课时3.3
牛顿第三定律
一、单选题。本大题共7小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.对吊在天花板上的电灯,下面哪一对力是作用力与反作用力
A.灯对电线的拉力与灯受到的重力
B.灯对电线的拉力与电线对灯的拉力
C.灯受到的重力与电线对灯的拉力
D.灯受到的重力与电线对天花板的拉力
2.如图所示,重为的花瓶置于水平桌面上,桌面对花瓶的支持力为,花瓶对桌面的压力为,下列说法正确的是(
)
A.大于
B.与是一对平衡力
C.与是一对作用力与反作用力
D.与是一对作用力与反作用力
3.甲、乙两队拔河,甲队获胜,则下列说法正确的是()
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲队获胜
B.只有在甲队把乙队匀速拉过去时,甲对乙的拉力才等于乙对甲的拉力
C.当甲队把乙队加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力,只是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力,所以甲队获胜
4.马拉车在水平路面上由静止开始前进,在以后的运动过程中,下面的哪些说法是正确的
A.马拉车的力先产生,车拉马的力后产生
B.马能拉动车是因为马拉车的力大于车拉马的力
C.匀速前进时,马向前拉车的力等于车向后拉马的力,加速前进时,马向前拉车的力也等于车向后拉马的力
D.马拉车的力和车拉马的力大小相等,方向相反,在同直线上,是一对平衡力
5.用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球,小球和弹簧的受力如图所示,下列说法正确的是
A.F3的施力物体是地球
B.F1的施力物体是弹簧
C.F4的反作用力是F1
D.F2的反作用力是F3
6.一个球在墙角处挨着竖直墙壁停放在水平地板上,在给出的球的受力示意图中,正确的是(????)
A.
B.
C.
D.
7.如图所示,物理课本放在水平桌面上,下列说法中正确的是( )
A.桌面对课本的支持力与课本的重力是一对平衡力
B.桌面对课本的支持力与课本对桌面的压力是一对平衡力
C.桌面对课本的支持力与课本的重力是一对作用力与反作用力
D.课本对桌面的压力就是课本的重力
二、多选题。本大题共3小题,每小题所给四个选项中有多个正确选项。
8.有一个木块放在水平地面上,如图所示,用弹簧测力计拉着细绳水平牵引木块,弹簧测力计有示数但木块没有移动,以下判断正确的是(
)
A.涉及木块的作用力和反作用力一共有3对
B.涉及木块的作用力和反作用力一共有4对
C.木块一共受到2对平衡力的作用
D.木块一共受到3对平衡力的作用
9.如图所示是教室里装的多档位吊扇,下列说法中正确的是(
)
A.吊扇不工作时,拉力等于重力
B.吊扇在低档位工作时,拉力等于重力
C.吊扇在高档位工作时,拉力大于重力
D.无论在哪个档位工作,吊扇运转时拉力都小于重力
10.如图所示,光滑球A在固定斜面上被竖直挡板挡住而处于静止状态,关于球A的受力,以下说法正确的是
A.球A受两个力作用,一个水平向左,一个垂直斜面向下
B.球A受三个力作用,一个水平向右,一个重直斜面向上,一个竖直向下
C.球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上
D.球A受三个力的作用,三个力的合力竖直向上
三、解答题。本大题共6小题,解答过程必修有必要的文字说明,公式和解题过程。
11.两队运动员进行拔河比赛,如图所示,结果队获得胜利,这是否说明队对队的拉力大于队对队的拉力?根据牛顿第三定律,这一对力是作用力、反作用力关系,大小应该相等,这是为什么?(分析时,绳子质量不计)
12.甲、乙两人玩手拉手拔河游戏,结果甲胜乙败。有同学错误地认为,甲取胜的原因是甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力。请指出该同学的错误之处,并分析甲取胜的原因。
13.探索研究性问题:
大力士过桥
小时候为了考察某人的聪慧,大人们总喜欢讲有关“大力土运棒过桥”的故事。故事说的是从前有个大力士,能举千斤,擅长杂技。一次,他要将放在江边每根重500斤的三根铁棒从桥上运过江去。而此桥只能承受除他体重之外的1000斤重量,不然桥就要垮掉。只见大力士紧了紧腰带,施展了他平时练就的一手技艺,平安无事地把三根铁棒一次就运过了桥。大力士是怎样将铁棒运过桥的?
