PAGE8-牛頓第肯定律牛頓第三定律(45分鐘100分)一、選擇題(本題共9小題,每小題6分,共54分,1～6題為單選題,7～9題為多選題)1.(2024·秦皇島模擬)亞里士多德在其著作《物理學》中說:一切物體都具有某種“自然本性”,物體由其“自然本性”確定的運動稱之為“自然運動”,而物體受到推、拉、提、舉等作用后的非“自然運動”稱之為“受迫運動”。伽利略、笛卡兒、牛頓等人批判地繼承了亞里士多德的這些說法,建立了新物理學;新物理學認為一切物體都具有的“自然本性”是“慣性”。下列關于“慣性”和“運動”的說法中不符合新物理學的是 ()A.一切物體的“自然運動”都是速度不變的運動——靜止或者勻速直線運動B.作用在物體上的力,是使物體做“受迫運動”即變速運動的緣由C.豎直向上拋出的物體,受到了重力,卻沒有馬上反向運動,而是接著向上運動一段距離后才反向運動,是由于物體具有慣性D.可繞豎直軸轉動的水平圓桌轉得太快時,放在桌面上的盤子會向桌子邊緣滑去,這是由于“盤子受到的向外的力”超過了“桌面給盤子的摩擦力”導致的【解析】選D。可繞豎直軸轉動的水平圓桌轉得太快時,放在桌面上的盤子會向桌子邊緣滑去,這是由于“盤子”轉動須要的向心力超過了“桌面給盤子的摩擦力”,選項D錯誤。2.春秋末年齊國人的著作《考工記》中有“馬力既竭,辀猶能一取焉”,意思是馬對車不施加拉力了,車還能接著向前運動。這是關于慣性的最早記述。下列關于慣性的說法中正確的是 ()A.車只在運動時才具有慣性B.撤去拉力后車的慣性大小不變C.拉力可以變更車的慣性D.車運動越快慣性越大【解析】選B。慣性指物體保持原來運動狀態不變的性質,慣性是物體本身固有的屬性,任何物體任何狀態下都有慣性;質量是物體慣性大小的唯一的量度,故B正確,A、C、D錯誤。【加固訓練】(多選)小軒很喜愛爸爸新買的數碼照相機,在旅途中拍下了火車內桌面上塑料杯瞬間的不同狀態,如圖中的甲、乙、丙所示。則下列關于火車運動狀態的推斷可能正確的是()A.甲圖中火車在勻速運動,乙圖中火車突然向左加速,丙圖中火車突然向左減速B.甲圖中火車在勻速運動,乙圖中火車突然向右加速,丙圖中火車突然向左加速C.甲圖中火車在勻速運動,乙圖中火車突然向右減速,丙圖中火車突然向右加速D.甲圖中火車在勻速運動,乙圖中火車突然向左加速,丙圖中火車突然向右減速【解析】選A、C。題圖甲中,塑料杯相對于桌面的位置沒有發生變更,因此它們的運動狀態是相同的,說明此時在勻速運動,題圖乙中,塑料杯向右傾倒,說明火車突然向左加速(或向右減速),因為,火車突然向左加速時,塑料杯的下部由于摩擦也隨著加速,而上部由于慣性仍舊保持原來的運動狀態,所以才會向右傾倒,火車向右減速時的情形也可用類似的方法說明,題圖丙中,塑料杯向左傾倒,說明火車突然向左減速(或向右加速),因為,火車突然向左減速時,塑料杯的下部由于摩擦也隨著減速,而上部由于慣性仍保持原來的運動狀態,所以才會向左傾倒,火車向右加速時的情形也可用類似的方法說明,所以,題圖甲中火車在勻速運動,題圖乙中火車突然向左加速(或向右減速),題圖丙中火車突然向左減速(或向右加速),選項A、C正確。3.春暖河開,冰面上一塊石頭漸漸下陷,對于此現象下列說法不正確的是 ()A.冬天冰硬,冰面的反作用力等于石頭的壓力。春天冰面變軟,它的作用力達不到石頭的壓力,故石頭下陷B.不管是冬天還是春天,冰面對石頭的支持力與石頭對冰面的壓力相等C.下陷是因為冰面對石頭的支持力小于石頭的重力D.春暖河開冰面對石頭的支持力較冬天減小【解析】選A。無論冰軟硬,冰面對石頭的作用力總等于石頭對冰面的壓力,選項A錯誤,B正確;下陷是因為冰面對石頭的支持力小于石頭的重力,石頭所受合力向下,選項C正確;冬天時冰面對石頭的支持力等于石頭的重力,春暖河開冰面對石頭的支持力較冬天減小,選項D正確,故選A。