2018-2019學(xué)年高中物理 專題4.5 牛頓第三定律教案 新人教版必修1.doc

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專題4.5 牛頓第三定律 學(xué)習(xí) 目標(biāo) 1.知道力的作用是相互的,知道作用力和反作用力的概念。 2.理解牛頓第三定律的含義,并能用它解釋生活中的現(xiàn)象。 3.能區(qū)分開作用力、反作用力與平衡力。 4.學(xué)會(huì)正確受力分析。 一、對(duì)牛頓第三定律的理解　 1.重要意義：牛頓第三定律獨(dú)立地反映了力學(xué)規(guī)律的一個(gè)重要側(cè)面,是牛頓第一、第二定律的重要補(bǔ)充,定量地反映出物體間相互作用時(shí)彼此施力所遵循的規(guī)律。 2.適用范圍：牛頓第三定律是個(gè)普遍定律。所闡明的作用力與反作用力的關(guān)系不僅適用于靜止的物體之間,也適用于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間,這種關(guān)系與作用力性質(zhì)、物體質(zhì)量大小、作用方式(接觸還是不接觸)、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及參考系的選擇均無關(guān)。 3.作用力和反作用力的關(guān)系： 【示范題】(多選)(2017南開中學(xué)高一檢測)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與傳感器技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,就可以把看不見、摸不到的作用力與反作用力顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。現(xiàn)把兩個(gè)相互作用的彈簧掛鉤與傳感器接在計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果如圖所示,通過觀察分析兩個(gè)力傳感器的變化曲線,可得結(jié)論(　　) A.作用力與反作用力大小始終相等,因此物體受力平衡 B.作用力與反作用力大小始終相等、方向相反,作用在一條直線上 C.作用力與反作用力始終作用在一個(gè)物體上,合力為0 D.牛頓第三定律研究的是物體間的相互作用,因此不論物體如何運(yùn)動(dòng),物體間相互作用的關(guān)系相同 【規(guī)范解答】選B、D。作用力與反作用力是物體間的一種相互作用,同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失,性質(zhì)相同,與物體是否運(yùn)動(dòng)無關(guān);作用力與反作用力分別作用在兩個(gè)物體上,在同一條直線上,分別作用在兩個(gè)物體上的力不能求合力。故選項(xiàng)B、D正確,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤。 1.關(guān)于作用力與反作用力,下列說法正確的是(　　) ①作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,因而合力為零 ②作用力與反作用力是同一性質(zhì)的力 ③因?yàn)榈厍蛸|(zhì)量大于物體質(zhì)量,所以地球?qū)ξ矬w的作用力大于物體對(duì)地球的反作用力 ④作用力與反作用力是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失 A.①②　　　　B.③④　　　　C.②④　　　　D.①③ 2.(多選)我國用“長征二號(hào)”運(yùn)載火箭將“神舟十號(hào)”載人飛船成功發(fā)射到太空,并完成了第一次太空授課。下面關(guān)于飛船與火箭起飛的情形,敘述正確的是(　　) A.火箭尾部向下噴氣,噴出的氣體反過來對(duì)火箭產(chǎn)生一個(gè)反作用力,從而讓火箭獲得了向上的推力 B.火箭尾部噴出的氣體對(duì)空氣產(chǎn)生一個(gè)作用力,空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動(dòng)力 C.火箭飛出大氣層后,由于沒有空氣,火箭雖然向下噴氣,但也無法獲得前進(jìn)的動(dòng)力 D.飛船進(jìn)入運(yùn)行軌道之后,與地球之間仍然存在一對(duì)作用力與反作用力 【解析】選A、D?；鸺諘r(shí),其尾部向下噴氣,火箭箭體與被噴出的氣體是一對(duì)相互作用的物體,火箭向下噴氣時(shí),噴出的氣體同時(shí)對(duì)火箭產(chǎn)生向上的反作用力,即為火箭上升的推力,此動(dòng)力并不是由周圍的空氣對(duì)火箭的反作用力提供的,因而與是否飛出大氣層,是否在空氣中飛行無關(guān),因而選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)A正確;當(dāng)飛船進(jìn)入軌道后,飛船與地球之間依然存在著相互吸引力,即地球吸引飛船,飛船也吸引地球,這是一對(duì)作用力和反作用力,故選項(xiàng)D正確。 【變式訓(xùn)練】1.