牛顿第三定律实验
牛顿第三定律
二、作用力与反作用力的关系
探究实验
器材:弹簧测力计（2个）
结论:作用力与反作用 力大小相等、方向相反、作 用在同一直线上。
牛顿第三定律：两个物体之间的作用 力与反作用力总是大小相等、方向相反、 作用在同一直线上。
思考：
作用力与反作用力除了大小相 等、方向相反、作用在同一直线上， 还有什么特点？它与我们初中学过 的二力平衡有什么异同点？
三、课堂小结
1. 两个物体之间的作用总是相互的。 2. 作用力与反作用力。 3. 牛顿第三定律：作用力与反作用力总 是大小相等、方向相反、作用在同一直 线上。
说明：毛笔与白纸之间的 摩擦力作用是相互的。
实例
钱塘江的潮汐现象。
说明:物体之是相互的。
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。 物体间相互作用的这一对力，叫做作用力 与反作用力。（注意：可以把这一对力中 任意一个力叫做作用力，那么另一个力就 是反作用力。）
第四章第五节
牛顿第三定律
左真珍
一、物体间的相互作用
实验一 器材: 小车、钢尺
现象:木块向前运动，同时钢尺变弯。 说明：木块与钢尺之间 的弹力作用是相互的。
实验二
器材：磁铁、铁块、海绵、水槽
现象：磁铁和铁块相互靠近。
说明:磁铁和铁块之间 的磁力作用是相互的。
实验三
器材：白纸、毛笔
现象：毛笔笔尖变弯并留下痕迹，白纸移动。
牛顿第三定律实验
牛顿第三定律实验自然界中的力和运动一直是物理学研究的重要课题。
而牛顿第三定律则是描述了物体间相互作用的力的特性。
在这篇文章中，我们将深入探讨牛顿第三定律，并且介绍一个简单而有趣的实验来验证这个定律的有效性。
牛顿第三定律，也被称为行动与反作用定律，它断言了任何两个物体间的相互作用力一定是相等大小、方向相反的。
也就是说，如果物体A施加一个力于物体B，那么物体B一定会对物体A施加同样大小、方向相反的力。
这个定律同时也适用于静止的物体及处于相对运动状态的物体。
为了验证牛顿第三定律，我们可以进行一个简单的实验。
首先，准备两个相同的弹簧。
将它们分别固定在两个不同的支架上，保持两个弹簧的末端相对，并且保持它们之间的距离相等。
接下来，将两个支架分别固定在桌面的两个不同位置上，使得两个弹簧能够自由伸缩。
现在，我们来进行实验。
首先，将一只手慢慢向下按压一个弹簧，观察会发生什么。
可以看到，当你按压一个弹簧时，另一个弹簧会由于反作用力而向上弹起。
这就是牛顿第三定律的效应之一：每一个动作都会有一个相等大小、方向相反的反作用。
接下来，我们可以改变实验的情境。
保持一个弹簧静止，而用另一个弹簧拨动静止的弹簧，观察会发生什么。
你会发现，拨动的弹簧会因为受到静止弹簧的反作用力而产生运动。
这再次验证了牛顿第三定律，无论是运动状态还是静止状态，力和反作用力总是相互作用。
通过这个简单的实验，我们可以更好地理解牛顿第三定律的含义。
物体之间的相互作用力并不是孤立存在的，而是总是存在着一个互相作用的关系。
任何一个力都会对其他物体产生相等且反方向的作用力。
而且，这种相互作用不仅局限于物体间的直接接触，也适用于远程相互作用。
牛顿第三定律在我们日常生活中也有很多应用。
例如，我们踩踏地面时，地面会对我们脚施加一个向上的反作用力，使我们能够保持平衡。
而且，当我们划桨时，船会朝相反的方向移动。
这些都是牛顿第三定律的实际应用。
综上所述，牛顿第三定律是物理学中的基本原理之一，描述了两个物体间相互作用力的特性。
9 牛顿第三定律
实验九 研究牛顿第三定律实验目的研究牛顿第三定律，着重观察两相互作用力在任何时刻都大小相等、方向相反。
实验原理两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上F 1＝－F 2①力的作用是相互的。
同时出现，同时消失。
②相互作用力一定是相同性质的力③作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的作用不能相互抵消。
