PAGE11-牛頓第三定律(20分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題,每小題6分,共30分)1.(2024·漳州高一檢測)如圖,重為G的壓路機在水平路面上緩慢行駛,路面對壓路機的支持力為N,壓路機對路面的壓力為F,關(guān)于G、N、F,下列說法正確的是 ()A.F大于NB.F與G大小相等C.F和N是一對平衡力D.N和G是一對作用力和反作用力【解析】選B。壓路機在水平路面上緩慢行駛,路面對壓路機的支持力N和壓路機對路面的壓力F是壓路機與路面間的相互作用力,依據(jù)牛頓第三定律,作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在不同物體上,故A、C、D錯誤;壓路機對路面的壓力F的大小等于重力G的大小,B正確。2.如圖是利用計算機記錄的衛(wèi)星放射時火箭和衛(wèi)星之間的作用力和反作用力的變更圖線,依據(jù)圖線可以得出的結(jié)論是 ()A.作用力大時,反作用力小B.作用力和反作用力的方向總是相反的C.作用力和反作用力是作用在同一個物體上的D.牛頓第三定律在物體處于非平衡狀態(tài)時不再適用【解析】選B。圖象中的兩條圖線對應(yīng)的縱坐標(biāo)大小相等、符號相反,故A錯誤,B正確;作用力與反作用力作用在兩個相互作用的物體上,C錯誤;在任何狀況下,兩物體之間的作用力和反作用力都遵守牛頓第三定律,D錯誤。3.關(guān)于作用力和反作用力,下列說法正確的是 ()A.當(dāng)作用力產(chǎn)生后,再產(chǎn)生反作用力;當(dāng)作用力消逝后,反作用力才漸漸地消逝B.彈力與摩擦力都有反作用力,而重力無反作用力C.作用力與反作用力的合力為零D.作用力與反作用力肯定是性質(zhì)相同的一對力【解析】選D。作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上,它們同時產(chǎn)生,同時變更,同時消逝,彈力、摩擦力、重力都有反作用力,A、B錯誤;作用力和反作用力必定是同種性質(zhì)的力,甲物體對乙物體的作用力是彈力,乙物體對甲物體的作用力也是彈力,C錯誤,D正確。故選D。4.汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛,如圖所示。依據(jù)牛頓運動定律,以下說法正確的是 ()A.汽車能拉著拖車加速前進(jìn),是因為汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪嚴(yán)嚨牧.加速前進(jìn)時,汽車對拖車的拉力大小與拖車對汽車的拉力大小相等C.汽車先對拖車施加拉力,然后才產(chǎn)生拖車對汽車的拉力D.汽車對拖車的拉力大小與拖車所受地面對它的摩擦力大小相等【解析】選B。汽車?yán)宪嚨牧屯宪嚴(yán)嚨牧κ且粚ψ饔昧头醋饔昧?大小相等、方向相反,故A錯誤、B正確;汽車?yán)宪嚨牧屯宪嚴(yán)嚨牧κ且粚ψ饔昧头醋饔昧?同時產(chǎn)生、同時消逝,故C錯誤;拖車在水平方向上受汽車對它的拉力和自身所受的阻力,拉力大于阻力,由水平方向上的合力,產(chǎn)生加速度,故D錯誤。5.(2024·衡水高一檢測)下列關(guān)于牛頓運動定律的說法中正確的是 ()A.慣性就是物體保持靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)B.力的國際制單位“牛頓”是依據(jù)牛頓其次定律定義的C.物體運動狀態(tài)變更的難易程度就是加速度D.一對作用力與反作用力的作用效果總相同【解析】選B。慣性就是物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì),選項A錯誤;力的國際制單位“牛頓”是依據(jù)牛頓其次定律定義的,即使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力就是1N,選項B正確;物體運動狀態(tài)變更的難易程度取決于物體的慣性大小,故C錯誤;作用力和反作用力作用在不同的物體上,作用效果不同,故D錯誤,故選B。