人教版必修第一册 3.3 牛顿第三定律
一、单选题
1.“三英战吕布”的故事家喻户晓,在迎战的初期,张飞单挑吕布,某个瞬间,张飞的丈八蛇矛与吕布的方天画戟相碰,从物理学中受力的角度来分析,下列说法正确的是( )
A.丈八蛇矛对方天画戟的力要大于方天画戟对丈八蛇矛的力
B.丈八蛇矛受到的重力方向竖直向下
C.丈八蛇矛对方天画戟的力的施力物体是张飞
D.吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力是一对平衡力
2.力传感器可以把它所受力的大小、方向随时间变化的情况由计算机显示出来。某同学用传感器探究作用力与反作用力的关系,实验时把两只互相钩着的力传感器同时连接在计算机上。根据图线可以得出的结论是( )
A.作用力较大时反作用力较小
B.作用力变化在先,反作用力变化在后
C.作用力和反作用力的方向总是相反的
D.两个传感器一定都处于平衡状态
3.下列说法正确的是( )
A.甲图中,研究花样滑冰运动员旋转动作时,可将运动员看成质点
B.乙图中,运动员推“钢架雪车”加速前进时,运动员对雪车的力大于雪车对运动员的力
C.丙图中,运动员用球杆击打冰球时,冰球对球杆的弹力是由于冰球的形变产生的
D.丁图中,高亭宇在500m短道速滑决赛中获得金牌,用时34.32s,则他在整个过程的平均速度约为14.6m/s
4.2018年9月19日22时7分,运载火箭在西昌卫星发射中心成功执行“一箭双星”发射任务,将北斗卫星导航系统第37、38颗卫星顺利送入预定轨道,发射取得圆满成功。下面关于卫星与火箭起飞的情形,叙述正确的是( )
A.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力
B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C.火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但也无法获得前进的动力
D.卫星进入运行轨道之后,不再受重力作用
5.为了节能,某地铁出口处的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行,当有人站上去时又会慢慢启动,加速到一定速度后再匀速运行。对于此自动扶梯启动并将人送到高处的过程(如图所示),以下说法正确的是( )
A.人始终受到重力、支持力和摩擦力的作用
B.人对扶梯的压力是由于扶梯踏板发生弹性形变而产生的
C.匀速运行时,人只受到重力和支持力的作用。
D.匀速运行时,人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对平衡力
6.如图所示,细绳拴着小球悬挂在天花板上,小球与光滑的斜面接触且保持静止,细绳处于竖直状态。下列说法正确的是( )
A.小球受重力和绳子拉力
B.小球受重力、斜面支持力和绳子拉力
C.小球对绳子的拉力与小球所受重力是一对平衡力
D.绳子对小球的拉力与天花板对绳子的拉力是一对相互作用力
7.如图所示,杯子放在水平地面上,受到支持力N,对地面的作用力F,则下列说法正确的是( )
A.力F就是杯子的重力 B.力F是地面形变而产生的弹力
C.力F和力N是一对平衡力 D.力F和力N是一对作用力和反作用力
8.如图所示汤老师站在地面上,正用力推面前一个石块。石块视为地球的一部分,双方并未发生移动,双手视为身体一部分,汤老师与地球之间的相互作用力,一共有几对( )
A.2对 B.3对 C.4对 D.5对
9.如图所示,重力为G的扫地机器人在水平地板上行驶,地板对机器人的支持力为FN,机器人对地板的压力为FN',下列说法正确的是( )
A.扫地机器人加速行驶时,FN大于FN'
B.扫地机器人匀速行驶时,G与FN'是一对平衡力
C.扫地机器人在水平地板上无论如何运动,FN大小和FN'大小总相等
D.扫地机器人对地板压力FN'的产生是由于地板发生了微小形变
10.下列说法中正确的是( )
A.单位m、kg、s、N是一组属于国际单位制的基本单位
B.牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来证明
C.一对作用力和反作用力总是同时存在、同时变化,性质相同
D.做减速运动的物体加速度为负值
11.如图所示,物体静止于水平桌面上,则( )
A.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种力
D.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
12.关于下列四幅图片的说法,正确的是( )
A.甲图中足球对球网的作用力是球网发生形变产生的
B.乙图中重力的分力就是物块对斜面的压力
C.丙图中桌面对书的支持力与书对桌子的压力是一对平衡力
D.丁图中轮胎上的花纹是为了增大接触面的粗糙程度
13.某人用双手托举一箱质量为m的西瓜箱,静止不动,下列说法正确的是( )
A.人对西瓜箱的作用力大小为mg,方向竖直向上
B.手对西瓜箱的弹力是因为西瓜形变而产生的
C.人对西瓜箱的力比西瓜箱对人的力要大
D.如果把西瓜箱举的更高一点,则西瓜的惯性变大
14.如图所示,教室里的黑板上吸着一个磁性元件,与磁性元件有关的相互作用力有( )
A.1对 B.2对 C.3对 D.4对
15.如图所示为智能机器人协助派件员分拣快递的场景,派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后,机器人通过扫码读取目的地信息,并生成最优路线,将不同目的地的包裹送至不同的位置,从而实现包裹的分拣功能。关于机器人和包裹,下列说法正确的是( )
A.机器人的轮胎上印有花纹,是为了增大摩擦力
B.包裹受到向上的支持力是包裹发生形变产生的
C.包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力
D.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,包裹受到向前的摩擦力
二、填空题
16.一对作用力和反作用力必定是作用在___物体上,而一对平衡力必定是作用在______物体上的。
17.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_______,方向_______,作用在_______。
18.在探究作用力与反作用力关系的实验中,其中A、B是两个力传感器.如图(甲)所示是对拉的两个传感器,传感器显示两钩子受力随时间变化的图象如图(乙)所示.根据图象得出的结论是:
(1)__________________________________________________
(2)__________________________________________________
三、解答题
19.如图所示,木块静止在水平面上。
(1)画出木块受到的重力G和支持力FN的示意图。
重力G和支持力FN属于一对什么力?作用在几个物体上?是同一性质的力吗?
