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第5章 牛顿运动定律
第4节 牛顿第三定律
学习目标
1．知道作用力和反作用力的概念．
2．理解牛顿第三定律并解释有关问题．
3．会区分作用力和反作用力与平衡力．
温故知新
1．关于力的概念，下列说法错误的是(　　)
A．力是物体对物体的作用，离开物体力就不存在
B．一个物体受力，同时一定有另一个物体对它施加力的作用
C．马拉车向前，同时车也用同样大小的方向后拉马
D．从空中下降的雨滴不受力的作用
答案　D
2．关于平衡力，下面说法正确的是(　　)
A．物体受平衡力作用，一定静止
B．平衡力的大小可能不相等
C．物体在平衡力作用下，运动状态一定不改变
D．三要素相同的两个力一定是平衡力
答案　C
答案　B
问题探究
1．一对作用力和反作用力有何特点？
2．作用力与反作用力的大小、方向之间有什么关系？
3．牛顿第三定律的内容是什么？
4．作用力与反作用力和平衡力有何不同？
一、作用力与反作用力
1．定义：力的作用总是相互的，物体间的这一对
_____________称为作用力和反作用力．
例如：手拍桌子时，手对桌子施加一力，桌子对手
也有一作用力，手和桌子间产生_________作用力，
若把手对桌的力叫做________，则桌对手的力就叫
做__________．
2．作用力和反作用力是相互的
一个物体对另一物体有作用力时，______也受到另
一物体对它的________．即力是成对出现的，施力
物体，同时是__________，受力物体同时也是____
_________．
相互作用力
一对相互
作用力
反作用力
同时
反作用
受力物体
施
力物体
基础导学
二、牛顿第三定律
1．内容
两个物体间的作用力和反作用力总是大小______，
方向相反，作用在_____________．
2．表达式：F＝_____，其中F、F′分别表示
_______和____________．负号表示两个力______
______．
3．意义：揭示了力的本质和来源是_____________
_________，也同时揭示了力不能离开______而存在.
相等
一条直线上
作用力
反作用力
－F′
方向
相反
物体之间的
相互作用
物体
思考：以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨”，但石头却“安然无恙”，是不是鸡蛋对石头的力小，而石头对鸡蛋的力大呢？
不是的，鸡蛋与石头相撞击时，它们之间的相互作用力是一对作用力和反作用力．根据牛顿第三定律，它们之间的这对力是大小相等的，至于为什么“蛋碎”而“石全”，是因为蛋壳所能承受的力远小于石头所能承受的力，所以在大小相等的力作用下才产生蛋破而石头不破的结果．试想：蛋碰蛋，石对石，其结果怎样？请猜一猜，然后做一做．
名师指点
一、作用力与反作用力的关系
1．反向性：作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，反映出力的矢量性，也说明力的相互性．
2．同时性：作用力和反作用力同时产生、变化与消失．
3．同性质：作用力和反作用力同为弹力、摩擦力等性质力，且两者同性质．
4．异体性：作用力和反作用力分别作用在不同的物体上，分别在两个物体上产生各自的作用效果，这两个效果不可抵消．
针对训练
1.下面关于作用力和反作用力的说法中,正确的是(　 )
A.先有作用力，后有反作用力
B.只有物体处于静止状态时,物体间才存在作用力和反
作用力
C.只有物体接触时，物体间才存在作用力和反作用力
D.两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力
解析　两个物体不论是静止还是运动的，也不论接触与否，其相互作用力总是等大反向，同时产生、同时变化、同时消失，且是同性质的力．故正确答案为D.
