1、3.6 作用与反作用力【学习目标】(一)知识目标:1、知道物体之间力的作用是相互的。2、知道作用力与反作用力的概念。3、理解、掌握牛顿第三定律。4、能区分平衡力跟作用力与反作用力。(二)能力目标:1、培养通过实验和事例总结规律的能力。2、在具体受力分析中应用牛顿定律的能力。(三)德育目标:1、进一步掌握实践是检验真理的惟一标准的哲学思想。2、体会理论对实践的指导作用和对推动社会发展的意义。【学习重点】掌握牛顿第三定律;区分平衡力跟作用力与反作用力【知识要点】一、物体与物体之间的作用是相互的1、力的作用是相互的2、作用力与反作用力二、牛顿第三定律1、内容:两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等
2、,方向相反,作用在一条直线上。2、作用力与反作用力的特点:(1)作用在不同的物体上;(2)具有同种性质;(3)具有同时性;三、平衡力跟作用力与反作用力的区别作用力与反作用力一对平衡力作用在两个物体上作用在同一个物体上具有同种性质不一定具有同种性质具有同时性不一定具有同时性不能求合力(不能抵消)能求合力(能抵消)【典型例题】例1 跳高运动员从地面跳起,这是由于( )A.运动员给地面的压力等于运动员受的重力B.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力C.地面给运动员的支持力大于运动员受的重力D.地面给运动员的支持力等于运动员给地面的压力 解析 跳高运动员要从地面跳起,必须具有竖直向上的加速度,所
3、以地面给运动员的支持力必须大于运动员的重力。而地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力是一对作用与反作用力,必定大小相等、方向相反。所以本题正确的选项是CD。 拓展 本题容易错选A,防止出错的关键是知道运动员具有向上的加速度,运动员不是处于平衡状态。也就是说即使在水平面上,重力等于支持力也是有条件的。这里只有地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力大小相等是无条件成立的。再看一习题, 手托着一木块,由静止开始向下加速运动,手对木块的支持力应该( )A.小于木块对手的压力 B.等于木块对手的压力C.大于木块对手的压力 D.小于木块所受的重力这里手对木块的支持力和木块对手的压力一定等大反向,但木块
4、的重力一定大于手对木块的支持力,所以正确的选项是BD。 例2 一个物体静止地放在水平桌面上,求证物体对桌面的压力的大小等于物体所受重力的大小。解析 证明:设一质量为m的物体放在水平桌面上,桌面对物体的支持力大小为FN,物体对桌面的压力大小为FN,如图4-5-1所示,则依据牛顿第二定律可知:FN=mg (1)依据牛顿第三定律可知: N=N (2)所以N=N,即物体对桌面的压力的大小等于物体所受重力的大小 拓展 做证明题时,首先必须把相关的物理情景和所使用的物理量交代清楚,在证明过程中要把证明依据交代清楚,有必要的推理过程,最后有结论。容易看出,上述的证明中(1)式成立是有条件的,而(2)式成立是
5、无条件的。 例3 置于水平面上的小车,有一弯折的细杆,弯折成角度,如图4-5-2所示,其另一端固定了一个质量为m的小球问:(1)小车静止时小球对杆的作用力;(2)当车子以加速度a向左加速前进时,再求小球对细杆的作用力。 解析 小球对细杆的作用力很难直接求出,依据牛顿第三定律转移研究对象,只要能求出细杆对小球的作用力,其反作用力就可求出。(1)以小球为研究对象,小球受两个力的作用:重力G和杆对它的作用力F,这两个力是一对平衡力,所以此时杆对小球的作用力F方向沿竖直向上,大小等于小球的重力mg。小球对杆的作用力方向竖直向下,大小等于mg。(2)当车子以加速度向左加速前进时,把杆对小球的作用力F沿水
6、平和竖直方向分解,水平分力为F1,竖直分力为F2,如图4-5-3所示,由牛顿第二定律可知:F2-mg=0F1=m 杆对小球的作用力F=。故球对细杆作用力,F=F=,方向如图4-5-3,tan=a/g。 拓展 有的同学会错误地认为细杆对小球作用力F的方向沿细杆向上,产生这种错误的原因是没有区分绳子和细杆对小球作用力的特点,绳子的拉力一定沿着绳子的收缩方向,而细杆的作用力就不一定沿着细杆方向。由图4-5-3可以看出,只有当a=gtan时,杆对小球的的力才沿杆子方向。【规律总结】作用力和反作用力的关系与两平衡力关系的不同点主要有:(1)作用对象不同作用力和反作用力是作用在两个物体上的,而平衡力是作用
