高一物理必修一第13讲 牛顿第三定律(中档版) 教师版讲义

牛顿第三定律
牛顿第三定律
1．牛顿第三定律
大量自然现象和实验都表明：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，作用在一条直线上。

典例精讲
【例1.1】（2019春•富阳区校级月考）如图所示，为某教室中竖直磁性黑板上静止的一个黑板刷，关于此黑板刷的受力情况，下列说法正确的是（）
A．刷子受到3个力的作用
B．黑板磁性越强，刷子受到的摩擦力就越大
C．黑板对黑板刷的作用力竖直向上
D．黑板与刷子之间有2对作用力与反作用力
【分析】相互作用力的条件：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，但是两个力的作用点在不同的物体上。

二力平衡的条件：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，两个力作用在同一个物体上。

结合黑板刷受力的特点分析。

【解答】解：A、黑板刷受到重力以及与黑板之间的磁力、弹力、摩擦力的作用，受到4个力的作用。

故A错误；
B、黑板刷处于静止状态，其受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用，并且二力是一对平衡力，大小相等，所以黑板刷受到摩擦力的大小与黑板和黑板刷间磁力的大小无直接关系。

故B错误；
C、黑板刷受到重力以及黑板对它的作用力处于平衡状态，根据共点力平衡的特点可知，黑板对黑板刷的作用力与重力大小相等，方向相反，方向竖直向上。

故C正确；
D、黑板刷受到重力以及与黑板之间的磁力、弹力、摩擦力的作用，其中与刷子之间有三对作用力与反作用力。

故D错误；
故选：C。

【例1.2】（2017•丰台区学业考试）如图所示，用水平外力F将木块压在竖直墙面上保持静止状态，下列说法正确的是（）
A．木块所受重力与墙对木块的静摩擦力是一对平衡力
B．木块所受重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力与反作用力
C．木块对墙的压力与水平力F是平衡力
D．水平力F与墙对木块的正压力是一对作用力和反作用力
【分析】木块处于静止，在竖直方向上受两个力，即重力和墙对木块的静摩擦力．平衡力作用在同一物体上，作用力和反作用力作用在不同的物体上．
木块在水平方向上受外力F和墙对木块的支持力，两个力是一对平衡力．
【解答】解：A、B：木块处于静止，在竖直方向上受两个力，即重力和墙对木块的静摩擦力。

两个力是一对平衡力。

故A正确，B错误；
C：木块在水平方向上受外力F和墙对木块的支持力，两个力是一对平衡力。

故C错误，D 错误；
故选：A。

【例1.3】（2016•山东学业考试）关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中，正确的是（）
A．有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力
B．只有两个物体处于平衡状态中，作用力与反作用力大小才相等
C．作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间
D．作用力与反作用力的性质一定相同
【分析】由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，力的性质相同，它们同时产生，同时变化，同时消失
【解答】解：A、作用力与反作用力，它们同时产生，同时变化，同时消失，故A错误。

B、牛顿第三定律适用于任何情况，且作用力与反作用力的大小相等，故B错误。

C、不相互接触的两个物体之间也有作用力与反作用力，如磁铁吸引铁块时，故C错误。

D、作用力与反作用力性质相同，故D正确。

故选D
【例1.4】（2016•浙江学业考试）如图所示，物体P用水平作用力F压在竖直的墙上，沿墙匀速下滑，物体的重力为G，墙对物体的弹力为N、摩擦力为f，物体对墙的压力N′、摩擦力为f′．下列说法正确的有（）
A．G和F是一对平衡力
B．N和F是一对作用力和反作用力
C．F和F′是一对作用力和反作用力
D．N′和F是一对作用力和反作用力
【分析】力的作用是相互的，一对作用力和反作用力彼此作用的两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，分别作用在两个不同物体上．此时的物体在竖直方向处于平衡状态，受到的墙壁对它竖直向上的摩擦力和重力是一对平衡力．
【解答】解：A、G和F方向不在一条直线上，不是一对平衡力，A错误；
B、N和F的大小相同，方向相反，作用在一个物体上，是一对平衡力，B错误；
C、F和F′是一对作用力和反作用力，C正确；
D、N′和F的方向相同，不是一对作用力和反作用力，D错误；
故选：C。

