2019-2020年高中物理 3.6作用與反作用力 學(xué)案 粵教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 3.6作用與反作用力 學(xué)案 粵教版必修1 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 知識(shí)與技能：理解作用和反作用力的關(guān)系，掌握牛頓第三定律確切含義，學(xué)習(xí)研究物理問題的方法。 過程與方法：進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理學(xué)研究現(xiàn)象，總結(jié)規(guī)律的方法。能分清實(shí)際問題中的作用力和反作用力。 情感態(tài)度和價(jià)值觀：采用各種方式激發(fā)興趣，設(shè)置情景引發(fā)思考，提高科學(xué)素養(yǎng)。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 牛頓第三定律的內(nèi)容及確切含義 【知識(shí)要點(diǎn)】 1. 牛頓第三定律的表述：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. 牛頓第三定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式表述：F=-F′（負(fù)號(hào)表示反作用力F′與作用力F 的方向相反） 3. 對(duì)牛頓第三定律的深層理解： ⑴ 有大小相等，方向相反，作用在兩個(gè)物體上， 同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，作用時(shí)間相同，力的性質(zhì)相同，總是大小相等作用在同一條直線上等性質(zhì)的力，不一定是作用力與反作用力。還必須具有是兩個(gè)物體之間的相互作用才可肯定其為作用力與反作用力 的力。 （2）定律中的“總是”這兩個(gè)字是強(qiáng)調(diào)對(duì)于任何物體，在任何條件下，這兩個(gè)相等的關(guān)系都成立即； 不管物體大小形狀如何，例如大物體與大物體之間，或大物體與小物體間，還是任何形狀的物位之間其相互作用力總是大小相等。 不管物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何。例如靜止的物體之間，運(yùn)動(dòng)的物體之間或靜止物體與靜止的物體之間，其相互作用力都是大小相等， ⑶ 作用力和反作用力的產(chǎn)生和消失是同時(shí)的。因?yàn)閮烧咧腥粲幸粋€(gè)產(chǎn)生和消失，則另一個(gè)必須同時(shí)產(chǎn)生或消失。否則其間的相等關(guān)系就不成立了。可見認(rèn)為作用力與反作用力的產(chǎn)生有先后的說法是不對(duì)的。 4. 作用力和反作用力跟平衡力的區(qū)別 作用力和反作用力跟平衡力雖有相似之處（力的大小相等，方向相反，作用在同一 直線上）但更重要的是它們之間存在本質(zhì)的區(qū)別。 ⑴ 作用物體不同。作用力和反作用力是作用在兩個(gè)不同物體上，而平衡力只作用 在一個(gè)物體上。 ⑵ 力的性質(zhì)不同。作用力和反作用力必是同性質(zhì)的力，而平衡力可以是性質(zhì)不同 的一對(duì)力。 ⑶ 力的作用時(shí)間不同。作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，而一對(duì)平衡力中的一個(gè)消失，另一個(gè)可以存在。。 ⑷ 作用效果不同。作用力和反作用力在兩個(gè)不同物體上，效果可以不同，作用力和反作用不存在平衡問題。而一對(duì)平衡力的作用效果是使外同處于平衡狀態(tài)。 可見：作用力和反作用力“異體（相互作用的兩物體）、共線（作用在一條直線上）、等值（大小相等）、反向（方向相反）、同性（性質(zhì)相同）、同存（同時(shí)存在同時(shí)消失）”，平衡力是“同體（作用在同一物體上）、共線、等值、反向”。 【典型例題】 例1一個(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)果大漢把女孩拉過來了．