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第 5 节 牛顿第三定律

第 5 节 牛顿第三定律. 1 ） . 作用力与反作用力 2 ） . 牛顿第三定律 3 ） . 区分平衡力与作用力和反作用力 4 ） . 牛顿三个定律的区别和联系. 关鹏辉 2013.12.23. 一、作用力与反作用力. （ 1 ）物体间的作用（ 力 ）是相互的 重力： 弹力： 摩擦力：. 二、牛顿第三定律. 内 容： 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反。 作用在同一条直线上 表达式 ： F=-F' 注：负号表示反作用力与作用力的方向相反. 三、对牛顿第三定律的理解.

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第 5 节 牛顿第三定律

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Presentation Transcript

  1. 第5节 牛顿第三定律 1）.作用力与反作用力 2）.牛顿第三定律 3）.区分平衡力与作用力和反作用力 4）.牛顿三个定律的区别和联系 关鹏辉 2013.12.23

  2. 一、作用力与反作用力 （1）物体间的作用（力）是相互的 • 重力： • 弹力： • 摩擦力：

  3. 二、牛顿第三定律 内 容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反。 作用在同一条直线上 表达式：F=-F' 注：负号表示反作用力与作用力的方向相反

  4. 三、对牛顿第三定律的理解 • 1.异体性：作用在两个物体上 • 2.同时性：同时产生、同时变化、同时消失 • 3.相互性：力的作用是相互的 • 4.同性质：作用力与反作用力是同一种性质的力 • 5.对称性：等大、共性、反向 • 6.实验性：牛顿第三定律是一个实验定律，源于实验，也可以用实验来验证

  5. 四、物体受力分析的方法 1.受力分析 把指定物体（研究对象）在特定的物理环境中受到得所有的力都找出来，并画出它的受力分析示意图。这就是受力分析。 2.受力分析的常用方法 （1）整体法和隔离法 （2）假设法 （3）利用牛顿第三定律分析 3.受力分析的一般步骤： （1）明确受力对象 （2）隔离物体分析 （3）按照一定的顺序分析物体受到的各个力 a.首先分析重力 b.环绕物体一周，找弹力、摩擦力 4）弄清各力的大致大小和准确方向，并画出物体的受力分析示意图

  6. 受力分析过程中的注意问题： • 1.每个力都应该找到施力物体 • 2.只分析研究对象受到的力 • 3.合力和分力不能同时作为物体受到的力。 要注意“等效代替”关系 • 4.只分析性质命名的力（重力、弹力、摩擦力）

  7. 拓展一 、一对作用力与一对平衡力的区别

  8. 拓展二、牛顿三定律之间的联系和区别

  9. 学后反思： • 1.作用力与反作用力两个在大小和方向都有什么规律？ • 2.作用力与反作用力的性质怎样？ • 3.如何判断作用力和反作用力？ • 4.一对作用力与平衡力的区别。

  10. 随堂练习： 1.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然 后改为匀速运动，最后改做减速运动，则下列说法中正确的是 （ ） A.加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力 B.减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力 C.只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小相等 D.不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等 【解析】选 D. 不论物体加速、匀速还是减速运动，绳拉物体的力与物体拉绳的力总是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故D正确，A、B、C错误.

  11. 2.一根轻绳的上端悬挂在天花板上，下端挂一个灯泡，2.一根轻绳的上端悬挂在天花板上，下端挂一个灯泡， 则（ ） A.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力 B.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力 C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力 D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力 【解析】选C. 灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力的受力物体分别为灯泡和绳，两个力的性质不相同，这两个力既不是平衡力，也不是作用力与反作用力，故A错；灯泡受的重力与绳对灯泡的拉力是一对平衡力，B错误； 一对作用力与反作用力的特点是：成对出现在相互作用的物体之间，大小相等，方向相反，作用在同一直线上；分别作用在相互作用的两个物体上；同时存在，同时消失；一定是同一种性质的力.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力与反作用力，C正确； 绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力与反作用力，D错误.

  12. 3.粗糙的水平地面上有一只木箱，现用一水平力拉木箱匀速前3.粗糙的水平地面上有一只木箱，现用一水平力拉木箱匀速前 进，则（ ） A.拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力 B.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力 C.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力 D.木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力 【解析】选 C 选C.木箱匀速前进，则木箱受力平衡，拉力与地面对木箱的摩擦力是一对平衡力，地面对木箱的支持力与木箱受到的重力是一对平衡力，A、D错误；木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力，B错误，C正确.

