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第三节 牛顿第三定律
【要点归纳】
知识点一、作用力与反作用力
1.作用力与反作用力的概念:当一个物体对另外一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体 。物体间相互作用的这一对力,通常叫做 和 。
2.作用力与反作用力的性质:同时性:作用力与反作用力总是 出现的,
产生, 变化, 消失.同性性:作用力与反作用力产生的机理相同,因此一定是 的力.异体性:作用力与反作用力分别作用在
的物体上,各自产生效果,永远也不存在相互抵消、两力平衡的问题.对称性:作用力与反作用力是 , , ;作用力也可叫反作用力,作用力的 和 同时也是反作用力的 和 。
知识点二、牛顿第三定律
1.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是 ,方向 ,作用在 。
2.物体间各种形式的作用都是 的,作用力与反作用力总是同时 、同时 、同时 .
【真题演练】
1.(2020-2021学年天津市第一中学高一(上)期中)如图所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是( )
A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下
B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下
C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用
D.无论A随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A的作用力均相同
2.(2020-2021学年辽宁省沈阳二中高一(上)期中)如图所示,纯净水桶和简易金属支架静止于水平桌面上,则( )
A.桌面对支架的摩擦力水平向左
B.水桶对支架的作用力竖直向下
C.支架对水桶的作用力斜向右上方
D.支架对桌面的压力大小等于支架的重力
3.(2020-2021学年江苏省南京师大附中高一(上)期中)通过学习牛顿运动定律知识,我们可以知道( )
A.力是物体运动状态改变的原因
B.物体的运动需要力来维持
C.惯性的大小与质量有关,与速度大小也有关
D.物体之间的作用力与反作用力,总是同时产生但不一定同时消失的
4.(2020-2021学年吉林省长春市东北师大附中高一(上)期中)把一木块放在水平桌面上保持静止,下面说法正确的是( )
A.木块对桌面的压力就是木块受的重力,施力物体是地球
B.木块对桌面的压力是弹力,是由于桌面发生形变而产生的
C.木块对桌面的压力是弹力,是由于木块发生形变而产生的
D.木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力保持平衡
5.(2020-2021学年吉林省长春市东北师大附中高一(上)期中)如图所示,木箱A中放一个光滑的铁球B,它们一起静止于斜面上,如果分别对铁球B和木箱A进行受力分析,则( )
A.铁球B受到3个力作用
B.铁球B受到4个力作用
C.木箱A受到4个力作用
D.木箱A受到6个力作用
6.(2020-2021学年海南省海口市海南中学高一(上)期中)根据牛顿第三定律分析,游泳时为了更快向前进,应当( )
A.双手向前划水,双脚向前蹬水
B.双手向后划水,双脚向后蹬水
C.双手向前划水,双脚向后蹬水
D.双手向后划水,双脚向前蹬水
7.(2020-2021学年江西省南昌市江西师范大学附属中学高一(上)期末)如图所示,将两个相同的条形磁铁吸在一起,置于桌面上,下列说法正确的是( )
A.甲对乙的压力小于甲的重力
B.甲对乙的压力等于甲的重力
C.乙对桌面的压力等于甲、乙的总重量
D.乙对桌面的压力小于甲、乙的总重量
8.(2020-2021学年广东省广州市第六中学高一(上)期中)(多选)如图所示,老师用一块吸铁石将一张白纸吸在竖直固定的磁性黑板上处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.吸铁石受到3个力的作用
B.白纸受到5个力的作用
C.吸铁石对白纸的摩擦力竖直向下
D.黑板对白纸产生弹力的原因是由于白纸产生了形变
9.(2020-2021学年黑龙江省哈尔滨市黑龙江实验中学高一(上)期中)黑龙江省实验中学秋季趣味运动会中,高一同学参加了拔河比赛,如果绳质量不计,且保持水平,在甲、乙两队的“拔河”比赛中,甲队获胜,则下列说法中正确的是( )
A.甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B.甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
C.只有当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
10.(2020-2021学年江西省南昌市第二中学高一(上)期末)如图,在粗糙水平桌面上放着笔记本电脑P和两个形状大小相同长方体垫片M、N,假设所有接触处均粗糙,但动摩擦因数不同,当垫片N受到一个水平外力F作用时,使电脑P和垫片M随垫片N保持相对静止一起向右做匀速运动,此时垫片M受到力的个数有( )
A.3 B.4 C.5 D.6
11.(2020-2021学年北京市东城区第一七一中学高一(上)期中)第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办。越野滑雪是比赛项目之一,如图为中国运动员在训练中的照片,运动员在赛道上滑行时,关于滑雪板与赛道之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B.滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