對(duì)這個(gè)過程中作用于雙方的力的關(guān)系，不正確的說法是[ ] 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)的短暫相持過程中，兩人的拉力一樣大． 分析作用力與反作用力總是大小相等的．大漢與女孩手拉手比力氣時(shí)，無論是在相持階段還是女孩被大漢拉過來的過程中，大漢拉女孩的力與女孩拉大漢的力的大小總是相等的，所以說法B，C正確．答A，D． 說明：既然大漢拉女孩和女孩拉大漢的力一樣大，大漢為什么能把女孩拉過來呢？關(guān)鍵在于地面對(duì)兩者的最大靜摩擦力不同．如圖3－11分別畫出兩者在水平方向上的受力情況，顯然，只有當(dāng)f甲＞f乙時(shí)，女孩才會(huì)被大漢拉過來．如果讓大漢穿上溜冰鞋站在磨光水泥地上，兩人再比力氣時(shí)，女孩就可以輕而易舉地把大漢拉過來． 例2一輛汽車沿山坡加速上行，不計(jì)空氣阻力，汽車受到哪幾個(gè)力？并指出各個(gè)力的反作用力． 分析以汽車為研究對(duì)象，根據(jù)對(duì)汽車發(fā)生作用的物體，找出汽車受到的力，然后由“甲對(duì)乙和乙對(duì)甲”的關(guān)系，找出各自的反作用力． 解答汽車受到的力和各個(gè)力的反作用力列表如下： 畫出汽車和山坡隔離體的受力圖，如圖3－12所示． 說明：常有些學(xué)生會(huì)把汽車受到的牽引力，說成是“發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車的力”，這是不正確的．發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的一部分，它與車身之間的作用力是內(nèi)力，根據(jù)牛頓第二定律，內(nèi)力不可能使整體產(chǎn)生加速度．這正像自己用手揪住頭發(fā)向上拉，不會(huì)使自己離開地面一樣． 汽車前進(jìn)的機(jī)理是：發(fā)動(dòng)機(jī)工作，通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)力圖把地面向后推，地面施力使車向前，正像人行走時(shí)也是依靠從地面獲得推力一樣． 例3如圖3－13所示，用彈簧秤懸掛一個(gè)重G=10N的金屬塊，使金屬塊部分地浸在臺(tái)秤上的水杯中（水不會(huì)溢出），若彈簧秤的示數(shù)變?yōu)門′=6N，則臺(tái)秤的示數(shù)[ ] A．保持不變．B．增加10N．C．增加6N．D．增加4N． 分析：金屬塊浸入水中后，水對(duì)金屬塊產(chǎn)生浮力F．由彈簧秤的示數(shù)知，浮力的大小為 F=G=T′=10N-6N=4N． 根據(jù)牛頓第三定律，金屬塊對(duì)水也施加一個(gè)反作用力F′，其大不F′=F=4N．通過水和缸的傳遞，對(duì)臺(tái)秤產(chǎn)生附加壓力．所以，臺(tái)秤的示數(shù)增加4N．答D． 說明：任何力都是成對(duì)出現(xiàn)的，對(duì)液體和氣體的作用同樣遵循著牛頓第三定律．本題可以通過實(shí)驗(yàn)精確驗(yàn)證，請(qǐng)同學(xué)們自己去完成。 【規(guī)律總結(jié)】 解決與牛頓第三定律有關(guān)的問題的關(guān)鍵： (1)對(duì)牛頓第三定律要明確“三個(gè)一樣，兩個(gè)不一樣?！叭齻€(gè)一樣”是指：作用力和反作用力大小一樣；力的性質(zhì)一樣；力出現(xiàn)和消失的時(shí)間及變化情況一樣．“兩個(gè)不一樣”是指：作用力和反作用力的方向不一樣；作用對(duì)象即受力物體不一樣． (2)注意作用力和反作用力與平衡力的不同 【當(dāng)堂反饋】 1、關(guān)于作用力和反作用力，下列說法中錯(cuò)誤的是 （ ） 　 A．我們可把物體間相互作用的任何一個(gè)力叫做作用力，另一力叫做反作用力 　 B．若作用力是摩擦力，則反作用力也一定是摩擦力 　 C．先有作用力，再產(chǎn)生反作用力 　 D．作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上，因此它們可能成為一對(duì)平衡力 2、鹿拉著雪橇從靜止開始運(yùn)動(dòng)，下面說法正確的是（ ） A. 鹿對(duì)雪撬的拉力和雪橇對(duì)鹿的拉力是一對(duì)作用力與反作用力。 