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牛顿第三定律及应用

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牛顿第三定律及应用
双基训练
★1.如图所示，实验小车在外力的作用下，在水平实验桌上作加速运
动，小车受到的力有______.其中小车所受重力的反作用力是______，
作用在______上；重力的平衡力是______，作用在______上；小车所
受摩擦力的反作用力作用在
______上，方向______；______与桌面受到的压力是一对作用力和反作用力.【2】
答案:重力、弹力、摩擦力、拉力；物体对地球的吸引力；地球；弹力；物体；桌面；水平
向右；物体受到的弹力
★★2.人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原
因是( ).【1.5】
(A)人对地球的作用力大于地球对人的引力
(B)地面对人的作用力大于人对地面的作用力
(C)地面对人的作用力大于地球对人的引力
(D)人除受地面的弹力外，还受到一个向上的力
答案:C
纵向应用
★★★3.如图所示，物体A放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止
状态，则( ).【3】
(A)A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的
(B)A对桌面的摩擦力的方向总是水平向右的
(C)绳对A的拉力小于A所受桌面的摩擦力
(D)A受到的重力和桌面对A的支持力是一对作用力与反作用力
答案:B
★★★4.分析下面两段内容，并按要求完成答题.【6】
(1)有人说:“喷气式飞机喷出的气体向后推动空气，空气就向前推动飞
机，喷气式飞机正是由于受到了这个推力才能克服阻力向前飞行.”这种
说法错在哪里?正确的说法是什么?
(2)如图所示，小鸟说:“我喜欢牛顿第三定律”，分析小鸟飞行与牛顿第
三定律的关系.
答案:略
★★★5.如图所示，在光滑的水平面上放着两块长度相等，质量分别为
M1和M2的木板，在两木板的左端分别放有一个大小、形状、质量完全
相同的物块.开始都处于静止状态，现分别对两物块施加水平恒力F1、
F2，当物块与木板分离后，两木板的速度分别为v1和v2.若已知v1>v2，
且物块与木板之间的动摩擦因数相同，需要同时满足的条件是( ).
【3】
(A)F1=F2，且M1>M2(B)F1=F2，且M1F2，且M1=M2(D)F12

答案:BD

★★★6.如图所示，木块m和M叠放在光滑的斜面上，放手后它们以共
同的加速度沿斜面加速下滑.斜面的倾角为α，m和M始终保持相对静止，
它们的质量也分别以m和M表示.那么m给M的静摩擦力f及m对M
的压力N的大小分别为( ).【4】
(A)f=mgsinαcosα，水平向右，N=mgcos2α
(B)f=mgsinαcosα，水平向左，N=mgcos2α
(C)f=0，N=mgsin2α
(D)f=0，N=mgsin2α
答案:B
★★★7.如图所示，一质量为M=4kg、长为L=3m的木板放
在地面上.今施一力F=8N水平向右拉木板，木板以v0=2m／s
的速度在地上匀速运动.某一时刻把质量为m=1kg的铁块轻
轻放在木板的最右端，不计铁块与木板间的摩擦，且把小铁块视为质点，问小铁块经多长时
间将离开木板(g取10m／s2)?【3】
答案:2s
★★★★8.如图所示，质量为M的木板上放着一质量为m的木块，
木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与水平地面间的动摩擦因数为
μ
2
，加在小板上的力F为多大，才能将木板从木块下抽出?【5】

答案:F>(μ1+μ2)(M+m)g
横向拓展
★★★★9.摩托车通过质量不可忽略的钢丝绳拖动货物前行，下列说法中正确的是(
).【3】
(A)摩托车启动过程中，摩托车拉钢绳的力大于钢绳拉货物的力
(B)摩托车平稳(匀速)行驶过程中，摩托车拉钢绳的力等于钢绳拉货物的力
(C)摩托车启动过程中，钢绳拉货物的力大于货物拉钢绳的力
(D)不论摩托车处于怎样的运动状态，都会由于摩托车拉钢绳的力与钢绳拉货物的力是对作
用力和反作用力而保持二力等值的关系
答案:AB
★★★★10.如图所示，一密度为ρ0、重力为W1的铁块悬挂于弹簧秤S1上，
并全部浸入密度为ρ的液体中，若液体及杯共重W2，全部置于磅秤S2上.(1)
铁块平衡时，两秤示数各为多少?(2)若撤去弹簧秤，铁块在该液体中“自由下
落”时，磅秤的示数是多少?【8】

