3.3牛顿第三定律
一、选择题
1.如图,无人机竖直方向加速上升,关于无人机和空气间的相互作用,下列说法正确的是( )
A.无人机对空气的作用力大于空气对无人机的作用力
B.无人机对空气的作用力小于空气对无人机的作用力
C.无人机对空气的作用力等于空气对无人机的作用力
D.无人机对空气的作用力与空气对无人机的作用力方向相同
2.夏天雨后的早晨,一只蜗牛沿着一片倾斜的树叶缓慢向上爬行,如图所示。下列说法中正确的是 ( )
A.蜗牛对树叶的压力大小等于蜗牛的重力大小
B.树叶对蜗牛的摩擦力沿树叶斜向下
C.树叶受到蜗牛的压力与蜗牛受到树叶的支持力是一对平衡力
D.树叶对蜗牛的作用力大小等于蜗牛的重力大小
3.一本书放在水平桌面上,针对书和桌面的受力有下列说法中正确的是( )
A.书对桌面的压力就是书的重力
B.书受到的支持力、桌面受到的压力都是弹力
C.书受到的支持力与桌面受到的压力是一对平衡力
D.书的重力和桌面受到的压力是一对作用力与反作用力
4.关于作用力与反作用力,正确的说法是( )
A.一对作用力和反作用力性质一定相同,总是同时产生,同时变化,同时消失
B.某物体若只受一个力的作用,说明可以只有作用力,而没有反作用力
C.凡是大小相等,方向相反,作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力
D.一对作用力和反作用力的合力为零
5.以卵击石,鸡蛋破碎,下列说法正确的是( )
A.鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力
B.鸡蛋对石头的力大于石头对鸡蛋的力
C.鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力性质相同
D.鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是一对平衡力
6. 牛顿在总结C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的研究结果后,提出了著名的牛顿第三定律,阐述了作用力和反作用力的关系。下列关于作用力和反作用力的说法正确的是( )
A.物体先对地面产生压力,然后地面才对物体产生支持力
B.物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡
C.人推车前进,人对车的作用力大小等于车对人的作用力大小
D.物体在地面上滑行,物体对地面的摩擦力大于地面对物体的摩擦力
7.假设一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的某飞行阶段是沿着与月球表面成一倾斜角做匀速直线运动,探测器通过喷气而获得推力。下列说法正确的是( )
A.探测器喷出的气体对探测器产生反作用力,从而使探测器获得推力
B.探测器喷出的气体对月球产生作用力,从而使探测器获得推力
C.探测器需要竖直向下喷气
D.探测器需要向运动的反方向喷气
8.如下图所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中正确的是( )
A.A受到B摩擦力的作用 B.B受到A、C摩擦力的作用
C.B只受C摩擦力的作用 D.C只受地面摩擦力的作用
9.我省举重运动员石智勇、张国政多次在世界级大赛中摘金夺银。在举重比赛中,运动员举起杠铃后保持稳定的一段时间,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.运动员对杠铃的作用力大于杠铃对运动员的作用力
B.运动员对杠铃的作用力小于杠铃对运动员的作用力
C.运动员对杠铃的作用力与杠铃对运动员的作用力是一对平衡力
D.运动员对杠铃的作用力与杠铃对运动员的作用力是一对作用力与反作用力
10.如图所示,人站在斜坡式自动扶梯上,下列为一对作用力与反作用力的是( )
A.人受到的重力和人对坡面的压力
B.人受到的重力和坡面对人的支持力
C.人受到的摩擦力与人对坡面的摩擦力
D.人受到的摩擦力与重力沿坡面向下的分力
11.汽车拉着拖车行驶在平直公路上,关于汽车拉拖车的力F1和拖车拉汽车的力F2的大小关系下列说法中,正确的是( )
A.汽车减速行驶时,F1<F2
