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第3节　牛顿第三定律
导学案
【学习目标】
1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。
2.理解牛顿第三定律的含义，并能用它解释生活中的现象。
3.知道作用力、反作用力与平衡力的区别。
【学习重难点】
1．知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力（重点）
2．掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题（重点）
3．区别平衡力与作用力和反作用力（重点难点）
【知识回顾】
初中知识回顾：
1.力的概念：力是 对 的作用。
2.力的作用是相互的：
（1）一个力必然联系着 物体，对一个力来说，一定有 物体也一定有 物体。
（2）一个物体在对别的物体 力的同时，也要 别的物体对它施加的力，因此，物体间力的作用
是 的。力总是 出现的，我们把其中的一个力叫做 ，另一个力叫做反作用力。
3.力的作用效果：
（1）力可以改变物体的
（2）力可以改变物体的
4.一对平衡力的特点：
作用在一个物体上的两个力,如果大小 、方向 ,并且作用在 直线上,这两个力就彼此平衡。
【自主预习】
一、作用力和反作用力　牛顿第三定律
1.力：力是物体对物体的作用，任何力一定同时存在着 物体和 物体。
2.作用力和反作用力：当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定 对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。作用力和反作用力总是相互 、同时存在的。
3.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 ，方向 ，作用在 直线上。
二、物体受力的初步分析
1.受力分析
分析物体受到哪些力，并将它们以力的示意图的形式表示出来，这一过程及方法叫受力分析。
2.两条思路
(1)根据物体 的变化分析。
(2)根据各种力的特点，从 的角度分析。
【课堂探究】
观察与思考：播放视频。
一、作用力和反作用力
思考与讨论：
(1)根据你的生活经验，你还能举出哪些物体间相互作用的例子？
(2)你所举的这些例子，相互作用的两个物体间受力有何共同的特点
识图与思考:生活实例分析
观察和实验表明：
1.两个物体之间的作用总是 的。
2.一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定 对前一物体也施加了力，即 存在着 物体和 物体。
3.物体间相互作用的这一对力，通常叫做 和 。
思考与讨论：
(1)作用力和反作用力的大小、方向有什么样的关系呢？
(2)你能否设计一个实验，定量且直观的反映出作用力和反作用力的大小和方向关系呢？
二、牛顿第三定律
（一）实验探究：用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
我们可以通过图3.3-3所示的装置进行实验，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A。可以看到两个测力计的指针同时移动。这时，测力计B受到A的拉力F,测力计A则受到B的拉力F'。F与F'有什么关系呢
【实验演示】
演示用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
演示用力传感器探究作用力和反作用力的关系
（二）实验现象
1.实验现象：用手拉弹簧秤A，可以看到两个弹簧秤的指针 运动，且两个弹簧秤的示数是 的，改变手拉弹簧的拉力，弹簧秤的示数也随着改变，但两个示数总 。
2.实验结论：作用力和反作用力大小总是 的，也是同时 的。
（三）牛顿第三定律
1.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 ，方向 ，作用在 直线上。
2.公式：F=-F’(负号表示作用力与反作用力的方向 )
3.牛顿第三定律的适用范围
牛顿第三定律是个普遍规律。所阐明的作用力与反作用力的关系不仅适用于静止的物体之间，也适用于相对运动的物体之间，这种关系与作用力的性质、物体质量大小、作用方式(是否接触)、物体运动状态及参考系的选择均 。
4.对牛顿第三定律的进一步理解
(1)作用力和反作用力的三个特征：① ；② ；③ 。
(2)作用力和反作用力的四个性质：① ；② ；③ ；④ 。
5.牛顿第三定律的应用
【视频演示】演示牛顿第三定律的应用
讨论与思考：
（1）拔河比赛中，双方队员经过努力，终究会有一队得胜。你是否认为那个队获得胜利,就是那个队的拉力大？
（2）大力士可以将卡车拉动，你是否认为大力士给卡车的拉力大于卡车给大力士的拉力,卡车才移动的呢？
三、物体受力的初步分析
（一）受力分析初步
1.分析受力的两条思路
(1)根据物体 的变化来分析和判断其受力情况；
(2)根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体受力。
2.受力分析的基本步骤
明确研究对象 按 找力 已知力必须是接触力 画 ，不画效果力
【视频演示】物体受力的初步分析
思考与讨论：
有同学根据初中所学的知识认为：如果两个力的大小相等，方向相反，这两个力就会互相平衡，作用效果就可以相互抵消了。既然作用力和反作用力也是大小相等，方向相反，它们也应该互相平衡！你认为这种的观点对吗？
（二）平衡力与作用力、反作用力比较
【视频演示】平衡力与作用力、反作用力的区别
比较项目 一对平衡力 一对作用力与反作用力
区 别 作用对象 物体 物体
作用效果 效果 ，F合=0 效果 ，不可求合力
力的性质 相同 相同
作用时间 不一定 变化消失 产生、消失、变化
相同
课堂小结：
【自我测评】
1．用一根绳子把物体挂在天花板上，物体静止时，以下说法中正确的是（　　）
A．物体所受到的重力跟绳对物体的拉力是一对作用力和反作用力
B．物体对绳的拉力跟绳对物体的拉力是一对平衡力