④作用力也可以叫做反作用力，只是选择的参照物不同⑤作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上，所以不能求合力实验器材EdisLabpro400数据采集器、2个静力传感器、相关数据连线实验步骤1、按图（9-1）把两个静力传感器钩在一起，把两个力传感器分别连接到数据采集器的两个通道里；2、打开Edislab 软件，在弹出的页面中点击“物理实验”，然后选择入“研究牛顿第三定律”模版，如图（9-2）所示并在“实验配置”选项中的“采集参数”保持默认或者根据实验情况自行更改。
3、在保持相对位置不变的情况下，使它们脱离接触，对两个力传感器选中校零，如图（9-3）。
图（9-1）图（9-2）4、点击“开始”按钮，双手把钩在一起的两个力传感器向外拉，注意力度由小到大，不能超过力传感器的量程（±50N ）；5、 重复上述操作几次以后，计算机自动“结束”采集样点；6、点击图形区域上方的图形选择按钮，查看相互作用力随时间的变化（其中若没选择模板或设置参数，则图中只显示出了两个相互作用力的大小，未反映出方向的不同）。
7、 可以点击“选择”选择所需要的区域进行分析，如图（9-4）。
8、对数据进行统计分析，可以看出实验精度和误差大小。
实验数据处理1、学会使用Edis 软件进行测量数据区域分析，并对图象放大，讨论为何同一点两数值有时并不完全相同。
图（9-3） 图（9-4）2、把所测量数据导入实验报告，完成空白部分实验拓展1、本实验为什么F和F1数据都是正值？（试从力传感器原理解释）。
它们的高度重合性说明什么?2、为什么要增加F1的镜像力- F1？这个力真实存在吗？实验注意事项1、使用前需要对传感器进行调零。
【高中物理DIS通用实验】实验12：牛顿第三定律
实验十二牛顿第三定律实验目的验证牛顿第三定律。
实验原理对于每一个作用力，必然有一个反作用力。
作用力与反作用力总是成对出现的，它们同时存在，同时消失，分别作用在两个相互作用的物体上。
实验器材朗威DISLab、计算机等。
实验装置图见图12-1。
图12-1 实验装置图实验过程与数据分析1．将两只力传感器接入数据采集器；2．启动“组合图线”功能，点击“增加”，增加图线“时间-力1”与“时间-力2”；3．两手各持一只力传感器，让两传感器的测钩互相钩住，两手用力拉或压，得两条“力-时间”组合显示图线（图12-2）。
观察发现两条图线基本重合，表示两力大小相等；图12-2 通常显示模式下的组合波形4．选中其中一条图线，点击“设置”，设为“镜像显示”，对两个力的方向加以区别；5．返回实验界面，继续实验，可见两条图线以X轴对称（图12-3），说明两力方向相反；6．点击“停止”，将“采样频率”设置为“500”。
让两只力传感器的测钩正对，相互敲击，获得另外两条以X轴呈上下对称的图线（图12-4）；图12-3 将一条图线设置为镜像模式图12-4 镜像模式下的敲击图线7．结合实验结果，总结牛顿第三定律在实验中的体现。
建议：1．实验中应保持两传感器的手柄平行，注意测钩的角度，以免产生扭力；2．取下测钩，设法在锁紧螺栓上固定上强力磁铁，重复实验，观察磁力是否符合牛顿第三定律；3．改变实验次序，尝试另外一种教学思路：先观察镜像图像，得出两力方向相反；再取消镜像模式，借助两图线的重合现象，验证两力大小相同；4．尝试引导学生画出上下不对称的图线，对应此时的操作手法分析图线不对称的原因，加深对正确操作方法的理解和认识。
牛顿第三定律实验演示与解释
加深物理学知识的理解
03
感谢与致谢
感谢参与和支持
感谢大家的热情参与 感谢大家对本次演示的支 持
特别感谢
感谢老师的指导和教诲 感谢同学们的帮助和配合
致谢
感谢所有支持我们的人 感谢参与者的辛勤付出
参考文献
牛顿《自然 哲学的数学
原理》
经典物理学著作
物理学教育 参考资料
学习物理知识的 指导
● 06
第六章 总结与展望
本次演示总结