答案　D
二、对牛顿第三定律的理解
1．定律中的“总是”强调对于任何物体,无论在何时、何地、何种情形、何种条件下，两个力等大、反向的关系都是成立的，不受物体形状、质量大小、运动状态等因素的影响．说明了定律的普适性．
2．作用力和反作用力同时等大反向，异体同性共线．
3.牛顿第三定律建立的意义．
牛顿第一、第二定律是对单个对象而言的，只解决了一个对象运动规律的问题．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、第二定律还不够，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．
4．牛顿三定律的区别与联系
牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律
区别 公式 F合＝ma F＝－F′
意义 加深了对力的认识，指出了力是物体运动状态发生改变的原因，即力是产生加速度的原因 揭示了加速度是力作用的结果，揭示了力、质量、加速度的定量关系 揭示了物体间力的作用的相互性，明确了相互作用力的关系
牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律
区别 研究方法 根据理想实验归纳总结得出，不能直接用实验验证 用控制变量法研究F、m、a之间的关系，可用实验验证 由实际现象归纳总结得出，可用实验验证
联系 牛顿三个定律是一个整体，是动力学的基础，牛顿第二定律以牛顿第一定律为基础，由实验总结得出
针对训练
2.关于牛顿第三定律，下列说法正确的是(　　)
A．对重力、弹力、摩擦力等都适用
B．当相互作用的两个物体相距很远时不适用
C．当相互作用的两个物体加速运动时不适用
D．相互作用的两个物体没有直接接触时也适用
解析　牛顿第三定律适用于弹力、摩擦力、重力等几乎所有的力，而且不管相互作用的两物体的质量如何、运动状态怎样、是否相互接触等都适用．例如地球吸引地球表面上的石块，石块同样以相同大小的力吸引地球，且不管接触不接触，都互相吸引，所以B、C错误，A、D正确．
答案　AD
三、对相互作用力和平衡力的理解
一对作用力和反作用力 一对平衡力
共同点 大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上
不同点 作用对象 两个力分别作用在两个物体上 两个力作用在同一个物体上
作用时间 同时产生，同时变化，同时消失 不一定同时产生或消失
一对作用力和反作用力 一对平衡力
不同点 力的性质 一定是同性质的力 不一定是同性质的力
作用效果 因为一对作用力与反作用力作用在两个物体上，各自产生作用效果，故不能作为使物体平衡的条件 一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态合力为零
特别提醒
(1)作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同性、同存”，而平衡力是“同体、共线、反向、等大”．
(2)一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区别是：看作用点，一对平衡力的作用点一定在同一个物体上，作用力和反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上，还可以看它们是不是相互作用产生的．
针对训练
3.物体静止置于水平桌面上，则(　　)
A．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
B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力
C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种力
D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
解析　物体受到重力和支持力处于平衡状态，因此支持力和重力是一对平衡力，A对，B错．重力和支持力是性质不同的两种力，C错．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是作用力与反作用力，不是平衡力，D错．
答案　A
典例精析
解析　汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力和反作用力，二者一定等大、反向、分别作用在拖车和汽车上，故A错．作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失，故B错．不论汽车匀速运动还是加速运动，作用力和反作用力大小总相等，故C错．拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力(包括其他阻力)；汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它向后的拉力，符合牛顿第二定律，故D项正确．
答案　D
题后反思
用作用力和反作用力的规律解答，初学者往往根据日常观察所得的直觉印象，认为只有汽车先拉拖车，才会产生拖车拉汽车的力，这是不正确的，直觉印象有时会导致错误的认识．
跟踪发散
关于两个物体间的作用力与反作用力，下列说法中正确的是(　　)
A．有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力
B．只有两个物体处于平衡状态时，作用力与反作用力才大小相等
C．作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间
D．若作用力是摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力
解析　作用力和反作用力同时产生，不分先后，选项A错误．任何情况下，作用力与反作用力都大小相等，选项B错误．作用力与反作用力也可以存在于不接触的两个物体之间，选项C错误．作用力和反作用力性质一定相同，选项D正确．
答案　D
解析　当坐在船上的人划桨时，桨对水一个向后的作用力，同时水对桨一个反作用力向前，使得小船向前划行，A正确．同理C、D、F正确，B、E是错误的．故正确答案为A、C、D、F.
答案　ACDF
题后反思
物体间的作用力和反作用力的关系是处理生活问题的根本，同时也是处理力学问题时转换研究对象的基础．
跟踪发散
2005年10月12日，“神舟”六号成功发射并成功返回，再次证明了我国在航天领域的实力．下面关于飞船和火箭上天情况的叙述正确的是(　　)
A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体对火箭产生一个向上的推力
B．火箭受的推力是由于喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力作用于火箭而产生的
C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽向后喷气也不会产生推力
D．飞船进入轨道后和地球间存在一对作用力与反作用力
解析　火箭尾部向外喷气，给喷出的气体一个作用力，而喷出的气体给火箭一个反作用力，火箭就是受到这个反作用力(推力)，才克服空气阻力向前飞行的，A正确；飞船进入轨道后，受到地球的引力作用，D正确．
答案　AD
解析　本题主要考查平衡力，作用力与反作用力，只要搞清其区别就可选对．作用力F跟墙壁对物体的压力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，在一条直线上，是一对平衡力，故A错；作用力F作用在物体上而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不能成为平衡力，也不是相互作用力，故C错；物体在竖直方向上，受竖直向下的重力还受墙壁对物体竖直向上的静摩擦力，因物体处于静止，故这两个力是一对平衡力，故B正确；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，故D正确．
答案　BD
题后反思
一对作用力与反作用力和一对平衡力的最直观的区别是：
(1)看作用点，一对平衡力的作用点一定是作用在一个物体(或可看做整体的系统)上的，作用力和反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上，作用力与反作用力的施力物体和受力物体存在“对称”关系．
(2)看它们是不是相互作用产生的，即看它们是否存在依赖关系．
答案　B
谢谢观赏

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