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3.4 作用力与反作用力的特点

牛顿运动定律及其应用 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 两个物体间相互作用的一对力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且分别作用在两个不同物体上。

从哪来 本知识点建立在3.1 共点力平衡(理解受力分析中力的独立性)和5.1 轻绳(通过绳子张力传递理解相互作用)的基础之上。虽然图谱中列出了正交分解和解题步骤,但核心逻辑依赖于对“力是物体间相互作用”这一概念的深化,以及区分“平衡力”与“作用力反作用力”的前提——即对受力对象(系统边界)的清晰界定。

为什么 牛顿第三定律揭示了力的本质是相互作用。 1. 物质基础:力不能脱离物体而存在,一个物体施力必然同时受力。 2. 对称性原理:微观粒子间的电磁相互作用具有空间反演对称性,导致宏观上作用力与反作用力必须等大反向。 3. 独立性:这两个力分别作用在两个不同的物体上,因此它们永远无法抵消(因为抵消的前提是作用在同一物体上),这是它与平衡力最本质的区别。

生活体验法** **适合学生
抽象思维较弱、依赖感性经验的学生。 操作: 1. 让学生双手互推,问:“哪只手更用力?”(学生通常感觉一样)。 2. 让学生用脚蹬地跳起,问:“谁推了谁?”(地推人,人推地)。 3. 强调:你推墙,墙也在推你,只是墙没动(因为墙受力平衡),而你可能后退(因为你可能受力不平衡)。 核心:通过肌肉感觉确认“力是相互的”,打破“主动施力者更强”的直觉误区。
对比辨析法** **适合学生
逻辑清晰、容易混淆概念的学生。 操作: 1. 列出表格对比“平衡力”与“作用力反作用力”。 2. 关键判据: - 受力物体:平衡力作用在同一物体;作用力反作用力作用在不同物体。 - 力的性质:平衡力性质可以不同(如重力和支持力);作用力反作用力性质必然相同(都是弹力或都是摩擦力)。 - 时间关系:平衡力可以独立变化(如拉力变大,重力不变);作用力反作用力同时产生、同时消失、同时变化。 核心:用“受力对象”作为第一判断标准,用“性质相同”作为第二判断标准。
系统边界法** **适合学生
基础较好、准备进入复杂受力分析的学生。 操作: 1. 画一个方框代表“系统”。 2. 如果两个力都画在方框内(作用在同一物体上),它们可能是平衡力。 3. 如果一个力画在方框内,另一个力画在方框外(作用在外界物体上),且两者大小相等方向相反,那它们就是作用力与反作用力。 4. 结合5.1 轻绳:绳子拉物体(内力/外力取决于系统选取),物体拉绳子。 核心:通过改变“系统”的选取范围,直观看到力是“内部”还是“外部”的,从而理解作用力与反作用力跨越了系统边界。
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练一道
基础题
静止在水平桌面上的书,受到重力 $G$ 和桌面的支持力 $N$。 (1) 书受到的重力 $G$ 的反作用力是什么? (2) 书受到的支持力 $N$ 的反作用力是什么? (3) $G$ 和 $N$ 是一对作用力与反作用力吗?
变式
如图所示,物体 $A$ 叠放在物体 $B$ 上,$B$ 放在水平地面上。现用水平力 $F$ 拉 $B$,使 $A$、$B$ 保持相对静止一起向右做匀速直线运动。 (1) 物体 $A$ 受到的摩擦力方向如何?大小是多少? (2) 地面对 $B$ 的摩擦力与 $B$ 对地面的摩擦力是什么关系? (3) 若 $A$ 的质量为 $m$,$B$ 的质量为 $M$,求 $B$ 对 $A$ 的摩擦力大小。
看解答过程
1. 分析重力 $G$:施力物体是地球,受力物体是书。反作用力必须是书对地球的吸引力。
试试手自己判
检测题
一个人用力推墙,但没有推动。下列说法正确的是( ) A. 人对墙的推力大于墙对人的推力,所以人没动 B. 人对墙的推力等于墙对人的推力,因为它们是作用力与反作用力 C. 人对墙的推力等于墙对人的推力,因为它们是平衡力 D. 墙对人的推力大于人对墙的推力,因为墙没动
看答案和判分标准
答案:B
判对标准:
选 B 为正确。
* 若选 A 或 D:说明学生仍受“力大者胜”的直觉误导,未掌握牛顿第三定律的“等大”特性。
* 若选 C:说明学生混淆了“作用力反作用力”与“平衡力”的概念,未掌握“受力物体不同”这一关键区别。
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