4.從下列哪個物理規律可演繹出“質量是物體慣性大小的量度”這一結論 ()A.牛頓第肯定律 B.牛頓其次定律C.牛頓第三定律 D.機械能守恒定律【解析】選B。牛頓第肯定律揭示了物體具有慣性,并沒有指出“質量是物體慣性大小的量度”,A錯;依牛頓其次定律,a=Fm,F相同時,m越大,a越小,物體運動狀態的變更越小,其慣性就越大,B對;牛頓第三定律不涉及物體質量,也不涉及慣性,C錯;機械能守恒定律也不涉及慣性,D5.(2024·唐山模擬)本組照片記錄了一名騎車人因自行車前輪突然陷入一較深的水坑而倒地的過程。下列各選項是從物理的角度去說明此情境的,其中正確的是 ()A.這是因為水坑里的水對自行車前輪的阻力太大,而使人和車一起倒地的B.騎車人與自行車原來處于運動狀態,車前輪陷入水坑后前輪馬上靜止,但人與車的后半部分由于慣性仍保持原來的運動狀態,因此人和車摔倒C.因為自行車的前輪陷入水坑后,自行車還能加速運動,所以人和車一起倒地D.因為自行車的前輪陷入水坑后,自行車的慣性馬上消逝,而人由于慣性將保持原有的運動狀態,故人向原來的運動方向倒下了【解析】選B。人與車原來處于運動狀態,車前輪陷入水坑時,前輪靜止,但人與車的后半部分由于具有慣性仍保持向前運動,因此人和車摔倒,故B正確,A、C、D錯誤。6.如圖所示,劈形物體M的各表面光滑,上表面水平,放在固定的斜面上。在M的水平表面上放一光滑小球m,釋放M,則小球在遇到斜面前的運動軌跡是 ()A.沿斜面對下的直線 B.豎直向下的直線C.無規則的曲線 D.拋物線【解析】選B。力是變更物體運動狀態的緣由,由于劈形物體M的各表面光滑,則小球在遇到斜面前,水平方向不受外力,速度為零,故其運動軌跡為豎直向下的直線。所以本題應選B。7.下列說法正確的是 ()A.“天宮二號”進入運行軌道后,與地球之間仍舊存在一對作用力與反作用力B.火箭加速上升時,火箭發動機的推力大于火箭的重力C.雞蛋撞擊石頭,蛋碎石全,是因為雞蛋對石頭的作用力小于石頭對雞蛋的作用力D.乒乓球可以快速抽殺,是因為乒乓球慣性小【解析】選A、B、D。“天宮二號”進入運行軌道后,地球對它的引力和它對地球的引力是一對作用力和反作用力,A對;火箭加速上升時,有向上的加速度,依牛頓其次定律,F-mg=ma,F>mg,B對;雞蛋對石頭的作用力與石頭對雞蛋的作用力大小相等、方向相反,雞蛋殼的機械強度遠小于石頭的機械強度,所以蛋碎石全,C錯;乒乓球質量小,慣性小,運動狀態簡單變更,可以快速抽殺,D對。8.(2024·石家莊模擬)如圖所示是我國首次立式風洞跳傘試驗的情景,風洞噴出豎直向上的氣流將試驗者加速向上“托起”,此過程中 ()A.地球對人的吸引力和人對地球的吸引力大小相等B.人受到的重力和人受到氣流的力是一對作用力與反作用力C.人受到的重力大小等于氣流對人的作用力大小D.人被向上“托起”時處于超重狀態【解析】選A、D。地球對人的吸引力和人對地球的吸引力是一對相互作用力,等大反向,A項正確;相互作用力是兩個物體間的相互作用,而人受到的重力和人受到氣流的力涉及人、地球、氣流三個物體,不是一對相互作用力,B項錯誤;由于風洞噴出豎直向上的氣流將試驗者加速向上“托起”,在豎直方向上合力不為零,所以人受到的重力大小不等于氣流對人的作用力大小,C項錯誤;試驗者被加速向上“托起”時,加速度方向向上,處于超重狀態,D項正確。【總結提升】應用牛頓第三定律分析問題時應留意以下幾點:(1)不要憑日常視察的直覺印象隨意下結論,分析問題需嚴格依據科學理論。(2)理解應用牛頓第三定律時,肯定抓住“總是”二字,即作用力與反作用力的這種關系與物體的運動狀態無關。(3)與平衡力區分應抓住作用力和反作用力分別作用在兩個物體上。9.如圖所示,一只小甲蟲沿著傾斜的樹枝向上勻速爬行,則 ()A.