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)6.(8分)如圖所示,圓環(huán)的質(zhì)量為M、經(jīng)過環(huán)心的豎直鋼絲AB上套有一個質(zhì)量為m的小球,今讓小球沿鋼絲AB(質(zhì)量不計)以初速度v0豎直向上運動,要使圓環(huán)對地面無壓力,則小球的加速度和小球能達(dá)到的最大高度是多少?(設(shè)小球不會到達(dá)A點)【解析】由牛頓第三定律知圓環(huán)對地面無壓力,則地面對圓環(huán)無支持力,取小球為探討對象,受重力mg和鋼絲對小球豎直向下的摩擦力Ff。由牛頓其次定律得:mg+Ff=ma ①由牛頓第三定律可知小球?qū)︿摻z豎直向上的摩擦力Ff′=Ff②對圓環(huán)受力分析可知,圓環(huán)受重力Mg和豎直向上的摩擦力Ff′作用,則:Mg=Ff′③由①②③式解得a=g,小球沿鋼絲做勻減速運動,由運動學(xué)公式可得上升的最大高度H==。答案:g【延長探究】設(shè)圓環(huán)的半徑為R,在上述條件下小球恰能到達(dá)最高點A,則v0為多大?提示:小球恰能到A點,即vA=0,則由運動學(xué)公式得:=2a·2R則:v0=2=2答案:2【補償訓(xùn)練】如圖所示,用彈簧測力計懸掛一個重G=10N的金屬塊,使金屬塊的一部分浸在臺秤上的水杯中(水不會溢出)。若彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)镕T′=6N,則臺秤的示數(shù)與未掛金屬塊時相比 ()A.保持不變 B.增加10NC.增加6N D.增加4N【解析】選D。金屬塊浸入水中后,水對金屬塊產(chǎn)生浮力F,由彈簧測力計的示數(shù)可知:浮力的大小為F=G-FT′=10N-6N=4N。依據(jù)牛頓第三定律,金屬塊對水也施加一個反作用力F′,其大小F′=F=4N,通過水和杯的傳遞,對臺秤產(chǎn)生附加壓力,所以臺秤的示數(shù)增加4N,故D對。7.(12分)如圖為馬戲團中猴子爬桿的裝置。已知底座連同直桿總質(zhì)量為20kg,猴子質(zhì)量為5kg,現(xiàn)讓猴子沿桿以1m/s2的加速度從桿底部向上爬,設(shè)猴子與桿之間的作用力為恒力,則底座對水平面的壓力為多大?(g取10m/s2)【解析】設(shè)猴子質(zhì)量為m,桿及底座總質(zhì)量為M,猴子向上加速爬時受到沿桿向上的力為F,對猴子由牛頓其次定律得F-mg=ma,得F=m(g+a)=55N,依據(jù)牛頓第三定律知,猴子對桿有向下的力F′=F=55N,所以水平面對底座的支持力為FN=F′+Mg=255N,由牛頓第三定律知底座對水平面的壓力FN′=FN=255N。答案:255N【補償訓(xùn)練】如圖所示,兩個質(zhì)量都為m的滑塊A和B,緊挨著并排放在水平桌面上,A、B間的接觸面垂直于紙面且與水平面成θ角,全部接觸面均光滑?，F(xiàn)在用一個水平推力F作用于滑塊A上,使A、B一起向右做加速運動。問:(1)假如要使A、B間不發(fā)生相對滑動,它們共同向右運動的最大加速度為多少?(2)要使A、B間不發(fā)生相對滑動,水平推力F的大小應(yīng)當(dāng)在什么范圍內(nèi)?【解析】(1)設(shè)最大加速度為a,推力F越大,A越可能相對于B向上滑,當(dāng)F最大時,A剛要相對于B向上滑,此時A恰好不受地面的支持力。以A為探討對象,受力分析如圖甲所示,則FNcosθ=mg以B為探討對象,受力分析如圖乙所示,則FN′sinθ=mam依據(jù)牛頓第三定律有FN′=FN解得:am=gtanθ。(2)只要有力F作用,A與B就可以在水平方向上共同加速運動,F越大加速度越大,當(dāng)A相對于B剛要向上滑時,此時A恰好不受地面的支持力。在水平方向上對A有:Fm-FNsinθ=mam求出Fm=2mgtanθ則水平推力F的大小范圍為:0<F≤2mgtanθ答案:(1)gtanθ(2)0<F≤2mgtanθ(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.