深入了解牛 顿第三定律
原理
具体实验演示与 理论解释
物体间相互 作用更加清
晰
对牛顿第三定律 应用的理解
未来展望
牛顿第三定律将继续为物理学研究提供基础，通 过更多实验证实和理论探讨，拓展其在不同领域 的应用潜力。
感想与建议
01 深刻理解牛顿第三定律
实验与探讨的重要性
● 04
第四章 牛顿第三定律的局限 性
非理想情况下的情况
01 微观尺度下
可能存在其他影响力的平衡
02 高速情况下
可能不适用牛顿第三定律
03 其他复杂情况
需要进一步研究
弹簧和摩擦力
弹簧的弹力
可能影响第三定 律的观察
额外因素考 虑
不能忽视
摩擦力
对力的平衡产生 影响
反作用力的实验 验证
一些实验可能引起对 牛顿第三定律的怀疑， 为了验证其准确性， 需要严密的实验设计 和观察，以确认定律 的有效性。
03 推箱子
推箱子时，箱子对人的手也会施加相同大小 的反向力
重要性
解释现象
牛顿第三定律可 以解释很多运动 过程中的现象， 如运动中的摩擦 力、动量守恒等
牛顿第三定律的实验验证与应用
牛顿第三定律的实验验证与应用牛顿第三定律，也被称为作用力和反作用力定律，是牛顿力学的基本定律之一。
它表述了任何两个物体之间的相互作用力都是大小相等、方向相反的力。
这个定律可以通过实验进行验证，并且在实际应用中也具有广泛的意义。
为了验证牛顿第三定律，我们可以进行以下的简单实验。
首先，我们需要准备一个光滑水平的桌面，然后放置两个相同质量的小车，分别标记为车A和车B。
车A和车B之间放置一个小弹簧，弹簧的一端连接到车A上，另一端连接到车B上。
我们需要确保弹簧松紧适中，既不能太松又不能太紧。
当我们用手轻轻拉动车A时，车A开始移动并拉动弹簧，弹簧因此也会拉动车B。
根据牛顿第三定律，这个拉力同样也会作用在车A上。
我们可以观察到，当车A停止移动时，车B会开始移动，并且它们的运动方向是相反的。
这是因为车A对车B施加了一个向前的拉力，而车B对车A施加了一个向后的拉力。
这个实验验证了牛顿第三定律中所描述的力的相互作用关系。
牛顿第三定律在许多实际应用中都有重要的作用。
一个常见的例子是火箭的推进原理。
当火箭喷射出燃料和气体时，喷射的气体会产生一个向后的作用力，根据牛顿第三定律，火箭也会受到一个向前的反作用力，从而推进自身向前飞行。
这个原理在航天技术和航空工程中被广泛应用。
除了火箭，牛顿第三定律还可以解释物体的平衡和运动，帮助我们理解很多复杂的力学现象。
例如，在建筑设计中，我们需要考虑力的平衡和物体的稳定性，以确保建筑物的结构安全。
牛顿第三定律可以帮助我们理解各种力的平衡和物体的反作用，从而使得建筑物更加稳定。
此外，牛顿第三定律还可以应用于机械制动和运动的控制。
在汽车制动过程中，刹车踏板施加了一个向后的力，而车轮则对地面施加了一个向前的反作用力，从而使得车辆减速停止。
运动员在奔跑过程中，通过将后脚向后推，地面对脚的施加一个向前的反作用力，从而帮助运动员更快地前进。
牛顿第三定律对于解释这些现象都很重要。
综上所述，牛顿第三定律可以通过实验进行验证，并且在我们的日常生活和科学研究中都具有重要的应用价值。
牛顿第三定律
牛顿第三定律考点一、作用力和反作用力1．力是物体对物体的作用．只要谈到力，就一定存在着受力物体和施力物体．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．3．作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的．我们可以把其中任何一个力叫作作用力，另一个力叫作反作用力．考点二、牛顿第三定律1．实验探究：如图1所示，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，结果发现两个弹簧测力计的示数是相等的．改变拉力，弹簧测力计的示数也随着改变，但两个弹簧测力计的示数总是相等的，方向相反．图12．