B. 鹿對(duì)雪撬的拉力先產(chǎn)生，運(yùn)動(dòng)后雪橇才對(duì)鹿產(chǎn)生拉力。 C. 當(dāng)鹿拉著雪橇加速前進(jìn)時(shí)，鹿拉雪撬的力大于雪橇拉鹿的力。 D. 鹿對(duì)雪撬的拉力和雪橇對(duì)鹿的拉力的合力為零 。 3、如圖所示，水平力F把一個(gè)物體緊壓在墻上靜止不動(dòng)，以下說法中正確的是（ ） A、作用力F與墻壁對(duì)物體的彈力是一對(duì)作用力和反作用力 B、作用力F與物體對(duì)墻壁的壓力是一對(duì)平衡力 C、物體的重力與墻壁對(duì)物體的靜摩檫力是一對(duì)平衡力 D、物體的重力與墻壁對(duì)物體的靜摩檫力是一對(duì)作用力和反作用力 A B 4、如圖所示，F(xiàn)大小為20N，AB均是靜止的，重力大小分別為10N、20N。求AB間的摩擦力、B地間的摩擦力以及B對(duì)地面的壓力。 5、一航天探測(cè)器完成對(duì)月球的探測(cè)任務(wù)后，在離開月球的過程中，由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行，先加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)，探測(cè)器通過噴氣而獲得推動(dòng)力。以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是（ ） A．探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿直線向后噴氣 B．探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣 C．探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣 D．探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不需要噴氣 【參考答案】 1、【答案】CD 2、【答案】A 【解析】作用力與反作用力總是大小相等的，但不能分解合成，作用效果不能相互抵消。 3、【答案】C A GA NBA 【解析】牢記一對(duì)平衡力是作用在一個(gè)物體上，而作用力與反作用力是作用在兩個(gè)物體上。 4、【答案】0N 20N 30N 【解析】受力分析：先分析受力情況比較簡單的物體，圖中A受力情況比B簡單，先對(duì)A進(jìn)行受力分析:1、重力；2、接觸力：a、B對(duì)A的支持力；b、因?yàn)锳是靜止的，合外力應(yīng)該為0，所以A不能再受到一個(gè)摩擦力，否則將與A的靜止?fàn)顟B(tài)相矛盾。 B GB NAB NDB F=20N f=20N 接著分析B的受力，1、先根據(jù)牛頓第三定律作出A對(duì)B的力，因?yàn)锽對(duì)A只有支持力，所以A對(duì)B也只有壓力。2、重力。3、接觸力：與B接觸的有A和地面，A對(duì)B的力已分析完畢，就分析地面對(duì)B的力。a、地面對(duì)B肯定有支持力；b、因?yàn)锽也靜止，所以合外力應(yīng)該為0，B在水平方向受到一個(gè)水平向右的拉力20N，為了平衡這個(gè)拉力，必須有一個(gè)水平向左的20N的力，那這個(gè)力只能是地面給B的摩擦力。如圖 一對(duì)平衡力 作用力與反作用力 平衡力 一對(duì)平衡力 5、【答案】C 【解析】如圖所示，探測(cè)器受的合力沿運(yùn)動(dòng)方向才能做直線加速運(yùn)動(dòng)，受平衡力時(shí)才做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】 1．下列的各對(duì)力中，是相互作用力的是（ ） A．懸繩對(duì)電燈的拉力和電燈的重力 B．電燈拉懸繩的力和懸繩拉電燈的力 C．懸繩拉天花板的力和電燈拉懸繩的力 D．懸繩拉天花板的力和電燈的重力 2．用繩懸掛一重物，當(dāng)重物處于平衡狀態(tài)時(shí)，重物所受重力的平衡力是____________，重力的反作用力是_______________。 3．浮在水面上的木塊所受重力的反作用力為_____________________，方向___________，木塊所受浮力的反作用力為_______________，方向_______________。 