24牛顿第三定律.ppt

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1、课时课时24牛顿第三定律牛顿第三定律课前导航课前导航顶牛比赛顶牛比赛 图图24-1如图如图241所示，身高和质量可认为相同的小张和小李，所示，身高和质量可认为相同的小张和小李，穿同样的鞋在同一水平地面上通过一轻杆进行顶牛比赛，企穿同样的鞋在同一水平地面上通过一轻杆进行顶牛比赛，企图迫使对方后退设小张和小李对杆的推力分别为图迫使对方后退设小张和小李对杆的推力分别为F1、F2，小张和小李两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为小张和小李两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为1、2.已知倾角已知倾角越大，此刻人手和杆的端点位置就越低，最终越大，此刻人手和杆的端点位置就越低，最终结果小张获胜结果小张

2、获胜请你思考：请你思考：1小张和小李对杆的推力小张和小李对杆的推力(F1、F2)哪个大？哪个大？2两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角(1、2)关系关系又如何？又如何？3你认为小张获胜的根本原因是什么？你认为小张获胜的根本原因是什么？(建议找一位同建议找一位同学去试试学去试试) 基础梳理基础梳理知识精析知识精析一、作用力与反作用力一、作用力与反作用力1对作用力和反作用力的认识对作用力和反作用力的认识(1)同时：同时：作用力与反作用力总是成对出现的，同时产生，作用力与反作用力总是成对出现的，同时产生，同时变化，同时消失同时变化，同时消失(2)同性：同性：作用力与反

3、作用力产生的机理相同，因此一定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是同种性质的力例如：物体受的支持力与其反作用力(物体物体对支持面的压力对支持面的压力)均属于弹力均属于弹力(3)异体：异体：作用力与反作用力分别作用在不同的物体上，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：对称：作用力与反作用力是对称的，等大，共线反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向作用力也可叫反作用力，作用力的施力

4、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同时也是反作用力的受力物体和施力物体如A作用作用B与与B作作用用A“对称对称”2作用力和反作用力与平衡力的区别和联系作用力和反作用力与平衡力的区别和联系二、深刻理解牛顿第三定律二、深刻理解牛顿第三定律1牛顿第三定律的适用条件：牛顿第三定律与所选的牛顿第三定律的适用条件：牛顿第三定律与所选的参考系无关，这是因为物体间的相互作用是客观存在的，不参考系无关，这是因为物体间的相互作用是客观存在的，不会因参考系的不同而使物体的相互作用的性质发生任何变会因参考系的不同而使物体的相互作用的性质发生任何变化化2定律叙述中定律叙述中“总是总是”的理解：的理解：

5、这里的这里的“总是总是”是强调对于任何物体，在任何条件下，是强调对于任何物体，在任何条件下，这两个相等的关系都成立对此，可以从以下几个方面理解：这两个相等的关系都成立对此，可以从以下几个方面理解：(1)不管物体大小形状如何，例如大物体与大物体之间，不管物体大小形状如何，例如大物体与大物体之间，或大物体与小物体之间，还是任何形状的物体之间，其相互或大物体与小物体之间，还是任何形状的物体之间，其相互作用力总是大小相等作用力总是大小相等(2)不管物体的运动状态如何例如静止的物体之间、运不管物体的运动状态如何例如静止的物体之间、运动的物体之间或静止物体与运动物体之间的相互作用力总是动的物体之间或静止物

6、体与运动物体之间的相互作用力总是大小相等的大小相等的(3)作用力与反作用力的产生和消失是同时的作用力与反作用力的产生和消失是同时的三、牛顿第三定律的意义三、牛顿第三定律的意义牛顿第一、二定律是对单个物体牛顿第一、二定律是对单个物体(质点质点)而言的，只解决而言的，只解决了一个物体运动规律的问题但自然界中物体是相互联系、了一个物体运动规律的问题但自然界中物体是相互联系、相互影响、相互作用的，一个物体在受其他物体作用的同时相互影响、相互作用的，一个物体在受其他物体作用的同时也会对其他物体有力的作用，不讨论物体间的相互作用就不也会对其他物体有力的作用，不讨论物体间的相互作用就不能较全面地认识物体的运

