人教版必修一4.5《牛顿第三定律》WORD教案125.5 牛顿第三定律

人教版必修一4.5《牛顿第三定律》WORD教案125.5 牛顿第三定律

‎5.5 牛顿第三定律 ‎ ‎ ‎［要点导学］‎ 牛顿第一定律和牛顿第二定律解决了一个质点运动规律的问题，但自然界的物体是相互联系、相互影响、相互作用的。一个物体受到其他物体作用的同时也会对其他物体有作用，不讨论物体间的相互作用就不能比较全面地认识物体的运动规律，也就无法解决某些实际问题。因此只有牛顿第一定律和牛顿第二定律是不够的，必须加上牛顿第三定律才能构成比较全面的反映机械运动规律的运动定律。在分析物体受力和求解某些不便直接求解的力时，经常要用到牛顿第三定律。‎ ‎1、牛顿第三运动定律的内容：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，作用在一条直线上。 　　2、应该能正确领会牛顿第三运动定律的物理意义，牛顿第三运动定律实质上揭示了物体间的作用是相互的，力总是成对出现的，物体作为施力物的时候它也一定是受力物。要知道作用力与反作用力是同时产生、同时消失、同时同样变化、一定是同一性质的力。并且作用力和反作用力“大小相等、方向相反”的关系与两个物体相互作用的方式、相互作用时的运动状态均无关。 　　3、要能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力。现将一对相互作用力与一对平衡力列表进行比较如下：‎ 一对力 比较 项目 一对平衡力 一对作用力与反作用力 不[来源:学*科*网Z*X*X*K]‎ 同[来源:Zxxk.Com]‎ 点[来源:Zxxk.Com]‎ 两个力作用在同一物体上 两个力分别作用在两个不同物体上 两个力涉及三个物体 两个力涉及两物体 可以求合力，且合力一定为零 不可以求合力 两个力的性质不一定相同 两个力的性质一定相同 两个力共同作用的效果是使物体平衡 两个力的效果分别表现在相互作用的两个物体上 一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力 两个力一定同时产生、同时变化、同时消失 共同点 大小相等、方向相反、作用在一条直线上 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎［范例精析］‎ 例1 跳高运动员从地面跳起,这是由于（ ）‎ A.运动员给地面的压力等于运动员受的重力 B.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力 C.地面给运动员的支持力大于运动员受的重力 D.地面给运动员的支持力等于运动员给地面的压力 ‎ ‎ 解析 跳高运动员要从地面跳起，必须具有竖直向上的加速度，所以地面给运动员的支持力必须大于运动员的重力。而地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力是一对作用与反作 用力，必定大小相等、方向相反。所以本题正确的选项是CD。‎ ‎ ‎ 拓展 本题容易错选A，防止出错的关键是知道运动员具有向上的加速度，运动员不是处于平衡状态。也就是说即使在水平面上，重力等于支持力也是有条件的。这里只有地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力大小相等是无条件成立的。‎ 再看一习题, 手托着一木块，由静止开始向下加速运动，手对木块的支持力应该（ ）‎ A.小于木块对手的压力 B.等于木块对手的压力 　　C.大于木块对手的压力 D.小于木块所受的重力 这里手对木块的支持力和木块对手的压力一定等大反向，但木块的重力一定大于手对木块的支持力，所以正确的选项是BD。‎ ‎ ‎ 例2 一个物体静止地放在水平桌面上，求证物体对桌面的压力的大小等于物体所受重力的大小。‎ 解析 证明：设一质量为m的物体放在水平桌面上，桌面对物体的支持力大小为FN，物体对桌面的压力大小为FN′，如图‎4-5-1‎所示，则依据牛顿第二定律可知：FN=mg （1）‎ ‎　　依据牛顿第三定律可知： ＦN=ＦN′ （2）‎ ‎　　所以ＦN′=ＦN，即物体对桌面的压力的大小等于物体所受重力的大小．‎ ‎ ‎ 拓展 做证明题时，首先必须把相关的物理情景和所使用的物理量交代清楚，在证明过程中要把证明依据交代清楚，有必要的推理过程，最后有结论。‎ 容易看出，上述的证明中（1）式成立是有条件的，而（2）式成立是无条件的。 ‎ 例3 置于水平面上的小车，有一弯折的细杆，弯折成角度θ，如图‎4-5-2‎所示，其另一端固定了一个质量为m的小球．问：（1）小车静止时小球对杆的作用力；（2）当车子以加速度a向左加速前进时，再求小球对细杆的作用力。‎ ‎ ‎ 解析 小球对细杆的作用力很难直接求出，依据牛顿第三定律转移研究对象，只要能求出细杆对小球的作用力，其反作用力就可求出。‎ ‎（1）以小球为研究对象，小球受两个力的作用：重力G和杆对它的作用力F，这两个力是一对平衡力，所以此时杆对小球的作用力F方向沿竖直向上，大小等于小球的重力mg。小球对杆的作用力方向竖直向下，大小等于mg。