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第四章牛顿运动定律第5节牛顿第三定律第四章牛顿运动定律学习目标核心素养形成脉络1.知道力的作用是相互的，并了解作用力、反作用力的概念.2.理解牛顿第三定律的含义．(重点)3.会用牛顿第三定律解决简单问题．(难点)4.会区分平衡力和作用力与反作用力.一、作用力和反作用力1．力是物体对的作用，一个力一定存在着受力物体和．2．力的作用总是的，物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力．作用力和反作用力总是，同时存在的．物体施力物体相互相互依存二、牛顿第三定律1．实验探究：如图，两个弹簧测力计A和B连接在一起，用手拉A，结果发现两个弹簧测力计的示数是的．改变拉力，弹簧测力计的示数也随着改变，但两个弹簧测力计的示数总是，这说明作用力和反作用力大小，方向．2．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小，方向，作用在．相等相等相等相反相等相反同一条直线上判一判(1)作用力与反作用力可以作用在同一物体上．()(2)作用力与反作用力的作用效果不能抵消．()(3)作用力和反作用力总是大小相等，方向相反．()(4)人走在松软的土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力．()(5)作用力和反作用力同时产生、变化、消失，不分先后．()×√√×√做一做为了丰富中学生课余时间的文化生活，同学们组织了掰手腕游戏，甲、乙两同学正在进行“掰手腕”游戏，关于他们的手之间的力，下列说法正确的是()A．甲掰赢了乙，是因为甲手对乙手的作用力大于乙手对甲手的作用力B．只有当甲乙僵持不分胜负时，甲手对乙手的作用力才等于乙手对甲手的作用力C．甲、乙比赛对抗时，无法比较甲手对乙手的作用力和乙手对甲手的作用力的大小关系D．无论谁胜谁负，甲手对乙手的作用力大小等于乙手对甲手的作用力大小答：选D.甲、乙之间的相互作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，只有选项D正确．想一想“掰手腕”是比较臂力大小的一种常见比赛．在一次“掰手腕”比赛中，甲轻松地胜了乙，是否是因为甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力．答：不是．甲、乙两手间的力为作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，这两个力大小相等．甲之所以胜了乙，那是因为甲手腕能承受的力大于乙手腕能承受的力．对牛顿第三定律的理解1．表达式：F＝－F′，负号表示作用力F与反作用力F′的方向相反．2．作用力与反作用力的“四同”“三异”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，不能认为合力为零命题视角1对作用力与反作用力的理解下列说法中正确的是()A．地球附近的物体的重力没有反作用力B．相互作用的两个力究竟称哪一个力是作用力(或反作用力)是人为规定的C．“鸡蛋碰石头”的过程中，鸡蛋对石头的力必为作用力，石头对鸡蛋的力必为反作用力D．凡是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上且作用在同一个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力[解析]物体受到的重力是属于地球对物体的吸引力，它的反作用力是物体对地球的吸引力，选项A错误；一对相互作用力，究竟哪一个力是作用力，哪一个力是反作用力，是相对而言的，选项B正确，选项C错误；作用力和反作用力必然分别作用在两个相互作用的物体上，选项D错误．[答案]B命题视角2对牛顿第三定律的理解如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法中正确的是()A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利[思路点拨]该拔河比赛中取胜的关键是看谁的加速度小，加速度小者在相同时间内通过的位移小．[解析]甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，故选项A错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B错误；设绳子的张力为F，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F，若m甲m乙，则由a＝Fm得，a甲a乙，由x＝12at2得在相等时间内甲的位移小，因开始时甲、乙距分界线的距离相等，则乙会先过分界线，所以甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故选项C正确；收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项D错误．