7、动规律，也就无法解决现实中的许能较全面地认识物体的运动规律，也就无法解决现实中的许多问题因此，只有牛顿第一、二定律还不够，多问题因此，只有牛顿第一、二定律还不够，必须加上牛必须加上牛顿第三定律才能构成比较全面地反映机械运动的一套定律顿第三定律才能构成比较全面地反映机械运动的一套定律 四、牛顿三个运动定律之间的区别与联系四、牛顿三个运动定律之间的区别与联系 特别提醒：特别提醒：应用牛顿第二定律解题时，常借助牛顿第三定律将物体受力进行转换应用牛顿第二定律解题时，常借助牛顿第三定律将物体受力进行转换 方法指导方法指导一、牛顿第三定律的理解和应用一、牛顿第三定律的理解和应用例例1 1如图如图242所示

8、，甲、乙两人的质量相等，分别站所示，甲、乙两人的质量相等，分别站在质量也相同的两条小船上开始时两船均静止甲的力气在质量也相同的两条小船上开始时两船均静止甲的力气远比乙的力气大，现让甲、乙两人各自握紧绳子的一端，并远比乙的力气大，现让甲、乙两人各自握紧绳子的一端，并用力拉对方两人均相对船静止，则下列判断正确的是用力拉对方两人均相对船静止，则下列判断正确的是()图图24-2A甲船先到达中点甲船先到达中点B乙船先到达中点乙船先到达中点C两船同时到达中点两船同时到达中点D无法判断无法判断解析解析甲对绳的作用力与绳对甲的作用力是作用力与反甲对绳的作用力与绳对甲的作用力是作用力与反作用力，总是等大反向乙对

9、绳的作用力与绳对乙的作用力作用力，总是等大反向乙对绳的作用力与绳对乙的作用力是作用力和反作用力，也总是等大反向而由轻绳状态可知，是作用力和反作用力，也总是等大反向而由轻绳状态可知，绳所受的两个力是一对平衡力，等大反向由此可知绳对甲、绳所受的两个力是一对平衡力，等大反向由此可知绳对甲、乙两人的力等大，两船运动的加速度时刻大小相等，因而只乙两人的力等大，两船运动的加速度时刻大小相等，因而只能同时到达中点，选项能同时到达中点，选项C正确正确答案答案C二、相互作用力和平衡力的理解二、相互作用力和平衡力的理解例例2 2若物体静置于水平面上，则若物体静置于水平面上，则()A桌面对物体的支持力的大小等于物体

10、的重力，这两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个力是一对平衡力B物体所受的重力和桌面对物体的支持力是一对作用物体所受的重力和桌面对物体的支持力是一对作用力和反作用力力和反作用力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相物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力互平衡的力解析解析要分析各力的关系，首先要对物体受力及物体对要分析各力的关系，首先要对物体受力及物体对桌面的作用力进行正确的分析，如图所示，因物体处于平衡桌面的作用力进行正确的分析，如

11、图所示，因物体处于平衡状态，故状态，故FN与与G是一对平衡力，故选项是一对平衡力，故选项A正确；因为作用力正确；因为作用力和反作用力分别作用在两个物体上，且必为性质相同的力，和反作用力分别作用在两个物体上，且必为性质相同的力，这里的压力从性质上讲是弹力，与重力是性质不同的力，故这里的压力从性质上讲是弹力，与重力是性质不同的力，故选项选项B、C错误；由于支持力和压力是物体与桌面相互作用错误；由于支持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压挤压)而产生的，因此而产生的，因此FN和和FN是一对作用力和反作用力，故是一对作用力和反作用力，故选项选项D错误错误 答案答案A点评点评(1)判断一对力是相互作用力还