下列說法中正確的是 ()A.拔河競賽時,勝方拉對方的力大于輸方拉對方的力B.太陽對地球的引力與地球?qū)μ柕囊Υ笮】隙ㄏ嗟菴.馬能拉車前進(jìn)是因為馬對車的拉力大于車對馬的拉力D.用錘釘釘子,錘對釘?shù)拇驌袅εc釘對錘的作用力是一對平衡力【解析】選B。勝方拉對方的力和輸方拉對方的力是一對相互作用力,等大反向,A錯誤;太陽對地球的引力與地球?qū)μ柕囊κ且粚ο嗷プ饔昧?等大反向,B正確;馬能拉車前進(jìn)是因為馬對車的拉力大于地面對車的摩擦力,而馬對車的拉力與車對馬的拉力是一對相互作用力,等大反向,C錯誤;錘對釘?shù)拇驌袅εc釘對錘的作用力是一對相互作用力,D錯誤。2.下列說法中正確的是 ()A.汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速運動,汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)嚨牧.物體會沉入沼澤中,是因為物體對沼澤的壓力大于沼澤對物體的支持力C.用手豎直握住一個瓶子使之保持靜止?fàn)顟B(tài),手握得越緊,瓶子受的摩擦力越大D.跳高運動員起跳時,地面對他的支持力大于他對地面的壓力【解析】選A。汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速運動,汽車?yán)宪嚨牧εc拖車?yán)嚨牧κ亲饔昧εc反作用力,大小相等,故A正確;物體對沼澤的壓力與沼澤對物體的支持力是作用力與反作用力,大小相等,故B錯誤;用手豎直握住一個瓶子使之保持靜止?fàn)顟B(tài),在豎直方向合力為零,只受到重力和摩擦力,手握得越緊,但瓶子受的摩擦力不變,故C錯誤;跳高運動員起跳時,地面對他的支持力與他對地面的壓力是作用力與反作用力,大小相等,故D錯誤?！狙a償訓(xùn)練】1.下列說法中正確的是 ()A.地球旁邊的物體的重力沒有反作用力B.相互作用的兩個力原委稱哪一個力是作用力(反作用力)是人為規(guī)定的C.“雞蛋碰石頭”的過程中,雞蛋對石頭的力必為作用力,石頭對雞蛋的力必為反作用力D.凡是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上且作用在同一個物體上的兩個力必定是一對作用力與反作用力【解析】選B。物體受到的重力是地球?qū)ξ矬w的吸引力,它的反作用力是物體對地球的吸引力,選項A錯誤;一對相互作用力,原委哪一個力是作用力,哪一個力是反作用力,是相對而言的,選項B正確,選項C錯誤;作用力和反作用力必定分別作用在兩個相互作用的物體上,選項D錯誤。2.假如兩個力彼此平衡,則它們 ()A.可能是作用力與反作用力B.必不是作用力和反作用力C.必是同種性質(zhì)的力D.不肯定作用在同一個物體上【解析】選B。作用力與反作用力是兩個不同物體受到的力,而兩個力彼此平衡,作用在同一個物體上,所以兩個力彼此平衡,必不是作用力和反作用力,故A錯誤,B正確;平衡力的性質(zhì)可以相同,也可以不同,故C錯誤;兩個力彼此平衡,依據(jù)平衡條件得知,必定作用在同一物體上,故D錯誤。3.(2024·淄博高一檢測)關(guān)于作用力和反作用力,下面說法中正確的是()A.物體相互作用時,先產(chǎn)生作用力,然后才產(chǎn)生反作用力B.作用力和反作用力大小相等,方向相反,在同一條直線上,因此它們的合力為零,是一對平衡力C.放在水平桌面上的書所受的重力和支持力互為作用力與反作用力D.作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生,同時消逝,分別作用在相互作用的兩個不同物體上【解析】選D。物體相互作用時,相互作用力同時產(chǎn)生,同時變更,同時消逝,故A錯誤;作用力和反作用力大小相等,方向相反,在同一條直線上,但作用在不同的物體上,不能合成,故B錯誤;放在水平桌面上的書所受的重力和支持力,作用在書上,它們大小相等,方向相反,在同一條直線上,故放在水平桌面上的書所受的重力和支持力是一對平衡力,故C錯誤;依據(jù)牛頓第三定律,作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生,同時消逝,分別作用在相互作用的兩個不同物體上,故D正確,故選D。