一個(gè)榔頭敲在一塊玻璃上把玻璃打碎了。對(duì)這一現(xiàn)象,下列說法正確的是(　　) A.榔頭敲玻璃的力大于玻璃對(duì)榔頭的作用力,所以玻璃才碎 B.榔頭受到的力的大小等于玻璃受到的力,只是由于玻璃能夠承受的力比榔頭能夠承受的力小才碎裂 C.榔頭完好,玻璃碎了,說明榔頭與玻璃間的作用力與反作用力的大小并不相等 D.因?yàn)椴磺宄ＡШ屠祁^的其他受力情況,所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小 2.汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知(　　) A.汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪嚴(yán)嚨牧? B.汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)嚨牧? C.汽車?yán)宪嚨牧π∮谕宪囀艿降淖枇? D.汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪囀艿降淖枇? 【解析】選B。汽車?yán)宪嚨牧εc拖車?yán)嚨牧κ且粚?duì)作用力和反作用力,它們始終等大反向,故A錯(cuò)誤,B正確;由于拖車加速前進(jìn),故汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪囀艿降淖枇?C、D錯(cuò)誤。 二、相互作用力與平衡力的比較　 內(nèi)容 比較 作用力和反作用力 平衡力 不 同 點(diǎn) 作用 對(duì)象 作用在兩個(gè)相互作用的物體上 作用在同一物體上 依賴 關(guān)系 相互依存,不可單獨(dú)存在,同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失 無依賴關(guān)系,撤除一個(gè),另一個(gè)依然可存在 不 同 點(diǎn) 疊加 性 兩力作用效果不可疊加,不可求合力 兩力作用效果可相互抵消,可疊加,可求合力,且合力為零 力的 性質(zhì) 一定是同種性質(zhì)的力 可以是同種性質(zhì)的力,也可以是不同種性質(zhì)的力 相 同 點(diǎn) 大小、 方向 大小相等、方向相反、作用在一條直線上 【示范題】(2017巴蜀中學(xué)高一檢測)一根輕繩的上端懸掛在天花板上,下端掛一燈泡,則(　　) A.燈泡受的重力和燈泡對(duì)繩的拉力是一對(duì)平衡力 B.燈泡受的重力和繩對(duì)燈泡的拉力是一對(duì)作用力和反作用力 C.燈泡對(duì)繩的拉力和繩對(duì)燈泡的拉力是一對(duì)作用力和反作用力 D.繩對(duì)天花板的拉力和天花板對(duì)繩的拉力是一對(duì)平衡力 1.(多選)(2014南京高一檢測)物體靜止在斜面上,如圖所示,下列說法正確的是(　　) A.物體對(duì)斜面的壓力和斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力 B.物體對(duì)斜面的摩擦力和斜面對(duì)物體的摩擦力是一對(duì)作用力和反作用力 C.物體所受重力和斜面對(duì)物體的作用力是一對(duì)平衡力 D.物體所受重力可以分解為沿斜面向下的力和對(duì)斜面的壓力 【解析】選B、C。作用力與反作用力作用在不同的物體上,平衡力作用在同一物體上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B、C正確。物體的分力和合力應(yīng)是針對(duì)同一物體,效果相同,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.如圖所示,P和Q疊放在一起,靜止在水平桌面上。在下列各對(duì)力中屬于作用力和反作用力的是(　　) A.P所受的重力和Q對(duì)P的支持力 B.Q所受的重力和Q對(duì)P的支持力 C.P對(duì)Q的壓力和Q對(duì)P的支持力 D.Q對(duì)桌面的壓力和Q對(duì)P的支持力 【變式訓(xùn)練】1.(多選)將一鐵塊A放在水平放置的磁板B上,A被B吸住并處于靜止?fàn)顟B(tài)(如圖所示),關(guān)于鐵塊A的受力情況,下列敘述正確的是(　　) A.鐵塊共受三個(gè)力的作用,其中有兩個(gè)力的施力物體是磁板 B.鐵塊所受的重力與鐵塊所受磁板的支持力是一對(duì)平衡力 C.磁板所受鐵塊的壓力等于鐵塊的重力 D.磁板對(duì)鐵塊的吸引力與鐵塊對(duì)磁板的吸引力大小相等、方向相反 【解析】選A、D。鐵塊A受重力、B對(duì)A的支持力、B對(duì)A的吸引力,支持力與吸引力的施力物體都是磁板B,故A正確;鐵塊A的重力與其所受磁板的支持力大小不相等,不是一對(duì)平衡力,B錯(cuò)誤;磁板所受的壓力等于A所受的支持力,大于鐵塊的重力,C錯(cuò)誤;B對(duì)A的吸引力與A對(duì)B的吸引力是相互作用力,大小相等、方向相反,D正確。 2.馬沿水平方向拉車,車勻速前進(jìn)時(shí),下列說法中正確的是(　　) A.馬拉車的力與車?yán)R的力是一對(duì)平衡力 B.馬拉車的力與車?yán)R的力是一對(duì)不同性質(zhì)的力 C.