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第4节　牛顿第三运动定律
选择题1～11题，每小题8分，共88分。
基础对点练
题组一　牛顿第三运动定律的理解
1.用牛顿第三运动定律判断下列说法正确的是(　　)
轮船的螺旋桨旋转时，向后推水，水同时给螺旋桨一个反作用力，推动轮船前进
甲、乙两人拔河时，甲对绳子的拉力与乙对绳子的拉力是一对作用力与反作用力
马拉车前进，只有马对车的拉力大于车对马的拉力时，车才能前进
一个作用力和它的反作用力的合力为零
2.(多选)如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是(　　)
甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜
当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小
当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜
3.(多选)如图所示，某同学把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用10 N的拉力拉测力计A。两弹簧测力计读数准确，且均未超出量程，下列说法正确的是(　　)
若A、B两测力计完全相同，则A、B的示数均为5 N
若A、B两测力计的弹簧劲数系数不同，则可能A的示数为6 N，B的示数为4 N
无论A、B两测力计是否相同，A、B的示数都为10 N
A、B之间的拉力一直大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力
题组二　一对相互作用力与一对平衡力的比较
4.教室里的磁性白板上通常粘有一些小磁铁，可用于“粘”挂纸张。关于小磁铁，下列说法中正确的是(　　)
磁铁受到五个力的作用
磁铁受到的吸引力大于受到的弹力才能被吸住
磁铁受到的支持力与白板受到的压力是一对平衡力
磁铁受到的支持力与白板受到的压力是一对作用力与反作用力
5.小华和弟弟在元旦期间玩了一个小游戏，比赛谁在水平桌面上叠起的苹果最多、最快。在第一轮比赛中小华取得了胜利。如图所示，她在5 s内便稳稳地叠放了三个苹果，则下列说法正确的是(　　)
苹果1受到的支持力是由苹果2的形变产生的
苹果1对苹果2的压力和苹果3对苹果2的支持力是一对平衡力
苹果1对苹果2的压力与苹果3对苹果2的支持力是一对作用力与反作用力
桌面对苹果3的作用力不一定竖直向上
6.(多选) “竹蜻蜓”是中国一种流传甚广的民间儿童玩具。如图所示，“竹蜻蜒”由竹柄和“翅膀”两部分组成。先双手夹住竹柄一搓，然后松开双手，“竹蜻蜓”就会靠旋转“翅膀”的作用飞上天空，过一会儿再落下来。松手后“竹蜻蜓”开始向上飞时，关于“竹蜻蜓”和空气间的相互作用力，下列说法中正确的是(　　)
“竹蜻蜓”对空气的作用力大于“竹蜻蜓”的重力
“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力大小相等
“竹蜻蜓”对空气的作用力与“竹蜻蜓”的重力是一对作用力与反作用力
“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力是一对平衡力
题组三　转换对象法的应用
7.一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知重力加速度为g，环沿杆以加速度a匀加速下滑，则此时箱子对地面的压力大小为(　　)
Mg＋mg－ma Mg－mg＋ma
Mg＋mg Mg－mg
8.如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重G＝10 N的金属块，使金属块一部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢出)。若弹簧测力计的示数变为T＝6 N，则台秤的示数比金属块没有浸入水前(　　)
增加4 N 增加10 N
增加6 N 保持不变
综合提升练
9.(多选)在水乡，渡船是最早的交通方式之一。渡船时，船工站在船上用篙撑岸使船开始离岸的过程中(　　)
岸对蒿的弹力值大于篙对岸的弹力值
人对船的摩擦力与船对人的摩擦力大小相等
船受到的合力为0
手对篙的弹力和篙对手的弹力是一对作用力与反作用力
10.(多选)(2024·广东汕头市高一期末)原地纵跳摸高是篮球运动员训练弹跳力的必备项目。如图所示，运动员小王从直立状态开始屈腿下蹲，使重心下移，调整好姿势后，由静止开始发力，蹬地起跳后离开地面，竖直向上运动直到最高点，空气阻力忽略不计，对以上运动过程分析正确的是(　　)
蹬地起跳时，地面受到的压力和小王受到的支持力大小相等
蹬地起跳时，小王对地面的压力大于他的重力
屈腿下蹲过程，小王受到的重力和支持力是一对平衡力
到达最高点时，小王受力平衡
11.(多选)如图所示，质量分别为m1、m2的甲、乙两木块之间压缩一轻弹簧，用细线拉紧，竖直放置在水平地面上。当整个装置处于静止状态时，弹簧竖直，细线的拉力大小为F。将细线剪断的瞬间，下列说法中正确的是(　　)
甲的加速度大小为a＝
甲的加速度大小为a＝
乙对地面的压力大小为(m1＋m2)g＋F
地面对乙的支持力大小为(m1＋m2)g
12.(12分)消防安全关系到每一个人的生命安全和个人利益，每年的11月9日是消防安全日，向永远冲在第一线，用生命保卫国家和人民安全的消防官兵致敬！假设有一名消防队员从高h＝10 m的竖直杆的顶端无初速度滑下，经时间t＝2 s落地，若该名消防队员的质量为m＝50 kg，杆对人的摩擦力大小恒定，g＝10 m/s2，请你计算消防队员下滑时的加速度大小和他对杆的摩擦力。
