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第四节 牛顿第三定律
第四章 牛顿运动定律
通过实验探究，了解两个物体间作用力与反作用力大小和方向的关系。
02
知道力的作用是相互的，了解作用力与反作用力的概念。
01
重点
重点
03
能正确表述牛顿第三定律，并应用牛顿第三定律分析解决实际问题。
会对物体进行初步的受力分析，并解释物理现象或者解决实际问题。
04
重难点
是不是哪个队的力气大哪个队就会赢？是不是这样呢？
作用力与反作用力
01
F
F
说一说下列情景中包含的物理规律。
1.当你用手拍桌子时，你对桌子施加了力，同时，你会感觉手痛。
桌子也对你的手施加了作用力。
2.穿上轮滑鞋与同伴做如图所示实验，你会发现：当你推动同伴时，你自己也被同伴推动了。
F
F
因为你与同伴之间的作用是相互的。
1.力是物体对物体的作用；
物体1
物体2
力F
力F/
施
施
受
受
F
F/
2.两个物体之间的作用总是相互的，物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。
F
弹簧发生形变，对手有向上的弹力F ；
手发生形变，对弹簧有向下的弹力F 。
F
②同时存在
3.作用力和反作用力：
①相互依赖
③互为作用力和反作用力
F
F
(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。(　　)
×
×
×
牛顿第三定律
02
测量和记录
实验结论
次数 1 2 3
F左/N 1.70 2.50 4.00
F右/N 1.70 2.50 4.00
甲、乙弹簧测力计间的作用力与反作用力的大小相等。
A
B
实验探究1
实验探究2
实验结论
它们之间的作用与反作用力方向相反，作用在同一直线上。
实验探究3
实验结论
两力传感器之间作用力总是大小相等，方向相反。
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。
同一种类的力(同一性质的力)
磁铁小车A
磁铁小车B
磁力
磁力
气球
气球内空气
推力
推力
玩具车
地面
摩擦力
摩擦力
F
F
F
F
F
F
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)如图所示，以卵击石时，是蛋对石头的作用力大，还是石头对蛋的作用力大？
答案　以卵击石时，蛋对石头的作用力与石头对蛋的作用力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可知，两个力等大、反向；
成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头，比喻不自量力，自取灭亡。
(2)为什么会出现“卵碎石全”的不同效果？
答案　虽然蛋对石头的作用力与石头对蛋的作用力等大，但由于二者能承受的最大外力不同，所以会有不同的作用效果。
1.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
√
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，故A、C、D错误，B正确。
牛顿第三定律中“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。
(1)不管物体的大小、形状如何，任意两物体间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
(2)不管物体的运动状态如何，例如，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
03
作用力与反作用力与平衡力的比较
如图所示，小球静止在轻绳下端。
(1)画出小球的受力示意图，分析这两个力有什么关系？
它们的施力物体各是什么？
力的性质是否相同？
F
G、T是一对平衡力；一个是重力，另一个是拉力，不是同一性质
绳对小球
G
地球对小球
如图所示，木块静止在水平面上。
(2)这两个力的反作用力是什么力？
它们的施力物体各是什么？
这两个力和各自的反作用力性质是否相同？
F与F' 、G与G'互为作用力和反作用力；性质相同，一种为引力，一种为弹力
小球对地球
绳对小球
G
小球对绳
F'
F
地球对小球
G'
一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
比较对象 作用力与反作用力 平衡力
相 同 点 大小 相等 相等
方向 相反 相反
是否共线 是 是
不 同 点 作用对象 相互作用的两个物体 同一物体
作用效果能否抵消 不可以 可以
作用时间 同时产生、同时消失 不一定同时产生和消失
力的性质 相同 可以不同
(1)物体静止放在水平桌面上，物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力。(　　)
(2)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。
(　　)
×
√
2.(多选)(2024·广州市高一期末)如图为体检过程中测量体重情景。人静止站在测力计上，下列说法中正确的是
A.人对测力计的压力与测力计对人的支持力是一对平衡力
B.人对测力计的压力与测力计对人的支持力是一对作用力
和反作用力
C.人所受的重力与测力计对人的支持力是一对平衡力
D.人对测力计的压力是由于测力计发生形变而产生的
√
√
人对测力计的压力与测力计对人的支持力是一对相互作用力，故A错误，B正确；
人所受的重力与测力计对人的支持力是一对平衡力，故C正确；
人对测力计的压力是由于人的脚发生形变而产生的，故D错误。
牛顿第三定律的综合应用
04
牛顿第三定律是转换研究对象的桥梁。
牛顿第三定律在受力分析、处理连接体问题中都有广泛的应用。当某个力不方便直接分析或求解时，可利用牛顿第三定律转换研究对象，通过分析或求解反作用力，从而快捷地解决问题。
3.如图为马戏团中猴子爬杆的装置，已知底座连同竖直杆总质量为20 kg，猴子质量为5 kg，现让猴子沿杆以1 m/s2的加速度从杆底部加速向上爬，设猴子与杆之间的作用力为恒力，则底座对水平面的压力为多大(g取10 m/s2)？
答案　255 N
设猴子质量为m，杆及底座总质量为M，猴子向上加速爬时受到沿杆向上的力为F，对猴子由牛顿第二定律得F－mg＝ma，得F＝m(g＋a)＝55 N，根据牛顿第三定律知，猴子对杆向下的力F'＝F＝55 N，所以水平面对底座的支持力为FN＝F'＋Mg＝255 N，如图所示，由牛顿第三定律知底座对水平面的压力大小为FN'＝FN＝255 N。
(2023·惠州市高一期末)如图所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上为一质量为M的竖直杆，当杆上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，杆对“底人”的压力大小为(重力加速度为g)
A.(M＋m)g
B.(M＋m)g－ma
C.(M＋m)g＋ma
D.(M－m)g
√
对杆上的人受力分析，根据牛顿第二定律得mg－f＝ma，解得f＝mg－ma，则人对杆的摩擦力大小f'＝f＝mg－ma，对杆受力分析，根据共点力平衡得FN＝Mg＋f'＝(M＋m)g－ma，由牛顿第三定律知，杆对“底人”的压力大小FN'＝FN＝(M＋m)g－ma，故B正确，A、C、D错误。
谁的最大静摩擦力大谁就会赢
谁的力气大谁就会赢？
牛顿第三定律
作用力与反作用力
牛顿第三定律
作用力和反作用力与平衡力的比较
相互依赖、同时存在
等大、反向、共线
性质相同、同时产生、同时变化、同时消失
与运动状态无关
相同点：大小相等、方向相反、在同一直线上
不同点：受力物体、作用时间、作用效果

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