2021-2022学年高中物理-第3章-牛顿运动定律-4-牛顿第三定律教案-教科版必修1.doc

2021-2022学年高中物理 第3章 牛顿运动定律 4 牛顿第三定律教案 教科版必修12021-2022学年高中物理 第3章 牛顿运动定律 4 牛顿第三定律教案 教科版必修1年级：姓名：- 11 -牛顿第三定律学 习 目 标知 识 脉 络(教师用书独具)1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念(重点)2.理解牛顿第三定律的含义，并能用它解释生活中的现象(重点)3.知道作用力、反作用力与平衡力的区别(难点)4.知道反冲现象，理解反冲现象产生原因.一、作用力与反作用力1力的相互性力是物体对物体的作用，一个力一定同时存在着受力物体和施力物体2作用力和反作用力：两个物体间相互作用的一对力，其中的任一个叫作用力，另一个就叫反作用力二、牛顿第三定律1内容：两个物体之间的作用力(F)和反作用力(F)总是大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上2公式：FF，其中F、F分别表示作用力与反作用力，“负号”表示作用力与反作用力的方向相反3理解：作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，它们总是性质相同的两个力，且同时存在，同时变化，同时消失三、反冲现象1定义：当物体中的一部分向某方向抛出时，其余部分就会同时向相反方向运动的现象2实例：火箭升空，枪发射子弹，乌贼的游动等1思考判断(1)只有物体相互接触时，物体间才存在作用力和反作用力()(2)作用力和反作用力的合力为零()(3)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()(4)作用力是弹力，反作用力可能是摩擦力()(5)牛顿第三定律是个普遍定律，它的成立不受条件限制()2下列关于作用力与反作用力的说法中正确的是 ()A先有作用力，然后才有反作用力B作用力和反作用力的大小相等、方向相反，合力为零C物体间的作用力和反作用力一定同时产生、同时消失D只有两物体接触时，才会产生作用力和反作用力C作用力和反作用力是同时产生、同时消失的，所以A错误，C正确由于作用力和反作用力分别作用于两个不同的物体，因此这两个力不能互相抵消，也不能进行合成运算，所以B错误只要两个物体间能发生力的作用，就存在相互作用力，而两个不接触的物体间也可以产生力的作用，如两块磁铁发生相互作用时就不需要接触，所以D错误作用力与反作用力作用力和反作用力的3个特征和4种性质13个特征(1)等大：即大小总是相等的(2)反向：即方向总是相反的(3)共线：即二者总是在同一直线上24种性质(1)异体性：即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个物体上(2)相互性：即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的(3)同时性：即作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失(4)同性性：即二者性质总是相同的【例1】人走路时，人和地球间的作用力和反作用力的对数有 ()A1对B2对C3对 D4对思路点拨：地球对人有几个作用力，人和地球间就存在几对作用力和反作用力C人走路时，受到重力、摩擦力和支持力人对地球的万有引力和地球对人的万有引力是一对作用力和反作用力；人对地面的摩擦力和地面对人的摩擦力是一对作用力和反作用力；人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力，共有3对力，故C正确判断作用力和反作用力的方法(1)看作用点：作用力和反作用力应作用在两个物体上(2)看产生的原因：作用力和反作用力是由于相互作用而产生的(3)看力的性质：作用力与反作用力一定是同一性质的力1(多选)如图所示，P、Q叠放在一起，静止在水平桌面上，在下列各对力中，属于作用力和反作用力的有()AP所受的重力和Q对P的支持力BQ所受的重力和Q对P的支持力CP对Q的压力和Q对P的支持力DQ对桌面的压力和桌面对Q的支持力CD作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等、方向相反，同时产生、同时消失，满足牛顿第三定律；而平衡力是同一个物体受到的两个力，不会同时产生和消失P所受到的重力和Q对P的支持力，很显然，这两个力都作用在一个物体P上，它们是一对平衡力，故A错误；作用力和反作用力是同时产生同时消失的，当把P从Q的上面去掉之后，Q对P的支持力没了，但Q受到的重力仍然存在，所以它们不是作用力和反作用力，故B错误；P对Q的压力和Q对P的支持力，它们是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，故C正确；Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力，它们是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，故D正确作用力与反作用力和平衡力的比较作用力与反作用力平衡力共同点大小相等、方向相反、作用在同一直线上不同点受力物体两个相互作用的物体同一个物体作用时间同时产生，同时变化，同时消失，不可单独存在不一定同时产生或消失力的性质相同不一定相同作用效果作用在两个物体上，各自产生作用效果，不能求合力一对平衡力的合力为零，作用效果抵消特别提醒：作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同性同存”，而平衡力是“同体、共线、反向、等大”【例2】物体静止于水平桌面上，则 ()A桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力B物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力D物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力思路点拨：一对作用力和反作用力最显著的特点是：两力是否是相互作用产生的一对平衡力最显著的特点是：两力是否作用在同一个物体上A物体受到重力和支持力处于平衡状态，因此支持力和重力是一对平衡力，A对，B错重力和压力是性质不同的两种力，C错物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是作用力与反作用力，不是平衡力，D错作用力和反作用力与一对平衡力最直观的区别一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区别是：看作用点，一对平衡力的作用点一定在同一个物体上，作用力和反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上，还可以看它们是不是相互作用产生的2如图为第31届里约奥运会跳水比赛男子三米跳板决赛中跳水前的起跳动作下列说法正确的是 ()A运动员对跳板的压力大于板对他的支持力B运动员对跳板的压力小于板对他的支持力C运动员所受的支持力和重力是一对平衡力D运动员所受的合外力一定向上D运动员对跳板的压力与跳板对他的支持力是作用力和反作用力，大小相等、方向相反，选项A、B错误；运动员起跳过程，是由静止获得速度的过程，因而有竖直向上的加速度，合外力竖直向上，运动员所受的支持力大于重力，选项C错误，D正确牛顿第三定律、反冲现象1对牛顿第三定律的理解(1)牛顿第三定律的公式表达：FF.负号表示两者方向相反，等号表示两者大小相等(2)牛顿第三定律的物理意义：揭示了物体之间相互作用的规律反映了作用力和反作用力的大小、方向特点，揭示了相互作用的物体间的联系(3)应用牛顿第三定律应注意的问题：定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失，否则就违背了“相互关系”(4)牛顿第一定律和第二定律是对单个物体而言的，只解决了一个物体的运动规律牛顿第三定律揭示了力作用的相互性，反映了物体的相互作用规律，是整个力学的基础. 2反冲运动产生的原因当物体的一部分抛出时，该部分与其余部分要产生力的作用，根据牛顿第三定律可判定它们作用在不同的物体上，方向相反，属于作用力与反作用力，因此作用效果不能抵消，它们会向相反方向运动【例3】 关于车拉马、马拉车的问题，下列说法中正确的是 ()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思路点拨：某一物体是否发生运动状态的变化，是由该物体所受的合力决定的物体之间的作用力与反作用力始终符合牛顿第三定律，其作用效果分别体现在彼此作用的两个物体上，彼此不能抵消C由牛顿第三定律可知，马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力，大小始终相等而车的运动状态的变化，是由车受到的合力决定的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，车就开始运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，大小始终相等正确选项为C.牛顿第三定律的应用思路(1)要正确认识物体间的相互作用(2)选取合适的研究对象(3)明确作用力和反作用力的方向(4)作规范的受力分析图3(多选)我国计划在未来几年将人类送上月球，其中用到火箭和载人航天飞船，下面关于飞船与火箭上天的情形，其中正确的叙述是()A火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的作用力B火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力AD火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关故A选项正确，B、C选项错误飞船进入运行轨道后，飞船与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船吸引地球，这是一对作用力与反作用力，故D选项正确牛顿第三定律的综合应用【例4】如图所示，滑杆和底座静止在水平地面上，质量为M.