第4节　牛顿第三运动定律
1.A　[轮船之所以前进是因为螺旋桨旋转时给水一个向后的推力，水同时给螺旋桨一个向前的推力，从而推动轮船前进，故A正确；甲、乙两人拔河时，甲对绳子的拉力与绳子对甲的拉力是一对作用力与反作用力，乙对绳子的拉力与绳子对乙的拉力是一对作用力与反作用力，故B错误；马拉车的力和车拉马的力是一对作用力与反作用力，大小总是相等的，只有当马对车的拉力大于车受到的阻力时，车才能启动，故C错误；作用力与反作用力作用在两个物体上，不能求合力，故D错误。]
2.BD　[甲获胜的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力；乙后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，与运动状态无关，B、D正确。]
3.CD　[A、B之间的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，知大小相等，方向相反，无论A、B两测力计是否相同，A、B的示数都为10 N，故C、D正确。]
4.D　[磁铁受重力、静摩擦力、吸引力和弹力共4个力，故A错误；磁铁受到白板的吸引力和磁铁受到白板的弹力是一对平衡力，大小相等，故B错误；磁铁受到的支持力与白板受到的压力是一对作用力与反作用力，故C错误，D正确。]
5.A　[苹果1受到的支持力是由苹果2的形变产生的，选项A正确；苹果1对苹果2的压力小于苹果3对苹果2的支持力，它们不是一对平衡力，选项B错误；苹果1对苹果2的压力与苹果3对苹果2的支持力大小不相等，不是一对作用力与反作用力，选项C错误；对3个苹果组成的整体而言，桌面对苹果3的作用力与整体的重力平衡，整体的重力竖直向下，则桌面对苹果3的作用力一定竖直向上，选项D错误。]
6.AB　[松手后“竹蜻蜓”开始向上飞时“竹蜻蜓”对空气的作用力大于“竹蜻蜓”的重力，它们不是作用力与反作用力，故A正确，C错误；“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故B正确，D错误。]
7.A　[环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，以环为研究对象，根据牛顿第二定律有mg－f＝ma，根据牛顿第三定律可知，环给杆竖直向下的摩擦力f′大小等于f，箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示
　
以箱子为研究对象根据平衡条件有N＝f′＋Mg＝f＋Mg＝Mg＋mg－ma，根据牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，即N′＝Mg＋mg－ma，故A正确。]
8.A　[金属块部分浸入水中后，水对金属块产生浮力F，由弹簧测力计的示数知，浮力的大小为F＝G－T＝(10－6) N＝4 N，根据牛顿第三运动定律可知，金属块对水施加一个反作用力F′，其大小F′＝F＝4 N，所以台秤的示数增加4 N，故A正确，B、C、D错误。]
9.BD　[岸对篙的弹力与篙对岸的弹力是一对作用力与反作用力，大小相等，故A错误；人对船的摩擦力与船对人的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，故B正确；船在离岸过程中做加速运动，合力不为0，故C错误；手对篙的弹力和篙对手的弹力是一对作用力与反作用力，故D正确。]
10.AB　[蹬地起跳时，地面受到的压力和小王受到的支持力是一对作用力与反作用力，一定大小相等，故A正确；蹬地起跳时，小王加速上升故小王所受的支持力大于自身的重力，根据小王对地面的压力大小等于小王受到的支持力大小，小王对地面的压力大于他的重力，故B正确；屈腿下蹲过程，小王先加速后减速，不是平衡状态，即小王受到的重力和支持力不是一对平衡力，故C错误；到达最高点时，小王只受重力，受力不平衡，故D错误。]
11.AC　[开始系统处于静止状态，对甲受力分析，有F＋m1g＝F弹，剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，由牛顿第二运动定律得F弹－m1g＝m1a，联立解得a＝，故A正确，B错误；对乙受力分析可知，剪断细线瞬间处于静止状态，则N＝m2g＋F弹，联立F＋m1g＝F弹，可知N＝m2g＋m1g＋F，由牛顿第三运动定律可知乙对地面的压力大小N′＝N＝m2g＋m1g＋F，故C正确，D错误。]
12.5 m/s2　250 N，方向竖直向下
解析　设消防队员下滑时的加速度大小为a，杆对消防员的摩擦力为f，有h＝at2
解得a＝5 m/s2
对消防员，由牛顿第二定律得mg－f＝ma
解得f＝250 N，方向竖直向上
根据牛顿第三定律可知，消防员对杆的摩擦力
f′＝f＝250 N，方向竖直向下。第4节　牛顿第三运动定律
学习目标　1.能区分一对平衡力与一对作用力与反作用力。2.理解牛顿第三运动定律的内容，能用牛顿第三运动定律解释生产生活中的相关现象，解决一些实际问题。3.能根据作用力与反作用力的定义设计实验，探究作用力与反作用力的大小、方向的关系。
知识点一　牛顿第三运动定律的理解及应用
成语 “以卵击石”是指拿蛋去碰石头，比喻不自量力，自取灭亡。
(1)如图，以卵击石时，卵对石头的作用力大，还是石头对卵的作用力大？
(2)为什么会出现卵碎石全的不同效果？
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1.作用力与反作用力：力的作用是相互的，物理学中，把物体间的这一对____________称为作用力与反作用力。我们可把其中任意一个力称为作用力，则另一个力则称为反作用力。
