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24牛顿第三定律

仙人指路
2019-03-13 0人钱柜777手机版登陆 0 0 0 暂无简介 举报

简介:本文档为《24牛顿第三定律ppt》,可适用于小学教育领域

课时 牛顿第三定律  课前导航  顶牛比赛 图  如图-所示身高和质量可认为相同的小张和小李穿同样的鞋在同一水平地面上通过一轻杆进行顶牛比赛企图迫使对方后退.设小张和小李对杆的推力分别为F、F小张和小李两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为alpha、alpha已知倾角alpha越大此刻人手和杆的端点位置就越低最终结果小张获胜.  请你思考:  .小张和小李对杆的推力(F、F)哪个大?  .两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角(alpha、alpha)关系又如何?  .你认为小张获胜的根本原因是什么?(建议找一位同学去试试) 基础梳理    知识精析  一、作用力与反作用力  .对作用力和反作用力的认识  ()同时:作用力与反作用力总是成对出现的同时产生同时变化同时消失.  ()同性:作用力与反作用力产生的机理相同因此一定是同种性质的力.例如:物体受的支持力与其反作用力(物体对支持面的压力)均属于弹力.  ()异体:作用力与反作用力分别作用在不同的物体上各自产生效果永远也不存在相互抵消、两力平衡的问题.  ()对称:作用力与反作用力是对称的等大共线反向.作用力也可叫反作用力作用力的施力物体和受力物体同时也是反作用力的受力物体和施力物体.如A作用B与B作用Aldquo对称rdquo.  .作用力和反作用力与平衡力的区别和联系  二、深刻理解牛顿第三定律  .牛顿第三定律的适用条件:牛顿第三定律与所选的参考系无关这是因为物体间的相互作用是客观存在的不会因参考系的不同而使物体的相互作用的性质发生任何变化.  .定律叙述中ldquo总是rdquo的理解:  这里的ldquo总是rdquo是强调对于任何物体在任何条件下这两个相等的关系都成立.对此可以从以下几个方面理解:  ()不管物体大小形状如何例如大物体与大物体之间或大物体与小物体之间还是任何形状的物体之间其相互作用力总是大小相等.  ()不管物体的运动状态如何.例如静止的物体之间、运动的物体之间或静止物体与运动物体之间的相互作用力总是大小相等的.  ()作用力与反作用力的产生和消失是同时的.  三、牛顿第三定律的意义  牛顿第一、二定律是对单个物体(质点)而言的只解决了一个物体运动规律的问题.但自然界中物体是相互联系、相互影响、相互作用的一个物体在受其他物体作用的同时也会对其他物体有力的作用不讨论物体间的相互作用就不能较全面地认识物体的运动规律也就无法解决现实中的许多问题.因此只有牛顿第一、二定律还不够必须加上牛顿第三定律才能构成比较全面地反映机械运动的一套定律.  四、牛顿三个运动定律之间的区别与联系特别提醒:应用牛顿第二定律解题时常借助牛顿第三定律将物体受力进行转换.  方法指导  一、牛顿第三定律的理解和应用  例 如图-所示甲、乙两人的质量相等分别站在质量也相同的两条小船上.开始时两船均静止.甲的力气远比乙的力气大现让甲、乙两人各自握紧绳子的一端并用力拉对方.两人均相对船静止则下列判断正确的是(  )    图  A.甲船先到达中点  B.乙船先到达中点  C.两船同时到达中点  D.无法判断  解析 甲对绳的作用力与绳对甲的作用力是作用力与反作用力总是等大反向.乙对绳的作用力与绳对乙的作用力是作用力和反作用力也总是等大反向.而由轻绳状态可知绳所受的两个力是一对平衡力等大反向.由此可知绳对甲、乙两人的力等大两船运动的加速度时刻大小相等因而只能同时到达中点选项C正确.  答案 C  二、相互作用力和平衡力的理解  例 若物体静置于水平面上则(  )  A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力这两个力是一对平衡力  B.物体所受的重力和桌面对物体的支持力是一对作用力和反作用力  C.物体对桌面的压力就是物体的重力这两个力是同一种性质的力  D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力  解析 要分析各力的关系首先要对物体受力及物体对桌面的作用力进行正确的分析如图所示因物体处于平衡状态故FN与G是一对平衡力故选项A正确因为作用力和反作用力分别作用在两个物体上且必为性质相同的力这里的压力从性质上讲是弹力与重力是性质不同的力故选项B、C错误由于支持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压)而产生的因此FN和FNprime是一对作用力和反作用力故选项D错误.   