C．物体对绳的拉力就是物体所受到的重力
D．绳对物体的拉力跟物体对绳的拉力是一对作用力与反作用力
2．某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（　　）

A．只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力
B．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力
C．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力
D．桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力
3．如图所示，吊在天花板上的电扇所受重力为G，静止时固定杆对它的拉力为F，扇叶水平转动后，固定杆对它的拉力为F'，则（　　）
A．F=G、F=F'
B．F=G、FC．电扇静止时，固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力
D．扇叶水平转动后，固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力
4．2020年7月23日，搭载着中国首颗火星探测器天问一号的长征五号重型运载火箭在海南文昌发射场顺利发射升空。火箭点火升空时，喷出的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力而升空，如图所示，则（　　）
A．火箭获得的推力来自空气
B．火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力和反作用力
C．喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力和反作用力
D．喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对平衡力
5．如图所示，物体放在水平桌面上，受到一个水平向右的拉力F作用，却仍然保持静止，则下列说法中正确的是（　　）
A．物体受三个力作用，拉力和摩擦力是一对平衡力
B．物体受三个力作用，重力和地面的支持力是一对作用力和反作用力
C．物体受四个力作用，重力和物体对地面的压力是作用力和反作用力
D．物体受四个力作用，重力和地面的支持力是一对平衡力
6．如图所示，三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体间接触面不光滑，现用一水平力F作用于B上，三个物体仍静止，下列说法中正确的是（　　）
A．B物体受到六个力作用
B．A物体受到三个力作用
C．C物体受到水平面对它的摩擦力大小为F，方向水平向左
D．C物体对B物体的支持力大小等于B物体的重力
7．如图，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是（ ）
A．作用力F跟墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力
B．作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力
C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力
8．用计算机辅助实验系统做“验证牛顿第三定律”的实验：用一辆电动玩具汽车拖运另一辆无动力的玩具汽车，在两车挂接处装上传感器探头，并把它们的挂钩连在一起．当电动玩具汽车通电后拉着另一辆车向前运动时，显示器屏幕上呈现相互作用力随时间变化的图像，如图所示。观察分析相互作用力随时间变化的图像，得出以下实验结论，其中正确的是（　　）
A．作用力大时，反作用力小
B．作用力与反作用力作用在同一物体上
C．作用力和反作用力是同时变化的
D．作用力和反作用力总是大小相等的
【学后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
第3节　牛顿第三定律
导学案
【学习目标】
1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。
2.理解牛顿第三定律的含义，并能用它解释生活中的现象。
3.知道作用力、反作用力与平衡力的区别。
【学习重难点】
1．知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力（重点）
2．掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题（重点）
3．区别平衡力与作用力和反作用力（重点难点）
【知识回顾】
初中知识回顾：
1.力的概念：力是物体对物体的作用。
2.力的作用是相互的：
（1）一个力必然联系着两个物体，对一个力来说，一定有施力物体也一定有受力物体。
（2）一个物体在对别的物体施加力的同时，也要受到别的物体对它施加的力，因此，物体间力的作用是相互的。力总是成对出现的，我们把其中的一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力。
3.力的作用效果：
（1）力可以改变物体的运动状态
（2）力可以改变物体的形状
4.一对平衡力的特点：
作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
【自主预习】
一、作用力和反作用力　牛顿第三定律
1.力：力是物体对物体的作用，任何力一定同时存在着受力物体和施力物体。
2.作用力和反作用力：当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。作用力和反作用力总是相互依赖、同时存在的。
3.牛顿第三定律：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。
二、物体受力的初步分析
1.受力分析
分析物体受到哪些力，并将它们以力的示意图的形式表示出来，这一过程及方法叫受力分析。
2.两条思路
(1)根据物体运动状态的变化分析。