2.牛顿第三运动定律及其意义
(1)内容：两个物体之间的作用力与反作用力大小________，方向________，作用在________直线上。
(2)表达式：F＝－F′。
(3)意义：揭示了物体之间相互作用的规律，使人们不仅可研究单个物体的运动，还可以把存在相互作用的____________的运动联系起来进行研究。
【思考】
根据如图所示的情景，思考后回答问题：
(1)图(a)中甲、乙两同学想通过对方所拿的弹簧测力计的示数来比出谁的力气大，这可能吗？
(2)图(b)中“马拉车的力始终等于车拉马的力。”你认为这种说法正确吗？如果是正确的，那么车为什么还能向前运动呢？
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例1 (鲁科版教材P141“DIS实验室”改编)如图甲，用两个力传感器的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，显示器屏幕上出示的结果如图乙所示。观察相互作用力随时间变化的真实实验曲线，可以得到以下实验结论(　　)
A.作用力与反作用力一定同时变化
B.作用力与反作用力的合力为0
C.作用力与反作用力总是相同
D.作用力与反作用力产生在同一挂钩上
1.作用力与反作用力的三个性质
2.作用力与反作用力的四个特征
等值 作用力与反作用力大小总是相等的
反向 作用力与反作用力方向总是相反的
共线 作用力与反作用力总是在同一条直线上
同性质 作用力与反作用力性质总是相同的
例2 如图所示，一匹马拉着车前行，关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系，下列说法中正确的是(　　)
A.马拉车的力总是大于车拉马的力
B.马拉车的力总是等于车拉马的力
C.加速运动时，马拉车的力大于车拉马的力
D.减速运动时，马拉车的力小于车拉马的力
牛顿第三运动定律中“总是”的含义
“总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力和反作用力的关系都成立，表现在以下三个方面：
(1)与物体的种类、大小和形状无关。
(2)与物体的运动状态无关。
(3)与另一个物体受不受其他力无关。
知识点二　一对相互作用力与一对平衡力的比较
如图所示，牧童沿水平方向拉牛，但没有拉动。
(1)牛受到几个力的作用？画出牛受力的示意图。
(2)牛受到的几个力中，哪些是一对平衡力？
(3)指出牛受到的几个力的反作用力。
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一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
　　内容 比较　　 一对作用力与反作用力 一对平衡力
不 同 点 作用 对象 两个相互作用的物体 同一物体
依赖 关系 相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个依然可存在
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，且合力为零
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、作用在同一条直线上
例3 (2024·福建泉州高一期末)如图所示，某学生水平用力推箱子，使箱子在水平地面上向前做加速直线运动，则(　　)
A.学生对箱子的作用力与箱子对学生的作用力大小相等
B.学生对箱子的推力与地面对箱子的摩擦力大小相等
C.地面对箱子的摩擦力和箱子对地面的摩擦力是一对平衡力
D.箱子对地面的压力和箱子的重力是一对作用力和反作用力
作用力和反作用力与一对平衡力的判断方法主要看两个力是作用在同一物体上还是作用在相互作用的两个物体上。　　
训练1 如图所示，水平放置的写字台上静止放着台灯等物品，用水平推力向右推写字台，写字台始终静止。下列说法正确的是(　　)
A.台灯所受桌面对它的支持力是由于台灯发生形变而产生的
B.台灯受到的重力与它对桌面的压力是一对平衡力
C.桌面对台灯的摩擦力方向向左
D.台灯对桌面的压力与桌面对台灯的支持力是一对作用力与反作用力
知识点三　转换对象法的应用
转换对象法是指根据所给的物理情境进行转换研究对象，使问题得到快速解决。
1.适用条件
当物体的某个力不容易求时，可根据作用力与反作用力的关系，先求它的反作用力，如求压力时，可先求支持力。在许多问题中，牛顿第三定律都起到了转换研究对象的重要作用。
2.求解策略
(1)分析所求力的受力物体的受力情况和已知信息，判断该力是否可以直接求出。
(2)若不能直接求出，则转换研究对象，分析待求力的反作用力。
(3)求出其反作用力后，由牛顿第三定律确定待求力的大小、方向。
例4 如图所示，底座A上装有一根竖直杆，其总质量为M，杆上套有质量为m的圆环B，它与杆之间存在摩擦。当圆环从底端以某一速度v向上运动时，圆环的加速度大小为a，底座A不动，已知重力加速度为g，求圆环在上升和下落过程中，水平面对底座的支持力的大小。
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训练2 如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的足够长的木板，木板上站着一只猫，已知木板的质量是猫的质量的2倍，当绳子突然断开时，猫立即沿着木板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为多少？(取重力加速度为g)