‎ ‎（2）当车子以加速度α向左加速前进时，把杆对小球的作用力F沿水平和竖直方向分解，水平分力为F1，竖直分力为F2，如图‎4-5-3‎所示，由牛顿第二定律可知：F2-mg=0①F1=mα ② 杆对小球的作用力F==。故球对细杆作用力，F′=F=，方向如图4-5-3，tanα=a/g。‎ ‎ ‎ 拓展 有的同学会错误地认为细杆对小球作用力F的方向沿细杆向上，产生这种错误的原因是没有区分绳子和细杆对小球作用力的特点，绳子的拉力一定沿着绳子的收缩方向，而细杆的作用力就不一定沿着细杆方向。由图‎4-5-3‎可以看出，只有当a=gtanθ时，杆对小球的的力才沿杆子方向。‎ ‎［能力训练］‎ ‎1、力是_____________的相互作用，物体间相互作用的这一对力，通常叫做___________和_______________．‎ ‎　　物体间、作用力、反作用力 ‎2、两物体之间的作用力和反作用力总是___________，___________，___________．这就是牛顿第三定律．‎ ‎　　大小相等，方向相反，作用于同一直线上 ‎3、一对作用与反作用力和一对平衡力的主要区别如下 ‎ ‎ 一对作用与反作用力 一对平衡力 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎　　略（详见要点导学）‎ ‎4、物体静止在水平桌面上，下列说法正确的是（ C ）‎ ‎ A．物体受到桌面的支持力等于物体的重力，但它们不是一对平衡力 ‎ B．物体对桌面的压力就是物体的重力，它们是一对作用力与反作用力 ‎ C．物体对桌面的压力大小等于桌面对物体的支持力的大小，它们是一对作用力与反作用力 ‎ D．物体对桌面的压力的大小等于桌面对物体的支持力，它们是一对平衡力 ‎5、下列说法正确的是 （ CD ）‎ ‎ A．拔河比赛时，胜方拉对方的力大于败方拉对方的力 ‎ B．马能拉车前进是因为马对车的拉力大于车对马的拉力 ‎ C．太阳对地球的吸引力与地球对太阳的吸引力大小一定相等 ‎ D．用铁锤钉钉子，锤对钉的打击力与钉对锤的作用力大小一定相等 ‎6、关于作用力与反作用力，下列说法中正确的是（ABD） ‎ A．作用力和反作用力一定是同一性质的力 ‎ 　B．作用力与反作用力一定同时产生，同时消失 ‎ 　C．作用力与反作用力的作用效果一定互相抵消 ‎ 　D．作用力与反作用力的大小一定相等，方向一定相反 ‎7、下列说法中正确的是（ Ｃ ）‎ A．人走路时地对脚的推力大于人对地的蹬力,所以人才能向前进 B．只有人站着不动时人对地的压力才与地对人的弹力等大 C.人站着在地面上时人对地的压力总是与地对人的弹力等大 D.以卵击石时,石头对卵的压力与卵对石头的弹力等大 ‎8、手托着一木块，由静止开始向上减速运动，手对木块的支持力应该（ Ｄ ）‎ ‎　　A.小于木块对手的压力 B.等于木块对手的压力 ‎　　C.大于木块对手的压力 D.小于木块所受的重力 ‎9、弹簧拉着木块在竖直平面内匀速下降,弹簧拉木块的力与木块拉弹簧的力是 ‎（BＣ） 　　A.一对平衡力 B.一对作用力反作用力 C.大小相等，方向相反，作用在一条直线上 D.大小相等，方向相反，作用在同一物体上 ‎10、关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是（ Ａ ）‎ ‎　　A.做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的 ‎　　B.物体的合外力方向与它的加速度方向相同，与它的速度方向相反，则它的速度一定减小，加速度一定增大 ‎　　C.物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快 ‎　　D.物体所受合外力为零时，物体的速度一定等于零 ‎11、在一根细线下挂着一个静止的物体，在剪断细线的瞬时（ Ｂ ）‎ ‎　　A.物体同时具有加速度和速度 ‎　　B.物体立即获得加速度，速度仍为零 ‎　　C.物体立即获得速度，加速度仍为零 ‎　　D.物体的速度和加速度均为零 ‎12、有一位女跳伞员在空中跳伞时，不幸伞末全部张开，如图‎4-5-4‎所示，眼看就要酿成惨剧，但她非常沉着，在快落到地面时，她用尽全力将未张开的伞向下猛拉，结果落到地面后，虽然受了伤却保住了性命，试用牛顿第三运动定律解释这个现象.‎ ‎　　运动员猛力向下拉伞时，伞也对人施以等大的向上的拉力，若此拉力大于人的重力，人就会减速下降。‎ ‎13、分析下面两段内容，并按要求完成答题.‎ ‎(1)有人说:“喷气式飞机喷出的气体向后推动空气，空气就向前推动飞机，喷气式飞机正是由于受到了这个推力才能克服阻力向前飞行.”这种说法错在哪里?正确的说法是什么?‎ ‎(2)如图‎4-5-5‎所示，小鸟说:“我喜欢牛顿第三定律”，分析小鸟飞行与牛顿第三定律的关系.‎ ‎　　（1）应该说：喷气式飞机向后喷出气体时，给气体向后的推动力，同时气体给飞机向前的推动力，喷气式飞机正是由于受到了这个推力才能克服阻力向前飞行.‎ ‎　　（2）小鸟向后推动空气，空气同时推动小鸟，小鸟才可以飞翔。‎ ‎14、如图‎4-5-6‎所示，一个物体静止地悬挂在弹簧秤下方，试证明物体对弹簧秤的拉力的大小等于物体所受重力的大小。‎ ‎　　略（参考要点导学例题2）‎ ‎ ‎