7、在同一物体上的(2)力的性质是不相同的作用力和反作用力一定是同种性质的力,而平衡力中的两个力不一定同性(3)作用效果不同作用力和反作用力由于作用在不同的研究对象上,所以它们的作用效果不能相互抵消,而平衡力中的两个力作用在同一物体上,它们的作用效果是可以相互抵消的,这也正是我们所说的“平衡”的真实体现(4)作用时间不同作用力和反作用力是同生、同灭、同变化的,而平衡力都不一定要有这种关系,它可以一个力消失而另一个力独立存在同时也可以一个力不变而另一个力变化【当堂反馈】1、关于作用力和反作用力的说法正确的是 ( ).先有作用力,后有反作用力.只有物体处于静止状态时,物体间才存在作用力和反作用力.只有
8、物体接触时,物体间才存在作用力和反作用力.两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力2、一个物体受绳拉力的作用,由静止开始前进,先做加速运动,然后改为匀速运动,再改为减速运动,下列说法正确的是 ( )A. 加速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力B. 减速运动时,绳拉物体的力小于物体拉绳的力C. 只有匀速前进时,绳拉物体的力才与物体拉绳的力大小相等D. 不管物体如何前进,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等3、物体静止于水平桌面上,则( ).桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力大小,这两个力是一对平衡力.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力.物体对桌面的压力就是物体的重力,
9、这两个力是同一种性质的力.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力4、如图所示,一个小物体静止于倾斜的木板上,物体与木板之间作用力和反作用力的对数有( ). 一对 . 二对 . 三对 . 四对【参考答案】1、D 2、D 3、A 4、B【达标训练】1如图33物体在水平力F作用下压在竖直墙上静止不动,则A物体所受的摩擦力的反作用力是重力B力F就是物体对墙壁的压力C力F的反作用力是墙壁对物体的支持力D墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力图332人走路时,人和地球之间的作用力与反作用力的对数共有A一对B二对C三对D四对3物体在水平拉力作用下,沿水平地面做匀速直线运动,则A地面受的压力
10、就是物体的重力B物体受到的滑动摩擦力与水平力是一对作用力和反作用力C地面受的压力与物体受的支持力是一对平衡力D地面受的滑动摩擦力与水平拉力大小相等4甲、乙两队进行拔河比赛,甲队胜若绳的质量不计,则甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力甲队与地面的最大静摩擦力大于乙队与地面的最大静摩擦力甲、乙两队与地面的最大静摩擦力大小相等方向相反甲、乙两队拉绳的力相同以上说法正确的是ABCD5如图34所示,长木板平放在地面上,用F=10 N的力推动木板上的小木块使其匀速前进,但木板静止,则木板受力个数为图34A3个B4个C5个D6个6在光滑的水平桌面上放置一个测力计,甲乙分别为100N的两个力沿水平方向拉测力计的两
11、端,则测力计的读数应为A0B100NC200ND400N7.质量分别为40kg和50kg的两个小孩都穿着冰鞋站在溜冰场上的冰面上,其中一个小孩用20N的水平力推开另一个小孩,两个小孩各得到多大的加速度?8如图35所示,质量为M的人站在地面上,通过一定滑轮用绳将质量为m的重物从高处放下,若重物向下的加速度为a(ag),则人对地面的压力为多少?图35图369如图36所示,光滑水平面上的A、B两物体质量之比M:m=3:2,力F13N,F22N,则AB间相互作用力的大小为多少?10如图37所示,底座A上装有长0.5m的直立杆,总质量为0.2kg,杆上套有0.05kg的小环B,它与杆间的摩擦力恒定,当环从底座上以4m/s的初速度飞起,刚好能到达杆顶,求环在上升过程中,底座对水平面的压力是多少?图37【达标训练参考答案】1D2C3D4B5C6B70.50.48(M-m)g+ma92.4N101.7N【反思】收获疑问