答案 A  点评 ()判断一对力是相互作用力还是平衡力或者两者均不是关键要抓住这对力是否符合相互作用力或平衡力的特点.  ()在判断一对力是否为相互作用力时不要只关心两个力作用在两个物体上、大小相等、方向相反还要看是否发生在相互作用的两个物体之间即看施力物体和受力物体是否有对称关系.  变式训练  如图所示P和Q叠在一起静止在水平桌面上.在下列各对力中属于作用力和反作用力的是(  )  图  A.P所受的重力和Q对P的支持力  B.Q所受的重力和Q对P的支持力  C.P对Q的压力和Q对P的支持力  D.Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力  解析 作用力和反作用力必定是同种性质的力仅从这点来讲选项A、B均不正确P对Q的压力和Q对P的支持力Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力都是两个物体间的相互作用力选项C、D正确另外可直接从对称关系上分析:P对QQ对PQ对桌面桌面对Q所以选项中的C、D是作用力和反作用力.  答案 CD  三、牛顿第二、第三定律相结合  例 如图甲所示质量为M的木板放在倾角为theta的光滑斜面上一个质量为m的人站在木板上.若人相对于木板静止木板的加速度为多大?人对板的摩擦力多大?    图甲  解析 人和木板相对静止可用整体法求出加速度求人对板的摩擦力可先求板对人的摩擦力再由牛顿第三定律求之.  先以M、m为一整体受力分析如图乙取沿斜面向下为正方向由牛顿第二定律有:  (Mm)gsintheta=(Mm)a  解得:a=gsintheta  以人为研究对象设木板对人的图乙摩擦力为F人方向沿斜面向下受力分析如图丙所示.由牛顿第二定律得:  mgsintheta+F人=ma  且a=gsintheta  可得F人=由牛顿第三定律得:人对板的摩擦力也为零.  答案 gsintheta 图丙  变式训练  ()例中若木板相对斜面静止则人必须沿斜面以多大的加速度向什么方向加速运动?  ()例中若要使人保持与斜面相对静止木板必须沿斜面以多大的加速度向什么方向加速运动?  解析 解法一 ()先分析木板受力要使木板相对斜面静止则木板沿斜面方向的加速度为零人必须给木板一沿斜面向上的力f且与板的重力Mg沿斜面向下的分力Mgsintheta等大反向由牛顿第三定律知板给人的静摩擦力方向沿斜面向下大小为fprime=f=Mgsintheta再以人为研究对象分析设沿斜面向下为正方向应用牛顿第二定律得:mgsintheta+f=ma人a人=gsintheta方向沿斜面向下.  ()先分析人的受力要使人相对斜面静止则人无加速度木板必须对人有一沿斜面向上的静摩擦力f大小为mgsintheta由牛顿第三定律知人对板的摩擦力沿斜面向下大小为mgsintheta再分析板的受力情况取向下为正方向由牛顿第二定律得:Mgsintheta+mgsintheta=Ma板得:a板=gsintheta方向沿斜面向下.  互动平台  关于ldquo顶牛比赛rdquo的对话  TT:现在总该明白ldquo顶牛比赛rdquo中小张获胜的根本原因了吧?  MM:明白了.因为是轻杆(质量可以不计)所以小张和小李对杆的推力大小相等即F=F但小张比小李聪明因为他身体向前倾的角度比小李的大此刻手和杆的端点位置就比小李的要低轻杆呈现左端低、右端高的状态.这样轻杆对小张的力Fprime(F的反作用力)应斜向下所以小张对水平地面的压力就大于其本身的重力相反轻杆对小李的力Fprime(F的反作用力)应斜向上所以小李对水平地面的压力就小于其本身的重力.因此小张所受地面的最大静摩擦力大于小李的这就是小张获胜的根本原因.老师您说我讲的对吗?  TT:你讲得很好!你已把顶牛比赛的物理原理分析得很透彻了  关于ldquo带球撞人rdquo的对话  HH:昨天体育课篮球比赛时小明带球撞人把我给撞了个ldquo四脚朝天rdquo.看来我阻挡他的力要比他撞我的力小得多.  MM:看你还学了牛顿第三定律呢!小明带球撞你的力和你对他的力是一对作用力和反作用力两个力应该是大小相等的.这不是跟ldquo鸡蛋碰石头rdquo一样的道理吗?  HH:那怎么我倒了他不倒?  MM:这helliphellip?我也不清楚了还是去问老师吧!  育才:这里除了作用力和反作用力以外还涉及后面要学到的动量问题所以只有学好物理才会懂得更多!

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