消息，2016年6月25日晚，長征七號運載火箭在海南文昌成功發(fā)射，如圖是火箭加速上升時的照片，此時噴出氣體對火箭作用力的大?。ǎ〢．等于火箭的重力B．等于火箭對噴出氣體的作用力C．小于火箭對噴出氣體的作用力D．大于火箭對噴出氣體的作用力解析：選B．火箭加速上升，則合力方向向上，所以噴出氣體對火箭作用力的大小大于重力，故A錯誤；噴出氣體對火箭作用力與火箭對噴出氣體的作用力是一對作用力與反作用力，大小相等，故B正確，C、D錯誤。6．如圖所示，用質量不計的輕細繩L1和L2將A、B兩重物懸掛起來，下列說法中正確的是（）A．L1對A的拉力和L2對A的拉力是一對平衡力B．L2對A的拉力和L2對B的拉力是一對作用力和反作用力C．L1對A的拉力和A對L1的拉力是一對平衡力D．L2對B的拉力和B對L2的拉力是一對作用力和反作用力解析：選D．物體A受自身重力、L1對A的拉力和L2對A的拉力，故L1對A的拉力與L2對A的拉力不是一對平衡力，A錯誤；L2對A的拉力與L2對B的拉力是三個物體間的作用力，不是作用力和反作用力，B錯誤；L1對A的拉力與A對L1的拉力是一對作用力和反作用力，C錯誤；L2對B的拉力與B對L2的拉力是一對作用力和反作用力，D正確。二、多項選擇題7．下列敘述中正確的是（）A．作用力與反作用力一定是同種性質的力B．作用力與反作用力總是同時產(chǎn)生，同時消失C．作用力與反作用力有時可以是平衡力D．作用力與反作用力方向一定是相同的解析：選AB．據(jù)作用力與反作用力的同性質和同時性可知，作用力與反作用力的性質一定相同，且同時產(chǎn)生，同時消失，A、B正確；作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在兩個物體上，故它們不可能是平衡力，C、D錯誤。8．關于作用力和反作用力，下列說法中正確的是（）A．物體發(fā)生作用時，先有作用力，后產(chǎn)生反作用力B．作用力與反作用力大小相等、方向相反C．作用力與反作用力的作用效果相互抵消D．作用力與反作用力性質相同解析：選BD．作用力與反作用力同時產(chǎn)生、性質相同、大小相等、方向相反，但作用在不同物體上，效果不能相互抵消。9．如圖所示，運動員站在跳板上，圖中F1表示跳板受到的彈力，F(xiàn)2表示運動員受到的彈力，則（）A．F1和F2是一對平衡力B．先有力F1，后有力F2C．F1的施力物體是運動員D．F2的施力物體是跳板解析：選CD．F1和F2是作用在運動員和跳板之間的一對相互作用力，不是一對平衡力，選項A錯誤；作用力和反作用力同時產(chǎn)生、同時變化，選項B錯誤；F1是運動員對跳