高中物理必修一 4.5《牛頓第三定律》教學(xué)案

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111 學(xué)習(xí)目標(biāo): 1．知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。 2. 知道牛頓第三定律的內(nèi)容，能用它解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題。 3．能區(qū)分平衡力與作用力和反作用力。 學(xué)習(xí)重點(diǎn): 牛頓第三定律 學(xué)習(xí)難點(diǎn): 平衡力與作用力和反作用力的關(guān)系 主要內(nèi)容: 一、力的作用是相互的、同時(shí)發(fā)生的 1．大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，自然界中一切力的現(xiàn)象，總是表現(xiàn)為物體之間的相互作用，只要有力發(fā)生，就一定有受力物體和施力物體。甲物體施給乙物體一個(gè)力的同時(shí)，甲物體也受到乙物體施給的一個(gè)力，施力物體同時(shí)也是受力物體，受力物體同時(shí)也是施力物體。 2．物體間相互作用的這一對(duì)力，通常叫做作用力和反作用力。 ①把相互作用的一對(duì)力中的一個(gè)叫做作用力(或反作用力)，另個(gè)就叫做反作用力 (或作用力)。習(xí)慣上，常把研究對(duì)象受到的力稱為作用力，而把研究對(duì)象對(duì)其他施力物體所施加的力稱為反作用力。 ②作用力和反作用力是同時(shí)發(fā)生的，切莫以為“作用力在先，反作用力在后”(可以用自已的雙手對(duì)掌體會(huì)之)。用腳踢足球，有人說(shuō)：“只有把腳對(duì)球的力叫作用力，球?qū)δ_的力叫反作用力才行，因?yàn)榍罢呤侵鲃?dòng)力，后者是被動(dòng)力，主動(dòng)力在先，被動(dòng)力在后”。這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，因?yàn)橹鲃?dòng)力與被動(dòng)力只能說(shuō)明引起相互作用的原因，并不意味著相互作用有先后之分． 二．牛頓第三定律 1．內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。 2．表達(dá)式：(作用力)F=- F′(反作用力)，式中的“一”號(hào)表示方向相反。 3．重要意義 ①牛頓第三定律獨(dú)立地反映了力學(xué)規(guī)律的一個(gè)重要側(cè)面，是牛頓第一、第二定律的重要補(bǔ)充，定量地反映出物體間相互作用時(shí)彼此施力所遵循的規(guī)律，即作用力和反作用力定律。 ②全面揭示了作用力和反作用力的關(guān)系，可歸納為三個(gè)性質(zhì)和四個(gè)特征。 三個(gè)性質(zhì)是： A．異體性：作用力和反作用力分別作用在彼此相互作用的兩個(gè)不同的物體上，各自產(chǎn)生各自的作用效果； B．同時(shí)性：作用力和反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，不分先后； C．相互性：作用力和反作用力總是相互的，成對(duì)出現(xiàn)的。 四個(gè)特征是： A．等值：大小總是相等的； B．反向：方向總是相反的； C．共線：總是在同一直線上； D．同性：力的性質(zhì)總是相同的。 ③牛頓第三定律揭示了力作用的相互性，兼顧施力、受力兩個(gè)方面，是正確分析物體受力的基礎(chǔ)．定律說(shuō)明物體間力的作用是相互的，因而物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變也必然相互關(guān)聯(lián)，借助定律可以從一個(gè)物體的受力分析過(guò)渡到另一個(gè)物體的受力分析。 ④牛頓第三定律所闡明的作用力與反作用力的關(guān)系，不僅適用于靜止的物體之間，也適用于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間，這種關(guān)系與作用力性質(zhì)、物體質(zhì)量大小、作用方式(接觸還是不接觸)、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及參考系的選擇均無(wú)關(guān)． ⑤牛頓第三定律是牛頓及其前人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出的一條普遍規(guī)律，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)中，所以要把所學(xué)知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，用以解決各種實(shí)際問(wèn)題． 三、平衡力與作用力和反作用力的關(guān)系 一對(duì)平衡力 一對(duì)作用力與反作用力 不 同 之 點(diǎn) 作用在同一個(gè)物體上 分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上 力的性質(zhì)不一定相同 兩個(gè)力的性質(zhì)一定相同 不一定同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失 一定同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失 兩個(gè)力的作用效果相互抵消 各有各的作用效果，不能相互抵消 相同點(diǎn) 大小相等，方向相反，作用在同一條直線上 【例一】一個(gè)大漢(甲)跟一個(gè)女孩(乙)站在水平地面上手拉手比力氣，結(jié)果大漢把女孩拉過(guò)來(lái)了，對(duì)這個(gè)過(guò)程中作用于雙方的力的關(guān)系，不正確的說(shuō)法是( ) A．