B.汽车加速行驶时,F1>F2
C.只有当汽车匀速行驶时,才有F1=F2
D.无论汽车匀速、加速、减速行驶,都有F1=F2
12.火箭竖直发射加速升空,设此过程中火箭的重力为G,喷射出的气体对火箭的作用力为,火箭对喷射出的气体的作用力为,下列说法中正确的是( )
A.与大小相等 B.先产生,后产生
C.与G是一对平衡力 D.与G是一对作用力与反作用力
13.我国在酒泉卫星发射中心于北京时间9月19日14时42分,用长征十一号运载火箭采取一箭五星的方式成功将“珠海一号”03组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,任务获得圆满成功,发射图片如图所示。下列说法正确的是( )
A.在研究运载火箭姿态控制时,可以把火箭看作质点
B.研究卫星的运动必须选地球为参考系
C.火箭在向上加速的过程中,火箭对喷出气体的作用力大小等于喷出气体对火箭的作用力大小
D.火箭在向上加速的过程中,火箭对喷出气体的作用力与火箭的重力都向下,且大小相等
14.如图所示,甲拉住绳子悬在空中处于静止状态,乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了.已知甲、乙两人质量相等,所用绳子相同.则此时
A.绳子对甲的拉力大于甲的重力
B.绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力
C.乙拉断绳子前瞬间,绳子的拉力一定小于乙的重力
D.乙拉断绳子前瞬间,绳子的拉力一定大于乙的重力
15.2018年9月2号的亚运会中,中国队包揽了跳水项目的全部10金。图示为跳水运动员在走板时,从跳板的a端缓慢地走到b端,跳板逐渐向下弯曲,在此过程中,该运动员对跳板的( )
A.摩擦力大小不变 B.作用力不断减小
C.作用力不断增大 D.压力不断减小
二、综合题
16.建筑工地常常要借助滑轮提升材料,如图所示,站在地面上质量为65kg的工人通过跨过定滑轮的轻绳向上拉起质量为28kg的材料,当绳与水平面成角时,人与物体均保持静止,不计滑轮与绳的摩擦,g取10m/s2,求:
(1)画出工人的受力分析图:
(2)轻绳上的拉力;
(3)人对地面的压力和摩擦力。
17.如图所示,在半径为的光滑半球形碗中,一根水平放置的轻弹簧两端连接、两球,两球静止于半球形碗中.已知、球质量均为,轻弹簧的劲度系数为,、两球之间的距离为,球的半径远小于碗的半径,求:
(1)球对半球形碗的压力大小;
(2)弹簧的原长.
18.重150N的光滑球A悬空靠在墙和木板B之间,木板B的重力为1500N,且静止在水平地板上,如图所示,求:
(1)墙和木块B所受压力各为多少?
(2)水平地板所受的压力和木块B所受的摩擦力各为多少?
19.如图,粗糙的长方体木块A、B叠在一起,放在水平桌面上,B木块受到一个水平方向的力的牵引,但仍然保持静止。问B木块受到哪几个力的作用?
20.如图,油桶放在汽车上,汽车停于水平地面。涉及油桶、汽车、地球三个物体之间的作用力和反作用力一共有几对?这几对力中,油桶受哪几个力?汽车受哪几个力?地球受哪几个力?
参考答案
1.C
【详解】
无人机对空气的作用力与空气对无人机的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
故选C。
2.D
【详解】
AB.对蜗牛进行受力分析,有向下的重力、垂直树叶向上的弹力、沿树叶向上的摩擦力,设树叶与水平面的倾角为,蜗牛对树叶的压力大小为,故AB错误;
C.树叶受到的压力与蜗牛受到的支持力作用在两个物体上是一对作用力与反作用力,故C错误;
D.因蜗牛缓慢爬行,说明蜗牛处于平衡状态,即所受合力为零,因此,蜗牛受到树叶的作用力大小等于蜗牛重力大小,故D正确。
故选D。
3.B
【详解】
A.书对桌面的压力的施力物体为书,书的重力的施力物体为地球,两者的施力物体不同,故不能说书对桌面的压力就是书的重力,A错误;
B.书受到的支持力、桌面受到的压力分别是由桌面发生弹性形变引起的,书本发生弹性形变引起的,故为弹力,B正确;
C.书受到的支持力与桌面受到的压力中受力物体是两个,为一对相互作用力,C错误;
D.书的重力是地球和书之间的作用力,桌面受到的压力是书和桌面之间的作用力,牵涉到第三者,不是相互作用力,D错误;
故选B.