(2)在下图中,画出水平面对木块的支持力FN和木块对水平面的压力FN′。
支持力FN和压力FN′属于一对什么力?分别作用在什么物体上?是同一性质的力吗?
20.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。
21.一个重10N的物体放在水平桌面上,用手通过细绳沿竖直向上、大小为8N的力F拉该物体时,请分析有几对作用力和反作用力?并具体说明.
22.如图所示,圆环的质量为,经过环心的竖直钢丝上套有一个质量为的小球,今让小球沿钢丝(质量不计)以初速度竖直向上运动,重力加速度为,要使圆环对地面无压力,则小球的加速度是多少 (设小球不会到达点)
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
A.丈八蛇矛对方天画戟的力与方天画戟对丈八蛇矛的力是一对相互作用力,故两者大小相等,故A错误;
B.重力方向始终竖直向下,故B正确;
C.丈八蛇矛对方天画戟的力的施力物体是丈八蛇矛,故C错误;
D.因为方天画戟还受到重力作用,故吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
2.C
【解析】
【详解】
ABC.根据图线可看成作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,同时产生,同时变化,同时消失,故AB错误,C正确;
D.根据图线只能看出两个传感器的相互作用力,而两个传感器的状态不确定,则两个传感器不一定都处于平衡状态,故D错误。
故选C。
3.C
【解析】
【详解】
A. 研究花样滑冰运动员旋转动作时,需要观看运动员的肢体动作,运动员的形状大小不能忽略不计,故运动员不能看成质点,A错误;
B. 运动员推“钢架雪车”加速前进时,运动员对雪车的力与雪车对运动员的力是一对相互作用力,总是大小相等,反向相反,B错误;
C. 弹力是由施力物体发生形变后要恢复原状而产生的,故运动员用球杆击打冰球时,冰球对球杆的弹力是由于冰球的形变产生的,C正确;
D. 高亭宇在500m短道速滑决赛中获得金牌,用时34.32s,500m指的是路程,不是位移,因为500m短道是环形轨道,故
是该过程的平均速率,不是平均速度,D错误。
故选C。
4.A
【解析】
【详解】
ABC.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力,火箭飞出大气层后,没有空气,火箭向下喷气,获得前进的动力。A正确,BC错误;
D.卫星进入运行轨道之后,受重力作用,充当向心力,D错误。
故选A。
5.C
【解析】
【详解】
AC.加速运动时,人受到重力、支持力和摩擦力的作用,匀速运动时,人受到重力和支持力的作用,水平方向不受摩擦力作用,故A错误,C正确;
B.人对扶梯的压力是由于人的鞋底发生弹性形变而产生的,故B错误;
D.人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对相互作用力,不是平衡力,故D错误。
故选C。
6.A
【解析】
【详解】
AB.将斜面体撤去后,小球运动状态不会改变,所以小球与斜面之间的弹力为零,即小球受重力和绳子拉力,故A正确,B错误;
C.绳子对小球的拉力与小球所受重力是一对平衡力,故C错误;
D.绳子对小球的拉力与小球对绳子的拉力是一对相互作用力,天花板对绳子的拉力与绳子对天花板的拉力是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
7.D
【解析】
【详解】
力F是杯子形变而产生的弹力,力N是地面形变而产生的弹力,二者是一对作用力和反作用力。杯子的重力和力N是一对平衡力,在数值上力F大小等于杯子的重力。故ABC错误;D正确。
故选D。
8.C
【解析】
【详解】
汤老师与地球之间的相互作用力分别为人对地面的压力与地面对人的支持力、人对地面的摩擦力与地面对人的摩擦力、手对石块的推力与石块对手的支持力、人受到的重力与人对地球的引力,共四对。
故选C。
9.C
【解析】
【详解】
A.扫地机器人加速行驶时,根据牛顿第三定律,FN等于FN',A错误;
B.扫地机器人匀速行驶时,G与FN是一对平衡力,B错误;
C.扫地机器人在水平地板上如何运动,根据牛顿第三定律,FN大小和FN'大小总相等,C正确;
D.扫地机器人对地板压力FN'的产生是由于机器人发生了微小形变,D错误。
故选C。
10.C
【解析】
【详解】
A.单位m、kg、s是国际单位制中的基本单位,而N是导出单位,故A错误;
B.牛顿第一定律无法用实验进行验证,因为生活中不受力的物体是不存在的,而牛顿第二定律可通过实验验证,故B错误;