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随堂对点自测
1.(作用力与反作用力的理解)如图所示，田径50 m短跑起跑时，运动员的脚对助跑器施加一个向后的力F1，助跑器给运动员一个向前的力F2，助其加速。则下列说法正确的是(　　)
A.F2>F1 B.F1和F2大小相等
C.F1先于F2产生 D.F1后于F2产生
2.(牛顿第三运动定律的应用)跳绳运动是众人在一根环摆的绳中做各种跳跃动作的运动游戏。如图所示，小朋友在跳绳的过程中(　　)
A.小朋友向上运动的原因是小朋友受到地面的支持力大于她给地面的压力
B.小朋友下蹲时，她受到的重力变大
C.小朋友受到地面的支持力等于她对地面的压力
D.小朋友离开地面向上运动是因为她受到向上的冲力作用
3.(牛顿运动定律的应用)如图所示的装置中，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦。初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮。下列说法正确的是(　　)
A.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对作用力与反作用力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力
C.若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮
D.若甲的质量较大，则乙先到达滑轮
第4节　牛顿第三运动定律
知识点一
导学　提示　(1)一样大。
(2)虽然卵对石头的作用力与石头对卵的作用力等大，但由于两者能承受的最大外力不同，所以会出现不同的作用效果。
知识梳理
1.相互作用力　2.(1)相等　相反　同一条　(3)各个物体
[思考] 提示　(1)题图(a)中甲、乙两同学间的相互作用力总是大小相等，方向相反，因此，两弹簧测力计的示数一定相等，不可能由此比出谁的力气大。
(2)题图(b)中说法正确，车之所以向前运动，是由马拉车的力与车所受的摩擦力的大小关系决定的。
例1 A　[根据图像可知作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，同时变化，故A正确，C错误；作用力与反作用力分别作用在两个不同物体上，不能合成，故B、D错误。]
例2 B　[马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力和反作用力，它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，与运动状态无关。加速运动或者减速运动时，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，故A、C、D错误，B正确。]
知识点二
导学　提示　(1)牛受到重力G、地面对牛的支持力N、绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力f，共四个力作用，受力示意图如图所示。
(2)牛受到的重力G和地面对牛的支持力N是一对平衡力；绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力f是一对平衡力。
(3)牛受到重力G的反作用力是牛对地球的吸引力；地面对牛的支持力N的反作用力是牛对地面的压力；绳对牛的拉力F的反作用力是牛对绳的拉力；地面对牛的摩擦力f的反作用力是牛对地面的摩擦力。
例3 A　[学生对箱子的作用力与箱子对学生的作用力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，选项A正确；箱子做加速直线运动，则学生对箱子的推力大于地面对箱子的摩擦力，选项B错误；地面对箱子的摩擦力和箱子对地面的摩擦力是一对作用力与反作用力，选项C错误；箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对作用力与反作用力，选项D错误。]
训练1 D　[台灯所受桌面对它的支持力是由于桌面发生形变而产生的，A错误；台灯受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力，B错误；桌面与台灯之间没有相对运动或相对运动的趋势，因此桌面与台灯之间没有摩擦力，C错误；台灯与桌面是一对相互作用的物体，因此台灯对桌面的压力与桌面对台灯的支持力是一对作用力与反作用力，D正确。]
知识点三
例4 (M＋m)g－ma　(M－m)g＋ma
解析　圆环上升时，两物体受力情况如图甲所示，其中f1为杆对环的摩擦力，f2为环对杆的摩擦力
对圆环，有mg＋f1＝ma
对底座及竖直杆，有N1＋f2－Mg＝0
由牛顿第三运动定律得f1＝f2
联立解得N1＝(M＋m)g－ma
圆环下落时，两物体受力情况如乙所示。
对底座及竖直杆，有
Mg＋f2′－N2＝0
由牛顿第三运动定律得f1′＝f2′
又有f1＝f1′
联立解得N2＝(M－m)g＋ma。
训练2 gsin θ
解析　猫保持其相对斜面的位置不变，所以可以理解为猫相对斜面静止。设猫的质量为m，则木板的质量为2m。对猫进行受力分析，猫受重力mg、木板对它的支持力N、木板对它的沿斜面向上的摩擦力f1，则有mgsin θ＝f1。木板受重力、斜面对木板的支持力、猫对木板的压力、猫对木板沿斜面向下的摩擦力f2，且f1与f2是一对作用力与反作用力，所以f1＝f2，在沿斜面方向上有2mgsin θ＋f2＝2ma，解得a＝gsin θ。
随堂对点自测