4.A
【详解】
A.一对作用力和反作用力性质一定相同,总是同时产生,同时变化,同时消失,选项A正确;
B.某物体只受一个力的作用,也必然存在与这个作用力对应的反作用力,选项B错误;
C.一对作用力和反作用力必定是大小相等,方向相反,作用在两个物体上的相同性质的力,选项C错误;
D.一对作用力和反作用力因作用在两个物体上,不能合成,选项D错误.
5.C
【详解】
AB.鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,它们大小相等,故AB错误;
C.鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是一对作用力与反作用力,性质一定相同,故C正确;
D.鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力分别作用在两个不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】
A. 作用力和反作用力是同时产生同时消失的,所以A错误;
B.物体对地面的压力和地面对物体的支持力是作用力与反作用力,所以B错误;
C.作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,所以人推车前进,人对车的作用力大小等于车对人的作用力大小,则C正确;
D.物体在地面上滑行,物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力互为相互作用力,所以物体对地面的摩擦力于地面对物体的摩擦力等大反向,则D错误;
故选C。
7.C
【详解】
AB.探测器喷出的气体对探测器产生反作用力,从而使探测器获得推力,A正确,B错误;
C.由于探测器做匀速直线运动,故需要竖直向下喷气,产生向上的反作用力与引力平衡,C正确,D错误。
故选C。
8.C
【详解】
A.对A受力分析,处于平衡状态,只受重力和支持力,不受到摩擦力作用,若存在摩擦力,则出现不平衡现象,故A错误;
BC.对AB整体受力分析,水平方向受拉力和向左的摩擦力,根据平衡条件,B对C的摩擦力大小为F,方向水平向右,故B错误,C正确;
D.对C受力分析,重力,地面对C的静摩擦力,B对C的压力,B对C的静摩擦力,及地面对C的支持力,故D错误。
故选C。
9.D
【详解】
运动员对杠铃的作用力与杠铃对运动员的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,作用在两个物体上,不是平衡力。
故选D。
10.C
【详解】
试题分析:(1)二力平衡的条件是:作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(2)相互作用力的条件是:作用在两个不同的物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上.
解:A、人受到的重力和人对坡面的压力施力物体是地球和人,而受力物体是人和坡面,不是一对作用力与反作用力.故A错误;
B、人受到的重力和坡面对人的支持力,受力物体都是人,不是一对作用力与反作用力,故B错误;
C、人受到的摩擦力与人对坡面的摩擦力作用在两个不同的物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对作用力与反作用力,故C正确;
D、人受到的摩擦力与重力沿坡面向下的分力是一对平衡力,故D错误;
故选C
11.D
【详解】
汽车拉拖车的力F1和拖车拉汽车的力的大小F2是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律可知,它们总是等值、反向、共线。因此无论汽车匀速、加速、减速行驶,都有F1=F2。
所以ABC均错。D正确。
故选D。
12.A
【详解】
由题意可知,与是一对作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,同时产生,同时消失;火箭加速上升,则喷射出的气体对火箭的作用力为大于火箭的重力G,故选项A正确,BCD错误。
故选A。
13.C
【详解】
A.在研究运载火箭姿态控制时,火箭的大小和形状不能忽略,如果忽略则无法观察其姿态,所以不能将其看成质点,故A错误;
B.研究物体的运动时所选参考系可以任意选取,只要选取的参考系可使问题简单化即可,故B错误;
C.根据牛顿第三定律可知,火箭对喷出气体的作用力大小等于喷出气体对火箭的作用力大小,故C正确;
D.火箭对喷出气体的作用力与火箭的重力都向下,由牛顿第三定律可知,火箭对喷出气体的作用力大小等于喷出气体对火箭的作用力大小,由于火箭加速向上运动,则喷出气体对火箭的作用力大于火箭的重力,所以火箭对喷出气体的作用力大于火箭的重力,故D错误。
故选C。
14.D
【详解】
A、甲悬在空中静止,甲受到平衡力作用,绳子的拉力和甲的重力是一对平衡力,甲受到绳子的拉力等于甲的重力,故A错误;
B、绳子对甲的拉力与甲对绳子的拉力是作用力和反作用力,大小相等,故B错误;
C、甲乙质量相等,重力相等,绳子相同,甲悬在空中绳子未拉断,绳子的拉力等于甲的重力,乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了,绳子对乙的拉力大于绳子对甲的拉力,甲乙重力相等,所以乙拉断绳子前瞬间,绳受到的拉力一定大于乙受到的重力,故C错误,D正确;
故选D.