4.(多選)跳高運動員蹬地后上跳,在起跳過程中 ()A.運動員蹬地的作用力大小大于地面對他的支持力大小B.運動員蹬地的作用力大小等于地面對他的支持力大小C.運動員所受的支持力和重力相平衡D.運動員所受的合力肯定向上【解析】選B、D。運動員蹬地的作用力與地面對他的支持力是作用力和反作用力,大小相等,方向相反,B正確、A錯誤;運動員起跳過程,是由靜止獲得速度的過程,因而有豎直向上的加速度,合力豎直向上,運動員所受的支持力大于重力,D正確、C錯誤。5.如圖所示,物體放在水平桌面上,受到一個水平向右的拉力F,卻仍舊保持靜止,則下列說法中正確的是()A.物體受三個力作用,其中有一對平衡力B.物體受三個力作用,其中有一對作用力與反作用力C.物體受四個力作用,其中有兩對作用力與反作用力D.物體受四個力作用,其中有兩對平衡力【解析】選D。物體受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力F,依據(jù)物體處于靜止?fàn)顟B(tài),物體所受合外力為零,所以物體在水平方向除受水平向右的拉力F外,還必需受水平向左的摩擦力Ff,所以物體共受四個力的作用,選項A、B錯誤;由于作用力與反作用力是分別作用在兩個不同物體上的,所以物體所受的四個力中不行能構(gòu)成一對作用力與反作用力,因此選項C錯誤;物體水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力,其合力為零,為一對平衡力;豎直方向上受重力和支持力,也為一對平衡力,所以選項D正確。6.(2024·佛山高一檢測)黑板擦被豎直懸掛著的磁性黑板緊緊吸住不動,下列說法正確的是 ()A.黑板擦受到四個力作用,其中有三個力的施力物體是黑板B.黑板擦與黑板間在水平方向只有一對相互作用力C.黑板擦受到的磁力和彈力是一對作用力與反作用力D.黑板擦受到的摩擦力大于重力,黑板擦才不會掉下來【解析】選A。黑板擦受到四個力:重力G=mg,施力物體是地球;支持力N、摩擦力f、磁力T,這三個力的施力物體都是磁性黑板,故A正確;黑板對黑板擦有支持力,則黑板擦對黑板有壓力,這兩個力是一對相互作用力;黑板對黑板擦有磁力,反過來,黑板擦對黑板有大小相等的磁力,這兩個力是一對相互作用力;所以水平方向有兩對相互作用力;黑板對黑板擦有摩擦力,則黑板擦對黑板也有摩擦力作用,這兩個力是一對作用力和反作用力,但這兩個力在豎直方向,故B錯誤;磁力和彈力是一對平衡力,大小相等,但不是相互作用力,故C錯誤;摩擦力和重力等大,D錯誤。【補償訓(xùn)練】重力為G的體操運動員在進(jìn)行自由體操競賽時,有如圖所示的競賽動作,當(dāng)運動員豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)時,兩手臂對稱支撐,夾角為θ,則()A.當(dāng)θ=60°時,運動員單手對地面的正壓力大小為B.當(dāng)θ=120°時,運動員單手對地面的正壓力大小為GC.當(dāng)θ不同時,運動員受到的合力不同D.當(dāng)θ不同時,運動員與地面之間的相互作用力不相等【解析】選A。作出受力分析圖,由圖可知,地面對手的支持力F1和F2與夾角θ無關(guān),F1=F2=始終成立,而運動員單手對地面的正壓力與F1或F2為相互作用力,故A正確,B錯誤;不管角度如何,運動員受到的合力都為零,選項C錯誤;不管角度如何,運動員與地面之間的相互作用力總是等大反向,選項D錯誤。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位。)7.(10分)如圖所示,質(zhì)量M=60kg的人通過光滑的定滑輪拉著m=20kg的物體,當(dāng)物體以加速度a=5m/s2上升時,人對地面的壓力多大?(g取10m/s2)【解題指南】解答本題時應(yīng)把握以下三點:(1)以物體為探討對象,求出繩的拉力大小。(2)以人為探討對象,依據(jù)平衡條件求出地面對人的支持力。(3)由牛頓第三定律得出人對地面的壓力大小。【解