答案:(1)S1的示数为)1(W01，S2的示数为012WW(2)S2的示数为

2
0
121
)1(WWW

★★★★11.质量分别为m1和m2的木块重叠后放存光滑的水平面上，
如图所示.m1和m2间的动摩擦因数为μ.现给m2施加随时间t增大的力
F=kt，式中k是常数，试求m1、m2的加速度a1、a2与时间的关系，并
绘出此关系的曲线图.【12】

答案:当t≤t0时，)mm(ktaa2121；当t>t0时，
g)mkt(a,mgma22121
，图像如图

★★★★★12.如图所示，倾角为θ的光滑斜面上，一个质量为M、长
为L的薄木板被一个受轻质杆约束于光滑轴O的质量为m的重球压住
不动.已知重球半径为R，重球球心C到光滑轴O之距离也为L，且轻
质杆也沿斜面方向(与斜面平行).现将斜面倾角θ缓缓增加，当增至
30°时，薄木板刚好滑动，尔后将斜面倾角突然增至45°且保持不变.
试求:
(1)重球与薄木板之间的动摩擦因数ρ.
(2)在斜面倾角为45°情况下，薄木板从重球之下滑出所用的时间t.
(3)在斜面倾角为45°情况下，薄木板从重球之下刚刚滑出时的瞬时速度vt.【20】

