2019-2020年高一物理 作用力与反作用力 学案 .doc

2019-2020年高一物理 作用力与反作用力 学案三、【课前自主学习】牛顿第三定律的提出牛顿当时提出的第三定律内容：每一个作用总有一个相等反作用和它对抗；或者说，两物体彼此之间的相互作用永远相等，并且各指向其对方。牛顿第三定律的提出，可以说是牛顿对力学发展的一个最具有创造性的贡献。虽然人们在前期对于碰撞的研究和动量守恒定律的发现已经接触到了第三定律的实质，但是迪卡尔和惠更斯等人都没有发现这个定律。牛顿不仅注意到一个机械系统运动总量保持不变的现象，而且更深入一步分析了系统内部动量传递的关系。从而发现了一个孤立的物体本身完全不能施力也不能受力，只有当两物体发生相互作用时才产生力的这一令人惊奇的事情。这个定律的确立指出了每一个力都有其反作用力，从而对力的概念作了完整的概括。（一）知识点1：作用力与反作用力力是_对_的作用，一个物体对另一物体有作用力时，同时也受到另一物体对它的作用力，我们把两个物体间的这种相互作用力称为_，把其中一个力叫做_，另一个力叫做_一个物体，另一个物体，作用力与反作用力，作用力，反作用力【问题探究】高一(1)班和(2)班举行拔河比赛，最终(1)班取得了胜利赛后晓军和小伟就比赛中的取胜关键做了相关假设晓军：“(1)班同学用力较大，所以赢得了比赛”小伟：“两个班同学在比赛中用力的大小是一样的，但是(1)班对地面的摩擦力利用的较好，所以赢了比赛”你认为谁的观点正确？说明理由答案：小伟的观点正确拔河的时候，双方施加的力是作用力与反作用力，二者大小相等，方向相反，作用在拔河绳这条直线上，拔河所借用的主要是鞋子与地面间的摩擦力（二）知识点2：牛顿第三定律1内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是_、_，作用在_，这个规律称为牛顿第三定律大小相等，方向相反，同一直线上2表达式：_.FF（三）知识点3：作用力与反作用力和一对平衡力的区别作用力与反作用力和一对平衡力都有大小相等、方向相反、且作用在同一直线上的特性，但它们有本质的区别：1受力物体不同：作用力与反作用力作用在 个相互作用的物体上，而一对平衡力作用在 物体上。两，同一2依赖关系不同：作用力与反作用力相互依存， 单独存在。而一对平衡力中一个力撤除，另一个可依然存在，无依赖关系，只是物体 。不可，失去平衡3作用力与反作用力 抵消，不可叠加，而一对平衡力的作用效果 相互抵消，即合力为零。不能，可能4作用力与反作用力 是同一性质的力，而一对平衡力 同种性质的力。一定，可以不是四、【课堂知识导学】作用力与反作用力的关系作用力和反作用力总是互相依存同时成对出现的，它们之间没有因果之分我们把其中任何一个力叫做作用力，另一个力就叫做反作用力作用力与反作用力具有如下关系：(1)反向性：作用力与反作用力的大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，这反映了力的矢量性，也说明了力的作用是相互的如图所示，A、B 两物体叠放在一起，A 对B 的压力方向向下，B 对 A 的支持力方向向上(2)同时性：作用力和反作用力总是同时产生、同时消失、同时变化的(3)同性质：作用力与反作用力的性质一定是相同的，如作用力是弹力，则反作用力也一定是弹力；作用力是摩擦力，反作用力也一定是摩擦力(4)异体性：作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上，在两个物体上分别产生作用效果，这两个作用效果是绝对不可抵消的例 1单选下面关于作用力和反作用力的说法中，正确的是( D)A先有作用力，后有反作用力B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C只有物体接触时，物体间才存在作用力和反作用力D两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力训练1单选：在水平粗糙地面上滑行的木块，与地球之间的相互作用力有几对（ C ）A一对 B两对 C三对 D四对例 2(双选)跳高运动员从地面起跳的瞬间，下列说法正确的是（ BD ）A运动员给地面的压力等于运动员受到的重力B地面给运动员的支持力大于运动员受到的重力C地面给运动员的支持力大于运动员对地面的压力D地面给运动员的支持力等于运动员对地面的压力 训练2：(双选)一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了，对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是（ AB ）A大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大B大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力小C大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等D地面对大人的最大静摩擦力一定比地面对小孩的最大静摩擦力大章末知识回顾线索一 力的概念及常见的两种力1力（1）力是不能离开物体而独立存在的，即没有物体就谈不上的力的作用。（2）一个物体谈不上力的作用。有力的作用就必须有施力物体和受力物体，不存在只有施力物体而没有受力物体的力，也不存在只有受力物体而没有施力物体的力，而且，受力物体所受力的施力物体不可能是它自身。（3）力是直接产生于施力物体和受力物体之间的，不存在需要第三个物体传递的情况。