(2)根据各种力的特点，从相互作用的角度分析。
【课堂探究】
观察与思考：播放视频。
一、作用力和反作用力
思考与讨论：
(1)根据你的生活经验，你还能举出哪些物体间相互作用的例子？
(2)你所举的这些例子，相互作用的两个物体间受力有何共同的特点
识图与思考:生活实例分析
观察和实验表明：
1.两个物体之间的作用总是相互的。
2.一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定同时对前一物体也施加了力，即同时存在着施力物体和受力物体。
3.物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。
思考与讨论：
(1)作用力和反作用力的大小、方向有什么样的关系呢？
(2)你能否设计一个实验，定量且直观的反映出作用力和反作用力的大小和方向关系呢？
二、牛顿第三定律
（一）实验探究：用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
我们可以通过图3.3-3所示的装置进行实验，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A。可以看到两个测力计的指针同时移动。这时，测力计B受到A的拉力F,测力计A则受到B的拉力F'。F与F'有什么关系呢
【实验演示】
演示用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
演示用力传感器探究作用力和反作用力的关系
（二）实验现象
1.实验现象：用手拉弹簧秤A，可以看到两个弹簧秤的指针同时运动，且两个弹簧秤的示数是相等的，改变手拉弹簧的拉力，弹簧秤的示数也随着改变，但两个示数总相等。
2.实验结论：作用力和反作用力大小总是相等的，也是同时变化的。
（三）牛顿第三定律
1.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.公式：F=-F’(负号表示作用力与反作用力的方向相反)
3.牛顿第三定律的适用范围
牛顿第三定律是个普遍规律。所阐明的作用力与反作用力的关系不仅适用于静止的物体之间，也适用于相对运动的物体之间，这种关系与作用力的性质、物体质量大小、作用方式(是否接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关。
4.对牛顿第三定律的进一步理解
(1)作用力和反作用力的三个特征：①等值；②反向；③共线。
(2)作用力和反作用力的四个性质：①异体性；②同时性；③相互性；④同质性。
5.牛顿第三定律的应用
【视频演示】演示牛顿第三定律的应用
讨论与思考：
（1）拔河比赛中，双方队员经过努力，终究会有一队得胜。你是否认为那个队获得胜利,就是那个队的拉力大？
（2）大力士可以将卡车拉动，你是否认为大力士给卡车的拉力大于卡车给大力士的拉力,卡车才移动的呢？
三、物体受力的初步分析
（一）受力分析初步
1.分析受力的两条思路
(1)根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况；
(2)根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体受力。
2.受力分析的基本步骤
明确研究对象 按顺序找力 已知力必须是接触力 画性质力，不画效果力
【视频演示】物体受力的初步分析
思考与讨论：
有同学根据初中所学的知识认为：如果两个力的大小相等，方向相反，这两个力就会互相平衡，作用效果就可以相互抵消了。既然作用力和反作用力也是大小相等，方向相反，它们也应该互相平衡！你认为这种的观点对吗？
（二）平衡力与作用力、反作用力比较
【视频演示】平衡力与作用力、反作用力的区别
比较项目 一对平衡力 一对作用力与反作用力
区 别 作用对象 同一物体 两个物体
作用效果 效果可抵消，F合=0 效果不能抵消，不可求合力
力的性质 不一定相同 一定相同
作用时间 不一定同时变化消失 同时产生、消失、变化
相同 等值反向共线
课堂小结：
【自我测评】
1．用一根绳子把物体挂在天花板上，物体静止时，以下说法中正确的是（　　）
A．物体所受到的重力跟绳对物体的拉力是一对作用力和反作用力
B．物体对绳的拉力跟绳对物体的拉力是一对平衡力
C．物体对绳的拉力就是物体所受到的重力
D．绳对物体的拉力跟物体对绳的拉力是一对作用力与反作用力
【答案】D
【详解】A．物体所受到的重力跟绳对物体的拉力是一对平衡力，A错误；
B．物体对绳的拉力跟绳对物体的拉力是一对作用力和反作用力，B错误；
C．物体对绳的拉力与物体所受到的重力不是同一个力，拉力是物体施加给绳子的，重力是地球施加给物体的，C错误；
D．绳对物体的拉力跟物体对绳的拉力是一对作用力与反作用力，D正确。故选D。
2．某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（　　）

A．只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力
B．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力
C．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力
D．桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力
【答案】C
【详解】绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对相互作用力，不管是桶匀速上升过程、加速上升过程或者减速向上运动过程，绳子对桶的拉力总是等于桶对绳子的拉力。故选C。
3．如图所示，吊在天花板上的电扇所受重力为G，静止时固定杆对它的拉力为F，扇叶水平转动后，固定杆对它的拉力为F'，则（　　）
A．F=G、F=F'
B．F=G、FC．电扇静止时，固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力