1.B　[脚对助跑器施加一个向后的力F1和助跑器给运动员一个向前的力F2，这两个力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，这两个力等大反向，同时产生同时消失，故B正确。]
2.C　[小朋友受到地面的支持力与小朋友给地面的压力是一对作用力与反作用力，总是等大反向，选项A错误，C正确；小朋友在跳绳过程中，所受重力不变，选项B错误；小朋友离开地面向上运动是因为具有惯性，并不是受到向上的冲力作用，选项D错误。]
3.D　[甲对绳的拉力与乙对绳的拉力方向相同，不是一对作用力与反作用力，也不是平衡力，选项A、B错误；由于滑轮光滑，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，则甲受到的绳子的拉力等于乙受到的绳子的拉力，若甲的质量大，则甲攀爬时，乙的加速度大于甲的加速度，所以乙会先到达滑轮，选项C错误，D正确。](共49张PPT)
第4节　牛顿第三运动定律
第5章　牛顿运动定律
1.能区分一对平衡力与一对作用力与反作用力。
2.理解牛顿第三运动定律的内容，能用牛顿第三运动定律解释生产生活中的相关现象，解决一些实际问题。
3.能根据作用力与反作用力的定义设计实验，探究作用力与反作用力的大小、方向的关系。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　一对相互作用力与一对平衡力的比较
知识点一　牛顿第三运动定律的理解及应用
知识点三　转换对象法的应用
知识点一　牛顿第三运动定律的理解及应用
成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头，比喻不自量力，自取灭亡。
(1)如图，以卵击石时，卵对石头的作用力大，还是石头对
卵的作用力大？
(2)为什么会出现卵碎石全的不同效果？
提示　(1)一样大。
(2)虽然卵对石头的作用力与石头对卵的作用力等大，但由于两者能承受的最大外力不同，所以会出现不同的作用效果。
1.作用力与反作用力：力的作用是相互的，物理学中，把物体间的这一对____________称为作用力与反作用力。我们可把其中任意一个力称为作用力，则另一个力则称为反作用力。
2.牛顿第三运动定律及其意义
(1)内容：两个物体之间的作用力与反作用力大小______，方向______，作用在________直线上。
(2)表达式：F＝－F′。
(3)意义：揭示了物体之间相互作用的规律，使人们不仅可研究单个物体的运动，还可以把存在相互作用的__________的运动联系起来进行研究。
相互作用力
相等
相反
同一条
各个物体
【思考】
根据如图所示的情景，思考后回答问题：
(1)图(a)中甲、乙两同学想通过对方所拿的弹簧测力计的示数来比出谁的力气大，这可能吗？
(2)图(b)中“马拉车的力始终等于车拉马的力。”你认为这种说法正确吗？如果是正确的，那么车为什么还能向前运动呢？
提示　(1)题图(a)中甲、乙两同学间的相互作用力总是大小相等，方向相反，因此，两弹簧测力计的示数一定相等，不可能由此比出谁的力气大。
(2)题图(b)中说法正确，车之所以向前运动，是由马拉车的力与车所受的摩擦力的大小关系决定的。
A
例1 (鲁科版教材P141“DIS实验室”改编)如图甲，用两个力传感器的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，显示器屏幕上出示的结果如图乙所示。观察相互作用力随时间变化的真实实验曲线，可以得到以下实验结论(　　)
A.作用力与反作用力一定同时变化
B.作用力与反作用力的合力为0
C.作用力与反作用力总是相同
D.作用力与反作用力产生在同一挂钩上
解析　根据图像可知作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，同时变化，故A正确，C错误；作用力与反作用力分别作用在两个不同物体上，不能合成，故B、D错误。
1.作用力与反作用力的三个性质
2.作用力与反作用力的四个特征
等值 作用力与反作用力大小总是相等的
反向 作用力与反作用力方向总是相反的
共线 作用力与反作用力总是在同一条直线上
同性质 作用力与反作用力性质总是相同的
例2 如图所示，一匹马拉着车前行，关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系，下列说法中正确的是(　　)
A.马拉车的力总是大于车拉马的力
B.马拉车的力总是等于车拉马的力
C.加速运动时，马拉车的力大于车拉马的力
D.减速运动时，马拉车的力小于车拉马的力
B
解析　马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力和反作用力，它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，与运动状态无关。加速运动或者减速运动时，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，故A、C、D错误，B正确。
牛顿第三运动定律中“总是”的含义
“总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力和反作用力的关系都成立，表现在以下三个方面：
(1)与物体的种类、大小和形状无关。
(2)与物体的运动状态无关。
(3)与另一个物体受不受其他力无关。
知识点二　一对相互作用力与一对平衡力的比较
如图所示，牧童沿水平方向拉牛，但没有拉动。
(1)牛受到几个力的作用？画出牛受力的示意图。
(2)牛受到的几个力中，哪些是一对平衡力？
(3)指出牛受到的几个力的反作用力。