12.(2020-2021学年北京市海淀区101中学高一(上)期中)如图所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置。将一物块和木板叠放于水平桌面上。轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与物块水平相连。现在用绳索与长木板连接,用手向右水平拉绳索,使长木板在桌面上滑动。弹簧测力计示数稳定后,下列说法正确的是( )
A.物块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力
B.木板必须在桌面上做匀速直线运动
C.测力计示数一定大于物块受到的摩擦力
D.测力计示数一定等于木板受到的摩擦力
13.(2020-2021学年河南省安阳市第一中学高一(上)期末)如图所示为甲乙两位同学玩掰手腕游戏。若甲对乙的力记为F1,乙对甲的力记为F2,则( )
A.F2>F1 B.F1和F2总是大小相等
C.F1先于F2产生 D.F1后于F2产生
14.(2020-2021学年上海市徐汇区上海中学高一(上)期中)如图所示,物体A靠在光滑的竖直墙面上,在力F的作用下,A、B保持静止:
(1)若F是竖直向上的,则A受___________个力;
(2)若F是斜向上的,则A受___________个力。
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第三节 牛顿第三定律
【要点归纳】
知识点一、作用力与反作用力
1.作用力与反作用力的概念:当一个物体对另外一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力。
2.作用力与反作用力的性质:同时性:作用力与反作用力总是成对出现的,同时产生,同时变化,同时消失.同性性:作用力与反作用力产生的机理相同,因此一定是同种性质的力.异体性:作用力与反作用力分别作用在不同的物体上,各自产生效果,永远也不存在相互抵消、两力平衡的问题.对称性:作用力与反作用力是对称的,等大,共线反向;作用力也可叫反作用力,作用力的施力物体和受力物体同时也是反作用力的受力物体和施力物体。
知识点二、牛顿第三定律
1.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
2.物体间各种形式的作用都是相互的,作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失.
【真题演练】
1.(2020-2021学年天津市第一中学高一(上)期中)如图所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是( )
A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下
B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下
C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用
D.无论A随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A的作用力均相同
【解析】 因为物体随传送带匀速运动,所以物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向上;物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力也沿斜面向上;传送带对物体A的作用力均相同大小等于A的重力。故选D。
【答案】 D
2.(2020-2021学年辽宁省沈阳二中高一(上)期中)如图所示,纯净水桶和简易金属支架静止于水平桌面上,则( )
A.桌面对支架的摩擦力水平向左
B.水桶对支架的作用力竖直向下
C.支架对水桶的作用力斜向右上方
D.支架对桌面的压力大小等于支架的重力
【解析】 A.以简易饮水装置为研究对象,受力分析可得:简易饮水装置受重力和水平地板对装置的支持力,水平方向不受力,则桌面对支架的摩擦力为零,故A项错误;
BC.以水桶为研究对象,受力分析可得:水桶受重力和支架对水桶的作用力,由平衡条件可得:支架对水桶的作用力方向竖直向上.再由牛顿第三定律可得:水桶对支架的作用力竖直向下,故B项正确,C错误;
D.以简易饮水装置和水桶的整体为研究对象,受力分析可得:简易饮水装置受重力和水平桌面对装置的支持力,由平衡条件可得:水平桌面对装置的支持力等于水桶和支架的总重力,再由牛顿第三定律可得:支架对桌面的压力大小等于水桶和支架的总重力,故D项错误。故选B。
【答案】 B
3.(2020-2021学年江苏省南京师大附中高一(上)期中)通过学习牛顿运动定律知识,我们可以知道( )
A.力是物体运动状态改变的原因
B.物体的运动需要力来维持
C.惯性的大小与质量有关,与速度大小也有关
D.物体之间的作用力与反作用力,总是同时产生但不一定同时消失的
【解析】 AB.力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,B错误A正确;
C.惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度无关,C错误:
D.作用力与反作用力总是同时产生,同时消失,D错误:故选A。
【答案】 A
4.(2020-2021学年吉林省长春市东北师大附中高一(上)期中)把一木块放在水平桌面上保持静止,下面说法正确的是( )
A.木块对桌面的压力就是木块受的重力,施力物体是地球
B.木块对桌面的压力是弹力,是由于桌面发生形变而产生的
C.木块对桌面的压力是弹力,是由于木块发生形变而产生的
D.木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力保持平衡
【解析】 A.木块对桌面的压力,施力物体是木块,而木块所受的重力中施力物体是地球,两力是两种不同性质的力,A错误;
BC.木块对桌面的压力是弹力,是由于木块发生形变而产生的,B错误C正确;
D.由平衡条件可知,木块放在水平桌面上保持静止,是因为木块受到的重力和桌面给的支持力是一对平衡力,根据牛顿第三定律分析得知,木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力.但性质不同,D错误.