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．三、“一对相互平衡的力”和“一对作用力和反作用力”的区别1．一对相互平衡的力作用在一个物体上，一对作用力和反作用力作用在两个物体上．(均选填“一个”或“两个”)2．一对作用力和反作用力一定是同一种类的力，而一对相互平衡的力不一定是同一种类的力．(均选填“一定”或“不一定”)知识深化作用力和反作用力的四个特征等值作用力和反作用力大小总是相等的反向作用力和反作用力方向总是相反的共线作用力和反作用力总是作用在同一条直线上同性质作用力和反作用力的性质总是相同的“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．(3)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的．知识深化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和反作用力一对平衡力不同点作用对象作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依存，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一、单选题1．如图所示是东北某地爷孙俩在水平的雪地里玩耍时狗拉雪橇的图片，忽略摩擦力以外的其他阻力，以下说法正确的是（）A．狗拉雪橇匀速前进时，雪橇的运动速度越大，狗拉雪橇的力也越大B．如果摩擦力可忽略不计，没有狗的拉力，雪橇也能做匀速度直线运动C．狗拉雪橇做加速运动时，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力D．狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对平衡力，大小始终相等【答案】B【详解】A．狗拉雪橇匀速前进时，狗拉雪橇的力等于雪橇所受的滑动摩擦力，跟雪橇的运动速度大小无关，故A错误；B．如果摩擦力可忽略不计，没有狗的拉力，雪橇由于惯性也能做匀速度直线运动，故B正确；CD．狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对相互作用力，大小总是相等，故CD错误。
用实验示范牛顿第三定律的教案
用实验示范牛顿第三定律的教案引言：牛顿第三定律是力学中的一条基本定律，它在实现物理运动的过程中起到了至关重要的作用。
它告诉我们，每一次相互作用的力量对物体都有相应的反作用力，而这种反作用力同样大小、方向相反，外加作用于不同的物体上。
随着科技的发展，人们能够越来越深入地理解这一定律。
本文将介绍一个简单的实验，为读者深入了解牛顿第三定律提供一种新的途径。
实验步骤：所需材料：两个弹簧，两个木杆，一张桌子，一个小球。
步骤一：将一个弹簧固定在桌子的边缘上，距离地面约5厘米。
步骤二：将第二个弹簧绑在长木杆的一端上，并将其放在第一个弹簧的对面。
步骤三：把另一端的短木杆插在长木杆上，使其能够旋转。
步骤四：在离第一个弹簧距离相等的位置放置一个小球。
步骤五：从短木杆旁边开始，用适当的力量用手向下推动木杆。
步骤六：当木杆运动起来推动小球时，记录小球反作用力的方向和大小。
实验原理：物理学的第三定律指出，力具有相互作用的特征，每个作用力都有一个相应的反作用力。
这两个反作用力的状态相同，大小相同，但方向相反。
这个简单的实验涉及三个重要的过程，涉及不同的受力。
当你向下用力推动木杆，你把一种力施加在长木杆上。
这种力会激发长木杆的弹性，产生一个反作用力，该力向上作用于手。
当小球被推开时，它在随后的运动过程中产生了一个反向的力，反作用于长木杆，产生了翻转的效果。
实验结果：在实验过程中可以看到，小球在被击打后弹回，产生了比击打力更大的反向力，这就是牛顿第三定律的主要内容。
分析过程：在实验过程中，我们发现力是一个被动作用的物理量，需要以反向的形式作用于物体上，并在不同的情况下具有不同的反作用力。
