物理:4.5《牛顿第三定律》学案(新人教必修1)
物理:4.5《牛顿第三定律》学案(新人教必修1)第2页

解析 跳高运动员要从地面跳起,必须具有竖直向上的加速度,所以地面给运动员的支持力必须大于运动员的重力。而地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力是一对作用与反作用力,必定大小相等、方向相反。所以本题正确的选项是CD。

拓展 本题容易错选A,防止出错的关键是知道运动员具有向上的加速度,运动员不是处于平衡状态。也就是说即使在水平面上,重力等于支持力也是有条件的。这里只有地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力大小相等是无条件成立的。

  再看一习题, 手托着一木块,由静止开始向下加速运动,手对木块的支持力应该( )

  A.小于木块对手的压力 B.等于木块对手的压力

  C.大于木块对手的压力 D.小于木块所受的重力

  这里手对木块的支持力和木块对手的压力一定等大反向,但木块的重力一定大于手对木块的支持力,所以正确的选项是BD。

例2 一个物体静止地放在水平桌面上,求证物体对桌面的压力的大小等于物体所受重力的大小。

  解析 证明:设一质量为m的物体放在水平桌面上,桌面对物体的支持力大小为FN,物体对桌面的压力大小为FN′,如图4-5-1所示,则依据牛顿第二定律可知:FN=mg (1)

  依据牛顿第三定律可知: FN=FN′ (2)

  所以FN′=FN,即物体对桌面的压力的大小等于物体所受重力的大小.

拓展 做证明题时,首先必须把相关的物理情景和所使用的物理量交代清楚,在证明过程中要把证明依据交代清楚,有必要的推理过程,最后有结论。

  容易看出,上述的证明中(1)式成立是有条件的,而(2)式成立是无条件的。

  

例3 置于水平面上的小车,有一弯折的细杆,弯折成角度θ,如图4-5-2所示,其另一端固定了一个质量为m的小球.问:(1)小车静止时小球对杆的作用力;(2)当车子以加速度a向左加速前进时,再求小球对细杆的作用力。

解析 小球对细杆的作用力很难直接求出,依据牛顿第三定律转移研究对象,只要能求出细杆对小球的作用力,其反作用力就可求出。

(1)以小球为研究对象,小球受两个力的作用:重力G和杆对它的作用力F,这两个力是一对平衡力,所以此时杆对小球的作用力F方向沿竖直向上,大小等于小球的重力mg。小球对杆的作用力方向竖直向下,大小等于mg。