12、是平衡力或者两者判断一对力是相互作用力还是平衡力或者两者均不是，关键要抓住这对力是否符合相互作用力或平衡力的均不是，关键要抓住这对力是否符合相互作用力或平衡力的特点特点(2)在判断一对力是否为相互作用力时不要只关心两个力在判断一对力是否为相互作用力时不要只关心两个力作用在两个物体上、大小相等、方向相反，还要看是否发生作用在两个物体上、大小相等、方向相反，还要看是否发生在相互作用的两个物体之间，即看施力物体和受力物体是否在相互作用的两个物体之间，即看施力物体和受力物体是否有对称关系有对称关系变式训练变式训练1如图如图24-3所示，所示，P和和Q叠在一起，静止在水平桌面上在叠在一起，静止在水平桌面

13、上在下列各对力中属于作用力和反作用力的是下列各对力中属于作用力和反作用力的是()图图24-3AP所受的重力和所受的重力和Q对对P的支持力的支持力BQ所受的重力和所受的重力和Q对对P的支持力的支持力CP对对Q的压力和的压力和Q对对P的支持力的支持力DQ对桌面的压力和桌面对对桌面的压力和桌面对Q的支持力的支持力解析解析作用力和反作用力必定是同种性质的力，仅从这作用力和反作用力必定是同种性质的力，仅从这点来讲，选项点来讲，选项A、B均不正确；均不正确；P对对Q的压力和的压力和Q对对P的支持力，的支持力，Q对桌面的压力和桌面对对桌面的压力和桌面对Q的支持力都是两个物体间的相互作的支持力都是两个物体间的

14、相互作用力，选项用力，选项C、D正确；另外可直接从对称关系上分析：正确；另外可直接从对称关系上分析：P对对Q，Q对对P；Q对桌面，桌面对对桌面，桌面对Q，所以选项中的，所以选项中的C、D是作用力是作用力和反作用力和反作用力答案答案CD三、牛顿第二、第三定律相结合三、牛顿第二、第三定律相结合例例3 3如图如图24-4甲所示，质量为甲所示，质量为M的木板放在倾角为的木板放在倾角为的的光滑斜面上，一个质量为光滑斜面上，一个质量为m的人站在木板上若人相对于木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？板静止，木板的加速度为多大？人对板的摩擦力多大？图图24-4甲甲解析解析

15、人和木板相对静止，可用整体法求出加速度；求人和木板相对静止，可用整体法求出加速度；求人对板的摩擦力，可先求板对人的摩擦力再由牛顿第三定律人对板的摩擦力，可先求板对人的摩擦力再由牛顿第三定律求之求之先以先以M、m为一整体，受力分析如为一整体，受力分析如图图24-4乙，取沿斜面向下为正方向，由乙，取沿斜面向下为正方向，由牛顿第二定律有：牛顿第二定律有： (M+m)gsin =(M+m)a解得：解得：a=gsin 以人为研究对象，设木板对人的以人为研究对象，设木板对人的 图图24-4乙乙摩擦力为摩擦力为F人，方向沿斜面向下，受人，方向沿斜面向下，受力分析如图力分析如图24-4丙所示由牛顿第二丙所示由

16、牛顿第二定律得：定律得：mgsin F人人ma且且agsin .可得可得F人人0，由牛顿第三定律得：，由牛顿第三定律得：人对板的摩擦力也为零人对板的摩擦力也为零答案答案gsin 0 图图24-4丙丙变式训练变式训练2(1)例例3中，若木板相对斜面静止，则人必须沿斜面以多中，若木板相对斜面静止，则人必须沿斜面以多大的加速度向什么方向加速运动？大的加速度向什么方向加速运动？(2)例例3中，若要使人保持与斜面相对静止，木板必须沿中，若要使人保持与斜面相对静止，木板必须沿斜面以多大的加速度向什么方向加速运动？斜面以多大的加速度向什么方向加速运动？解析解析解法一解法一(1)先分析木板受力，要使木板相对斜