【答案】 C
5.(2020-2021学年吉林省长春市东北师大附中高一(上)期中)如图所示,木箱A中放一个光滑的铁球B,它们一起静止于斜面上,如果分别对铁球B和木箱A进行受力分析,则( )
A.铁球B受到3个力作用
B.铁球B受到4个力作用
C.木箱A受到4个力作用
D.木箱A受到6个力作用
【解析】 铁球B受力有:竖直向下的重力、A给B的垂直于AB接触面的两个支持力,一共3个力作用;木箱A受力有:竖直向下的重力、B给A的垂直于AB接触面的两个压力、斜面给A的垂直于斜面向上的支持力、斜面给A的沿斜面向上的摩擦力,共5个力作用,故选A。
【答案】 A
6.(2020-2021学年海南省海口市海南中学高一(上)期中)根据牛顿第三定律分析,游泳时为了更快向前进,应当( )
A.双手向前划水,双脚向前蹬水
B.双手向后划水,双脚向后蹬水
C.双手向前划水,双脚向后蹬水
D.双手向后划水,双脚向前蹬水
【解析】 根据牛顿第三定律知,力的作用是相互的,双手向后划水,水给人向前的力,双手向前划水,水给人向前的力;双脚向后蹬水,水给人向前的力,双脚向前划水,水给人向后的力,所以游泳时为了更快向前进,应当双手向后划水,双脚向后蹬水,故B正确,ACD错误。故选B。
【答案】 B
7.(2020-2021学年江西省南昌市江西师范大学附属中学高一(上)期末)如图所示,将两个相同的条形磁铁吸在一起,置于桌面上,下列说法正确的是( )
A.甲对乙的压力小于甲的重力
B.甲对乙的压力等于甲的重力
C.乙对桌面的压力等于甲、乙的总重量
D.乙对桌面的压力小于甲、乙的总重量
【解析】 AB.以甲为研究对象,甲受重力、乙的支持力及磁铁乙的吸引力而处于平衡,根据平衡条件可知,乙对甲的支持力等于甲的重力和磁铁吸引力之和,大于甲的重力,由牛顿第三定律可知,甲对乙的压力大于甲的重力,故AB错误;
CD.对整体研究,整体受重力、支持力而处于平衡状态,故桌面对乙的支持力等于甲乙重力的总和;因乙对桌面的压力与桌面对乙的支持力为作用力与反作用力,大小相等,故乙对桌面的压力等于甲乙的总重力,故C正确D错误。故选C。
【答案】 C
8.(2020-2021学年广东省广州市第六中学高一(上)期中)(多选)如图所示,老师用一块吸铁石将一张白纸吸在竖直固定的磁性黑板上处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.吸铁石受到3个力的作用
B.白纸受到5个力的作用
C.吸铁石对白纸的摩擦力竖直向下
D.黑板对白纸产生弹力的原因是由于白纸产生了形变
【解析】 A.对吸铁石受力分析可知,吸铁石受到四个力的作用,分别是自身重力、黑板对吸铁石的吸引力、白纸对吸铁石的静摩擦力和白纸对吸铁石的支持力,故A错误;
B.对白纸受力分析可知,受到自身重力、吸铁石对白纸的静摩擦力、吸铁石对白纸的压力、黑板对白纸的支持力和黑板对白纸的静摩擦力,总共受到5个力,故B正确;
C.白纸对吸铁石的静摩擦力与吸铁石的重力平衡,方向竖直向上,所以根据牛顿第三定律,吸铁石对白纸的摩擦力竖直向下,故C正确;
D.黑板对白纸产生弹力的原因是由于黑板发生了形变,故D错误。故选BC。
【答案】 BC
9.(2020-2021学年黑龙江省哈尔滨市黑龙江实验中学高一(上)期中)黑龙江省实验中学秋季趣味运动会中,高一同学参加了拔河比赛,如果绳质量不计,且保持水平,在甲、乙两队的“拔河”比赛中,甲队获胜,则下列说法中正确的是( )
A.甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B.甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
C.只有当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
【解析】 ABC.甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力,大小始终相等,与运动状态无关,ABC错误;