提示　(1)牛受到重力G、地面对牛的支持力N、绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力f，共四个力作用，受力示意图如图所示。
(2)牛受到的重力G和地面对牛的支持力N是一对平衡力；
绳对牛的拉力F和地面对牛的摩擦力f是一对平衡力。
(3)牛受到重力G的反作用力是牛对地球的吸引力；地面对牛的支持力N的反作用力是牛对地面的压力；绳对牛的拉力F的反作用力是牛对绳的拉力；地面对牛的摩擦力f的反作用力是牛对地面的摩擦力。
一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
　　内容 比较　　 一对作用力与反作用力 一对平衡力
不 同 点 作用对象 两个相互作用的物体 同一物体
依赖关系 相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个依然可存在
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，且合力为零
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、作用在同一条直线上
A
例3 (2024·福建泉州高一期末)如图所示，某学生水平用力推箱子，使箱子在水平地面上向前做加速直线运动，则(　　)
A.学生对箱子的作用力与箱子对学生的作用力大小相等
B.学生对箱子的推力与地面对箱子的摩擦力大小相等
C.地面对箱子的摩擦力和箱子对地面的摩擦力是一对平衡力
D.箱子对地面的压力和箱子的重力是一对作用力和反作用力
解析　学生对箱子的作用力与箱子对学生的作用力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，选项A正确；箱子做加速直线运动，则学生对箱子的推力大于地面对箱子的摩擦力，选项B错误；地面对箱子的摩擦力和箱子对地面的摩擦力是一对作用力与反作用力，选项C错误；箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对作用力与反作用力，选项D错误。
作用力和反作用力与一对平衡力的判断方法主要看两个力是作用在同一物体上还是作用在相互作用的两个物体上。　　
D
训练1 如图所示，水平放置的写字台上静止放着台灯等物品，用水平推力向右推写字台，写字台始终静止。下列说法正确的是(　　)
A.台灯所受桌面对它的支持力是由于台灯发生形变而产生的
B.台灯受到的重力与它对桌面的压力是一对平衡力
C.桌面对台灯的摩擦力方向向左
D.台灯对桌面的压力与桌面对台灯的支持力是一对作用力与反作用力
解析　台灯所受桌面对它的支持力是由于桌面发生形变而产生的，A错误；台灯受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力，B错误；桌面与台灯之间没有相对运动或相对运动的趋势，因此桌面与台灯之间没有摩擦力，C错误；台灯与桌面是一对相互作用的物体，因此台灯对桌面的压力与桌面对台灯的支持力是一对作用力与反作用力，D正确。
知识点三　转换对象法的应用
转换对象法是指根据所给的物理情境进行转换研究对象，使问题得到快速解决。
1.适用条件
当物体的某个力不容易求时，可根据作用力与反作用力的关系，先求它的反作用力，如求压力时，可先求支持力。在许多问题中，牛顿第三定律都起到了转换研究对象的重要作用。
2.求解策略
(1)分析所求力的受力物体的受力情况和已知信息，判断该力是否可以直接求出。
(2)若不能直接求出，则转换研究对象，分析待求力的反作用力。
(3)求出其反作用力后，由牛顿第三定律确定待求力的大小、方向。
C
例4 如图所示，底座A上装有一根竖直杆，其总质量为M，杆上套有质量为m的圆环B，它与杆之间存在摩擦。当圆环从底端以某一速度v向上运动时，圆环的加速度大小为a，底座A不动，已知重力加速度为g，求圆环在上升和下落过程中，水平面对底座的支持力的大小。
解析　圆环上升时，两物体受力情况如图甲所示，其中f1为杆对环的摩擦力，f2为环对杆的摩擦力
对圆环，有mg＋f1＝ma
对底座及竖直杆，有N1＋f2－Mg＝0
由牛顿第三运动定律得f1＝f2
联立解得N1＝(M＋m)g－ma
圆环下落时，两物体受力情况如乙所示。
对底座及竖直杆，有
Mg＋f2′－N2＝0
由牛顿第三运动定律得f1′＝f2′
又有f1＝f1′
联立解得N2＝(M－m)g＋ma。
答案　(M＋m)g－ma　(M－m)g＋ma
训练2 如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的足够长的木板，木板上站着一只猫，已知木板的质量是猫的质量的2倍，当绳子突然断开时，猫立即沿着木板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为多少？(取重力加速度为g)
随堂对点自测
2
B
1.(作用力与反作用力的理解)如图所示，田径50 m短跑起跑时，运动员的脚对助跑器施加一个向后的力F1，助跑器给运动员一个向前的力F2，助其加速。则下列说法正确的是(　　)
A.F2>F1
B.F1和F2大小相等
C.F1先于F2产生
D.F1后于F2产生
解析　脚对助跑器施加一个向后的力F1和助跑器给运动员一个向前的力F2，这两个力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，这两个力等大反向，同时产生同时消失，故B正确。
C
2.(牛顿第三运动定律的应用)跳绳运动是众人在一根环摆的绳中做各种跳跃动作的运动游戏。如图所示，小朋友在跳绳的过程中(　　)
A.小朋友向上运动的原因是小朋友受到地面的支持力大于
她给地面的压力
