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第四节　牛顿第三定律
[学习目标]
1．知道力的作用是相互的，并了解作用力、反作用力的概念．　2.理解牛顿第三定律的含义．　3.会用牛顿第三定律解决简单问题．　4.会区分平衡力与作用力和反作用力．
一、作用力和反作用力
1．力是物体与物体之间的________作用．只要有力，就一定存在________物体和________物体．
2．观察和实验都表明，无论是否接触，两个物体之间的作用力总是________的．两个物体间的相互作用力称为作用力与反作用力．
相互
受力
施力
相互
二、探究作用力与反作用力的关系
1．如图，两个弹簧测力计甲和乙连接在一起，固定弹簧测力计乙的一端，用手拉测力计甲，结果发现两个弹簧测力计的示数是________的．改变拉力，弹簧测力计的示数也随着改变，但两个弹簧测力计的示数总是______，这说明作用力和反作用力大小____________，方向________．
相等
相等
相等
相反
2.两个小磁针A、B分别位于圆心和圆周上，当圆周上的小磁针B绕着A在圆周上缓慢运动时，两个小磁针指向始终相同，说明两个小磁针受力方向始终相反，作用在__________________上．
3．两个力传感器对拉，不管是静止状态还是运动状态，两个力传感器之间的作用力总是__________________、方向________．
同一直线
大小相等
相反
三、牛顿第三定律的表述
1．两个物体之间的作用力F和反作用力F′总是大小__________、方向__________，作用在__________________，即F＝－F′.
2．无论接触与否，无论是运动还是静止，两物体间的作用力和反作用力都遵循牛顿第三定律，作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上，它们同时产生、同时消失，是同种性质的力．
3．牛顿第三定律的应用：在受力分析时，可以转换研究对象．
同一条直线上
相等
相反
判断下列说法是否正确．
(1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力.(　　)
(2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力.(　　)
(3)物体间先有作用力，然后才有反作用力．(　　)
(4)物体间的作用力和反作用力等大、反向，可以抵消．(　　)
(5)物块静止放在水平桌面上，物块所受的重力和桌面对物块的支持力是一对相互平衡的力.(　　)
(6)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力．(　　)
×
√
×
×
×
×
课堂 深度探究
知识点一　牛顿第三定律
1．鸡蛋碰石头时，鸡蛋破了，是因为石头对鸡蛋的力比鸡蛋对石头的力大吗？
2．有相互作用力的物体一定在接触吗？
[提示]　石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力大小相等，但是鸡蛋蛋壳能承受的力较小，石头能承受的力较大，故鸡蛋会破碎．
[提示]　不一定．(例如图中的磁极间的相互作用)
[提示]　不可能．两弹簧测力计之间是作用力和反作用力关系，它们的示数相等．
3．甲、乙两同学想通过两个弹簧测力计的示数来比较谁的力气大，这可能吗？
1．表达式：F＝－F′，负号表示作用力F和反作用力F′的方向相反．
2．作用力和反作用力的“四同”“三异”
比较项目 作用力和反作用力的关系
四
同 等大 大小总是相等
共线 作用在一条直线上
同时 同时产生、同时变化、同时消失
同性质 同一性质的力
三
异 异向 方向相反
异体 作用在不同的物体上
异效 效果不能相互抵消，不能认为合力为0
根据牛顿第三定律，下列说法正确的是(　　)
A．一匹马拉着车在同一地段前行，当匀速运动时马拉车的力总是等于车拉马的力
B．一匹马拉着车在同一地段前行，当加速运动时马拉车的力总是大于车拉马的力
C．篮球场上一个小个子运动员撞在大个子运动员身上，小个子运动员跌倒了，而大个子运动员只歪了一下，是因为大个子运动员对小个子运动员的作用力大于小个子运动员对大个子运动员的作用力
D．跳高运动员起跳时地对人的竖直支持力大于人对地的压力
√
[解析]　马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力，总是等大、反向，故A正确，B错误；大个子运动员对小个子运动员的作用力与小个子运动员对大个子运动员的作用力是一对相互作用力，总是等大、反向，故C错误；地对人的竖直支持力与人对地的压力是一对相互作用力，总是等大、反向，故D错误．