一质量为m的猴子沿杆以0.4g的加速度加速下滑，则底座对地面的压力为多少？思路点拨：以猴子为研究对象求猴子与杆的摩擦力以杆和底座为研究对象求地面对底座的支持力解析设猴子受到杆的摩擦力为f，则有mgfma，对滑杆和底座受力分析，受重力Mg、支持力N、猴子对杆的摩擦力f，受力分析如图三力平衡：NMgf，由牛顿第三定律得：ff，解得NMg0.6mg，由牛顿第三定律得底座对地面的压力为NNMg0.6mg.答案Mg0.6mg求解某个力的大小和方向，一般情况下选取该力的受力物体进行分析，但有些情况不便于直接求解时，可先通过转换研究对象，求解其反作用力的大小和方向，进而应用牛顿第三定律求得该力的大小和方向.4一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g，g为重力加速度人对电梯底部的压力大小为 ()A.mg B2mgCmg D.mgD设电梯对人的支持力为N，由牛顿第二定律得Nmgmg，Nmg.由牛顿第三定律知人对电梯的压力大小为NNmg.1关于物体间的作用力与反作用力，以下说法正确的是 ()A重力和弹力一定不可以成为作用力与反作用力B“四两拨千斤”说明四两的作用力可以有千斤的反作用力C“主动出击”说明物体间可以先有作用力，然后才有反作用力D“以卵击石”说明鸡蛋对石头的作用力可以小于石头对鸡蛋的作用力A物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，同时产生、同时变化、同时消失，性质相同，故选项A正确，选项B、C、D错误2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，冰面可看成光滑的，则下列说法正确的是()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若甲的质量比乙的大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲的快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利C根据牛顿第三定律知甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，选项A错误；因为甲对绳的拉力和乙对绳的拉力都作用在绳上，故不是作用力与反作用力，选项B错误；绳对甲、乙的拉力大小相等，由于甲的质量大，加速度小，相同时间内的位移小，故甲会胜利，选项C正确；收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢，选项D错误3如图所示，吊在大厅天花板上的电扇所受重力为G，静止时固定杆对它的拉力为F，扇叶水平转动起来后，杆对它的拉力为F，则()AFG，FFBFG，FFC电扇静止时，固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力D电扇水平转动后，固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力C电扇不转时，显然有FG，而扇叶转动起来后，向下吹风，对空气有向下的作用力，根据牛顿第三定律，空气对叶片有向上的作用力，此时杆对电扇的拉力FG，得FF，A、B错误；固定杆对电扇的作用力与电扇对固定杆的作用力为一对作用力和反作用力，故两者总是等大反向，C正确，D错误4如图所示，质量为m1的木棒用细线悬挂在天花板上，套在木棒上的质量为m2的金属环正以加速度a沿木棒加速下滑，此时悬挂木棒的细线对天花板的拉力大小为()A(m1m2)gBm1gm2aC(m1m2)gm2aD(m1m2)gm2aD对金属环受力分析，金属环受到重力和木棒给的向上的摩擦力，根据牛顿第二定律可得：m2gfm2a，对木棒受力分析，木棒受到重力、拉力、金属环给的向下的摩擦力，因为金属环和木棒间的摩擦力是一对相互作用力，所以大小相等，木棒静止，所以有m1gfT，两式联立可得T(m1m2)gm2a，D正确5一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的人拉住，如图所示设人的质量为65 kg，吊椅的质量为15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦重力加速度g取10 m/s2.当人与吊椅一起以加速度a1 m/s2上升时，试求：(1)人竖直向下拉绳的力；(2)人对吊椅的压力大小解析(1)设人竖直向下拉绳的力为T，则由牛顿第三定律可知，绳子对人竖直向上的拉力大小为T，绳对吊椅竖直向上的拉力大小也为T，选取人和吊椅整体为研究对象，则有2T(Mm)g(Mm)a，所以T N440 N.(2)设吊椅对人的支持力为F，以人为研究对象，由牛顿第二定律得：TFMgMa所以FM(ga)T6511 N440 N275 N据牛顿第三定律知，人对吊椅的压力大小为275 N.答案(1)440 N(2)275 N