[答案]C正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义“总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力与反作用力的关系都成立．对此，我们可以从以下几个方面理解．(1)不管物体的大小、形状如何，例如，大物体与大物体之间，大物体与小物体之间，任何形状的物体之间，其相互作用力总是大小相等、方向相反的．(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，静止与运动的物体之间，其相互作用力总是大小相等、方向相反的．(3)作用力与反作用力的产生和消失是同时的．两者中若有一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失．【通关练习】1．(2019·吉林高一期末)李娜是我国著名的网球运动员，如图所示是李娜比赛中击球一瞬间的图片，她在用网球拍打击飞过来的网球时，网球拍打击网球的力()A．比球撞击拍的力产生得迟B．与球撞击球拍的力同时产生C．比球撞击球拍的力大得多D．比球撞击球拍的力稍小些解析：选B.用网球拍打击飞过来的网球过程中，网球拍打击网球的力与球撞击球拍的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律得知，两个力是同时产生的，大小相等，方向相反，故B正确，A、C、D错误．2．(多选)随着计算机技术的发展与传感器技术的有机结合，就可以把看不见、摸不到的作用力与反作用力显示在计算机屏幕上．现把两个相互作用的弹簧挂钩与传感器接在计算机屏幕上，出现的结果如图所示，通过观察分析两个力传感器的变化曲线，可得结论()A．作用力与反作用力大小始终相等，因此物体受力平衡B．作用力与反作用力大小始终相等、方向相反，作用在一条直线上C．作用力与反作用力始终作用在一个物体上，合力为0D．牛顿第三定律研究的是物体间的相互作用，因此不论物体如何运动，物体间相互作用的关系相同解析：选BD.作用力与反作用力是物体间的一种相互作用，同时产生、同时消失，性质相同，与物体是否运动无关；作用力与反作用力分别作用在两个物体上，在同一条直线上，分别作用在两个物体上的力不能求合力．故选项B、D正确，选项A、C错误．相互作用力与平衡力的比较作用力和反作用力与平衡力的比较：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，另一个依然可存在作用力和反作用力平衡力不同点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、作用在一条直线上命题视角1对作用力与平衡力的理解(2019·江苏泰州高一期末)磁性黑板擦吸附在竖直的黑板平面上静止不动时，黑板擦受到的磁力()A．小于它受到的弹力B．大于它受到的弹力C．与它受到的弹力是一对作用力与反作用力D．与它受到的弹力是一对平衡力解析：选D.黑板擦由于受到黑板的磁力而使彼此产生了弹力形变，产生了弹力；由二力平衡可知，磁力应等于黑板对黑板擦的弹力，故磁力与弹力为平衡力，A、B错误，D正确；作用力与反作用力是同种性质的力，黑板擦对黑板的弹力与黑板对黑板擦的弹力是作用力与反作用力，故C错误.命题视角2转换研究对象法在牛顿第三定律中的应用如图所示，光滑斜面上放有质量为M的木板，其上表面粗糙，为使木板能在斜面上静止不动，今有一质量为m的猫在上面奔跑，试求猫的运动方向及加速度大小．[思路点拨]解答本题可按以下思路分析：[解析]分别对板和猫受力分析如图甲、乙所示由平衡条件：Ff＝Mgsinα由牛顿第三定律知猫受摩擦力沿斜面向下，大小为F′f＝Ff且F′f＋mgsinα＝ma，故a＝Mm＋1gsinα猫加速向下运动．[答案]猫加速向下运动Mm＋1gsinα在一些综合题目中，牛顿第三定律的主要作用就是转换研究对象．在本题中，通过木板静止得出猫对木板的作用力Ff＝Mgsinθ且沿斜面向上，再由牛顿第三定律得出猫受木板的作用力F′f＝Mgsinθ且沿斜面向下，从而完成了研究对象的转换，将对作用力的分析转换为该力的反作用力的求解．【通关练习】1．(2019·江西新余高一模拟)家用吊扇对悬挂点有拉力作用，在正常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动相比()A．变大B．变小C．不变D．无法判断解析：选B.因为正常转动时，风扇对空气有一个向下的力，根据作用力与反作用力，空气对风扇有一个向上的力，因为风扇在竖直方向是静止的，所以合力为0；在风扇不转时，G＝F拉，在风扇转动时，G＝F拉′＋F空气，因为G是不变的，所以F拉′在转动时会变小．2.质量为M的人站在地面上，用绳通过滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图所示．若重物以加速度a下降(ag)，则人对地面的压力为()A．(M＋m)g－maB．M(g－a)－maC．(M－m)g＋maD．Mg－ma解析：选C.以重物为研究对象，受力分析如图甲所示．由牛顿第二定律得mg－F＝ma，所以绳子上的拉力F＝mg－ma.以人为研究对象，受力分析如图乙所示．由平衡条件得F＋FN＝Mg，所以FN＝Mg－F＝Mg＋ma－mg.由牛顿第三定律知，人对地面的压力大小等于地面对人的支持力大小，所以F′N＝FN＝(M－m)g＋ma.