甲蟲速度越大所受摩擦力越大B.樹枝對甲蟲的摩擦力方向沿樹枝向下C.樹枝對甲蟲的作用力與甲蟲所受的重力是一對平衡力D.甲蟲勻速向下爬行與勻速向上爬行所受摩擦力方向相同【解析】選C、D。設傾角為θ,依據平衡條件可知甲蟲所受的摩擦力f=mgsinθ,方向沿樹枝向上,勻速運動過程中,θ不變,則摩擦力不變,故A、B錯誤。勻速運動,受力平衡,樹枝對甲蟲的作用力與甲蟲所受的重力是一對平衡力,故C正確;甲蟲勻速向下爬行與勻速向上爬行所受摩擦力方向相同,均為沿樹枝向上,故D正確。二、計算題(16分,需寫出規范的解題步驟)10.如圖所示,傾角為θ的斜面體放在水平地面上,質量為m的光滑小球放在墻與斜面體之間處于平衡狀態,求小球對斜面體的壓力大小和地面對斜面體的摩擦力大小。【解析】對小球受力分析如圖甲所示,由平衡條件得:豎直方向:N1cosθ-mg=0水平方向:N2-N1sinθ=0對整體受力分析如圖乙所示,由平衡條件得:水平方向:f-N2=0解得:N1=mgcosθ,f=mgtan由牛頓第三定律得小球對斜面體的壓力大小為N1′=N1=mgcosθ答案:mgcosθmgtan11.(10分)如圖所示,M、N兩物體疊放在一起,在恒力F作用下,一起向上做勻加速直線運動,對于N,存在__________對作用力與反作用力;對于M,存在________對作用力與反作用力。

【解析】M、N兩物體一起向上做勻加速直線運動,合力向上,對MN整體進行受力分析,受到重力和F,墻對M沒有彈力,否則合力不能向上,也就不行能有摩擦力;對N進行受力分析,得:N受到重力,M對N的支持力,這兩個力的合力不能向上,所以還受到M對N向上的靜摩擦力,一共3個力,則N存在3對作用力與反作用力;再對M進行受力分析,得:M受到重力、推力F、N對M的壓力以及N給M沿斜面對下的靜摩擦力,一共4個力,則存在4對作用力與反作用力。答案:34【加固訓練】如圖所示,物體B疊放在物體A上,A、B的質量均為m,且上、下表面均與斜面平行,它們以共同速度沿傾角為θ的固定斜面C勻速下滑,則 ()A.A、B間沒有靜摩擦力B.A受到B的靜摩擦力方向沿斜面對上C.A受到斜面的滑動摩擦力大小為2mgsinθD.A與B間的動摩擦因數μ=tanθ【解析】選C。它們以共同速度沿傾角為θ的固定斜面C勻速下滑,A受到斜面的滑動摩擦力大小為2mgsinθ,A對B的靜摩擦力等于B重力沿斜面方向的分力,選項A錯誤、C正確;由牛頓第三定律,A受到B的靜摩擦力方向沿斜面對下,選項B錯誤;A與B間的摩擦力是靜摩擦力,不能確定A與B之間的動摩擦因數μ,選項D錯誤。12.(20分)如圖所示,質量60kg的人站在水平地面上,通過定滑輪和繩(豎直向上提起質量為10kg的貨物(g取10m/s(1)貨物以a1=2m/s2勻加速上升,(2)貨物勻加速上升時,其最大加速度為多大。【解析】(1)貨物m受重力mg、繩子拉力T,對m:T-mg=ma1,T=m(g+a1)=120N;人在拉力T、地面的支持力N和重力Mg的作用下處于平衡:T+N=Mg,地面對人的支持力N=Mg-T=480N,方向向上,依據牛頓第三定律得到:人對地面壓力大小也為480N,方向向下。(2)由T+N=Mg知,當N=0時,繩子拉力T′=Mg最大,此時貨物勻加速上升時,有最大加速度am,依據牛頓其次定律:T′-mg=mam,解得最大加速度am=50m/s2。答案:(1)120N(2)50m/s2【加固訓練】如圖所示,固定在水平面上的斜面傾角θ=37°,長方體木塊A的MN面上釘著一顆小釘子,質量m=1.5kg的小球B通過一細線與小釘子相連接,細線與斜面垂直,木塊與斜面間的動摩擦因數μ=0.50。現將木塊由靜止釋放,木塊將沿斜面下滑。求在木塊下滑的過程中小球對木塊M