C.根据牛顿第三定律可知,一对作用力和反作用力总是同时存在、同时变化,性质相同,故C正确;
D.减速运动的物体,加速度与速度反向,但不一定为负值,故D错误。
故选C。
11.D
【解析】
【详解】
A.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力,A错误;
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力,B错误;
C.物体对桌面的压力不是物体的重力,因为受力物体不相同,也不是同一种力,C错误;
D.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力,D正确。
故选D。
12.D
【解析】
【详解】
A.甲图中足球对球网的作用力是足球发生形变产生的,所以A错误;
B.乙图中重力的分力大小等于物块对斜面的压力,但不是压力,性质不一样,所以B错误;
C.丙图中桌面对书的支持力与书对桌子的压力是一对相互作用力,所以C错误;
D.丁图中轮胎上的花纹是为了增大接触面的粗糙程度,所以D正确。
故选D。
13.A
【解析】
【详解】
A.西瓜箱受力平衡,则人对西瓜箱的作用力大小为mg,方向竖直向上,选项A正确;
B.手对西瓜箱的弹力是因为手的形变而产生的,选项B错误;
C.人对西瓜箱的力与西瓜箱对人的力是一对作用力与反作用力,等大反向,选项C错误;
D.物体的惯性只与质量有关,则如果把西瓜箱举的更高一点,则西瓜的惯性不变,选项D错误。
故选A。
14.D
【解析】
【详解】
与磁性元件有关的相互作用力有:①磁性元件与黑板间相互的吸引力,②磁性元件对黑板的压力和黑板对磁性元件的支持力;③磁性元件对黑板的摩擦力和黑板对磁性元件的摩擦力;④地球对磁性元件的万有引力和磁性元件对地球的万有引力。
故选D。
15.A
【解析】
【详解】
A.机器人的轮胎上印有花纹,是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,A正确;
B.包裹受到向上的支持力是托盘发生形变产生的,B错误;
C.包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对作用力和反作用力,不是平衡力,C错误;
D.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,不存在相对运动,包裹不受摩擦力,D错误。
故选A。
16. 两个不同 同一
【解析】
【详解】
[1][2]一对作用力和反作用力必定是作用在两个不同的物体上,而一对平衡力必定作用在同一物体上。
17. 相等 相反 同一条直线上
【解析】
【分析】
【详解】
略
18. (1)作用力与反作用力大小相等,方向相反; (2)作用力与反作用力同时产生同时变化同时消失
【解析】
【详解】
根据图象得出的结论是:(1)作用力与反作用力大小相等,方向相反;
(2)作用力与反作用力同时产生同时变化同时消失.
19.(1)见解析;(2)见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)如图所示。
重力和支持力属于一对平衡力;作用在一个物体上;一个是重力,一个是弹力,两者不是同一性质的力。
(2)如图所示。
支持力FN和压力FN′属于一对作用力和反作用力;支持力FN作用在木块上,压力FN′作用在水平面上;两者都是弹力,两者是同一性质的力。
20.(1);(2)F=280N;(3)Ff=140N,408N
【解析】
【分析】
【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。
21.手对绳,绳对物体,物体对桌面,物体与地球共4对作用力和反作用力
【解析】
【详解】
物体受到重力,反作用力是物体对地球的作用力;根据题意可知,物体受桌面对物体的支持力,反作用力是物体对桌面的压力;物体受绳的拉力,反作用力是物体对绳的作用力;手对绳的拉力,反作用力是绳对手的拉力,所以共有4对作用力和反作用力.
22.
【解析】
【详解】
由牛顿第三定律知圆环对地面无压力,则地面对圆环无支持力,取小球为研究对象,受重力和钢丝对小球竖直向下的摩擦力.
由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律可知小球对钢丝竖直向上的摩擦力
对圆环受力分析可知,圆环受重力和竖直向上的摩擦力作用,则
由以上各式解得
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