1、第三章相互作用力 3.牛顿第三定律 一、作用力与反作用力 力的作用总是相互的,关于作用力和反作用力的下列说 法中,正确的是_。 物体间可能只有作用力,没有反作用力 物体间先有作用力,然后才有反作用力 物体间的作用力可能与反作用力垂直 基础梳理 作用力与反作用力的合力为零 作用力和反作用力总是相互依存、共同存在的 相互作用的一对力中,称哪一个力为作用力是任意的 作用力和反作用力必定是同种性质的力 二、牛顿第三定律 【思考】 两个弹簧测力计A和B连接在一起,用手拉A,两弹簧测力 计的示数有何特点? 提示:相同 1.两个物体之间的作用力和反作用力的关系: (1)大小关系:_。 (2)方向关系:_。
2、(3)作用线情况:作用在_(选填“同一条 直线上”或“两条互相平行的直线上”)。 总是相等 相反 同一条直线上 2.数学表达式: (1)F=-F。 (2)“-”号的意义:作用力与反作用力_。 方向相反 三、物体受力的初步分析 1.受力分析的顺序:_、弹力和摩擦力。 2.一对平衡力和一对作用力与反作用力: (1)一对相互平衡的力作用在_物体上,一对作用力 和反作用力作用在两个相互作用的物体上。 (2)一对相互平衡的力不一定是同一种类的力,一对作 用力和反作用力一定是_种类的力。 重力 同一 同一 一牛顿第三定律 1.作用力与反作用力的“四同”和“三异”: 作用力与反作用力比较 四 同 等大大小总
3、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 素养形成 作用力与反作用力比较 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 2.实验探究:作用力与反作用力的关系 (1)探究过程。 如图,把两个弹簧测力计A和B连接在一起,用手拉A,发 现两个弹簧测力计的示数相同。改变拉力,弹簧测力计 的示数都随着变化,但两者的示数总是相同,这说明作 用力和反作用力大小相等,方向相反。 (2)实验结论。 牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是 大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。 【思考讨论】 (1)利用船桨向后拨水,水对
4、船桨的力方向如何? (物理 观念) 提示:水对船桨的力方向向前。 (2)人对绳子的拉力和绳子对人的拉力存在什么关系?( 物理观念) 提示:人对绳子的拉力和绳子对人的拉力是一对作用力 和反作用力,大小相等,方向相反。 【典例示范】 为落实党的十九大精神,传统民俗旅游日益火爆,如图 所示为游客乘坐马车观光的场景,马拉着车在公路上加 速前进。关于马拉车的力与车拉马的力,下列说法正确 的是 () A.由于马车加速前进,马拉车的力大于车拉马的力 B.只有马车匀速前进,马拉车的力才等于车拉马的力 C.马拉车的力与车拉马的力是一对平衡力,大小始终相 等 D.马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力,大小始 终
5、相等 【解析】选D。马向前拉车的力和车向后拉马的力是一 对作用力与反作用力,它们总是大小相等、方向相反, 加速运动时,马向前拉车的力等于车向后拉马的力,A、 B、C错误,D正确。 【素养训练】 1.跳水一直是我国的优势项目,如图所示,一运动员站 在3 m高的跳板上,图中F1表示人对跳板的弹力,F2表示 跳板对人的弹力,则() A.先有F1后有F2 B.一旦人离开跳板,F2立即消失,F1依旧存在 C.因人离开跳板前具有向上的加速度,所以F2大于F1 D.F1和F2大小相等、方向相反,是一对相互作用力 【解析】选D。F1和F2是一对相互作用力,大小相等、方 向相反、同时产生、同时消失,D正确,A、
6、B、C错误。 2.在“探究作用力与反作用力的关系”实验中,如图甲 所示,某同学用两个力传感器进行实验,通过计算机得 到图乙。下列由图乙得到的实验结论中错误的是 () A.两传感器间的作用力与反作用力大小相等 B.两传感器间的作用力与反作用力方向相反 C.两传感器间的作用力与反作用力同时变化 D.两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上 【解析】选D。根据图像可知,两传感器间的作用力与 反作用力大小相等,方向始终相反,A、B正确;作用力与 反作用力同时产生,同时变化,同时消失,C正确;作用力 与反作用力作用在不同的物体上,D错误。 【补偿训练】 1.一小车受绳的拉力作用由静止开始前进,先做加
