3.3牛頓第三定律

〖教材分析〗

作用力和反作用力在初中已經學過一些定性的描述，但是它與平衡的區分聯

系還不是很清楚，平衡力是作用在同一個物體，我們平時的受力分析，都是分

析同一個物體上的，所以平衡力用的是很多，作用和反作用力是在兩個物體上，

兩者區分還是很明顯的。牛頓第三定律更加把它獨立出來，提升一個臺階。我們

學習從實驗出發，從生活實例出發，為后續的牛頓定律的學習奠定基礎。

〖教學目標與核心素養〗

物理觀念：知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。

科學思維：通過用牛頓第三定律分析物理現象，可培養學生分析解決實際問

題的能力。

科學探究：通過學生自己設計實驗，培養學生的獨立思考能力和實驗能力。

科學態度與責任：經歷觀察、實驗、探究等學習活動，培養尊重客觀事實，

實事求是的科學態度。

〖教學重點與難點〗

重點：1、知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。

2、掌握牛頓第三定律并用它分析實際問題。

3、區別平衡力與作用力和反作用力。

難點：區別平衡力與作用力和反作用力。

〖教學方法〗

教師啟發引導學生進行實驗探究、歸納、總結法相結合。

〖教學準備〗

彈簧、磁鐵、物塊和多媒體課件。

〖教學過程〗

一、新課引入

通過多媒體課件動圖展示：猴哥與紅孩兒

掰手腕。觀察圖我們看到他們的力不相上下，

那么現實中是這樣的嗎？

力的作用是相互的。相互作用的力其大小有什么關系？

例如，大人跟小孩掰手腕，很容易就把小孩的手壓在桌面上。那么，他們施

加給對方的力，大小相等嗎？

教學設計說明：通過動畫的掰手腕的情節吸引學生的注意力。

二、新課教學

（一）作用力和反作用力

力是物體對物體的作用。只要談到力，就一定存在著受力物體和施力物體。

剛才的掰手腕，左手對右手的力向右，右手對左手的力向左，左右手就是施力物

體和受力物體。

例如，如圖用手拉彈簧，彈簧受到手的拉力F，同時彈簧發生形變，手也就

受到彈簧的拉力F/。這里是彈簧和手之間的相互作用。又如圖坐在椅子上用力

推桌子，會感到桌子也在推我們，我們的身體要向后仰。這是身體與椅子之間的

相互作用。我們常說，地面上及地球附近的物體受到地球的吸引（重力)。其實，

地球也受到它們的吸引，地球和物體之間的作用也是相互的。如此等等，不勝枚

舉。

通過多媒體課件動圖展示：水中推船。

向前推甲船，發現乙船也會向相反的方向運

動的。力的的作用是相互的，甲船是施力物體同時也是受力物體，我們把這種現

象叫做相互作用。

觀察和實驗的結果表明，兩個物體之間的作用總是相互的。當一個物體對另

一個物體施加了力，后一個物體一定同時對前一個物體也施加了力。物體間相

互作用的這一對力，通常叫作作用力和反作用力。

思考：手不拉彈簧時，彈簧還拉手嗎？

很明顯手不拉彈簧以后彈簧也不再拉手。

特點：作用力和反作用力總是互相依賴、同時存在的。除了這個特點外還具

有名稱不一定的性質：我們可以把其中任何一個力叫作作用力，另一個力叫作反

作用力。我們把手對彈簧的拉力叫做作用力，那么彈力就是反作用力，或者彈力

叫做作用力，那么拉力就是反作用力了。

（二）牛頓第三定律

通過多媒體課件動圖展示：兩虎相斗。觀察動圖，思考：作用力和反作用力

的大小之間、方向之間有什么樣的關系？

這又是一個定量的問題，而定量的問題通常只靠觀察和經驗是解決不了的，

它需要通過實驗測量來回答。

演示：用彈簧測力計探究作用力和反作用力的關系（閱讀）

探究作用力和反作用力的關系，要同時測量這兩個力，你認為應該如何測

量？

我們可以通過圖3.3-3所示的裝置進行實驗。把A、B兩個彈簧測力計連接

在一是，B的一端固定，用手拉測力計A。如圖所示，可以看到兩個測力計的指

針同時移動。這是測力計A受到測力計B的拉力F、，測力計B受到A的拉力F。

F與F、有什么關系？

通過多媒體課件動圖展示：實驗。

觀察實驗：從實驗中可以發現，兩個彈簧測力計的示數是相等的，方向相反。

上面是通過彈力進行的實驗，摩擦力滿足上面的關系嗎？如果是不相互接觸

的力呢？

通過多媒體課件動圖展示：摩擦力和磁力作用

下的相互作用。

實驗觀察也是可以得到同樣的結論。

結論：兩個物體之間的作用力和反作用力總是

大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。

通過牛頓第三定律我們還可以得到作用力和反作用力的特點：

①大小相等，相反，作用在同一直線上（等大、反向、共線）

②分別作用在兩個不同的物體上（異物）

③同時產生、同時消失（同時）

④二者的性質總是相同的（同性）

在生活和生產中應用牛頓第三定律的例子是很多的

通過多媒體課件動圖展示：劃龍舟和航母。