17、面先分析木板受力，要使木板相对斜面静止，则木板沿斜面方向的加速度为零，人必须给木板一沿静止，则木板沿斜面方向的加速度为零，人必须给木板一沿斜面向上的力斜面向上的力f，且与板的重力，且与板的重力Mg沿斜面向下的分力沿斜面向下的分力Mgsin 等大反向，由牛顿第三定律知，板给人的静摩擦力方向沿斜等大反向，由牛顿第三定律知，板给人的静摩擦力方向沿斜面向下，大小为面向下，大小为ffMgsin .再以人为研究对象分析，设再以人为研究对象分析，设沿斜面向下为正方向，应用牛顿第二定律得：沿斜面向下为正方向，应用牛顿第二定律得：mgsin fma人人，a人人 gsin ，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下(2)先

18、分析人的受力，要使人相对斜面静止，则人无加速先分析人的受力，要使人相对斜面静止，则人无加速度，木板必须对人有一沿斜面向上的静摩擦力度，木板必须对人有一沿斜面向上的静摩擦力f，大小为，大小为mgsin ，由牛顿第三定律知，人对板的摩擦力沿斜面向下，由牛顿第三定律知，人对板的摩擦力沿斜面向下，大小为大小为mgsin ，再分析板的受力情况，取向下为正方向，由，再分析板的受力情况，取向下为正方向，由牛顿第二定律得：牛顿第二定律得：Mgsin mgsin Ma板板，得：，得：a板板 gsin ，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下互动平台互动平台关于关于“顶牛比赛顶牛比赛”的对话的对话TT：现在总该明白：现在

19、总该明白“顶牛比赛顶牛比赛”中小张获胜的根本原因中小张获胜的根本原因了吧？了吧？MM：明白了因为是轻杆：明白了因为是轻杆(质量可以不计质量可以不计)，所以小张，所以小张和小李对杆的推力大小相等，即和小李对杆的推力大小相等，即F1F2.但小张比小李聪明，但小张比小李聪明，因为他身体向前倾的角度比小李的大，此刻手和杆的端点位因为他身体向前倾的角度比小李的大，此刻手和杆的端点位置就比小李的要低，轻杆呈现左端低、右端高的状态这样置就比小李的要低，轻杆呈现左端低、右端高的状态这样轻杆对小张的力轻杆对小张的力F1(F1的反作用力的反作用力)应斜向下，所以小张对水应斜向下，所以小张对水平地面的压力就大于其本

20、身的重力；相反，轻杆对小李的力平地面的压力就大于其本身的重力；相反，轻杆对小李的力F2(F2的反作用力的反作用力)应斜向上，所以小李对水平地面的压力就应斜向上，所以小李对水平地面的压力就小于其本身的重力因此小张所受地面的最大静摩擦力大于小于其本身的重力因此小张所受地面的最大静摩擦力大于小李的，这就是小张获胜的根本原因老师，您说我讲的对小李的，这就是小张获胜的根本原因老师，您说我讲的对吗？吗？TT：你讲得很好！你已把顶牛比赛的物理原理分析得很：你讲得很好！你已把顶牛比赛的物理原理分析得很透彻了透彻了.关于关于“带球撞人带球撞人”的对话的对话HH：昨天体育课篮球比赛时，小明带球撞人，把我给：昨天体

21、育课篮球比赛时，小明带球撞人，把我给撞了个撞了个“四脚朝天四脚朝天”看来我阻挡他的力，要比他撞我的力看来我阻挡他的力，要比他撞我的力小得多小得多MM：看你还学了牛顿第三定律呢！小明带球撞你的力：看你还学了牛顿第三定律呢！小明带球撞你的力和你对他的力是一对作用力和反作用力，两个力应该是大小和你对他的力是一对作用力和反作用力，两个力应该是大小相等的这不是跟相等的这不是跟“鸡蛋碰石头鸡蛋碰石头”一样的道理吗？一样的道理吗？HH：那怎么我倒了，他不倒？：那怎么我倒了，他不倒？MM：这：这？我也不清楚了，还是去问老师吧！？我也不清楚了，还是去问老师吧！育才：这里除了作用力和反作用力以外，还涉及后面要育才：这里除了作用力和反作用力以外，还涉及后面要学到的动量问题，所以只有学好物理，才会懂得更多！学到的动量问题，所以只有学好物理，才会懂得更多！