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牛頓第三運動定律

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Academic year: 2023

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(1)

單元主題:牛頓第三運動定律 【第 2-3 節】

 現象討論 1.現象圖示:

 槍枝射擊時,槍身向後退  著溜冰鞋推牆,人反方向向後

 氣球放氣後,氣球向前飛  滑板車上的二人互拉,二人向 移動。

 牛頓第三運動定律:

1.牛頓第三運動定律:

(1)又名『作用力與反作用力』定律 (2)作用力與反作用力釋義:

 人打牆時:  物置桌面時:  自由落體:

(3)定律內容:

 施力在物體時,物體亦同時產生一個方向 的力作用於施力者,此力稱 為 。

 每施一作用力於物體時,物體必給予施力者一反作用力,作用力與反作用力的大 小相等、方向相反,且作用在同一直線上,兩者同時發生且同時消失。

(4)作用力與反作用力的關係:

 大小 。  方向 。

 作用在 上。  同時 且同時 。

 作用力與反作用力二者不可 。

(2)

(5)說明圖例:

 腳蹬起跑架  溜冰者推牆  游泳  划槳  火箭、噴射機、氣球  加熱試管實驗  烏賊游動方式

(6)實例參考:

 火箭(噴射機、氣球)升空噴出大量氣體  游泳時(或划船),用力往後撥水  拍打物體時,自己也覺得痛  人在地面上行走

 起跑時腳蹬起跑架  腳穿溜冰鞋用力向前投擲物體(或推牆),則自己後退  射出砲(子)彈,炮(槍)身後退

 超距力間的作用:

 磁鐵間的吸引或排斥力  物體間的萬有引力  帶電體間的庫侖靜電力  烏賊的游動  水火箭科學遊戲

 作用力反作用力與平衡力

受向東及向西 F牛頓的二力作用的甲物體,甲維持靜止:

 甲物體所受合力 。

 兩力屬一組平衡力:

 大小相等、方向相反、同一力線  作用在 ,力可抵銷

重 F 公斤重的乙,置放於丙上,維持靜止:

 兩力屬一組作用力與反作用力:

 大小相等、方向相反、同一力線  作用在 ,力不可抵銷

 既受力又何以能維持靜止狀態呢?

(3)

 牛頓第三運動定律受力討論 1.討論一:靜止於桌面上的書

(1)有 組作用力與反作用力( 、 )。

(2)力圖討論:如下

 書平衡的條件: 。

2.討論二:互拉物體之受力,甲、乙兩人互拉,滑車及摩擦力不計

甲質量 60 Kg、乙質量 40 Kg ,若甲以

100 N 拉乙,乙以 20 N 拉甲:

(1)在施力階段,二人各做何運動? 運動方向 。

 甲: 運動  乙: 運動。

(2)在施力階段,二人受外力?  甲 N  乙 N。

(3)在施力階段,二人之加速度?  甲 m/s2

 乙 m/s

2

(4)在施力

t 秒階段,二人的速度比? 。  甲: m/s  乙: m/s。

(5)在施力

t 秒階段,二人移動的位移比? 。  甲 m  乙 m。

(6) 在施力

Y

秒後兩人放手,二人做何運動?運動方向 。

 不停止,是因 。

 甲: 運動  乙: 運動。

(7)在施力 Y

秒後兩人放手,二人各以何速度運動?速度比 。 

 甲 m/s  乙 m/s。

F =ma

( 1 )

合力

F

相同

,

比 1:1

(4)

 範例解說

1.如圖,天花板下方的細繩懸吊著木塊,

地球吸引木塊的力為 F

1,細繩拉木塊的力為 F2

木塊拉細繩的力為 F

3,細繩拉天花板的力為

F

4

天花板拉細繩的力為 F

5,細繩質量可忽略,則:

 F

2 的反作用力為 。

 F

4 的反作用力為 。

 使木塊靜止不動的兩力為 。

 使細繩靜止不動的兩力為 。

2.一物體靜置於水平桌面上,如附圖所示,若 Y

為物體所受之重力,X為桌面支撐物體之力,

Z

為物體作用於地球之力,N為物體作用於桌面之力,則下列何者為一對作用與反作用力?

。(A)X與

Y (B)X

Z (C)X

N (D)N

Z。

3.有一個 15

公斤重的冰桶,小明只用

10

公斤重的力往上抬,冰桶仍靜止不動。可知:

(A)冰桶所受合力為零

(B)冰桶所受合力為

5

公斤重

(C)地面給冰桶的反作用力為

15

公斤重 

(D)地面給冰桶的反作用力為

10

公斤重。

 力圖:注意「力的 」

 同組的作用力與反作用力:

 與 間:具質量者

 間:拉與支撐

(5)

4.有一塊磚重 2 牛頓,阿鈞用手以 4 牛頓之力將磚塊向上舉起 ,則:

 此磚塊給阿鈞的手之反作用力= 牛頓。

 磚塊的加速度 m/s

2

5.附圖的 A、B

二物體置於光滑的水平面上,今施一水平力

F

作用於

A,使系統產生 4

公尺

/秒2的加速度,試回答下列問題:

 F

大小為 牛頓,A、B二物體間作用力為 牛頓。

 若施力改自右向左作用於 B, A、B

二物體間作用力變為 牛頓。

6.在無摩擦的情形下,放手後,則:

 質量 1 kg 的物體落下的加速度大小? m/s

2

 繩子所受的張力 N。

(6)

課程結束…….

參考文獻

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