第三章

牛顿运动定律

关于牛顿第三定律的理解

1.相互性：物体间力的作用是相互的。即两个物体间 只要有力的作用，就必然成对出现作用力和反作用 力.施力物体同时也是受力物体。求解某力大小方向时， 可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解。正 确确认作用力和反作用力FAB和FBA。 2. 同时性：作用力和反作用力同时产生，同时变化， 同时消失。 3. 同一性：作用力和反作用力的性质是相同。 4. 普适性：不管物体大小形状如何，不管物体的运 动状态如何，作用力和反作用力总是等大、方向共线。 5. 异体性：作用力和反作用力分别作用在两个不同的 物体上，各产生其效果，不能抵消，所以这两个力不 会平衡. 。

6.作用力和反作用力与平衡力的区别

7.作用力和反作用力的性质。一对作用力和反作用力在同一个过程中(同一段时间或同一段位移)的 总冲量一定为零，但作的总功可能为零、可能为正、 也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间 一定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的。

1. (07年1月广东省汕尾市调研测试2) 用计算机辅 助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单 中“力的相互作用”。把两个力探头的挂钩钩在一起， 向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如图。 观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线 ，可以得到以下实验结论：( C D ) A、作用力与反作用力时刻相等 B、作用力与反作用力作用在同一物体上 F/N C、作用力与反作用力大小相等 D、作用力与反作用力方向相反t/s 学会从图像获取信息。看图先看坐标轴。纵坐标表示相互作用力的大小和方向，横坐标表示 时间，图像表示的相互作用力随时间变化的函数图像。通过图像可以 看到在任意时刻，作用力和反作用力总是等大、反向。

2.( 2004年全国I I卷18题)如图所示，四个完全题 相 同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F 的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端 固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用， ③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动， ④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑 动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表 示四个弹簧的伸长量，则有 ( D )① F F ② F F F

③

④

A.l2>l1

B.l4>l3

C.l1>l3

D.l2=l4

建立轻弹簧的物理模型。区分平衡力和作用力与反作用力。

3.一小铁块静止地紧贴在磁性黑板上，对于铁块与黑 板以及地球的相互作用中，相互作用力有几对( D ) A.1 B.2 C.3

D.4

解析：对铁块受力分析，作用力和 反作用力总是同时产生，同时消失， N 故应有四对相互作用力.

F磁

思维发散

mg

人在地面行走时，人与地球(包括地面)有几对作用 力和反作用力( C ) A.1 B.2 C.3 D.4

4 .一个大汉(甲)跟一个女孩(乙)站在水平地面上 手拉手比力气，结果大汉把女孩拉过来了.在此过程 中作用于双方的力的关系，不正确的说法是( A D ) A.大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大. B.大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大. C.大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等. D.只有在大汉把女孩拉动的过程中，大汉的力才比女 孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉 力一样大.解析：既然大汉拉女孩和女孩拉大汉的力一样大，大汉为什么 能把女孩拉过来呢？关键在于地面对两者的最大静摩擦力不 同.如图分别画出两者在水平方向上的受力情况，显然，只有 当fm甲>fm乙时，女孩才会被大汉拉过来.如果让大汉穿上溜冰 鞋站在磨光水泥地上，两人再比力气时，女孩就可以轻而易举 地把大汉拉过来.正确理解一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别和联系，正确认识 物体的运动状态改变取决于物体所受到的合力，而不是某一个力.

5.如图所示，用弹簧秤悬挂一个重G=10N 的金属块，使金属块部分地浸在台秤上的 水杯中(水不会溢出),若弹簧秤的示数 变为T=6N,则台秤的示数( D ) A.保持不变 B.增加10N C.增加6N D.增加4N解析：牛顿第三定律中的作用力与反作用力，指的都是实际物体 间的相互作用力，每一个力都有明确的施力者与受力者.它们不 同于在力的分解与合成中，根据力的作用效果而引入的“合力’ 与“分力”.因此，合力与分力都没有单独的反作用力.

根据牛顿第三定律转化研究对象，认真受力分析是关键.