（4）力的作用是相互的，施力物体对受力物体有力的作用的同时，也受到受力物体对它的反作用力，因此力总是成对出现且施力物体也必定同时是受力物体。（5）力是矢量，力不仅有大小，而且有方向，力的作用效果由力的三要素决定。（6）物体之间发生相互作用时并不一定要相互接触。2弹力弹力发生在相互接触，而且相互挤压发生形变的物体之间，弹力的方向与物体形变的方向相反，垂直于物体的接触面 常见的弹力有压力，支持力和拉力 弹簧弹力的大小与弹簧在轴线上的形变量成正比胡克定律：对于弹簧以外的其他弹力，要根据具体的情况：受力情况及运动状态来决定，弹力是按性质划分的力。3摩擦力摩擦力也是发生在相互接触的有挤压的物体之间（有弹力），接触面粗糙并有相对运动（滑动摩擦力）或有相对运动的趋势静摩擦力）；滑动摩擦力的大小与正压力成正比 即 ； 为动摩擦因数，它由接触物体的材料和粗糙程度决定，方向在两物体的接触面上（沿切线方向）与相对运动的方向相反，阻碍物体的相对运动，但不一定阻碍物体的运动；静摩擦力的大小与物体所受其他外力和运动情况有关，没有固定的运算模式，方向也在接触面的切线方向上，阻碍物体的相对运动趋势，而最大静摩擦力却与正压力、接触面材料与粗糙程度有关注：摩擦力与接触面大小、速度快慢无关。线索二 受力分析的基本思路把指定物体（研究对象）在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，这就是受力分析。1受力分析的顺序：（1）确定研究对象；（2）先画出场力（主动力如：电场力、磁场力、重力）；（3）再画弹力；（4）最后画摩擦力。上述步骤也可简单记忆为先主动后被动；先场力后接触力2受力分析的三个判断依据：（1）从力的概念判断，寻找对应的施力物；（2）从力的性质判断，寻找产生的原因；（3）从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态（是静止，匀速运动还是有加速度）。3受力分析的方法：（1）隔离法和整体法将研究对象与周围物体分隔或将相对位置不变的物体系作为一个整体来分析。（2）假设法在未知某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产生影响来判断力是否存在。（3）注意要点研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的分力或合力分析进去！受力图完成后再进行力的合成和分解。区分内力和外力，对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来内力变成了外力，要画在受力图上。在难以确定物体的某些受力情况时，可先根据（或确定）物体的运动状态，再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力。线索三 力的计算分解与合成平行四边形定则力是矢量，它的运算（包括合成与分解）符合平行四边形的矢量运算定则，力合成的平行四边形定则仅适用于共点力合成，对于非共点力，无法应用平行四边形定则合成。可以将平行四边形定则演化成三角形定则来进行运算，力的分解是力合成的逆运算，要根据力的作用效果来分解，看一个力产生了哪两个作用效果，就在哪两个方向上进行分解，分力与合力依然满足平行四边形定则，合力是以共点两分力为邻边所作的平行四边形的对角线，合力与分力是等效的，受力分析时，不要把分力（效果力）作为性质力分析，如果这样，往往会使力变多 具体运算方法，可分为作图法，计算法，合力与分力的关系满足线索四 共点力平衡的几种解法1力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三个力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的这两个分力势必分别与另外两个力等大、反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法。2矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行力的作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力的矢箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力。矢量三角形作图分析法优点是直观、简便，但它仅适用于处理三力平衡问题。3相似三角形法：相似三角形法，通常寻找的是一个矢量三角形与一个结构（几何）三角形相似，这一方法也仅能处理三力平衡问题。4三力汇交原理：如果一个物体受到三个不平行外力的作用而平衡，则这三个力的作用线必在同一平面内，而且必为共点力。5正交分解法：将各力分别分解到X轴和Y轴上，运用两坐标轴上的合力分别等于零的条件 此法多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡，值得注意的是，对“ X、Y方向选择时，尽可能使落在 X、Y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力”。线索五 物体平衡中的特殊问题1临界状态：临界状态是一种物理现象转变为另一种物理现象，或从一物理过程转入到另一物理过程的转折状态。临界状态也可理解为“恰好出现”和“恰好不出现”某种现象的状态，平衡物体的临界状态是指物体所处平衡状态将要变化的状态，涉及临界状态的问题称为临界问题，解决这类问题关键是要注意“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。