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免费下载高中物理必修1教研课《4.5牛顿第三定律》课件PPT

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牛顿第三定律
专业拔河比赛
作用力和反作用力
磁铁间的相互作用
弹力的相互作用
静摩擦力的相互作用
一、物体之间的相互作力:
两个物体间的作用力总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体同时对这一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力,通常称做作用力和反作用力。
其中任何一个力叫做作用力,另一个力则叫做反作用力。
作用力与反作用力的关系是什么呢?请同学们设计一个实验研究它们的关系。
学生小组实验:
同学们将桌上的两根弹簧互拉,改变不同的条件,观察两弹簧的读数大小关系:
实验注意事项:
1、使用弹簧秤前先进行调零。2、拉伸弹簧秤时不能超过量程。3、将弹簧秤放在水平桌面上水平拉。
相同
相同
相同
相同
结论:两个物体间的相互作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。同时产生,同时变化,同时消失。
实验:探究作用力和反作用力的关系
用传感器探究作用力与反作用力的关系
1、右图反映了作用力和反作用力的大小有什么关系?
2、右图反映了作用力和反作用力的方向有什么关系?
4.5 牛顿第三定律
牛顿第三定律是牛顿在1665—1666年之间已形成了萌芽,后来他通过对两个物体的碰撞作了严格的论证。如果说牛顿第一定律、第二定律是牛顿在伽利略等前人的基础上建立起来的话,那么第三定律则是牛顿的“独创”。
一个物体对另一个物体施加作用的现象,人们比较容易理解,在古希腊时代和中国古人都已有所认识。但人们很少注意到马拉车的同时,车也在拉马;……只有牛顿最早注意到物体之间的作用的相互性。
内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
二、牛顿第三定律:
根据牛顿第三定律,结合实验总结作用力与反作用力的特点是哪些?
关于第三定律

(1)作用与反作用力地位“平等”吗?有没有先后之分?
(2)作用力与反作用力性质相同吗?
(3)作用力与反作用力能不能彼此抵消?
(4)牛顿第三定律适用于任意物体间的相互作用吗?跟物体的运动状态有关吗?
(1)作用与反作用力地位“平等”,总是成对出现,同时产生,同时变化,同时消失 ;
(2)作用力与反作用力性质相同;
(3)作用力与反作用力分别作用在两个不同物体上,各自产生作用效果,不能彼此抵消;
(4)牛顿第三定律不仅适用于固体间的相互作用,也同样适用于液体和气体间的相互作用,并且跟物体的运动状态无关。
牛顿第三定律
牛顿第三定律
理解:定义中的“总是”是强调对于任何
物体,在任何情况下均成立。
1、不管物体大小形状如何。
2、不管物体的运动状态如何。
3、作用力与反作用力是同时产生、
同时变化、同时消失。
马拉车使车前进,马拉车的力跟车拉马的力哪个大?
汽车拉挂车一起前进,汽车拉挂车的力跟挂车拉汽车的力哪个大?
两只手各拿一个鸡蛋,让一个鸡蛋去撞另一个鸡蛋,如果两个蛋一样坚硬,撞的部位相同,哪个鸡蛋会被撞破?——哪个鸡蛋受到的力大?
想一想:一对平衡力与一对相互作用力比较,有什么相同点与不同点?
海豹对球的支持力与球对海豹的压力是一对作用力和反作用力。
海豹对球的支持力与球的重力是一对平衡力

2.在水平桌面上静止的物体受到哪些力的作用?
这两个力的反作用力分别是什么?
