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第4章 5《牛顿第三定律》


第四章

5

基础夯实
一、选择题(1~3 题为单选题,4~6 题为多选题) 1.(青岛市 2013~2014 学年高一上学期三校联考)如图所示,马拉车在水平路面上前进, 下列说法正确的是( )

A.马对车的拉力大于车对马的拉力 B.马对车的拉力小于车对马的拉力 C.马对车的拉力等于车对马的拉力 D.只有当马车匀速前进时,马对车的拉力才等于车对马的拉力 答案:C 解析:马拉车的力和车拉马的力是作用力和反作用力,这两个力的大小总是相等的,与 两物体的运动状态没有关系。 2.利用牛顿第三定律,有人设计了一种交通工具,在平板 车上装了一个电风扇, 风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定 在小车中间的风帆上,靠风帆受力而向前运动,如图所示。对 于这种设计,下列分析中正确的是( )

A.根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运行 B.根据牛顿第三定律,这种设计能使小车运行 C.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第二定律 D.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第三定律 答案:D 解析:风扇吹出的风吹到风帆上时,根据牛顿第三定律,风会给风扇一个反作用力,因 此对于整个装置而言,作用力和反作用力是内力,小车不会运动,故选 D。 3.“掰手腕”是中学生课余非常喜爱的一项游戏。如右图,甲、 乙两同学正在进行“掰手腕”游戏,关于他们的手之间的力,下列说 法正确的是( )

A.甲掰赢了乙,是因为甲手对乙手的作用力大于乙手对甲手的 作用力 B.只有当甲乙僵持不分胜负时,甲手对乙手的作用力才等于乙手对甲手的作用力 C.甲、乙比赛对抗时,无法比较甲手对乙手的作用力和乙手对甲手的作用力的大小关 系 D.无论谁胜谁负,甲手对乙手的作用力大小等于乙手对甲手的作用力大小 答案:D

解析:甲、乙之间的相互作用力总是大小相等方向相反,作用在一条直线上。 4.(枣庄市 2014~2015 学年高一上学期检测)如右图所示,水平力 F 把一个物 体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列说法中正确的是( )

A.作用力 F 跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力 B.作用力 F 与物体对墙壁的压力是一对平衡力 C.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力 答案:CD 解析:力 F 和墙壁对物体的压力都作用在物体上,且大小相等,方向相反,作用在一 条直线上,是一对平衡力,而不是一对作用力和反作用力,选项 A 错误。力 F 作用在物体 上,物体对墙壁的压力作用在墙壁上,它们不能构成一对平衡力,由于二者不是两个物体间 的相互作用力,也不是一对作用力和反作用力,故选项 B 错误。竖直方向上物体受向下的 重力和墙壁对物体向上的静摩擦力,因物体处于平衡状态,故这两个力是一对平衡力,选项 C 正确。 物体对墙壁的压力和墙壁对物体的支持力, 是物体和墙壁间产生的一对相互作用力, 因此是一对作用力和反作用力,选项 D 正确。 5.均匀长棒一端搁在地面上,另一端用细线系在天花板上,如图所示受力分析示意图 中,正确的是( )

答案:ACD 解析:因为重力 mg 和地面支持力 FN 的方向都在竖直方向上,若拉力 F 在竖直方向上, 则地面对木棒就没有摩擦力作用(木棒对地面无相对运动趋势), 所以 A 正确; 若拉力 F 的方 向与竖直方向有夹角,则必然在水平方向上有分力,使得木棒相对地面有运动趋势,则木棒 将受到地面的静摩擦力 Ff,且方向与 F 的水平分力方向相反,才能使木棒在水平方向上所 受合力为零,故 C、D 正确。 6.机场常用传送带为顾客运送行李或货物,在传送带运送货物过程中主要有水平运送 和沿斜面运送两种形式,如图所示,a 为水平传送带,b 为倾斜传送带。当行李随传送带一 起匀速运动时,下列几种判断中正确的是( )

A.a 情形中的物体受到重力、支持力 B.a 情形中的物体受到重力、支持力和摩擦力作用 C.b 情景中的物体受到重力、支持力和摩擦力作用 D.b 情形中的物体所受支持力与重力是一对平衡力 答案:AC 解析:因为货物匀速运动,所以 a 情形中货物只受重力和支持力,A 正确 B 错误;b 情 形中除受重力和支持力外还必须受到一个沿斜面向上的静摩擦力作用,C 正确;显然 D 也 错误。 二、非选择题 7.(上海市浦东新区 2014~2015 学年高一上学期期末)如图所示, 质量为 M 的物体放在水平地面上, 物体上固定一竖直轻杆, 在杆上套 一质量为 m 的圆环,环在杆上恰能匀速下滑,则此时物体对地面的压 力为多大? 答案:(M+m)g 解析:对小环受力分析可知,环在匀速下滑过程中受到向上的摩擦力 Ff=mg;由牛顿 第三定律可知,环给杆一个反作用力,大小也为 mg,方向向下,因此物体对地面的压力等 于(M+m)g。