2极值问题：极值问题是指研究平衡问题中某物理量变化情况时出现的最大值或最小值，中学物理的极值问题可分为简单极值问题和条件极值问题，区分的依据就是是否受附加条件限制，若受附加条件限制，则为条件极值。3研究平衡物体的临界问题的基本思维方法一般采用假设推理法，即先假设条件，然后再根据平衡条件及有关知识列方程求解。4研究平衡物体极值问题的两种方法（1）解析法：根据物体的平衡条件列方程，在解方程时采用数学知识求极值 通常用到的数学知识有二次函数极值、均分定理求极值、讨论分式极值、三角函数极值以及几何法求极值等。（2）图解法：即根据物体的平衡条件作出力的矢量图，如只受三个力，则这三个力构成封闭的矢量三角形，然后根据矢量图进行动态分析，确定最大值和最小值，此法简便、直观。线索六 作用力与反作用力的关系牛顿第三定律1作用力与反作力的定义，并会判断两个力是否是作用力与反作用力，能找出某个力的作用力。2牛顿第三定律的内容：作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在一条直线上。3作用力和反作用力的关系：同时产生、同时消失、相互依存，是同一性质的力。4作用力和反作用力与平衡力的区别。五、【跟踪训练】（一）选择题1(单选)为了测量A、B两物体之间的滑动摩擦力，某同学设计了如图所示四个实验方案在实验操作过程中，当测力计读数稳定时，认为其读数即为滑动摩擦力的大小，则测力计测得的滑动摩擦力最准确的方案是(C)2(单选)质量为m的物体放在水平面上，在大小相等、互相垂直的水平力F1和F2的作用下，从静止开始沿水平面运动，如右图所示，若物体与水平面间的动摩擦因数为，则物体(D)A在F1的反方向上受到Ff 1mg的摩擦力B在F2的反方向上受到Ff 2mg的摩擦力C在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff合mgD在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff合mg3(双选)如右图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是(BC)A容器受到的摩擦力不变B容器受到的摩擦力逐渐增大C水平力F可能不变D水平力F必须逐渐增大4(单选)如右图所示，物体m静止于倾角为的斜面上，现用垂直于斜面的推力Fkt(k为比例常量、t为时间)作用在物体上从t0开始，物体所受摩擦力Ff随时间t的变化关系是(D)5(单选)如右图所示，质量为m1的木块P在质量为m2的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态若ab与地面间的动摩擦因数为1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为(B)A1m2gB2m1gC1(m1m2)g D1m2g2m1g6(双选)下列说法中，正确的是（ CD ）A竖直向上抛出的物体，物体竖直上升，是因为受了一个竖直向上的升力作用B放在斜面上的物体会沿斜面下滑，是因为受了一个下滑力作用C放在水中的木块浮于水面，是因为受了浮力作用D施力物体同时也是受力物体7(单选)如右图所示，在倾角为的固定斜面上，质量为m的物体受外力F1和F2的作用，F1方向水平向右，F2方向竖直向下，若物体静止在斜面上且物体与斜面间的动摩擦因数为，则下列说法正确的是(C)A物体一定有下滑的趋势B物体一定有上滑的趋势C若F1F2，且45，则物体一定有下滑的趋势D若F1F2，且45，则物体一定有上滑的趋势（二）非选择题8重500 N的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.3.当用180 N的水平力推物体时，物体所受的摩擦力大小为多少？当用100 N的水平力推物体时，物体所受的摩擦力大小为多少？150 N100 N9如右图所示，倾角为30的斜面体固定在地面上，光滑斜面上放一辆小车一根弹性杆的一端固定在小车上，另一端固定一个重为2 N的小球问：(1)当由于外力作用使小车静止在斜面上时，杆对小球的弹力怎样？(2)当小车由静止沿斜面下滑时，杆对小球的弹力又怎样？(1)2 N方向竖直向上 (2) N方向垂直斜面向上 10在“探究合力与分力的关系”的实验中.（1）其中的两个实验步骤分别是:A. 在水平放置的方木板上固定一张白纸，用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上，另一端拴上两个细绳套，通过细绳套同时用两个弹簧秤（弹簧秤与方木板平面平行）互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细绳套的结点到达某一位置O点，在白纸上用铅笔记下O点的位置和读出两个弹簧秤的示数F1和F2.B. 只用一只弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧秤拉时相同，读出此时弹簧秤的示数F和记下细绳的方向.请指出以上步骤中的错误或疏漏:A中是 ;B中是 .(2)在某次实验中，两个弹簧秤的拉力F1、F2已经在图中画出，图中的方格每边长度表示2 N，O点是橡皮条的结点，请用两个直角三角板严格作出合力F的图示，并求出合力的大小为 N.（1）未记下两条细绳套的方向，应将橡皮条与细绳套的结点拉到原来的位置O点.(2)如图所示14.56