关于作用力与反作用力，下列说法正确的是(　　)
①作用力与反作用力总是大小相等，方向相反
②作用力与反作用力不一定是同一性质的力
③作用力与反作用力总是同时产生、同时消失
④作用力与反作用力的合力为零
A．②③　　　　　　 B．①④
C．①③ D．②④
[解析]　作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，同时产生、同时消失，是同一性质的力；因作用在两个物体上，则不能合成．
√
知识点二　相互作用力与平衡力
小明说：“我记得在初中学过，如果两个力的大小相等、方向相反，这两个力就会互相平衡，看不到作用的效果了．既然作用力和反作用力也是大小相等、方向相反的，它们也应该互相平衡呀！”应该怎么解答小明的疑问？
[提示]　相互平衡的两个力的合力为0，效果抵消，必定是作用在同一个物体上的，而作用力与反作用力是物体之间的相互作用力，分别作用在相互作用的两个物体上，所以作用效果不会抵消，不相互平衡．
1．作用力和反作用力与平衡力的比较
比较项目 作用力和反作用力 平衡力
不
同
点 作用
对象 两个相互作用的物体 同一物体
叠加
性 两力作用效果不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为0
力的
性质 一定是同种性质的力 可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力
相同点 大小相等、方向相反、作用在一条直线上
2.区分作用力、反作用力与平衡力的方法
区分作用力、反作用力与平衡力，最简单的方法是看涉及的物体个数．
(1)作用力和反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙物体的关系．
(2)平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用在一个受力物体上．
(多选)如图所示，有甲、乙两个劲度系数不同的轻弹簧测力计，甲弹簧测力计一端固定在墙上，另一端和乙弹簧测力计相连，现用100 N的外力F向右拉乙，甲、乙均在弹性限度内，稳定后，下列说法正确的是(　　)
A．甲、乙的示数均是100 N
B．甲对乙的拉力和外力F是一对相互作用力
C．甲对墙的拉力和墙对甲的拉力是一对平衡力
D．甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对相互作用力
√
√
[解析]　甲、乙弹簧测力计的示数均等于拉力F，均是100 N，A正确；甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对相互作用力，B错误，D正确；甲对墙的拉力和墙对甲的拉力是一对相互作用力，C错误．
(2025·佛山市期中)小明同学站在水平地面上的体重计上称量了一下体重，关于他所受的重力G、体重计对他的支持力FN和他对体重计的压力FN′理解正确的是(　　)
A．G和FN是一对平衡力
B．FN′和FN是一对平衡力
C．G和FN′方向相反
D．G和FN′是同一个力
√
[解析]　重力G和支持力FN均作用在小明同学上，大小相等，方向相反，并且在一条直线上，是一对平衡力，A正确；支持力FN是体重计作用在小明同学上，压力FN′是小明作用在体重计上，作用在两个物体上，大小相等，方向相反，并且在一条直线上，是一对相互作用力，B错误；重力G方向竖直向下，FN′方向也是竖直向下，C错误；重力G是重力性质的力，FN′是弹力性质的力，不是同一个力，只是大小相等，D错误．
(2025·揭阳市月考)如图所示，木块A、B叠放在水平地面上，A受到一个水平方向的力F，A、B均保持静止状态，则(　　)
A. A对B的压力与B对A的支持力是一对作用力与反作用力
B．B受到的重力与地面对B的支持力是一对平衡力
C．B对A的作用力方向竖直向上
D．地面对B的支持力是由木块B发生微小形变产生的
√
[解析]　A对B的压力与B对A的支持力是一对作用力与反作用力，故A正确；B受到的重力和A对B的压力的合力与地面对B的支持力平衡，故B错误；B对A的作用力是B对A向上的支持力与B对A的向左的静摩擦力的合力，方向向左上方，故C错误；地面对B的支持力是由地面发生微小形变产生的，故D错误．
知识点三　应用牛顿第三定律对物体受力分析
如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30 kg，人的质量M＝50 kg，g取10 m/s2，求此时人对地面的压力大小．
[解析]　因匀速提起重物，则F＝mg，即绳对人的拉力大小等于mg，所以地面对人的支持力FN＝Mg－mg＝(50－30)×10 N＝200 N，根据牛顿第三定律，可知人对地面的压力大小为200 N.