许多人的答案都是:他像耍杂技一样两只手将三根铁棒轮番扔起,总有一根铁棒始终腾空着,他就是这样杂耍着从桥上过江的。这个答案貌似合理,但仔细想想这里面却隐藏着不容忽视的力学问题。大力士真能平安过桥吗?请你运用牛顿第二定律和牛顿第三定律加以分析和说明。
14.一个物体静止地放在台式弹簧秤上(图),试证明物体对弹簧秤的压力大小等于物体所受的重力大小。证明时,请在图上标出所涉及的力。
15.如图所示,将一个质量为4kg的铅球放在倾角为的斜面上,并用竖直挡板挡住,铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力,铅球对挡板的压力和对斜面的压力分别是多少?
参考答案
1.B
【解析】A.作用力和反作用力的性质相同,灯对电线的拉力与灯受到的重力性质不同,故A错误
B.电灯拉悬绳的力的受力物体是悬绳,施力物体是电灯;悬绳拉电灯的力受力物体是电灯,施力物体是悬绳,这一对力是作用力和反作用力,故B正确.
C.灯受到的重力与电线对灯的拉力时一对平衡力,故C错误.
D.灯受到的重力与电线对天花板的拉力性质不同,不是作用力和反作用力,故D错误.
2.D
【解析】AD.花瓶对桌面的压力和桌面对花瓶的支持力是一对作用力与反作用力,所以与是一对相互作用力,所以二者大小相等,A错误,D正确;
B.G是花瓶的重力,而是桌面的受力,二力作用在两个不同的物体上,不可能平衡,B错误;
C.与G都作用在花瓶上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,C错误.
3.D
【解析】ABC.物体间力的作用是相互的,对于拔河的两个队,甲对乙施加了多大拉力,乙对甲也同时产生一样大小的拉力,双方之间的拉力并不是决定胜负的因素,故ABC错误;
D.获胜只取决于哪边的最大静摩擦力大,甲队获胜,表示地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力,故D正确.
4.C
【解析】ABC.
马拉车的力和车拉马的力,这是一对作用力与反作用力,所以大小相等,方向相反,作用在两个物体上,与运动状态无关,故AB错误C正确.
D.由于作用在两个物体上,不是一对平衡力,平衡力必须是作用在一个物体上的力,故D错误.
5.D
【解析】A.F3是小球对弹簧的拉力,所以F3的施力物体是小球.故A错误;
B.
F1是小球的重力,其施力物体是地球.故B错误;
C.F4与F1没有直接关系,不是一对作用力与反作用力.故C错误;
D.F2弹簧对小球的拉力,F3小球对弹簧的拉力,两力是一对作用力与反作用力.故D正确.
6.B
【解析】小球静置于水平面上,在竖直方向上受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力,由于墙与球间没有挤压,所以在水平方向上不受力的作用
A.A选项受力分析与分析不符,A错误
B.B选项受力分析与分析相符,B正确
C.C选项受力分析与分析不符,C错误
D.D选项受力分析与分析不符,D错误
7.A
【解析】桌面对课本的支持力与课本的重力是一对平衡力,选项A正确,C错误;桌面对课本的支持力与课本对桌面的压力是一对作用与反作用力,选项B错误;课本对桌面的压力是由于课本发生形变而产生的对桌面向下的压力,施力物体是课本,方向垂直于桌面,大小等于课本的重力,但不是重力,选项D错误;故选A.
8.BC
【解析】AB.涉及木块的作用力和反作用力一共有4对,即重力与木块对地球的吸引力、支持力和木块对地面的压力、木块与弹簧之间的拉力、木块与地面之间的摩擦力,B正确,A错误.
CD.以木块为研究对象,木块竖直方向受到重力与支持力,二者是一对平衡力;水平方向受到拉力和摩擦力的作用,二者也是一对平衡力;所以木块一共受到2对平衡力的作用,选项C正确,D错误.
