4.5牛顿第三定律 练习（含解析）

牛顿第三定律
基础全面练(15分钟·30分)
一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)
1．对于静止在水平桌面上的物体，以下说法正确的是(　　)
A．物体对桌面的压力就是物体的重力
B．物体的重力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力
C．物体对桌面的压力和物体的重力是一对作用力与反作用力
D．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
【变式训练】
(多选)搜救直升飞机，把被洪水围困的人用一根绳子吊起悬空时，在下述几对力中，属于作用力与反作用力的是(　　)
A．绳对人的拉力，人所受的重力
B．人对绳的拉力，绳对人的拉力
C．人所受的重力，人对地球的作用力
D．人对绳的拉力，人所受的重力
2．(多选)跳高运动员从地面起跳的瞬间，下列说法中正确的是(　　)
A．运动员对地面的压力大于运动员受到的重力
B．地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力
C．地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
D．运动员对地面的压力大小等于运动员受到的重力
3．春暖河开，冰面上一块石头逐渐下陷，对于此现象下列说法不正确的是(　　)
A．冬天冰硬，冰面对石头的支持力等于石头的压力。春天冰面变软，它的作用力达不到石头的压力，故石头下陷
B．不管是冬天还是春天，冰面对石头的支持力与石头对冰面的压力相等
C．下陷是因为冰面对石头的支持力小于石头的重力
D．春暖河开冰面对石头的支持力较冬天减小
4．(2021·襄阳高一检测)如图甲所示，一个物块放在斜面上处于静止状态，物块与斜面的受力情况分别如图乙、丙所示。关于力与力的关系，下列说法不正确的是(　　)
A．Ff和F′f是一对作用力和反作用力
B．N1和N2是一对作用力和反作用力
C．G2和N3是一对平衡力
D．G1的反作用力作用在地球上
二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
5．一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱子与杆的总质量为m1，环的质量为m2，如图所示。已知环沿杆以加速度a匀加速下滑，则此时箱子对地面的压力大小为多少？
综合突破练(10分钟·20分)
6．(6分)如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为(　　)
A．(M＋m)g　　　　　　 B．(M＋m)g－ma
C．(M＋m)g＋ma D．(M－m)g
7.(14分)(2021·南充高一检测)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，如图所示。设运动员的质量为65 kg，吊椅的质量为15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g＝10 m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a＝1 m/s2上升时，试求：
(1)运动员竖直向下拉绳的力的大小；
(2)运动员对吊椅的压力的大小。
【变式训练】
如图所示，质量为M的木板放在倾角为θ的光滑斜面上，一个质量为m的人站在木板上，若人相对于木板静止，木板的加速度为多大？人对木板的摩擦力多大？
参考答案：
基础全面练(15分钟·30分)
一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)
1．对于静止在水平桌面上的物体，以下说法正确的是(　　)
A．物体对桌面的压力就是物体的重力
B．物体的重力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力
C．物体对桌面的压力和物体的重力是一对作用力与反作用力
D．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
【解析】选D。物体对桌面的压力，作用于桌面，是弹力，而物体的重力作用于物体，它们的大小相等，方向相同，但不能说物体对桌面的压力就是重力，A错误；物体的重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力，B错误；一对作用力与反作用力的性质相同，而压力属于弹力，重力属于万有引力，C错误；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，D正确；故选D。
【变式训练】
(多选)搜救直升飞机，把被洪水围困的人用一根绳子吊起悬空时，在下述几对力中，属于作用力与反作用力的是(　　)
A．绳对人的拉力，人所受的重力
B．人对绳的拉力，绳对人的拉力
C．人所受的重力，人对地球的作用力
D．人对绳的拉力，人所受的重力
【解析】选B、C。绳对人的拉力，人所受的重力，这两个力都作用在人上，这两个力是一对平衡力，不是作用力和反作用力，故A错误；人对绳的拉力，绳对人的拉力，这一对力是作用力和反作用力，故B正确；人所受的重力，人对地球的作用力，这一对力是作用力和反作用力，故C正确；人对绳的拉力和人所受的重力方向相同，不是作用力和反作用力，故D错误。
2．(多选)跳高运动员从地面起跳的瞬间，下列说法中正确的是(　　)
A．运动员对地面的压力大于运动员受到的重力
B．地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力