四、平衡力与相互作用力比较:
三、牛顿第三定律的应用:
1.受力分析是将研究对象看作一个孤立的物体 并分析它所受各外力特性的方法 。又称画隔离体图,或画示力图,是进行力学计算的基础。 2.解题方法解力学题,重要的一环就是对物体进行正确的受力分析。由于各物体间的作用是交互的,任何一个力学问题都不可能只涉及一个物体,力是不能离开物体而独立存在的。所以在解题时,应根据题目的要求,画一简图,运用“隔离法”(整体法也是隔离法),进行受力分析。

物体的受力分析:
由于物质分为实体与场,所以,力的作用方式也分为两类,一类是实物对研究对象的作用,其特点是施力物与研究对象直接接触(如摩擦力、空气阻力、弹性力等);另一类是物体通过它所激发的场对研究对象的作用,其特点是激发场的物体与研究对象不直接接触(如重力、静电力等)。在力学中,以场方式作用于研究对象的力经常是重力。由此,得出进行受力分析的规则:在研究物体受哪些力时,除重力外,就只看该物体与之相触的物体,凡与研究对象接触的物体对研究对象都可能有力作用。
1.受力分析的定义:把指定物体(研究对象)在特定物理情景中所受的所有外力找出来,并画出受力图,这就是受力分析。
2.受力分析的一般顺序:先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力。 3.受力分析的一般步骤: (1)选取研究对象:即确定受力分析的物体。研究对象可以是单个的物体,也可以是物体的系统组合。
物体的受力分析:
(2)隔离物体分析:将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析物体受到的重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等,检查周围有哪些物体对它施加了力的作用。 (3)画出受力示意图:按照一定顺序进行受力分析.一般先分析重力;然后环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析弹力和摩擦力;最后再分析其它场力。在受力分析的过程中,要边分析边画受力图(养成画受力图的好习惯).只画性质力,不画效果力。
(4)检查受力分析是否有误:受力分析完后,检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态,否则,必然发生了漏力、多力或错力现象。 注意事项 ①只分析研究对象所受的力,不分析对其它物体所施加的力。切记不要把作用在其它物体上的力错误的认为“力的传递”作用在研究对象上。 ②只分析按性质命名的力,不分析按效果命名的力(下滑力、向心力、回复力)。 ③每分析一个力,都应找出施力物体,以防多分析出某些不存在的力。 ④合力和分力不能同时作为物体所受的力。
5.受力分析的方法
隔离法:就是把研究对象从相关的物体系中隔离出来,只分析研究对象以外的物体对它的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力
整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对它该整体的作用力,不考虑整体内部各物体之间的相互作用力
一、力的物质性:任何一个力都不可能脱离物体而单独存在,必须同时与两个物体相联系,即施力物体和受力物体。
二、力的条件性:依据各种力产生和存在的条件和特性进行受力分析。在分析某个力是否存在时,必须根据该力产生的的条件是否完全具备来判断。比如:两物体若未直接接触,则不存在弹力和摩擦力;两个物体直接接触,但没有相互挤压,则不存在弹力,也不存在摩擦力;两个物体接触面光滑,则一定不存在摩擦力等等
例1:子弹从枪口射击后,在跟水平成30°仰角的方向上运动,画出子弹的受力分析图。
有人会说子弹受到高温高压气体施于子弹向前的力F1
受力分析四依据
惯性不是力。
三、力的相互性:某物体对其它物体施加了力的同时,也必然受到其它物体对它的力的作用。不存在只施力而不受力的物体,也不存在只受力而不施力的物体。在分析几个相互联系的物体的受力情况时,可从力的相互性考虑。
四、力和运动的一致性:物体处于怎样的运动状态是由受力情况决定的, 受力情况和运动状态总是一致的.比如:处于平衡状态(静止或匀速运动)的物体,其合外力为零等等。
例2 如图,两物块在水平拉力作用下作匀速直线运动,两物块保持相对静止,分别画出两物受力分析图。
例如:明确研究对象,即明确分析哪个物体的受力情况。
1)不要找该物体施加给其它物体的力。
研究对象是A,只分析其他物体对A的作用力。
2)不要把作用在其它物体上的力错误的认为通过“力的传递”作用在研究对象上。
研究对象为C。
G
F
FB
隔离研究对象。将研究对象从周围的物体中隔离出来,并分析周围有哪些物体对研究对象施加了力的作用。
假设我们分析物体A。
GA
FA
假设我们分析物体B。
B
GB
FA ′
FB
假设我们分析物体C。
C
GC
FC
FB ′
G
F
如果一个力的方向难以确定,可用假设法进行分析.