9.AD
【解析】A.吊扇不工作时,处于静止状态,受到的重力和固定杆对它的拉力是一对平衡力,大小相等,故A正确.
BCD.流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小,电风扇的扇叶上面凸起,转动时,扇叶上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,在上下压强差的作用下,吊扇会受到一个向上的力,所以拉力小于重力,故BC错误,D正确.
10.BC
【解析】球A受三个力作用,挡板的弹力,水平向右;斜面的弹力,重直斜面向上;重力的作用,竖直向下.故BC正确,AD错误.
11.见解析
【解析】根据牛顿第三定律,与大小应该相等,队获胜,说明队的体力比队强,那么,如何解释这两个结论的“矛盾”呢?关键问题还是两队的运动情况是由作用于他们的合力来决定的。但这个问题的分析比较复杂一些,这里要应用静摩擦力的知识,先对队进行受力分析;以队第一个队员为对象,当他拉绳时,手对于绳产生拉力(更准确地说是对绳施加一个静摩擦力),绳对他产生一个等大的反作用力,如图所示。为保持自身平衡,他的脚一定要向前蹬踏地面,脚相对地面有向前的运动趋势,这样地面对他的脚产生向后的静摩擦力,显然他用力蹬踏的水平分力和大小是相等的,这样他蹬地的力越大,力越大,当大于绳对他的拉力时,人受合力方向向左,这样就能使绳加速向左移动,最后取得胜利。由以上分析可看出:虽然两队通过绳的相互作用力、大小是相等的(因为这是一对作用力、反作用力),但队队员对地的向对方的蹬踏力比大,地面对他们的静摩擦力也大于,而队队员对地面的蹬踏力比小,地面对他们的静摩擦力就小于,这就造成队胜,队负。这里要特别提出的是地面对脚的静摩擦力的产生是“被动”的,只有脚用力蹬地,此时脚对地面有向对方的运动趋势时,地面才会产生对脚的向后的静摩擦力。可以设想,如果队队员穿上光滑的塑料底鞋,而队队员穿上粗糙的橡胶底鞋,那即使队的“体力”比队强,他们还是一定败于队的。搞清了这个道理,以后参加拔河比赛,你定会动点脑筋,争取有利因素来取得胜利吧!
由上述例子可以清楚认识到,不能因为物体间的作用力、反作用力大小相等,就认为它们的形变情况或者运动状态的改变(确切地说加速度大小)会一定相同,因为物体的形变或加速度除了与物体间的作用力、反作用力大小有关外,还与物体受到的其他力以及物体的质量等其他因素有关。
12.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力是错误的
【解析】甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力是错误的,由牛顿第三定律可知这两个力为相互作用力,它们总是大小相等的,方向相反的两个力。甲取胜的原因是乙所受到的最大静摩擦力比拉力小,所以乙会被拉动。
13.不能,理由见解析
【解析】当大力士向上抛一根铁棒时,在很短的时间内,他要给铁棒一个向上的力F,根据牛顿第三定律,铁棒同时会对人施加一个大小相等、方向相反的反作用力,这个力再通过人体最终作用在桥上,除大力士体重外,两根铁棒的重力再加上反作用力,其合力作用大于1000斤重量,超过桥所能承受的最大压力,所以大力士不能平安过桥。
14.见解析
【解析】以物体为研究对象,受力如图;
根据平衡条件
F支=G
物体对弹簧秤的压力与弹簧秤对物体的支持力为相互作用力,根据牛顿第三定律
F支=F压
可以证明:物体对弹簧秤的压力大小等于物体所受的重力大小,即F压=G。
15.,
【解析】铅球受三个力作用处于平衡状态。根据铅球受力平衡条件可知,挡板对铅球的推力和斜面对铅球的支持力的合力F与重力大小相等,方向相反。
根据牛顿第三定律,铅球对挡板的压力与是一对相互作用力,大小相等。铅球对斜面的压力与是一对相互作用力,大小相等。所以