6.物体静止于一斜面上.则下述说法正确的是( B ) A.物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力 B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作 用力 和反作用力 C.物体所受重力和斜面对物体的 作用力是一对作用力和反作用力 D.物体所受重力可以分解为沿斜 面向下的力和对斜面的压力

思维发散1.斜面对物体的作用力是什么方向，大小如何？ 2.物体对斜面的作用力是什么方向，大小如何？ 3.斜面对物体的作用力和物体对斜面的作用力是一对作用 力和反作用力吗？

合力与分力都没有单独的反作用力

7.(2001年天津卷 23题)有下列说法中说法正确的是( ) ①一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速运动),这两个力在 同

一段时间内的冲量一定相同。 ②一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速运动),这两个力在 同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反。 ③在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号一定 相反。 ④在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一 定相反 A、①② B、①③ C、②③ D、②④

D

一对平衡力(一对作用力和反作用力)的 冲量总是大小相等，方向相反；一对平衡 力做的功总是一正一负，数值相等或者均 为零，而一对作用力和反作用力做的功正 负不一定相同，数值不一定相等.

8.如图所示，质量为m的小猴抓住用 绳吊在天花板上的质量为M的竖直杆， 当悬绳突然断裂时，小猴急速沿杆竖 直向上爬，以保持它离地面的高度不 变，则杆下降的加速度是多大？解：小猴静止，木杆向下做匀加速运动

M

m

f mg ①Mg f ' Ma ②其中

f

mM f’ mg

f f' ③M

M m 联立①②③两式解 g 出杆下降的加速度 a

Mg

分清平衡力和一对作用力和反作用力及正确受力分析是解题关键

9. 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开 月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜 角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动。探测器通 过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正 确的是( C ) A.探测器加速运动时，沿直线向后喷气 明确①物体做直线 运动的条件②明确 B.探测器加速运动时，竖直向下喷气 火箭、飞船等航天 C.探测器匀速运动时，竖直向下喷气 器动力的来源问题 ③推力方向和喷气 D.探测器匀速运动时，不需要喷气 方向的关系解析：探测器沿直线加速运动时，所 受合力F合方向与运动方向相同，而 重力方向竖直向下，由平行四边形定 则知推力方向必须斜向上方，因此喷 气方向斜向下方。匀速运动时，所受 合力为零，因此推力方向必须竖直向 上，喷气方向竖直向下。选C F F

G

v

G

10 . 蛙泳时，双脚向后蹬水，水受到向后的作用力，则 人体受到向前的反作用力，这就是人体获得的推进力。 但是，在自由泳时，下肢是上下打水，为什么却获得向 前的推进力呢？解析:图表示人体作自由泳时，下肢在某一时刻的动作：右脚 向下打水，左脚向上打水。由图可见，由于双脚与水的作用面 是倾斜的，故双脚所施的作用力P和Q是斜面的(水所受的作 用力是斜向后的)。P的分力为P1和P2,而Q的分力为Ql和Q2, Pl和Q1都是向前的分力，也就是下肢获得的推进力。同样道理， 鱼类在水中左右摆尾，却获得向前的推进力.也具由于向前的 分力所致 .

11.

在加速运动的车厢上，一个人用力向前推车厢， 如图所示，人相对车厢未移动，则下列说法正确的是 N1 a ( BCD ) A. 人对车厢不做功 B. 人对车厢做负功 f N2 C. 推力对车厢做正功 D. 车对人做正功解析：人对车厢做的功是指人对 车厢的合外力做的功(人对车厢 做的合功),由于车厢的受力中 未知因素太多，不宜以车厢为研 N’2 究对象，以人为研究对象，根据 牛顿第二定律进行受力分析,根 据牛顿第三定律确定人对车厢的 作用力，最后根据功的物理意义 确定各力做功的正负. mg

af’

N’1

12. 如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央 的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通 以垂直纸面向外的电流，则 ( A ) A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用； B.磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 C.磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用 D.磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用解1:以磁铁为研究对象，对 其受力分析，关键是分析通 电直导线对磁铁的磁场力. 解2:以通电导线为研究对象， 分析磁铁对通电直导线的作 用力，根据牛顿第三定律确 定通电导线对磁铁的磁场 力.

F

·S N