馬拉車的力與地面對(duì)車的阻力是一對(duì)平衡力 D.馬拉車的力與地面對(duì)車的阻力是一對(duì)作用力與反作用力 三、如何對(duì)物體進(jìn)行受力分析　 1.受力分析的一般順序： 一般先分析重力,然后分析彈力,環(huán)繞物體一周,找出跟研究對(duì)象接觸的物體,并逐個(gè)分析這些物體對(duì)研究對(duì)象是否有彈力作用;再分析摩擦力,最后是其他力。 2.受力分析常用的方法——整體法和隔離法： 整體法 隔離法 概　念 將加速度相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來分析的方法 將研究對(duì)象與周圍物體分隔開分析的方法 選用原則 研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度 研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力 注意問題 受力分析時(shí)不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力 一般隔離受力較少的物體 3.受力分析的步驟： 【示范題】(2017重慶11中高一檢測)如圖所示,給物體m一個(gè)初速度后,物體沿粗糙斜面向上滑動(dòng)。在向上滑動(dòng)的過程中,關(guān)于物體受到的力,下列說法中正確的是(　　) A.受重力、沿斜面向上的沖力、斜面的支持力 B.受重力、沿斜面向上的沖力、沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力 C.受重力、斜面的支持力、沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力 D.受重力、斜面的支持力、沿斜面向上的沖力、沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力 1.氣球下掛一重物,沿與水平方向成60角的方向斜向上勻速上升,如圖所示,不考慮空氣阻力,則關(guān)于氣球和重物整體的受力情況,下列說法正確的是(　　) A.受重力、浮力、水平方向的風(fēng)力 B.只受重力和浮力的作用 C.受重力、浮力、斜向上的沖力 D.受重力、浮力、水平方向的風(fēng)力、斜向上的沖力 【解析】選B。氣球和重物整體不可能受到斜向上的沖力,因?yàn)槲覀冋也坏较鄳?yīng)的施力物體,選項(xiàng)C、D錯(cuò);若氣球和重物整體受重力、浮力、水平方向的風(fēng)力的作用,就不可能做勻速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。 2.如圖所示,一黑板擦吸附在豎直磁性黑板上靜止不動(dòng),則該黑板擦受力個(gè)數(shù)為(　　) A.2個(gè)　　　　B.3個(gè)　　　　C.4個(gè)　　　　D.5個(gè) 【解析】選C。對(duì)黑板擦受力分析可知,該黑板擦受到重力、磁性黑板的吸引力、磁性黑板的支持力和靜摩擦力。故選項(xiàng)C正確。 3.(2017渝北區(qū)高一檢測)如圖所示,一箱蘋果沿著傾角為θ的斜面,以速度v勻速下滑。在箱子的中央有一個(gè)質(zhì)量為m的蘋果,它受到周圍蘋果對(duì)它作用力的方向(　　) A.沿斜面向上 B.沿斜面向下 C.豎直向上 D.垂直斜面向上 【變式訓(xùn)練】(多選)如圖所示,位于斜面上的物體M在沿斜面向上的力F作用下而處于靜止?fàn)顟B(tài),對(duì)M的受力情況,下列說法正確的是(　　) A.可能受三個(gè)力作用 B.可能受四個(gè)力作用 C.一定受三個(gè)力作用 D.一定受四個(gè)力作用 【解析】選A、B。對(duì)M進(jìn)行受力分析,M受重力、斜面的支持力,F推M,與斜面擠壓處是否有摩擦,是沿斜面向上還是沿斜面向下,由F與重力沿斜面方向的分力大小mgsinα決定,所以A、B正確,C、D錯(cuò)誤。 【案例剖析】(2017南開中學(xué)高一檢測)如圖所示為雜技“頂竿”表演的示意圖：一人站在地上,肩上扛一質(zhì)量為M的豎直竹竿,當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時(shí),竿對(duì)“底人”的壓力大小為(　　) A.(M+m)g　　　　　B.(M+m)g-ma C.(M+m)g+ma D.(M-m)g 【自我小測】 如圖所示,質(zhì)量M=60kg的人通過光滑的定滑輪用繩拉著m=20kg的物體。當(dāng)物體以加速度a=5m/s2上升時(shí),人對(duì)地面的壓力為多少?(g取10m/s2) 【解析】對(duì)物體m,由牛頓第二定律得： F-mg=ma 解得：F=m(g+a)=20(10+5)N=300N 由于人靜止,則Mg=FN+F 解得地面對(duì)人的支持力為 FN=Mg-F=6010N-300N=300N 由牛頓第三定律得,人對(duì)地面的壓力為300N。 答案：300N 一只小貓?zhí)饋碜プ覓煸谔旎ò迳系呢Q直木桿,如圖所示,在這一瞬間懸繩斷了,設(shè)木桿足夠長,由于小貓繼續(xù)向上爬,所以小貓離地面高度不變,求木桿下降的加速度。(設(shè)小貓質(zhì)量為m,木桿的質(zhì)量為M) 答案：g,方向豎直向下