7、速运 动,然后改为匀速运动,再改为减速运动,则下列说法正 确的是() A.加速前进时,绳拉小车的力大于小车拉绳的力 B.减速前进时,绳拉小车的力大于小车拉绳的力 C.只有匀速前进时,绳拉小车的力与小车拉绳的力大小 才相等 D.不管小车如何前进,绳拉小车的力与小车拉绳的力大 小总相等 【解析】选D。绳拉小车的力与小车拉绳的力是一对作 用力与反作用力,不论小车加速、减速还是匀速运动, 两力始终大小相等、方向相反,D正确,A、B、C错误。 2.水浒传第七回“花和尚倒拔垂杨柳”中有这样 一个情节:“众泼皮嫌一株绿杨树上的乌鸦叫。鲁智深 相了一相,走到树前,把直裰脱了,用右手向下,把身倒 缴着,却把左手
8、拔住上截,把腰只一趁,将那株绿杨树带 根拔起。”对这段话中描述的力学知识,理解正确的是 () A.鲁智深对绿杨树施加了力,而绿杨树对鲁智深没有力 的作用 B.鲁智深对绿杨树施加的力大于绿杨树对鲁智深施加 的力 C.鲁智深对绿杨树施加的力等于绿杨树对鲁智深施加 的力 D.条件不足,不能判断出鲁智深对绿杨树的力与绿杨树 对鲁智深的力之间的关系 【解析】选C。鲁智深对绿杨树施加的力与绿杨树对鲁 智深施加的力是作用力与反作用力,大小始终相等,故 选项C正确,选项A、B、D错误。 二一对平衡力和一对作用力与反作用力的区别 内容 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
9、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 内容 比较 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 【思考讨论】 如图甲、乙为球的重力G、木板对球的力F1和球压木板 的力F2,它们之间存在什么关系?(模型建构) 提示:G与F1是一对平衡力;F1与F2是一对作用力和反作 用力。 【
10、典例示范】 两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细绳悬挂于天花 板下,如图所示,下列说法正确的是 () A.绳对A的拉力和弹簧对A的拉力是一对平衡力 B.弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力是一对作用力与反 作用力 C.弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力是一对作用力与反 作用力 D.B的重力和弹簧对B的拉力是一对作用力与反作用力 【解析】选C。绳对A的拉力和弹簧对A的拉力大小不相 等,不是平衡力,A错误;作用力和反作用力是作用在相 互作用的两个物体之间的力,弹簧对B的拉力和B对弹簧 的拉力是一对作用力与反作用力,B错误、C正确;B受到 的重力和弹簧对B的拉力是一对平衡力,D错误。 【规律方法】区分作用力
11、、反作用力和平衡力的方法 区分作用力、反作用力和平衡力,最简单的方法是看涉 及的物体的个数。 (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。 【素养训练】 1.红军在长征时,遇到的环境十分恶劣。在过草地时, 有的地方看上去是草,而下面可能就是淤泥,一不小心 就会陷入到淤泥中,这是因为 () A.红军给地面的压力大于地面给红军的支持力 B.地面给红军的支持力大于红军给地面的压力 C.地面给红军的支持力小于红军受的重力 D.地面给红军的支持力等于红军受的重力 【解析】选C。红军对
12、地面的压力与地面对红军的支持 力是作用力和反作用力,大小相等,反向相反,A、B错误 ;红军陷入淤泥中,是因为红军受重力和支持力,重力大 于支持力,产生向下的加速度,C正确,D错误。 2.1月11日,2018中国杯的牵手球童寻访组走进了南宁 市桂雅路小学和逸夫小学,这两所学校都是全国青少年 校园足球特色学校,足球文化氛围特别浓,所以报名参 加牵手球童的呼声非常高。如图所示,踢球时 () A.脚对球的作用力大于球对脚的作用力 B.脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等 C.脚对球的作用力与球的重力是一对平衡力 D.脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力 【解析】选B。脚对球的作用力与球对脚的作