4．下列關(guān)于作用力與反作用力的說法中，正確的是（ ） A．先有作用力，后有反作用力 B．只有物體靜止時(shí)，才存在作用力與反作用力 C．只有物體接觸時(shí)，物體間才存在作用力與反作用力 D．物體間的作用力與反作用力一定是同性質(zhì)的力 5．一小球用一細(xì)繩懸掛于天花板上，以下幾種說法中正確的是（ ） A．小球所受的重力和細(xì)繩對(duì)它的拉力是一對(duì)作用力和反作用力 B．小球?qū)?xì)繩的拉力就是小球所受的重力 C．小球所受重力的反作用力作用在地球上 D．小球所受重力的反作用力作用在細(xì)繩上 6．關(guān)于作用力、反作用力和一對(duì)平衡力的認(rèn)識(shí)，正確的是（ ） A．一對(duì)平衡力的合力為零，作用效果相互抵消，一對(duì)作用力與反作用力的合力也為零，作用效果也相互抵消 B．作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，且性質(zhì)相同，平衡力的性質(zhì)卻不一定相同 C．作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，且一對(duì)平衡力也是如此 D．先有作用力，接著才有反作用力，一對(duì)平衡力卻是同時(shí)作用在同一個(gè)物體上 7．甲、乙兩人發(fā)生口角，甲打了乙的胸口一拳致使乙受傷。法院判決甲應(yīng)支付乙的醫(yī)藥費(fèi)。甲狡辯說：“我打了乙一拳，根據(jù)牛頓的作用力與反作用力相等，乙對(duì)我也有相同大小的作用力，所以，乙并沒有吃虧。”那么這一事件判決的依據(jù)在哪里？ A．甲打乙的力大于乙對(duì)甲的作用力，判決甲付乙的醫(yī)藥費(fèi) B．甲打乙的力等于乙對(duì)甲的作用力，但甲的拳能承受的力大于乙的胸能承受的力，乙受傷而甲未受傷，甲主動(dòng)打乙，判決甲支付乙的醫(yī)藥費(fèi) C．甲打乙的力等于乙對(duì)甲的作用力，甲的拳和乙的胸受傷害程度不相同，甲輕而乙重，判決甲付乙的醫(yī)藥費(fèi) D．由于是甲用拳打乙的胸，甲對(duì)乙的力遠(yuǎn)大于乙胸對(duì)甲拳的作用力，判決甲付乙的醫(yī)藥費(fèi) 8．機(jī)車A拉著一節(jié)車廂B向右行駛。用FAB和FBA分別代表A對(duì)B和B對(duì)A的作用力。已知B行駛時(shí)受到的阻力F阻=2.0103 N。畫出題中情境的草圖，回答以下問題。 （1）A拉B勻速行駛時(shí)，F(xiàn)AB與F阻有什么關(guān)系？FAB和FBA有什么關(guān)系？（要說明大小和方向兩方面的關(guān)系，并說明回答的根據(jù)。） （2）A拉B加速行駛時(shí)，F(xiàn)AB和F阻有什么關(guān)系？FAB和FBA有什么關(guān)系？若車廂B的質(zhì)量是4.0 t，加速度a是0.3 m/s2，F(xiàn)AB和FBA各等于多少？ 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練參考答案】 1．B 2．繩子對(duì)重物的拉力 重物對(duì)地球的吸引力 3．木塊對(duì)地球的吸引力 豎直向上 木塊對(duì)水的壓力 豎直向下 4．D 5．C 6．B 7．B 8．（1）因?yàn)锳拉B勻速運(yùn)動(dòng)，即物體處于平衡狀態(tài)，因此B車廂所受的合力為零，故FAB=F阻。而FAB與FBA是一對(duì)相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律，它們總是大小相等方向相反。 （2）因?yàn)锳拉B加速行駛，根據(jù)牛頓第二定律： FAB-F阻=ma，所以FAB>F阻。 而FAB與FBA是一對(duì)相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律， 它們總是大小相等方向相反。 由牛頓第二定律：FAB-F阻=ma FAB=ma+F阻=4.01030.3N+2.0103N=3.2103N 由牛頓第三定律：FAB與FBA是一對(duì)相互作用力，它們總是大小相等方向相反。即 FAB=FBA=3.2103N 【反思】 收 獲 疑 問