B.小朋友下蹲时，她受到的重力变大
C.小朋友受到地面的支持力等于她对地面的压力
D.小朋友离开地面向上运动是因为她受到向上的冲力作用
解析　小朋友受到地面的支持力与小朋友给地面的压力是一对作用力与反作用力，总是等大反向，选项A错误，C正确；小朋友在跳绳过程中，所受重力不变，选项B错误；小朋友离开地面向上运动是因为具有惯性，并不是受到向上的冲力作用，选项D错误。
D
3.(牛顿运动定律的应用)如图所示的装置中，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦。初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮。下列说法正确的是(　　)
A.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对作用力与反作用力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力
C.若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮
D.若甲的质量较大，则乙先到达滑轮
解析　甲对绳的拉力与乙对绳的拉力方向相同，不是一对作用力与反作用力，也不是平衡力，选项A、B错误；由于滑轮光滑，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，则甲受到的绳子的拉力等于乙受到的绳子的拉力，若甲的质量大，则甲攀爬时，乙的加速度大于甲的加速度，所以乙会先到达滑轮，选项C错误，D正确。
课后巩固训练
3
A
题组一　牛顿第三运动定律的理解
1.用牛顿第三运动定律判断下列说法正确的是(　　)
A.轮船的螺旋桨旋转时，向后推水，水同时给螺旋桨一个反作用力，推动轮船前进
B.甲、乙两人拔河时，甲对绳子的拉力与乙对绳子的拉力是一对作用力与反作用力
C.马拉车前进，只有马对车的拉力大于车对马的拉力时，车才能前进
D.一个作用力和它的反作用力的合力为零
基础对点练
解析　轮船之所以前进是因为螺旋桨旋转时给水一个向后的推力，水同时给螺旋桨一个向前的推力，从而推动轮船前进，故A正确；甲、乙两人拔河时，甲对绳子的拉力与绳子对甲的拉力是一对作用力与反作用力，乙对绳子的拉力与绳子对乙的拉力是一对作用力与反作用力，故B错误；马拉车的力和车拉马的力是一对作用力与反作用力，大小总是相等的，只有当马对车的拉力大于车受到的阻力时，车才能启动，故C错误；作用力与反作用力作用在两个物体上，不能求合力，故D错误。
BD
2.(多选)如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是(　　)
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小
C.当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜
解析　甲获胜的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力；乙后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，与运动状态无关，B、D正确。
CD
3.(多选)如图所示，某同学把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用10 N的拉力拉测力计A。两弹簧测力计读数准确，且均未超出量程，下列说法正确的是(　　)
A.若A、B两测力计完全相同，则A、B的示数均为5 N
B.若A、B两测力计的弹簧劲数系数不同，则可能A的示数为6 N，B的示数为4 N
C.无论A、B两测力计是否相同，A、B的示数都为10 N
D.A、B之间的拉力一直大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力
解析　A、B之间的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，知大小相等，方向相反，无论A、B两测力计是否相同，A、B的示数都为10 N，故C、D正确。
D
题组二　一对相互作用力与一对平衡力的比较
4.教室里的磁性白板上通常粘有一些小磁铁，可用于“粘”挂纸张。关于小磁铁，下列说法中正确的是(　　)
A.磁铁受到五个力的作用
B.磁铁受到的吸引力大于受到的弹力才能被吸住
C.磁铁受到的支持力与白板受到的压力是一对平衡力
D.磁铁受到的支持力与白板受到的压力是一对作用力与反作用力
解析　磁铁受重力、静摩擦力、吸引力和弹力共4个力，故A错误；磁铁受到白板的吸引力和磁铁受到白板的弹力是一对平衡力，大小相等，故B错误；磁铁受到的支持力与白板受到的压力是一对作用力与反作用力，故C错误，D正确。
A
5.小华和弟弟在元旦期间玩了一个小游戏，比赛谁在水平桌面上叠起的苹果最多、最快。在第一轮比赛中小华取得了胜利。如图所示，她在5 s内便稳稳地叠放了三个苹果，则下列说法正确的是(　　)
A.苹果1受到的支持力是由苹果2的形变产生的
B.苹果1对苹果2的压力和苹果3对苹果2的支持力是一对平衡力
C.苹果1对苹果2的压力与苹果3对苹果2的支持力是一对作用力与反作用力
D.桌面对苹果3的作用力不一定竖直向上
解析　苹果1受到的支持力是由苹果2的形变产生的，选项A正确；苹果1对苹果2的压力小于苹果3对苹果2的支持力，它们不是一对平衡力，选项B错误；苹果1对苹果2的压力与苹果3对苹果2的支持力大小不相等，不是一对作用力与反作用力，选项C错误；对3个苹果组成的整体而言，桌面对苹果3的作用力与整体的重力平衡，整体的重力竖直向下，则桌面对苹果3的作用力一定竖直向上，选项D错误。