能力提升
一、选择题(1~4 题为单选题,5、6 题为多选题) 1.人走路时(如图所示),人和地球间的作用力和反作用力的对数有 ( ) A.一对 C.三对 答案:C 解析:物体间的作用力和反作用力是相互的,总是成对出现的。人 走路时受到三个力的作用即重力、 地面的支持力和地面对人的摩擦力, 力的作用总是相互的, 这三个力的反作用力分别是人对地球的吸引作用, 人对地面的压力和人对地面的摩擦力, 所 B.二对 D.四对

以人走路时与地球间有三对作用力和反作用力。 2.用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球,小球和弹簧的受力如下图所示,下列说法正确的 是( )

A.F1 的施力者是弹簧 C.F3 的施力者是地球 答案:B

B.F2 的反作用力是 F3 D.F4 的反作用力是 F3

解析:F1 的施力者是地球,A 错,F2 的反作用力是 F3,B 对,F3 的施力者是小球,C 错,F4 的反作用力作用在悬点上,D 错。 3.(诸暨市 2013~2014 学年高一上学期期末)如图所示,光滑斜面固定于水平面,滑块 A、B 叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A 上表面水平。则在斜面上运动时,滑 块 B 受力的示意图为( )

答案:A 解析:物体 B 随 A 一起沿斜面向上做减速运动,B 物体受到重力 G,物体 A 给 B 的弹 力 FN 和沿接触面向左的静摩擦力作用,所以选项 A 正确。 4.(湖北黄冈中学 2014~2015 学年高一上学期期末)质量均为 m 的 a、b 两木块叠放在 水平面上,如图所示,a 受到斜向上与水平面成 θ 角的力 F 作用,b 受到斜向下与水平面成 θ 角等大的力 F 作用,两力在同一竖直平面内,此时( A.b 对 a 的支持力一定等于 mg B.水平面对 b 的支持力小于 2mg C.b 与水平面之间可能存在静摩擦力 D.a、b 之间一定存在静摩擦力 答案:D 解析:对 a 受力分析,有 Fsinθ+N=mg,∴N<mg,b 对 a 的支持力小于 a 的重力,A 错误。b 对 a 的静摩擦力水平向左,D 正确。以 a、b 整体作为研究对象,可知水平面对 b )

的支持力等于 2mg,B 错误;b 与水平面之间没有静摩擦力,C 错误。 5.将一物块分成相等的 A、B 两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在 天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则( A.绳子上拉力可能为零 B.地面受的压力可能为零 C.地面与物体间可能存在摩擦力 D.A、B 之间可能存在摩擦力 答案:AD 解析:经分析,绳子上拉力可能为零,地面受的压力不可能为零,选项 A 对而 B 错; 由于绳子处于竖直伸直状态,绳子中拉力只可能竖直向上,所以地面与物体 B 间不可能存 在摩擦力,而 A、B 之间可能存在摩擦力,选项 C 错而 D 对。 6.(潍坊二中 2014~2015 学年高一上学期检测)如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定 在地面上,另一端与斜面体 P 连接,P 的斜面与固定挡板 MN 接触且处于静止状态,则斜面 体 P 此刻所受的外力个数有可能为( ) )

A.2 个 C.4 个 答案:AC

B .3 个 D.5 个

解析:若斜面体 P 受到的弹簧弹力 F 等于其重力 mg,则 MN 对 P 没有力的作用,如图 (a)所示,P 受到 2 个力,A 对;若弹簧弹力大于 P 的重力,则 MN 对 P 有压力 FN,只有压力 FN 则 P 不能平衡,一定存在向右或有向右分 量的力,只能是 MN 对 P 的摩擦力 Ff,因此 P 此时受到 4 个力,如图 (b)所示,C 对。 二、非选择题 7.(济南实验中学 2014~2015 学年高一上学期检测)如图所示,一根不可伸缩的轻绳跨 过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住。设运动 员的质量为 65kg,吊椅的质量为 15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速 度 g 取 10m/s2。当运动员与吊椅一起以加速度 a=1m/s2 上升时,试求: (1)运动员竖直向下拉绳的力; (2)运动员对吊椅的压力大小。 答案:(1)440N (2)275N

解析:(1)设运动员竖直向下拉绳的力为 FT,则由牛顿第三定律可知,绳子对运动员竖 直向上的拉力大小为 FT,绳对吊椅竖直向上的拉力大小也为 FT,选取运动员和吊椅整体为 研究对象,则有 2FT-(M+m)g=(M+m)a, ?M+m??g+a? 所以 FT= 2 = ?65+15?×?10+1? N=440N 2

(2)设吊椅对运动员的支持力为 F,以运动员为研究对象,由牛顿第二定律得 FT+F- Mg=Ma 所以 F=M(g+a)-FT=65×11N-440N=275N 据牛顿第三定律知,运动员对吊椅的压力大小为 275N。


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