答案:(1)MRmL3ML(2)gL)623(t(3)3gL)623(vt

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牛顿第三定律的推导与应用

牛顿第三定律的推导与应用

牛顿第三定律的推导与应用牛顿第三定律被誉为经典力学的基石，其内容是“作用力与反作用力大小相等，方向相反，且作用在不同的对象上”。

这一定律揭示了物体相互作用的本质，对于研究物体的运动和力学性质具有重要意义。

本文将对牛顿第三定律的推导及其在实际应用中的意义进行探讨。

一、牛顿第三定律的推导牛顿第三定律的推导可从牛顿第二定律出发。

牛顿第二定律表达了力与物体运动之间的关系，即F = ma，其中F为力，m为物体的质量，a为物体的加速度。

假设有两个物体A和B，分别施加力FA和FB。

根据牛顿第二定律，物体A受到的加速度为aA = FA / mA，物体B受到的加速度为aB =FB / mB。

根据加速度的定义可以得知，aA和aB分别是物体A和B的运动状态。

设物体A所受到的合外力除了物体B对其的作用力FB之外，还有其他力，记为FA'；物体B所受到的合外力除了物体A对其的作用力FA之外，还有其他力，记为FB'。

根据牛顿第二定律，物体A和B的运动状态分别由FA' / mA和FB' / mB决定。

但根据牛顿第三定律，FA'和FB'分别等于-FA和-FB，即FA' = -FA，FB' = -FB。

这表明物体A所受到的合外力等于-FB，物体B所受到的合外力等于-FA。

因此，物体A和B的运动状态可以分别表示为-FA / mA和-FB / mB。

由于aA和aB分别等于FA / mA和FB / mB，而且-FA / mA等于aA，-FB / mB等于aB，所以aA等于aB。

也就是说，物体A和B的加速度相等。

因此，根据上述推导可得牛顿第三定律：作用力与反作用力大小相等，方向相反，且作用在不同的对象上。

二、牛顿第三定律的应用牛顿第三定律在实际物理问题中有广泛的应用，以下将介绍其中几个典型的应用场景。

1. 物体的运动牛顿第三定律告诉我们，在物体之间存在相互作用的力。

这些力可以改变物体的运动状态，如速度和加速度。

牛顿第三定律及其应用、力的平衡、力矩、静力学之基本原理

牛顿第三定律及其应用、力的平衡、力矩、静力学之基本原理


力2
請按 '回到'
因為兩塊方塊有相同的加速度，我們可得以下的方程式： 作用於 B 的淨力 = 3 a = T (為什麼？) 作用於 A 的淨力 = 2 a = 10 - T (為什麼？)
根據以上的二元聯立方程，我們可以計算 T 和 a 。
a 2 ms 2 和 T 6 N
壓強 1
力2
下一頁
拉力 6 N 重量 = 20 N
加速度 = F/m = 4 N / 2 kg = 2 m s-2 (向前)
力圖 3
力2
下一頁
• 我們用 10 N 拉力令一塊懸掛的長方體靜止不動 (如圖)。 繩子與水平線成 30 °角。試找出張力和長方體的重量。
拉力 10 N
張力 30°
拉力 10 N 重量
回到 力圖 3
• 例子 計算 • 日常生活的例子 照片
力2 完
回到 牛頓第三定律 2
力2
請按 '回到'
• 下圖顯示一個由繩子懸掛著的長方體。
張力 張力
• 張力永遠沿著繩子的方向作用。 • 認識牛頓第三定律中的作用和反作用力對。
回到 牛頓第三定律 2
力2
請按 '回到'
• 下圖顯示一個放在水平表面上的長方體。 反作用力
力2
下一頁
• 一個 4 kg 的物體被放在一平滑斜面上，斜面與水平線成 30o 角。試找出它受到的合力和加速度。
R : 反作用
30°
30°
重量 = 40 N
回到 力圖 3
反作用 = R
40 sin 30°N 40 cos 30°N
力2
請按 '回到'
因為加速度和淨力的方向都是沿斜面 的方向 (考慮運動的方向)，所以我們 將重量分解成平行和垂直於斜面的分 量。
专题02 牛顿第三定律的理解和应用

专题02 牛顿第三定律的理解和应用


a
f’
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
第三章
牛顿运动定律
河北师大附中
李喜昌
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，因此它们之间的作用效果不存在相互抵消或 合力为零的问题。
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
牛顿三大定律在生活中的应用

牛顿三大定律在生活中的应用

牛顿三大定律在生活中的应用
牛顿三大定律是科学发展史上最重要的基本原理之一，在现代物理学和工程学中都有广泛的应用。

在实际的生活中，牛顿三大定律也都有着广泛的应用，特别是在动力学中的应用最为明显。

下面结合牛顿三大定律和生活中的实际应用，来详细阐述一下牛顿三大定律在生活中的应用情况。

首先，牛顿第一定律，即物体恒定运动定律，明确规定了物体经过无外力作用时，保持其运动状态不变，在实际生活中，比如运动框架，以及我们平时观察到的物体运动守恒，都离不开这个定律的应用。

其次，牛顿第二定律，即物体受力运动定律，指出了物体受到外力的作用，其加速度的幅度与外力的大小成正比，方向和外力的方向一致。

在生活中，比如我们用脚抬起物体，物体所受到的外力越大，则其向上移动的速度越快。

最后，牛顿第三定律，即物体交互作用定律，指出了物体之间相互作用的原理，即“力的互作用是相等相反的”。

在实际生活中，比如我们把物体放置在平坦的桌面上，物体与桌面之间的推力是相等相反的，桌面产生的推力与物体产生的反作用力是相等的，而这正是牛顿第三定律的典型应用实例。

以上就是牛顿三大定律在生活中的应用情况，牛顿三大定律的普遍性和实用性，使其在生活中得到了广泛的应用，而且，牛顿三大定律也是其他定律的基础，比如洛伦兹定律，爱因斯坦相对论等等。

因此，未来，牛顿三大定律在实际生活中的重要作用还会给我们带来更
多惊喜。