人在劃船時，槳向后推水，水就向前推槳，將船向前推進。于此類似，輪船

的螺旋槳旋轉時也是向后推水，水同時給螺旋槳一個反作用力，推動輪船前進。

汽車的發動機驅動車輪轉動，由于輪胎和地面間的摩擦，車輪向后推地面，

地面給車輪一個向前的反作用力，使汽車前進。汽車受到的牽引力就是這樣產生

的。

通過多媒體課件動圖展示：懸空車輪和車輪陷泥里、越野車。

若把驅動輪架空，不讓它跟地面接觸，這時車輪雖然轉動，但車輪不推地面，

地面也就不會產生向前推車的力，汽車就不會前進。

陷在泥濘中的汽車，盡管車輪飛轉，但是如果泥和車輪之間太滑，車輪得

不到足夠的摩擦力，車也是出不來的。

許多越野車可以按需要分別由前輪或后輪驅動，必要時甚至可以四輪同時驅

動，以便根據車輪與地面接觸的不同情況來獲得足夠的動力。

教學設計說明：通過汽車這個例子來剖析作用力與反作用力的現實應用，也

能很好的與課本照應。為學生提供具體生動的感性材料，增強感性認識的同時，

使得學生發生認知沖突，萌發探索、發現新知的欲望。

（三）物體受力分析初步

分析物體的受力，有兩條思路：一是根據物體運動狀態的變化來分析和判斷

其受力情況。二是根據各種力的特點，從相互作用的角度來分析物體的受力。

我們現在學習從相互作用的角度來分析物體的受力。

例如，一個物體靜止在粗糙斜面上，我們按重力、彈力、摩擦力的順序來分

析。

①木塊受到重力mg，方向豎直向下。

②木塊和斜面接觸并相互擠壓，木塊受到垂直斜面向

上的彈力FN。在力的分類那里我們講過壓力有很多種。

③假設木塊和斜面之間沒有摩擦，木塊就會向下滑動，由此可以判斷，靜止

的木塊相對斜面有向下滑動的趨勢，所受的靜摩擦力Ff是沿斜面向上的。

為了更好的受力分析：首先明確分析哪個物體所受的力。以木塊為對象，成

為作用力，相對應的就是反作用力。列出表格。

作用力反作用力

重力mg（地球對木塊的引力）木塊對地球的引力

彈力FN（斜面對木塊的支持力）木塊對斜面的壓力

靜摩擦力Ff木塊對斜面的靜摩擦力

由于們是對木塊的受力情況進行分析，所以只是把六個力中木塊所受的三個

力畫出來就行，所以明確分析哪個物體所受的力很重要。

為此我總結處受力分析的一般規律。

（1）確定研究對象（構建模型）

（2）對這個物體進行受力分析，順序：重力（mg）→彈力（FN）→其它→

摩擦力(Ff)，一重二彈三其它，最后才是摩擦，那為什么摩擦最后呢。因為摩擦

是被動力，數學上說的它是因變量，它要有其它的力都判斷好，才能確定物理的

相對運動方向或趨勢，才能確定摩擦的大小和方向。

初中就學過：一個物體受到兩個力的作用，保持靜止狀態或勻速直線運動狀

態，這兩個力是一對平衡力，叫做二力平衡。

注意：在分析物體的受力情況時，不要把某個力的反作用力跟這個力的平衡

力混淆。

例如，在圖中，猴子吊在空中，我們分析猴子所受的力。猴子受到重力G，

還受到樹枝對它的拉力F。由于猴子是靜止的，而且不再受到其他力的作用，所

以拉力F和重力G這兩個力是一對相互平衡的力，它們“大小相等、方向相反，

作用在同一條直線上”。應該注意，這兩個力作用在同一物體（猴子）上。

另一方面，不但樹枝在以拉力F向上拉著猴子，

猴子同時也在以向下的拉力F'拉著樹枝，這是一對

作用力和反作用力，它們的關系也是“大小相等、

方向相反，作用在同一條直線上”。但不同的是，

它們分別作用在兩個物體（猴子和樹枝）上。這兩種情況，很容易混淆，因此要

注意區分。

“一對相互平衡的力”和“一對作用力和反作用力”還有一個區別：后者一

定是同一種類的力（例如F和F”都是彈力），而前者則不一定是同一種類的力

（例如F是彈力，而G是重力）。

區別與聯系

判斷作用力與反作用力的方法：（A對B、B對A）

教學設計說明：歸納總結其中的聯系區別，拓展學生的知識面。

課堂練習

例1：油桶放在汽車上，汽車停于水平地面。涉及油桶、汽

車、地球三個物體之間的作用力和反作用力一共有幾對?這幾對

力中，油桶受哪幾個力?汽車受哪幾個力?地球受哪幾個力?

解：(1)三個物體之間的作用力和反作用力有4對。

作用力反作用力

油桶重力mg（地球對油桶的引力）油桶對地球的引力

彈力FN（汽車對油桶的支持力）油桶對汽車的壓力

汽車受到的重力汽車對地球的引力

地面對汽車的支持力汽車對地面的壓力

判斷作用力與反作用力的方法：（A對B、B對A）

(2)油桶受重力和支持力。

(3)汽車受重力、地面對汽車的支持力和油桶對汽車的壓力。

(4)地球受汽車的引力和油桶的引力。

〖板書設計〗

3.3牛頓第三定律

一、作用力和反作用力

當一個物體對另一個物體施加了力，后一個物體一定同時對前一個物體也

施加了力。物體間相互作用的這一對力，通常叫作作用力和反作用力。

二、牛頓第三定律

兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作