  13. 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/3，g为重力加速度，求人对电梯底部的压力大小.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/3，g为重力加速度，求人对电梯底部的压力大小. 【解析】答案：4mg/3 以人为研究对象，电梯对人的支持力为FN，则由牛顿第二定律得， FN-mg=ma 把a=1g/3代入得FN=4mg/3， 由牛顿第三定律得人对电梯底部的压力大小为 FN′=4mg/3.

  14. 5.（挑战能力）一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一5.（挑战能力）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运动员拉住，如图所示.设运动员的质 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 力加速度取g=10 m/s2.当运动员与吊椅一起以加速度a=1 m/s2 上升时，试求： （1）运动员竖直向下拉绳的力； （2）运动员对吊椅的压力大小. 【解析】 （1）设运动员竖直向下拉绳的力为FT，则由牛顿第三定律可知，绳子对运动员竖直向上的拉力大小为FT，绳对吊椅竖直向上的拉力大小也为FT，选取运动员和吊椅整体为研究对象，则有 2FT-（M+m）g=（M+m）a， （2）设吊椅对运动员的支持力为F，以运动员为研究对象，由牛顿第二定律得FT+F-Mg=Ma ∴F=M（g+a）-FT=65×11 N-440 N=275 N. 由牛顿第三定律知：运动员对吊椅的压力大小为275 N. 答案：（1）440 N （2）275 N

  15. 精讲精练 • 6.一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如图所示，在这一瞬间悬绳断了，设木杆足够长，由于小猫继续向上爬，使得小猫离地面的高度不变， 则木杆下落的加速度大小为： 方向为（设小猫质量为m，木杆的质量为M） • 对小猫受力分析：受两个力，保持平衡 • 重力mg和竖直向上的摩擦力 f=mg • 对细杆受力分析：受两个力，匀加速下落 • 重力Mg和竖直向下的摩擦力 f'=f=mg • ∴木杆的加速度为a=(M+m)g/M ,方向竖直向下

  16. 7.如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套有一个环，箱和杆的总质量为M，环的质量为m。已知环沿着杆向下加速运动，环与杆的摩擦力大小为 Ff ，则此时箱对地面的压力为多少？ • 解： • 对小环受力分析：受两个力 • 重力mg和摩擦力Ff • 对木箱受力分析：受三个力 • 重力、支持力、摩擦力 • 满足： Mg+Ff=FN • 根据牛顿第三定律得 • 木箱对地面的压力大小为FN，方向竖直向上

  17. 8.如图所示,一块质量为M的木板沿倾斜角为θ的斜面无摩擦地下滑.现要使木板保持静止,则可知质量为m的人向下奔跑的加速度是多大?8.如图所示,一块质量为M的木板沿倾斜角为θ的斜面无摩擦地下滑.现要使木板保持静止,则可知质量为m的人向下奔跑的加速度是多大? （1）人受三个力 重力mg，支持力mgcosθ， 木板对人的摩擦力大小f,方向沿斜面向下 人向下的加速度为a, ∴ f+mgsinθ=ma ......① （2）木板受四个力 重力Mg，人对它的压力，人对它的摩擦力大小f’=f，斜面对它支持力 木板相对静止斜面方向满足： f’=Mgsinθ...... ② 解得：a=（M+m）gsinθ /m

  18. 9.放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹簧测力计相连，如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数均为μ，今对物块A施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向左匀加速运动，设A、B的质量分别为m、M，则弹簧测力计的示数为( ) 提示：先整体法，后隔离法 分析受力物体最容易的 B: a=[F-μ(M+m)g]/(M+m) Ma=FT-μMg 解得： FT=MF/(M+m)

  19. 答案： A C D • 10.有人做过这样一个实验：如图2所示，把鸡蛋A快速向另 一个完全一样的静止的鸡蛋B撞去(用同一部分撞击)，结果每次 都是被撞击的鸡蛋B被撞破。则下面说法正确的是 () A．A对B的作用力的大小小于B对A的作用力的大小 B．A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小 C．A蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用力 D．A蛋碰撞部分除受到B对它的作用力外，还受到A蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小

  20. 11.如图所示,质量分别为m1和m2的人和车置于光滑水平面上,人用水平力F拉绳，图中两段绳子都处于水平方向，不计滑轮、绳子的质量及摩擦，人与车保持相对静止，则车的加速度为多少 提示： 先分析人水平方向受几个力： 两个力 然后整体法小车和人整体水 平方向受几个力？ a=2F/(m1+m2)

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