高中物理 第3章 力与相互作用 第1节 牛顿第三定律（2）教案 沪科版必修1-沪科版高一必修1物理教案VIP免费

牛顿第三定律突破思路本节是高中课本中看似非常简单但理解难度较大的典型课之一，要想对本节做到深刻理解需充分利用物理实验数据，利用精确的实验数据对牛顿第三定律加深理解．另外充分利用生活常识也是学好这节课的重要突破点．本节课所采用的实验所需的实验仪器大多数非常简单，极易操作，所以学生自主实验将是本节课所有实验的主导方法，通过自主实验提高学生的自主学习能力，为以后的教学奠定基础．知识总结对物体所受到的力进行分析时，要充分意识到作用物体和施力物体从而对物体进行分析，在以后的学习中注意到牛顿第三定律给你的提示，可以多角度对题目解答．合作与讨论1．作用力和反作用力总是同时产生，你能举出证明这一结论的例子吗?2．作用力和反作用力总是大小相等的，你能举例证明吗?3．作用力和反作用力作用在一条直线上，你能找到这样的例子吗?4．作用力和反作用力有哪些相同和不同处?·作用力和反作用力总是同时产生同时消失，它们互为平衡力吗?如图所示，放在水平地面上的物体，你能找到几对作用力和反作用力?找到几对平衡力?它们是否都是同时产生同时消失?图3—1—1·作用力和反作用力的施力物体和受力物体分别是什么?相关链接牛顿第三定律的适用范围牛顿运动定律是建立在绝对时空以及与此相适应的超距作用基础上的．所谓超距作用是指分离的物体间不需要任何介质，也不需要时间来传递它们之间的相互作用．也就是说相互作用以无穷大的速度传递．除了上述基本观点以外，在牛顿的时代，人们了解的相互作用如万有引力、磁石之间的磁力以及相互接触物体之间的作用力，都是沿着相互作用的物体的连线方向，而且相互作用的物体的运动速度都在常速范围内．在这种情况下，牛顿从实验中发现了第三定律：“每一个作用总是有一个相等的反作用和它相对抗；或者说，两物体彼此之间的相互作用永远相等，并且各自指向其对方．”作用力和反作用力等大、反向、共线，彼此作用于对方，并且同时产生、性质相同，这些常常是我们讲授这个定律要强调的内容．而且，在一定范围内，牛顿第三定律与物体系的动量守恒是密切联系的．但是随着人们对物体间相互作用的认识的发展，19世纪发现了电与磁之间的联系，建立了电场、磁场的概念；除了静止电荷之间有沿着连线方向相互作用的库仑力外，发现运动电荷还要受到磁场力即洛伦兹力的作用；运动电荷又将激发磁场，因此两个运动电荷之间存在相互作用．在对电磁现象研究的基础上，麦克斯韦（1831～1879）在1855—1873年间完成了对电磁现象及其规律的大综合，建立了系统的电磁理论，发现电磁作用是通过电磁场以有限的速度（光速c）来传递的（后来为电磁波的发现所证实）．物理学的深入发展，暴露出牛顿第三定律并不是对一切相互作用都是适用的．如果说静止电荷之间的库仑相互作用是沿着两电荷的连线方向，静电作用可当作以“无穷大速度”传递的超距作用，因而牛顿第三定律仍适用的话，那么，对于运动电荷之间的相互作用，牛顿第三定律就不适用了．如图所示．运动电荷扫通过激发的磁场作用于运动电荷A的力为FAB（并不沿AB的连线），而运动电荷A的磁场在此刻对B电荷却无作用力（图中未表示它们之间的库仑力），由此可见，作用力FAB在此刻不存在反作用力，作用与反作用定律在这里失效了．实验征明：对于以电磁场为媒介传递的近距作用，总存在着时间的推迟．对于存在推迟效应的相互应用，牛顿第三定律显然是不适用的．实际上，只有对于沿着两物连线方向的作用（称为有心力），并可以不计这种作用传递时间（即可看作直接的超距作用）的场合中，牛顿第三定律才有效．但是在牛顿力学体系中，与第三定律密切相关的动量守恒定律，却是一个普遍的自然规律．在有电磁相互作用参与的情况下，动量的概念应从实物的动量扩大到包含场的动量从实物粒子的机械守恒、动量守恒扩大为全部粒子和场的总动量守恒，从而使动量守恒定律成为普适的守恒定律．