先假设这个力不存在,观察所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向时,研究对象才能满足给定的运动状态.
F
1)匀速时
2)加速时
6.注解:
(1) 明确研究对象—分析谁 进行受力分析前,要先弄清受力的对象。我们常说的“隔离法”、“整体法”,指的是受力的对象是单个物体,还是由多个物体组成的整体。对于连接体,在进行受力分析时,往往要变换几次研究对象之后才能解决问题。 有时候,选取所求力的受力物体为研究对象,却很难求出这个力,这时可以转移对象,选取这个力的施力物体为研究对象,求出它的反作用力,再根据牛顿第三定律,求出所求力。
2.确定物体是否受到力的作用,有三个常用的方法: (1)假设法; (2)根据运动状态判断受力情况; (3)用牛顿第三定律。 3. 认真地检查 作完受力分析后还要认真地检查,看看所画出的每个力能否都找出施力物体,能否都找出反作用力,能否使研究对象处于题中所给的运动状态。 最后应向同学们强调,理解力的概念,掌握力的特点,是正确分析受力的基础和依据。要想熟练掌握,还需要通过一定量的练习,不断加深对物体运动规律的认识,反复体会方法,总结技巧才能达到。
练习:
分析下列物体A的受力:(均静止)
练习: 下图中的三个物体正在匀速直线向左运动,那么各接触面的摩擦力大小和方向如何?
A:不受摩擦力
B:受到18N水平向右
C: 受到8N水平向右
练习.如图所示,在水平桌面上放一块重为GA=20N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数μA=0.4,使这块木块沿桌面作匀速运动时的水平拉力F为多大?如果再在木块A上加一块重为GB=10N的木块B,B与A之间的动摩擦因数μB=0.2,那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为多大?此时木块B受到木块A的摩擦力多大?
N
G
同学们,通过本堂课的学习,你学到了什么?
1、作用力与反作用的的概念。
2、用实验的方法探究了牛顿第三定律,并用它解决生
活中的实际问题。
3、一对平衡力与一对作用力和反作用力的异同。
4、怎样对物体进行受力分析。
五、课堂小结
六、深化巩固:
1.通过细绳拉物体沿粗糙水平面运动,以下说法正确的是:( )
A、物体加速运动时,绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力。
B、物体减速运动时,绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力。
C、只有物体匀速运动时,绳子拉物体的力才等于物体拉绳子的力
D、无论物体如何运动,绳子拉物体的力一定等于物体拉绳子的力
D
2.分析人在走路时,有几对作用力和反作用力?
七、课后探索:
1.拔河时怎样容易获胜?
正确地对物体进行受力分析,作出物体的受力分析图,是解决力学问题的关键。
对物体进行受力分析的基本方法是隔离法和整体法,其主要步骤如下:
(1)确定研究对象(可以是某个物体、物体系、物体的某一部分或绳的节点等)
注:隔离研究对象时:将研究对象从其周围物体中隔离出来
物体的受力分析:
怎样对物体进行受力分析
(2)按顺序分析研究对象所受作用力,正确画出受力示意图。(先已知力、重力、弹力、摩擦力,再是其他力)
注意:有摩擦力一定存在弹力;有弹力不一定存在摩擦力。一个接触面上最多只可能有一个摩擦力。
(3)检验:防止错力、多力和漏力。
注意事项:
1、不能总认为物体在运动方向上一定受到力的作用。即在画力时要明确该力的施力物体是哪一个。
2、受力分析是分析物体受到的力,不能把研究对象对外界物体施加的力也画在受力图上。
3、判断弹力有无和静摩擦力有无及方向可用假设法
5、本书只研究共点力的情况,所以受力分析时,都应把他们当作一个点(质点)来处理,所有力的作用点都是同一点
4、用整体法进行受力分析时,系统以外的物体对系统内物体的作用力都认为是系统受到的力,系统内物体之间的作用力(内力)不需要画出来。