13、用力是一 对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,不是一对平 衡力,A、D错误,B正确;脚对球的作用力与球的重力方 向不在同一直线上,不可能是一对平衡力,C错误。 三物体受力分析的步骤 【典例示范】 如图所示,A物体沿竖直墙自由下滑,B、C、D物体均静 止,各接触面均粗糙。下列说法正确的是 () A.A物体受到三个力作用 B.B物体受到四个力作用 C.C物体受到三个力作用 D.D物体受到三个力作用 【解析】选C。A物体沿竖直墙自由下滑,“自由”说明 物体A与竖直墙之间没有弹力和摩擦力,因此A只受重力 作用,故A错误;B物体处于静止状态,受到重力、弹力、 摩擦力三个力的作用,故B错误;C物体受到
14、重力和两个 绳子的拉力,故C正确;D物体处于静止状态,受到重力、 支持力、绳子的拉力和摩擦力四个力的作用,故D错 误。 【误区警示】受力分析的五项注意 (1)理解“确定研究对象”的含义,题目要求分析A物体 受力,那么A物体对其他物体的力就不是A所受的力。 (2)受力分析时,只考虑根据性质命名的力。 (3)防止“漏力”和“添力”。按正确顺序进行受力分 析是防止“漏力”的有效措施;注意寻找施力物体,这 是防止“添力”的措施之一,找不出施力物体,则这个 力一定不存在。 (4)根据物体的运动状态去检查物体的受力情况。 (5)对于摩擦力应充分考虑物体与接触面是否有相对运 动和相对运动趋势。 【素养训练】
15、 1.如图所示,一木块放在倾角为的固定粗糙斜面上, 在沿斜面向上的拉力F作用下做匀速直线运动,除拉力F 外,关于木块的受力情况,下列分析正确的是() A.木块受到重力和下滑力作用 B.木块受到重力和斜面对它的压力作用 C.木块受到重力、斜面对它的支持力和滑动摩擦力作 用 D.木块受到重力和斜面对它的静摩擦力作用 【解析】选C。木块在粗糙的斜面上做匀速运动,木块 受到拉力、重力、斜面对它的支持力和滑动摩擦力,如 图所示,故C正确。 2.(多选)如图所示,质量均为m的两木块a、b叠放在水 平面上,a、b分别受到两个水平拉力的作用,两个力的 大小均为F,两木块保持静止状态,则 () A.a、b之间一
16、定存在静摩擦力 B.b与地面之间一定存在静摩擦力 C.b与地面之间一定不存在静摩擦力 D.地面对b的支持力一定大于2mg 【解析】选A、C。由于两木块保持静止,对a进行受力 分析可知,a、b之间一定存在静摩擦力,A正确;对a、b 整体进行受力分析可知,b与地面之间一定不存在静摩 擦力,且地面对b的支持力等于2mg,B、D错误,C正确。 【补偿训练】 1.如图所示,质量为m的木块,被水平力F紧压在倾角为 =60的墙面上处于静止状态。则关于木块的受力情 况、墙面对木块的作用力(压力与摩擦力的合力),下列 说法不正确的是 () A.墙面对木块一定有压力 B.墙面对木块一定有摩擦力 C.墙面对木块的作
17、用力大小为F D.墙面对木块的作用力大小为 【解析】选C。木块受到重力和水平力F后,墙面对木块 一定有压力,也一定有沿斜面向上的摩擦力,否则不能 平衡,故A、B正确;木块受重力、支持力、推力和静摩 擦力平衡,受力如图,根据多个共点力平衡的特点可知, 墙壁的支持力和摩擦力的合力一定与重力和F的合力大 小相等,方向相反,所以墙面对木块的作用力为 故C错误,D正确。 2. (多选)如图所示,放在水平地面上的物体M上叠放着 物体m,m与M之间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处 于静止状态,则下列关于m和M的受力情况分析正确的是 () A.m给M向左的摩擦力 B.M给m向左的摩擦力 C.地面对M的摩擦力
18、向右 D.地面对M无摩擦力作用 【解析】选A、D。对m受力分析,m受到重力、支持力、 水平向左的弹力,根据平衡条件可知M对m的摩擦力向 右,根据作用力与反作用力的关系,则m对M的摩擦力向 左,A正确,B错误;对整体受力分析,在竖直方向上受到 重力和支持力平衡,若地面对M有摩擦力,则整体不能平 衡,故地面对M无摩擦力作用,C错误,D正确。故选A、D 。 【拓展例题】考查内容:弹簧类物体的受力分析 【典例】如图所示,水平传送带上放一物体,当传送带 向右以速度v匀速传动时,物体在轻弹簧水平拉力的作 用下处于静止状态,此时弹簧的伸长量为x;当传送带 向右的速度变为2v时,物体处于静止状态时弹簧的伸长 量为x。则关于弹簧前、后的伸长量,下列说法中 正确的是() A.弹簧伸长量将减小,即xx C.弹簧伸长量不变,即x=x D.无法比较x和x的大小 【解析】选C。两种情况下m相对于传送带均向左匀速 运动,m均受传送带向右的滑动摩擦力,其大小均为 Ff=mg,根据二力平衡的条件F1=F2=Ff=mg,即 kx=kx,故x=x,故选项C正确。 【课堂回眸】