5.4 牛顿第三运动定律-2021-2022学年高一物理精讲精练(2019鲁科版必修第一册)(解析版)
5.4 牛顿第三运动定律
考点精讲
考点 1:作用力与反作用力
1.作用力与反作用力
\a\al(作用力与
2.作用力、反作用力与平衡力之间最直观的不同就是受力物体不同.
作用力和反作用力 平衡力
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一直线上
不同
点
受力物体 作用在不同物体上 作用在同一物体上
性质 相同 不一定相同
依存关系 同时产生、同时变化、同时消失,
相互依存,不可单独存在
无依存关系,撤销其中一个,另一个仍
可存在,只是不再平衡
叠加性 不可叠加求合力,两力作用效果不
会抵消
可以叠加求合力,合力为零,两力作用
效果相互抵消
【例 1】 (多选)如图所示,水平力 F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下
列说法中正确的是( )
A.作用力 F跟墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力
B.作用力 F与物体对墙壁的压力是一对平衡力
C.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力
【分析】先对物体受力分析,找出相互平衡的力,然后找出每个力的施力物体,对施力物体的作用力
是反作用力.
【解析】CD 作用力 F跟墙壁对物体的支持力作用在同一物体上,大小相等、方向相反,在一条直线
上,是一对平衡力,A错.作用力 F作用在物体上而物体对墙壁的压力作用在墙壁上,这两个力不能成为
平衡力,也不是作用力和反作用力,B错.物体在竖直方向上,受竖直向下的重力和墙壁对物体竖直向上
的静摩擦力,因物体处于静止,故这两个力是一对平衡力,C对.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持
力,是两个物体之间的相互作用力,是一对作用力和反作用力,D对.
【技巧与方法】
辨别作用力、反作用力与平衡力的方法
【针对训练】
1.下列关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识,正确的是( )
A.一对平衡力的合力为零,作用效果相互抵消,一对作用力与反作用力的合力也为零,作用效果也
相互抵消
B.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且性质相同,一对平衡力的性质不一定相同
C.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,一对平衡力也是如此
D.先有作用力,接着才有反作用力,一对平衡力却是同时作用在同一个物体上的
【解析】B 作用力与反作用力是分别作用在两个不同物体上的,作用效果不能抵消,选项 A错误;
作用力与反作用力具有同时性、同性质的特点,而一对平衡力不一定具有这些特点,选项 B正确,C、D
错误.
2.如图所示,物体处于静止状态,下列说法中正确的是( )
A.绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是一对作用力与反作用力
B.物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力
C.物体的重力和绳对物体的拉力是一对作用力与反作用力
D.物体的重力的反作用力作用在绳上
【解析】A 绳对物体的拉力和物体对绳的拉力作用在相互作用的两个物体上,且大小相等、方向相
反,符合作用力与反作用力的条件,故选项 A正确;物体的重力作用在物体上,物体对绳的拉力作用在绳
上,作用对象不同,不是一对平衡力,故选项 B错误;物体的重力与绳对物体的拉力是一对平衡力,故选
项C错误;物体的重力的反作用力作用在地球上,而非作用在绳上,故选项 D错误.
考点 2:牛顿第三定律
1.牛顿第三定律的公式表达:F=-F′.负号表示两者方向相反,等号表示两者大小相等.
2.牛顿第三定律的物理意义:揭示了物体之间相互作用的规律,反映了作用力和反作用力的大小、
方向特点,揭示了相互作用的物体间的联系.
3.应用牛顿第三定律应注意的问题
(1)定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何条件下牛顿第三定律都是成立的.
(2)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中,若一个产生或消失,则另一个必然同时产生或消失,
否则就违背了“相互关系”.
【例 2】 质量为 M的人站在地面上,用轻绳通过光滑定滑轮将 质 量 为 m的
重物从高处放下,如图所示,若重物以加速度 a下降(a<g),则人对地面的压力为( )
A.(M+m)g-ma
B.M(g-a)-ma
C.(M-m)g+ma
D.Mg-ma
【解析】C
甲 乙
以重物为研究对象,受力分析如图甲所示.
由牛顿第二定律得 mg-F=ma,
所以绳子上的拉力 F=mg-ma.
以人为研究对象,受力分析如图乙所示.
由平衡条件得 F+N=Mg
所以 N=Mg-F=Mg+ma-mg
由牛顿第三定律知,人对地面的压力等于地面对人的支持力
所以 N′=N=(M-m)g+ma
【技巧与方法】
牛顿第三定律的适用范围
牛顿第三定律不仅适用于固体间的相互作用,也同样适用于气体和液体间的相互作用,而且与作用力
的性质、作用方式(接触或不接触)、物体的质量大小、运动状态及参考系的选择均无关.
【针对训练】
3.如图所示,滑杆和底座静止在水平地面上,质量为 M,一质量为 m的猴子沿杆以 0.4g的加速度加
速下滑,则底座对地面的压力为( )
A.Mg+0.4mg B.Mg+0.6mg
C.(M+m)g D.Mg
【解析】B 以猴子为研究对象,分析猴子的受力如图甲所示:竖直方向受重力 mg 和杆对猴子的摩擦
力Ff,则有 mg-Ff=ma①
滑杆和底座受力如图乙所示,
受重力 Mg、支持力 FN,猴子对杆的摩擦力 Ff′
三力平衡:FN=Mg+Ff′②
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