【例1.5】（2016•普陀区二模）如图，站在向右作匀加速直线运动的车厢内的人向前推车壁，下列说法正确的是（）
A．人对车的作用力仅是手的推力
B．车对人的摩擦力大于车对人的推力
C．因为人相对车没有动，所以合外力为零
D．该人对车做正功
【分析】对人受力分析，明确人受力情况，则可分析人对车的作用力情况，根据牛顿第二定律可明确合力方向以及合力做功情况。

【解答】解：A、对人分析可知，人受重力、车向左的弹力以及地面向右的摩擦力；故人对车有向左的摩擦力和推力；故A错误；
B、对人分析由牛顿第二定律可知，人受到的合力向右，故摩擦力大于车对人的推力；故B 正确；C错误；
D、由于车对人的合力向右，则可知人对车的合力一定向左，则由功的公式可知，人对车做负功；故D错误；
故选：B。

【例1.6】（2015•广东学业考试）如图所示，物体P用水平作用力F压在竖直的墙上，沿墙匀速下滑，物体的重力为G，墙对物体的弹力为N、摩擦力为f，物体对墙的压力N′、摩擦力为f′．下列说法正确的有（）
A．G和f是一对平衡力
B．N和F是一对平衡力
C．f和f′是一对作用力和反作用力
D．N′和F是一对作用力和反作用力
【分析】力的作用是相互的，一对作用力和反作用力彼此作用的两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，分别作用在两个不同物体上．此时的物体在竖直方向处于平衡状态，受到的墙壁对它竖直向上的摩擦力和重力是一对平衡力．
【解答】解：A、由题分析可知，物体沿墙壁匀速下滑，竖直方向受到重力和向上的滑动摩擦力，由平衡条件得知，滑动摩擦力大小f＝G．即G和f是一对平衡力，故A正确；
B、N和F的大小相同，方向相反，作用在一个物体上，是一对平衡力，故B正确；
C、f和f′是一对作用力和反作用力，故C正确；
D、N′和F的方向相同，不是一对作用力和反作用力，故D错误；
故选：ABC。

【例1.7】（2015春•乐清市校级期末）举世瞩目的第29届奥运会于2008年8月8日在北京“鸟巢”体育馆开幕，奥运会吉祥物“福娃”活泼可爱，如图是福娃在几个项目中的运动形象，下列几种说法正确的是（）
A．用力踢足球，足球会飞出去，说明力能使物体运动状态发生改变
B．投篮球时，篮球脱手后地球对篮球有力的作用，篮球对地球没有力的作用，所以篮球落到地上
C．击出的羽毛球能在空中继续飞行，是由于羽毛球具有向前的冲力
D．用桨向后划水时皮划艇会向前进，这是由于力的作用是相互的
【分析】力是物体之间的相互作用，力的作用效果是改变物体的运动状态或形状；一切物体都有惯性，力不是维持物体运动状态的原因．
【解答】解：A、用力踢足球时，由于人对足球施加的力，使物体的运动状态发生了改变；故A正确；
B、重力在任何情况下都存在，故B错误；
C、羽毛球在空中飞行时，是由于本身的惯性保持了原来的速度，不是因为具有向前的冲力；故C错误；
D、力的作用是相互的，故桨对水有力时，水对桨也会产生力的作用，从而推动皮划艇前进；故D正确；
故选：AD。

【例1.8】（2016秋•钦州月考）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，箱子与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。

已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为F f，则此时箱子对地面的压力大小为多少？
【分析】以箱子为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件求出地面对箱子的支持力，再根据牛顿第三定律求出箱对地面的压力。

【解答】解：以箱子为研究对象，分析受力情况：箱子受到重力Mg、地面的支持力N和环对箱子向下的滑动摩擦力F f，
根据平衡条件得：N＝Mg+F f
根据牛顿第三定律得箱对地面的压力大小：N′＝N＝Mg+F f
答：此时箱子对地面的压力大小为Mg+F f
2．牛顿第三定律的特点
⑴同时性：作用力与反作用力总是同时产生、同时消失、同时变化、瞬时对应的。

⑵同质性：作用力与反作用力一定是一对性质相同的力。