D．扇叶水平转动后，固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力
【答案】C
【详解】AB．电扇静止时，有F=G，而扇叶水平转动后，向下吹风，对空气有向下的作用力，根据牛顿第三定律，空气对扇叶有向上的作用力，此时固定杆对电扇的拉力F'CD．固定杆对电扇的作用力与电扇对固定杆的作用力为一对作用力和反作用力，两者总是等大反向，C项正确，D项错误。故选C。
4．2020年7月23日，搭载着中国首颗火星探测器天问一号的长征五号重型运载火箭在海南文昌发射场顺利发射升空。火箭点火升空时，喷出的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力而升空，如图所示，则（　　）
A．火箭获得的推力来自空气
B．火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力和反作用力
C．喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力和反作用力
D．喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A．燃气被喷出瞬间，燃气对火箭的反作用力：施力物体是喷出的燃气，受力物体是火箭，使火箭获得的推力，选项A错误；
B．火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是两个物体之间的相互作用，是一对作用力和反作用力，选项B正确；
C．火箭喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力都作用在火箭上，不是一对作用力和反作用力，C错误；
D．火箭能加速上升，说明火箭喷出的燃气对火箭的作用力大于火箭的重力，选项D错误。故选B。
5．如图所示，物体放在水平桌面上，受到一个水平向右的拉力F作用，却仍然保持静止，则下列说法中正确的是（　　）
A．物体受三个力作用，拉力和摩擦力是一对平衡力
B．物体受三个力作用，重力和地面的支持力是一对作用力和反作用力
C．物体受四个力作用，重力和物体对地面的压力是作用力和反作用力
D．物体受四个力作用，重力和地面的支持力是一对平衡力
【答案】D
【详解】AB．物体受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力F，根据物体处于静止状态知，物体在水平方向还必须受水平向左的摩擦力f，所以物体共受四个力的作用，AB错误；
C．由于作用力与反作用力是分别作用在两个不同物体上且等大、反向共线的，所以物体所受的重力和物体对地面的压力不是作用力和反作用力，C错误；
D．物体水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力，为一对平衡力，竖直方向上受重力和支持力，也为一对平衡力，D正确。故选D。
6．如图所示，三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体间接触面不光滑，现用一水平力F作用于B上，三个物体仍静止，下列说法中正确的是（　　）
A．B物体受到六个力作用
B．A物体受到三个力作用
C．C物体受到水平面对它的摩擦力大小为F，方向水平向左
D．C物体对B物体的支持力大小等于B物体的重力
【答案】C
【详解】B．对A物体受力分析可知，A物体受重力和B物体对它的支持力，选项B错误；
A．对B物体受力分析，B物体受重力、A物体对B物体的压力、C物体对B物体的支持力、拉力和C物体对B物体的摩擦力，所以B物体受五个力的作用，选项A错误；
C．由于B物体相对于C物体具有向右运动的趋势，所以B物体受到C物体对它向左的摩擦力作用，则B物体对C物体的摩擦力的方向为水平向右，因此C物体相对水平面具有向右运动的趋势，C物体受到水平面对它水平向左的摩擦力，由二力平衡可知，C物体所受的摩擦力的大小为F，选项C正确；
D．由于A物体放在B物体上，所以C物体对B物体的支持力大小等于A物体和B物体的重力之和，D选项错误。故选C。
7．如图，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是（ ）
A．作用力F跟墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力
B．作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力
C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力
【答案】CD
【详解】AB．作用力F跟墙壁对物体的支持力是一对平衡力，作用力F与物体对墙壁的压力既不是平衡力也不是相互作用力，故AB错误；
C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力，故C正确；
D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力，故D正确。故选CD。
8．用计算机辅助实验系统做“验证牛顿第三定律”的实验：用一辆电动玩具汽车拖运另一辆无动力的玩具汽车，在两车挂接处装上传感器探头，并把它们的挂钩连在一起．当电动玩具汽车通电后拉着另一辆车向前运动时，显示器屏幕上呈现相互作用力随时间变化的图像，如图所示。观察分析相互作用力随时间变化的图像，得出以下实验结论，其中正确的是（　　）
A．作用力大时，反作用力小
B．作用力与反作用力作用在同一物体上
C．作用力和反作用力是同时变化的
D．作用力和反作用力总是大小相等的
【答案】CD
【详解】ACD．由图像不难看出两个力的大小总是相等的，且是同时变化的，故A错误，CD正确；
B．作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上，施力物体同时也是受力物体，故B错误。故选CD。
【学后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？

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