《金识源2014年秋高中物理4.5牛顿第三定律学案新人教版必修1.docVIP

4.5 牛顿第三定律 当人从船上跳上岸时，船却向后退去；火箭点火发射时，我们会看到喷出的火舌，实质上是高温高压的气体．船和火箭是如何获得前进的动力的呢？这两个例子说明了力的作用具有什么特点？ 作用力与反作用力的特点 1．同时：作用力与反作用力总是成对出现的，同时产生，同时变化，同时消失． 2．同性：作用力与反作用力产生的机理相同，因此一定是同种性质的力．例如：物体受的支持力与其反作用力(物体对支持面的压力)均属于弹力． 3．异体：作用力与反作用力分别作用在不同的物体上，各自产生效果，永远也不存在相互抵消、两力平衡的问题． 4．对称：作用力与反作用力是对称的，等大，共线反向；作用力也可叫反作用力，作用力的施力物体和受力物体同时也是反作用力的受力物体和施力物体．如A作用B与B作用A“对称”． 作用力、反作用力与平衡力的比较 内容 作用力与反作用力 一对平衡力 性质 始终为同性质的力 不一定是同性质的力 作用 对象 作用在两个不同的物体上 作用在同一个物体上 依赖 关系 相互依存、不会单独存在、同生共灭、瞬时对应、同时变化 不一定同时产生、同时消失、同时变化 叠加 作用效果各自产生，不可叠加，不可以求合力 效果必然抵消、合力为零 共性 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 牛顿第三定律的理解 1．物体间各种形式的作用都是相互的，作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失．(出现、存在、消失的时间相同) 2．作用力与反作用力总是大小相等(大小相同)，方向相反，作用在同一条直线上(方向不同)． 3．作用力与反作用力是同一性质的力．(性质相同) 4．作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的(作用的对象不同)，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果(作用效果不同)．也就是作用力与反作用力一定具有：“等大、反向、共线、同时、同性、异物”性． 牛顿三定律的区别与联系 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 区别 公式 F合＝ma F＝－F′ 意义 加深了对力的认识，指出了力是物体运动状态发生改变的原因，即力是产生加速度的原因 揭示了加速度是力作用的结果，揭示了力、质量、加速度的定量关系 揭示了物体间力的作用的相互性，明确了相互作用力的关系 研究 方法 根据理想实验归纳总结得出，不能直接用实验验证 用控制变量法研究F、m、a之间的关系，可用实验验证 由实际现象归纳总结得出，可用实验验证 联系 牛顿三个定律是一个整体，是动力学的基础 一、牛顿第三定律的理解 例1 一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了．对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是(　　) A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大 B．大人与小孩间的拉力是一对作用力、反作用力 C．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等 D．只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大 解析　作用力与反作用力总是大小相等的，大人与小孩手拉手比力气时，无论是在相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的大小总是相等的，所以说法B、C项正确，故选A、D项． 答案　AD (1)牛顿第三定律是对力的相互性和物质性的进一步完善，是牛顿运动定律的重要组成部分． (2)作用力与反作用力总是等大反向共线且作用于不同的物体上，相互依存，同生同灭，性质相同． (3)作用力与反作用力由于作用于不同的物体上，其产生的效果(如形变及产生加速度)可能不同，这是由物体的自身属性和物体所受的其他力决定的，并非作用力与反作用力大小不等. 二、相互作用力与平衡力 例2 在天花板上用竖直悬绳吊一重为G的电风扇，电风扇静止时受几个力作用，这些力的反作用力是哪些力？这些力的平衡力是哪些力？如果电风扇在匀速转动呢？ 示，电风扇受三个力作用：重力G、悬绳的拉力F1及空气向上的作用力F2.根据牛顿第三定律，重力的施力物体是地球，那么重力G的反作用力就是电风扇对地球的吸引力；F1的施力物体是悬绳，所以F1的反作用力是电风扇对悬绳的拉力；F2的施力物体是空气，所以F2的反作用力是电风扇对空气的压力．电风扇受到的重力G与绳的拉力F1和空气作用力F2的合力是一对平衡力． 答案　见解析 三、牛顿运动定律的综合应用 例3 如图4－5－2所示，质量为M的木板放在倾角为θ的光滑斜面上，一个质量为m的人站在木板上，若人相对于木板静止，木板的加速度为多大，人对板的摩擦力多大？ 解析　先以M、m为一整体，受力分析如图甲所示，取沿斜面向下为正方向，由牛顿第二定律得： (M＋m)gsin θ＝(M＋m)a a＝gsin θ (1)牛顿第三定律经常与牛顿