大漢拉女孩的力一定比女孩拉大漢的力大。 B．大漢拉女孩的力不一定比女孩拉大漢的力大。 C．大漢拉女孩的力與女孩拉大漢的力一定相等。 D．只有在大漢把女孩拉動(dòng)的過(guò)程中，大漢的力才比女孩的力大。在可能出現(xiàn)的短 暫相持過(guò)程中，兩人的拉力一樣大。 【例二】關(guān)于兩個(gè)物體間作用力與反作用力的下列說(shuō)法中，正確的是( ) A．有作用力才有反作用力，因此先有作用力后產(chǎn)生反作用力。 B．只有兩個(gè)物體處于平衡狀態(tài)中，作用力與反作用力才大小相等。 C．作用力與反作用力只存在于相互接觸的兩個(gè)物體之間。 D．作用力與反作用力的性質(zhì)一定相同。 【例三】一個(gè)400N重的木箱放在大磅秤上，木箱內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為60kg的人，站在小磅秤上，如圖所示．如果人用力推木箱頂板，則小磅秤和大磅秤上的示數(shù)T1、T2的變化情況是( ) A．T1增大，T2減小 B．T1減小，T2不變 C．T1增大，T2增大． D．T1增大，T2不變 【例四】如圖所示，用力F拉著疊放的A、B兩木塊一起沿粗糙斜面勻速上行，對(duì)木塊B，存在________對(duì)作用力與反作用力；對(duì)木塊A，存在______對(duì)作用力與反作用力。 課堂訓(xùn)練： 1．一本書(shū)靜放在水平桌面上，則( ) A．桌面對(duì)書(shū)的支持力的大小等于書(shū)的重力，它們是一對(duì)相互平衡力。 B．書(shū)所受到的重力和桌面對(duì)書(shū)的支持力是一對(duì)作用與反作用力。 C．書(shū)對(duì)桌面的壓力就是書(shū)的重力，它們是同一性質(zhì)的力。 D．書(shū)對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)書(shū)的支持力是一對(duì)平衡力。 2．重物A用一根輕彈簧懸于天花板下，畫(huà)出重物和彈簧的受力圖 如圖所示，關(guān)于這四個(gè)力的以下說(shuō)法正確的是( ) A．F1的反作用力是F4 B．F2的反作用力是F3 C．Fl的施力者是彈簧 D．F1與F2是一對(duì)作用與反作用力 3．兩個(gè)小球A和B，中間用彈簧連結(jié)，并用細(xì)繩懸于天花板下，下 面四對(duì)力中，屬平衡力的是（ ） A．繩對(duì)A的拉力和彈簧對(duì)A的拉力。 B．彈簧對(duì)A的拉力和彈簧對(duì)B的拉力。 C．彈簧對(duì)B的拉力和B對(duì)彈簧的拉力。 D．B的重力和彈簧對(duì)B的拉力。 4．兩人分別用10N的力拉彈簧秤的兩端，則彈簧秤的示數(shù)是( ) A．0 8．10N C．20N D．5N． 課后作業(yè)： 1．在水平光滑直軌上停著兩個(gè)質(zhì)量相同的車廂，在一個(gè)車廂內(nèi)有一人，并拉著繩子使兩車廂靠攏。不計(jì)繩子的質(zhì)量，判斷有人的那節(jié)車廂的方法是（ ） A．根據(jù)繩子哪一頭的拉力大小，拉力大的一端車廂里有人。 B．根據(jù)車廂運(yùn)動(dòng)的先后，先運(yùn)動(dòng)的車廂里有人。 C．根據(jù)車廂運(yùn)動(dòng)的快慢，運(yùn)動(dòng)得慢的車廂里有。 D．根據(jù)車廂運(yùn)動(dòng)的快慢，運(yùn)動(dòng)得快的車廂里有人。 F 2．用水平外力F將木塊壓在豎直墻面上而保持靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，下 列說(shuō)法中正確的是( ) A．木塊重力與墻對(duì)木塊的靜摩擦力平衡。 B．木塊重力與墻對(duì)木塊的靜摩擦力是一對(duì)作用力和反作用力。 C．外力F與墻對(duì)木塊的正壓力是一對(duì)作用力和反作用力。 D．木塊對(duì)墻的壓力的反作用力與外力F大小相等。 3．傳動(dòng)皮帶把物體由低處送到高處的過(guò)程中，物體與皮帶間的作用力與反作用力的對(duì)數(shù) 有( ) A．一對(duì) B．二對(duì) C．三對(duì) D．四對(duì) 4．一物體受一對(duì)平衡力作用而靜止。若其中向東的力先逐漸減小至0，后又逐漸恢復(fù)到 原來(lái)的值．則該物體( ) A．速度方向向東，速度大小不斷增大，增至最大時(shí)方向仍不變。 B．速度方向向西，速度大小不斷增大，增至最大時(shí)方向仍不變。 C．速度方向向東，速度大小先逐漸增大，后逐漸減小到0。 D．速度方向向西，速度大小先不斷增大，后逐漸減小到0。 5．質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩個(gè)物體，A靜止，B以速度v沿光滑水平面向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)分別對(duì)它們加上完全相同的水平推力F，能使它們達(dá)到相同速度的條件是( ) A．F的方向向右，m1≥m2 B．F的方向向右，m1＜m2 C．F的方向向左，m1＞m2 D．F的方向任意， m1＝m2 5．用6N水平力拉質(zhì)量為2kg的物體，沿水平桌面勻速運(yùn)動(dòng)，若水平拉力改為10N，則物體加速度大小為_(kāi)____________，動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)____________。 6．質(zhì)量是3kg的木塊，原來(lái)在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，在受到8N的阻力后，繼續(xù)前進(jìn)9m， 速度減為原來(lái)的一半，則原來(lái)速度是______m／s，木塊作勻減速運(yùn)動(dòng)直到靜止的時(shí)間是__________。 111