D.即不管哪个获胜,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,甲才能获胜,D正确。故选D。
【答案】 D
10.(2020-2021学年江西省南昌市第二中学高一(上)期末)如图,在粗糙水平桌面上放着笔记本电脑P和两个形状大小相同长方体垫片M、N,假设所有接触处均粗糙,但动摩擦因数不同,当垫片N受到一个水平外力F作用时,使电脑P和垫片M随垫片N保持相对静止一起向右做匀速运动,此时垫片M受到力的个数有( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【解析】 垫片M受重力、桌面的支持力、电脑的压力、桌面的摩擦力、电脑的摩擦力共5个力的作用,C正确,ABD错误。故选C。
【答案】 C
11.(2020-2021学年北京市东城区第一七一中学高一(上)期中)第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办。越野滑雪是比赛项目之一,如图为中国运动员在训练中的照片,运动员在赛道上滑行时,关于滑雪板与赛道之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B.滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
【解析】 滑雪板对滑道的作用力的与滑道对滑雪板的作用力是一对作用力与反作用力,二者大小相等,方向相反。C正确,ABD错误。故选C。
【答案】 C
12.(2020-2021学年北京市海淀区101中学高一(上)期中)如图所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置。将一物块和木板叠放于水平桌面上。轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与物块水平相连。现在用绳索与长木板连接,用手向右水平拉绳索,使长木板在桌面上滑动。弹簧测力计示数稳定后,下列说法正确的是( )
A.物块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力
B.木板必须在桌面上做匀速直线运动
C.测力计示数一定大于物块受到的摩擦力
D.测力计示数一定等于木板受到的摩擦力
【解析】 A.物块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力,选项A正确;
B.滑动摩擦力大小与相对运动的速度无关,则木板在桌面上不需要一定做匀速直线运动,选项B错误;
C.对木块而言,水平方向受力平衡,则测力计示数一定等于物块受到的摩擦力,选项C错误;
D.根据牛顿第三定律可知,木板对木块的摩擦力等于木块对木板的摩擦力,则测力计示数一定等于木块对木板的摩擦力,但不是木板受的所有摩擦力,选项D错误。故选A。
【答案】 A
13.(2020-2021学年河南省安阳市第一中学高一(上)期末)如图所示为甲乙两位同学玩掰手腕游戏。若甲对乙的力记为F1,乙对甲的力记为F2,则( )
A.F2>F1 B.F1和F2总是大小相等
C.F1先于F2产生 D.F1后于F2产生
【解析】 甲对乙的力记F1与乙对甲的力记F2为一对作用力和反作用力,它们大小相等,方向相反,它们同时产生,同时消失。故选B。
【答案】 B
14.(2020-2021学年上海市徐汇区上海中学高一(上)期中)如图所示,物体A靠在光滑的竖直墙面上,在力F的作用下,A、B保持静止:
(1)若F是竖直向上的,则A受___________个力;
(2)若F是斜向上的,则A受___________个力。
【解析】 (1)[1]如下图
A受力平衡,A受到竖直向下的重力和B对A竖直向上的支持力,故A受2个力。
(2)[2]如下图
对A受力分析,A受到竖直向下的重力、墙对A的支持力、B对A竖直向上的支持力以及B对A的摩擦力,故A受4个力。
【答案】 (1)2 (2)4
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