第三定律告诉我们，力存在反相作用的特征，每一个物体在受到作用力时，都会产生适当的反向力，并以等大的形式作用于不同的物体上。
结论：本实验表明，在牛顿第三定律的框架下，作用力和反作用力的大小和方向都是相等的。
当一个物体受到作用力时，它始终会产生相反的反作用力。
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例如在牛顿第三定律实验中，传统的实验方法是采用两个测力计相互对拉，测出几组瞬时的实验数据，进而验证牛顿第三定律（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，作用在一条直线上）。
两个测力计对拉的过程中很难读出弹簧测力计的示数，学生也无法看到该过程中的拉力的变化情况，因此传统的实验方法“物体间相互作用力总是大小相等、方向相反”的规律难以清晰展现，且学生很难理解定律中“总是”这两个字的含义。
为了深入地理解牛顿第三定律，实现科学探究的“深入化”，可以运用多功能、智能化的数字化实验系统进行如下一系列的探究活动，使学生体验到“做科学”的探究过程。
首先让学生两手各持一只力传感器，保持两传感器的手柄平行，让两传感器的测钩互相勾住，两手用力拉，得两条“力-时间”组合显示图线，引导学生观察发现两条图线基本重合，得出两力大小相等。
选中其中一条图线设为“镜像显示”，对两力的方向加以区别，镜像显示的图线与另一条图线以x轴呈上下对称，说明两力方向相反；其次让两只力传感器的测钩正对,相互敲击，获得两条以 x轴呈上下对称的图形，引导学生观察、分析得出物体相互碰撞时相互作用力的大小相等、方向相反；再次在力传感器的测钩上固定好磁铁，保持两传感器的手柄平行，并保持适当的一段距离，慢慢靠近或分开两传感器（但两传感器不接触），获得磁铁间吸引力或排斥力的以 x轴呈上下对称的图形，引导学生观察、分析得出磁铁间的相互作用力的大小相等、方向相反；最后向学生说明，物体间相互作用的方式多种多样，它们之间的作用力与反作用力的关系，大家可以积极动脑思考，运用数字化实验系统，改进传统的实验装置，完成探究活动。
展现传统实验难以表现的物理现象和物理过程
如在《牛顿第三定律的探究》一课的教学中，传统牛顿第三定律实验的做法是让学生分别站在两个非常光滑的滑板上，然后让两个学生互相推，由于学生的质量有区别，所以可以看到两个学生都分别倒退滑动了，但是质量大的学生相对滑行比较慢一点。
这个实验有一个缺陷是无法得到定量的数据，同时站在滑板上的过程是有一定的危险性。
如果要得到定量的数据就要借助于弹簧秤了，弹簧秤是可以动态显示作用力和反作用力这两个拉力是等大反向，作用在两个物体上的特点的。
不过当要观察推力的时候你就会发现弹簧秤也没有了办法。
很难表现出物理现象和物理过程。
有了力传感器就可以将所有欠缺的部分也弥补了。
因为力传感器是可以测量推力和拉力两个方向的，这样就可以将两个物体相互作用中力的动态变化都显示地非常清楚了。
这个实验可以非常清晰地显示两个力传感器之间相互作用力的关系，不论是拉力还是推力都显示出了作用力和反作用力等大，反向，作用在一直线上，并作用在两个物体上的特点，由于是动态的过程，所以可以说明是一种证明牛顿第三定律普适成立的验证实验。
对拉的两力传感器的示数表现为以X轴上下对称的两条动态图线，不仅对实验操作反映灵活，且与直观感受非常一致，对“两力方向相反”的表现非常形象、直观。
专用软件还提供了活动竖线工具，供学生查看在同一时间点上两力的
大小是否相同，从实验数据的层面验证两力大小是否相同。
这同时也强调了本实验的基本过程：首先使用传感器和数据采集器获得实验数据，在数据的基础上绘制图线，而图线的基本构成，就是连续不断的实验数据点。
分析：此实验用现有的实验器材来做，当两个力变化过程中由于测力计的摩擦等原因，不容易得出一致相等这一事实，更不用说瞬间作用，而用此实验装置能很精确的体现这一点。
图9 力的相互作用实验。