答案：200 N
(2024·辽宁、吉林、黑龙江卷，T3)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上．当墨条的速度方向水平向左时，(　　)
A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
√
[解析]　当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，A错误；根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，B错误；由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，C正确；桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对砚台的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，D错误．
随堂 巩固落实
√
1．(牛顿第三定律)(多选)关于作用力和反作用力，下列说法正确的是(　　)
A．作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，但不能求合力
B．作用力和反作用力是同一性质的力
C．因为地球质量大于物体质量，所以地球对物体的作用力大于物体对地球的反作用力
D．作用力和反作用力不一定同时产生，同时消失
√
解析：由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，但不作用在同一物体上，作用效果不能抵消，不能合成，故A正确；作用力与反作用力是物体间的相互作用力，力产生的本质原因是一样的，故B正确；作用力与反作用力大小相等，所以地球对物体的作用力等于物体对地球的反作用力，故C错误；作用力和反作用力总是同时产生，同时消失的，故D错误．
2．(牛顿第三定律)(2025·汕头市统考期中)如图所示的是用两力传感器“探究作用力与反作用力的关系”的实验中与力传感器相连的计算机屏幕上显示的力的图示，则以下说法正确的是(　　)
A．作用力变大时，反作用力变小
B．两力传感器间的作用力和反作用力作用
在同一物体上
C．此图线的横坐标代表的物理量是时刻
D．此图线一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的
√
解析：由图像可知，作用力变大时，反作用力同时也变大，故A错误；两力传感器间的作用力和反作用力作用在不同物体上，故B错误；此图线为作用力和反作用力的大小随时间变化的关系，横坐标代表的物理量是时刻，故C正确；此图线不一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的，也可能处于运动状态，故D错误．
3.(相互作用力与平衡力)如图所示，杯子静止在水平桌面上，F1是杯子对桌面的压力，F2是桌面对杯子的支持力，则下列说法正确的是(　　)
A．力F1和力F2是一对作用力和反作用力
B．力F1和力F2是一对平衡力
C.力F1就是杯子所受的重力
D．力F2与杯子所受的重力是一对作用力和反作用力
√
解析：F1是杯子对桌面的压力，F2是桌面对杯子的支持力，由牛顿第三定律可知两个力是一对作用力与反作用力，A正确；平衡力是同一个物体受到的力，F1的受力物体是桌面，F2的受力物体是杯子，它们不是一对平衡力，B错误；F1是杯子对桌面的压力，属于弹力，与重力的性质完全不一样，压力不是重力，C错误；力F2与杯子所受的重力是一对平衡力，不是作用力与反作用力，D错误．
4．(相互作用力与平衡力)用手握住保温杯保持静止状态，下列说法正确的是(　　)
A．手握得越紧，手对杯子的摩擦力越大
B．杯子受到的压力是杯子发生微小形变产生的
C．杯子受到的重力与杯子对手的摩擦力是一对平衡力
D．杯子对手的摩擦力与手对杯子的摩擦力是一对作用力与反作用力
√
解析：当保温杯静止时，手对瓶子的摩擦力始终与杯子所受的重力平衡，故A错误；杯子受到的压力的施力物体是手，所以这个压力是手发生形变产生的，故B错误；杯子受到的重力与手对杯子的摩擦力是一对平衡力，故C错误；杯子对手的摩擦力与手对杯子的摩擦力是一对作用力与反作用力，故D正确．

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