2018-2019學年高中物理 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 學習 目標 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.學會正確受力分析。 一、對牛頓第三定律的理解　 1.重要意義：牛頓第三定律獨立地反映了力學規(guī)律的一個重要側面,是牛頓第一、第二定律的重要補充,定量地反映出物體間相互作用時彼此施力所遵循的規(guī)律。 2.適用范圍：牛頓第三定律是個普遍定律。所闡明的作用力與反作用力的關系不僅適用于靜止的物體之間,也適用于相對運動的物體之間,這種關系與作用力性質、物體質量大小、作用方式(接觸還是不接觸)、物體運動狀態(tài)及參考系的選擇均無關。 3.作用力和反作用力的關系： 【示范題】(多選)(2017南開中學高一檢測)隨著計算機技術的發(fā)展與傳感器技術的有機結合,就可以把看不見、摸不到的作用力與反作用力顯示在計算機屏幕上?，F(xiàn)把兩個相互作用的彈簧掛鉤與傳感器接在計算機屏幕上出現(xiàn)的結果如圖所示,通過觀察分析兩個力傳感器的變化曲線,可得結論(　　) 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動,物體間相互作用的關系相同 【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,同時產生、同時消失,性質相同,與物體是否運動無關;作用力與反作用力分別作用在兩個物體上,在同一條直線上,分別作用在兩個物體上的力不能求合力。故選項B、D正確,選項A、C錯誤。 1.關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的力 ③因為地球質量大于物體質量,所以地球對物體的作用力大于物體對地球的反作用力 ④作用力與反作用力是同時產生,同時消失 A.①②　　　　B.③④　　　　C.②④　　　　D.①③ 2.(多選)我國用“長征二號”運載火箭將“神舟十號”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火箭產生一個反作用力,從而讓火箭獲得了向上的推力 B.火箭尾部噴出的氣體對空氣產生一個作用力,空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力 C.火箭飛出大氣層后,由于沒有空氣,火箭雖然向下噴氣,但也無法獲得前進的動力 D.飛船進入運行軌道之后,與地球之間仍然存在一對作用力與反作用力 【解析】選A、D。火箭升空時,其尾部向下噴氣,火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體,火箭向下噴氣時,噴出的氣體同時對火箭產生向上的反作用力,即為火箭上升的推力,此動力并不是由周圍的空氣對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,因而選項B、C錯誤,選項A正確;當飛船進入軌道后,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,這是一對作用力和反作用力,故選項D正確。 【變式訓練】1.一個榔頭敲在一塊玻璃上把玻璃打碎了。對這一現(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.因為不清楚玻璃和榔頭的其他受力情況,所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小 2.汽車拉著拖車在水平道路上沿直線加速行駛,根據牛頓運動定律可知(　　) A.汽車拉拖車的力大于拖車拉汽車的力 B.汽車拉拖車的力等于拖車拉汽車的力 C.汽車拉拖車的力小于拖車受到的阻力 D.汽車拉拖車的力等于拖車受到的阻力 【解析】選B。汽車拉拖車的力與拖車拉汽車的力是一對作用力和反作用力,它們始終等大反向,故A錯誤,B正確;由于拖車加速前進,故汽車拉拖車的力大于拖車受到的阻力,C、D錯誤。 二、相互作用力與平衡力的比較　 內容 比較 作用力和反作用力 平衡力 不 同 點 作用 對象 作用在兩個相互作用的物體上 作用在同一物體上 依賴 關系 相互依存,不可單獨存在,同時產生,同時變化,同時消失 無依賴關系,撤除一個,另一個依然可存在 不 同 點 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 一定是同種性質的力 可以是同種性質的力,也可以是不同種性質的力 相 同 點 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繩的拉力是一對平衡力 B.燈泡受的重力和繩對燈泡的拉力是一對作用力和反作用力 C.燈泡對繩的拉力和繩對燈泡的拉力是一對作用力和反作用力 D.繩對天花板的拉力和天花板對繩的拉力是一對平衡力 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.物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力 B.物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力是一對作用力和反作用力 C.物體所受重力和斜面對物體的作用力是一對平衡力 D.物體所受重力可以分解為沿斜面向下的力和對斜面的壓力 【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A錯誤,選項B、C正確。物體的分力和合力應是針對同一物體,效果相同,故選項D錯誤。 2.如圖所示,P和Q疊放在一起,靜止在水平桌面上。在下列各對力中屬于作用力和反作用力的是(　　) A.P所受的重力和Q對P的支持力 B.Q所受的重力和Q對P的支持力 C.P對Q的壓力和Q對P的支持力 D.Q對桌面的壓力和Q對P的支持力 【變式訓練】1.(多選)將一鐵塊A放在水平放置的磁板B上,A被B吸住并處于靜止狀態(tài)(如圖所示),關于鐵塊A的受力情況,下列敘述正確的是(　　) A.鐵塊共受三個力的作用,其中有兩個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平衡力 C.磁板所受鐵塊的壓力等于鐵塊的重力 D.磁板對鐵塊的吸引力與鐵塊對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A的支持力、B對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,不是一對平衡力,B錯誤;磁板所受的壓力等于A所受的支持力,大于鐵塊的重力,C錯誤;B對A的吸引力與A對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,車勻速前進時,下列說法中正確的是(　　) A.馬拉車的力與車拉馬的力是一對平衡力 B.馬拉車的力與車拉馬的力是一對不同性質的力 C.馬拉車的力與地面對車的阻力是一對平衡力 D.馬拉車的力與地面對車的阻力是一對作用力與反作用力 三、如何對物體進行受力分析　 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,找出跟研究對象接觸的物體,并逐個分析這些物體對研究對象是否有彈力作用;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物體作為一個整體來分析的方法 將研究對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)內物體之間的相互作用力 注意問題 受力分析時不要再考慮系統(tǒng)內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一個初速度后,物體沿粗糙斜面向上滑動。在向上滑動的過程中,關于物體受到的力,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、沿斜面向下的滑動摩擦力 C.受重力、斜面的支持力、沿斜面向下的滑動摩擦力 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,因為我們找不到相應的施力物體,選項C、D錯;若氣球和重物整體受重力、浮力、水平方向的風力的作用,就不可能做勻速運動,故選項A錯誤,選項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,則該黑板擦受力個數(shù)為(　　) A.2個　　　　B.3個　　　　C.4個　　　　D.5個 【解析】選C。對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質量為m的蘋果,它受到周圍蘋果對它作用力的方向(　　) 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作用下而處于靜止狀態(tài),對M的受力情況,下列說法正確的是(　　) A.可能受三個力作用 B.可能受四個力作用 C.一定受三個力作用 D.一定受四個力作用 【解析】選A、B。對M進行受力分析,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錯誤。 【案例剖析】(2017南開中學高一檢測)如圖所示為雜技“頂竿”表演的示意圖：一人站在地上,肩上扛一質量為M的豎直竹竿,當竿上一質量為m的人以加速度a加速下滑時,竿對“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,質量M=60kg的人通過光滑的定滑輪用繩拉著m=20kg的物體。當物體以加速度a=5m/s2上升時,人對地面的壓力為多少?(g取10m/s2) 【解析】對物體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 解得地面對人的支持力為 FN=Mg-F=6010N-300N=300N 由牛頓第三定律得,人對地面的壓力為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。(設小貓質量為m,木桿的質量為M) 答案：g,方向豎直向下