AB
6.(多选)“竹蜻蜓”是中国一种流传甚广的民间儿童玩具。如图所示，“竹蜻蜒”由竹柄和“翅膀”两部分组成。先双手夹住竹柄一搓，然后松开双手，“竹蜻蜓”就会靠旋转“翅膀”的作用飞上天空，过一会儿再落下来。松手后“竹蜻蜓”开始向上飞时，关于“竹蜻蜓”和空气间的相互作用力，下列说法中正确的是(　　)
A.“竹蜻蜓”对空气的作用力大于“竹蜻蜓”的重力
B.“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力大小相等
C.“竹蜻蜓”对空气的作用力与“竹蜻蜓”的重力是一对作用力与反作用力
D.“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力是一对平衡力
解析　松手后“竹蜻蜓”开始向上飞时“竹蜻蜓”对空气的作用力大于“竹蜻蜓”的重力，它们不是作用力与反作用力，故A正确，C错误；“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故B正确，D错误。
A
题组三　转换对象法的应用
7.一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知重力加速度为g，环沿杆以加速度a匀加速下滑，则此时箱子对地面的压力大小为(　　)
A.Mg＋mg－ma B.Mg－mg＋ma
C.Mg＋mg D.Mg－mg
解析　环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，以环为研究对象，根据牛顿第二定律有mg－f＝ma，根据牛顿第三定律可知，环给杆竖直向下的摩擦力f′大小等于f，箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示
以箱子为研究对象根据平衡条件有N＝f′＋Mg＝f＋Mg＝Mg＋mg－ma，根据牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，即N′＝Mg＋mg－ma，故A正确。
A
8.如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重G＝10 N的金属块，使金属块一部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢出)。若弹簧测力计的示数变为T＝6 N，则台秤的示数比金属块没有浸入水前(　　)
A.增加4 N B.增加10 N
C.增加6 N D.保持不变
解析　金属块部分浸入水中后，水对金属块产生浮力F，由弹簧测力计的示数知，浮力的大小为F＝G－T＝(10－6) N＝4 N，根据牛顿第三运动定律可知，金属块对水施加一个反作用力F′，其大小F′＝F＝4 N，所以台秤的示数增加4 N，故A正确，B、C、D错误。
BD
9.(多选)在水乡，渡船是最早的交通方式之一。渡船时，船工站在船上用篙撑岸使船开始离岸的过程中(　　)
综合提升练
A.岸对蒿的弹力值大于篙对岸的弹力值
B.人对船的摩擦力与船对人的摩擦力大小相等
C.船受到的合力为0
D.手对篙的弹力和篙对手的弹力是一对作用力与反作用力
解析　岸对篙的弹力与篙对岸的弹力是一对作用力与反作用力，大小相等，故A错误；人对船的摩擦力与船对人的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，故B正确；船在离岸过程中做加速运动，合力不为0，故C错误；手对篙的弹力和篙对手的弹力是一对作用力与反作用力，故D正确。
AB
10.(多选)(2024·广东汕头市高一期末)原地纵跳摸高是篮球运动员训练弹跳力的必备项目。如图所示，运动员小王从直立状态开始屈腿下蹲，使重心下移，调整好姿势后，由静止开始发力，蹬地起跳后离开地面，竖直向上运动直到最高点，空气阻力忽略不计，对以上运动过程分析正确的是(　　)
A.蹬地起跳时，地面受到的压力和小王
受到的支持力大小相等
B.蹬地起跳时，小王对地面的压力大于
他的重力
C.屈腿下蹲过程，小王受到的重力和支持力是一对平衡力
D.到达最高点时，小王受力平衡
解析　蹬地起跳时，地面受到的压力和小王受到的支持力是一对作用力与反作用力，一定大小相等，故A正确；蹬地起跳时，小王加速上升故小王所受的支持力大于自身的重力，根据小王对地面的压力大小等于小王受到的支持力大小，小王对地面的压力大于他的重力，故B正确；屈腿下蹲过程，小王先加速后减速，不是平衡状态，即小王受到的重力和支持力不是一对平衡力，故C错误；到达最高点时，小王只受重力，受力不平衡，故D错误。
AC
11.(多选)如图所示，质量分别为m1、m2的甲、乙两木块之间压缩一轻弹簧，用细线拉紧，竖直放置在水平地面上。当整个装置处于静止状态时，弹簧竖直，细线的拉力大小为F。将细线剪断的瞬间，下列说法中正确的是(　　)
12.消防安全关系到每一个人的生命安全和个人利益，每年的11月9日是消防安全日，向永远冲在第一线，用生命保卫国家和人民安全的消防官兵致敬！假设有一名消防队员从高h＝10 m的竖直杆的顶端无初速度滑下，经时间t＝2 s落地，若该名消防队员的质量为m＝50 kg，杆对人的摩擦力大小恒定，g＝10 m/s2，请你计算消防队员下滑时的加速度大小和他对杆的摩擦力。
答案　5 m/s2　250 N，方向竖直向下
解得a＝5 m/s2
对消防员，由牛顿第二定律得mg－f＝ma
解得f＝250 N，方向竖直向上
根据牛顿第三定律可知，消防员对杆的摩擦力
f′＝f＝250 N，方向竖直向下。

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