15.D
【详解】
AD.对运动员受力分析由平衡条件可得
跳板逐渐向下弯曲,在此过程中越来越大,所以摩擦力越来越大,支持力越来越小,由牛顿第三定律可得该运动员对跳板的压力不断减小,摩擦力越来越大,所以A错误;D正确;
BC.跳板对运动员的作用力总是等于运动员的重力,由牛顿第三定律则运动员对跳板的作用力保持不变,所以BC错误;
故选D。
16.(1);(2)F=280N;(3)Ff=140N,408N
【详解】
(1)对人受力分析如图
(2)对物体受力分析如图
由平衡条件得
F-mg=0
解得绳上的拉力为
F=280N
(3)对人受力分析,由平衡条件得
解得
f=140,
由牛顿第三定律得,人对地面的压力为408N,对地面的摩擦力为140N。
17.(1);(2)
【详解】
(1)如图,设,半球形碗对球的支持力大小为,弹簧的原长为,形变量为.
由几何关系得
由平衡条件得
联立得
由牛顿第三定律得球对半球形碗的压力大小
(2)由平衡条件得F=
联立得:
18.(1)N1=300N ,N2=150N. (2)N3= 1650N,f=150N.
【详解】
(1)小球A和木块B受力分析如图所示,用N1、N2、N3、N1分别表示木块对A的弹力、墙壁对A的支持力、地面对木块的支持力和小球对木块的弹力.
对小球A,根据共点力平衡条件,有:
N1sin60°=N2 ①
N1cos60°=GA ②
由以上两式得N2=150N,N1=300N.
根据牛顿第三定律,墙壁受到的压力N′2=150N,木块B所受到的压力N1′=300N.
(2)对木块B受力分析,如上图所示,根据共点力平衡条件,有:
N1′cos60°+GB=N3 ③
N1′sin60°=f ④
把N1′=300N代入③④
可得:N3=1650N,f=150N.
根据作用力和反作用力的关系,水平地板所受的压力N'3=1650N.
19.重力、桌面的支持力、A对B的压、水平力F、地面对物体B的摩擦力
【详解】
先以A为研究对象受力分析,处于静止即平衡状态,根据平衡条件所受合力为零,则A水平方向不受摩擦力,否则合力将不为零。即AB之间没有摩擦力;与物体B发生相互作用的有地球、水平桌面及A物体,则B物体受重力、桌面的支持力、A对B的压力及水平力F;因在拉力作用下,物体B相对于地面有相对运动的趋势,故B还受地面对物体B的摩擦力。
20.4,重力和支持力,重力、压力和支持力,油桶和汽车的引力、汽车的压力
【详解】
首先对油桶受力分析,受重力和支持力
再对汽车分析,受重力、压力和支持力
地球受到油桶和汽车的引力,汽车的压力
其中涉及油桶、汽车、地球三个物体之间的作用力和反作用力,有
1、油桶与地球间有相互吸引的力
2、油桶和汽车间的相互作用力
3、汽车和地球间有相互吸引的力
4、地面和汽车间的相互作用力,共4对。