C．地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
D．运动员对地面的压力大小等于运动员受到的重力
【解析】选A、B。运动员从地面起跳时向上加速，由牛顿第二定律可知地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力，如图所示：
根据牛顿第三定律，地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对作用力与反作用力，始终等大反向，故A、B正确。
3．春暖河开，冰面上一块石头逐渐下陷，对于此现象下列说法不正确的是(　　)
A．冬天冰硬，冰面对石头的支持力等于石头的压力。春天冰面变软，它的作用力达不到石头的压力，故石头下陷
B．不管是冬天还是春天，冰面对石头的支持力与石头对冰面的压力相等
C．下陷是因为冰面对石头的支持力小于石头的重力
D．春暖河开冰面对石头的支持力较冬天减小
【解析】选A。无论冰软硬，冰面对石头的支持力总等于石头对冰面的压力，选项A错误，B正确；下陷是因为冰面对石头的支持力小于石头的重力，选项C正确；冬天时冰面对石头的支持力等于石头的重力，春暖河开冰面对石头的支持力较冬天减小，选项D正确。
4．(2021·襄阳高一检测)如图甲所示，一个物块放在斜面上处于静止状态，物块与斜面的受力情况分别如图乙、丙所示。关于力与力的关系，下列说法不正确的是(　　)
A．Ff和F′f是一对作用力和反作用力
B．N1和N2是一对作用力和反作用力
C．G2和N3是一对平衡力
D．G1的反作用力作用在地球上
【解析】选C。Ff和Ff′是一对作用力与反作用力，故A正确；N1是斜面对物块的支持力，N2是物块对斜面的压力，二者等大反向，是一对相互作用力；故B正确；N3和Ff′、N2、G2三力的合力是一对平衡力，故C错误；G1的反作用力作用在地球上，故 D正确。本题选不正确的，故选C。
二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
5．一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱子与杆的总质量为m1，环的质量为m2，如图所示。已知环沿杆以加速度a匀加速下滑，则此时箱子对地面的压力大小为多少？
【解析】环在竖直方向上受力情况如图甲所示，
根据牛顿第二定律得m2g－f＝m2a，
箱子受力如图乙所示，根据平衡条件得
m1g＋f′－N＝0，
由牛顿第三定律得f＝f′，
联立以上三式得
N＝(m1＋m2)g－m2a，
根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小为N′＝N＝(m1＋m2)g－m2a。
答案：(m1＋m2)g－m2a
综合突破练(10分钟·20分)
6．(6分)如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为(　　)
A．(M＋m)g　　　　　　 B．(M＋m)g－ma
C．(M＋m)g＋ma D．(M－m)g
【解析】选B。对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力Ff，由mg－Ff＝ma得
Ff＝m(g－a)。
竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，
对竿分析：受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力F′f、顶竿的人对竿的支持力FN，有Mg＋F′f＝FN，
又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是作用力与反作用力，由牛顿第三定律得到竿对“底人”的压力大小F′N＝Mg＋F′f＝(M＋m)g－ma。B项正确。
7.(14分)(2021·南充高一检测)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，如图所示。设运动员的质量为65 kg，吊椅的质量为15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g＝10 m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a＝1 m/s2上升时，试求：
(1)运动员竖直向下拉绳的力的大小；
(2)运动员对吊椅的压力的大小。
【解析】(1)设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是F，对运动员和吊椅整体进行受力分析则有：
2F－(m人＋m椅)g＝(m人＋m椅)a
F＝440 N
由牛顿第三定律知，运动员竖直向下拉绳的力
F′＝440 N；
(2)设吊椅对运动员的支持力为FN，对运动员进行受力分析则有：
F＋FN－m人g＝m人a
FN＝275 N
由牛顿第三定律知，运动员对吊椅的压力也为275 N。
答案：(1)440 N　(2)275 N
【变式训练】
如图所示，质量为M的木板放在倾角为θ的光滑斜面上，一个质量为m的人站在木板上，若人相对于木板静止，木板的加速度为多大？人对木板的摩擦力多大？
【解析】先以M、m为一整体，受力分析如图甲所示，取沿斜面向下为正方向，由牛顿第二定律得：
(M＋m)g sin θ＝(M＋m)a
a＝g sin θ
再以人为研究对象，设木板对人的摩擦力为F人，方向沿斜面向下，受力分析如图乙所示。
由牛顿第二定律得：
mg sin θ＋F人＝ma
且a＝g sin θ
可得F人＝0，由牛顿第三定律得：人对木板的摩擦力也为零。
答案：g sin θ　0
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