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人教版(2019)物理必修一同步学习笔记:3.3牛顿第三定律
一、对牛顿第三定律的理解
1.作用力和反作用力的三个性质
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2.作用力和反作用力的四个特征
等值 作用力和反作用力大小总是相等的
反向 作用力和反作用力方向总是相反的
共线 作用力和反作用力总是作用在同一条直线上
同性质 作用力和反作用力总是同一种类的力(即同一性质的力)
二、一对相互作用力与一对平衡力的比较
内容比较 一对作用力和反作用力 一对平衡力
不同点 作用对象 两个相互作用的物体 同一物体
依赖关系 相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失 无依赖关系,撤除一个,另一个依然可存在
叠加性 两力作用效果不可叠加,不可求合力 两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,且合力为零
力的性质 一定是同种性质的力 可以是同种性质的力,也可以是不同种性质的力
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
三、物体受力的初步分析
1.受力分析
根据研究的问题,选取合适的物体作为研究对象,分析它受到哪些力的作用,并画出所受力的示意图,这一过程即为物体的受力分析.
2.受力分析的步骤
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考点一 牛顿第三定律
1.我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”,实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是( )
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小
C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,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摩擦力,所以甲获胜
【详解】ABC.拔河比赛无论哪方获胜,相互作用都是等大的,故AC错误,B正确;
D.甲获胜是因为地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力,乙受的拉力大于最大静摩擦力,故D正确。
故选BD。
考点二 一对平衡力与一对作用力和反作用力的比较
2.如图所示,人站立在体重计上,下列说法正确的是( )
A.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力
B.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力
C.人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力
D.人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力
【详解】AB.人对体重计的压力和体重计对人的支持力大小相等、方向相反、在同一条直线上,作用在不同物体上,是一对作用力和反作用力,A错误,B正确;
CD.一对平衡力是大小相等、方向相反、在同一条直线上,作用在同一物体上,人所受的重力和人对体重计的压力大小相等、方向相同,均是竖直向下,因此既不是一对平衡力,也不是一对作用力和反作用力,CD错误。
故选B。
3.如图所示,甲、乙两人在粗糙地面上“拔河”。两人中间地面有一分界线,约定先使对方越过分界线者为赢,若绳子质量不计,甲乙与地面的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是( )
A.甲对绳的拉力与绳对乙的拉力是一对平衡力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对相互作用力
C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力
4.质量为80kg的爸爸和质量为50kg的儿子在冰面上用一根轻绳做拔河游戏如图所示,假设儿子朝爸爸方向运动的加速度大小是2.4m/s2,若忽略冰面的阻力则( )
A.爸爸的加速度大小为1.5 m/s2
B.绳子对儿子的拉力大小为120N
C.绳子对儿子的拉力大于对爸爸的拉力
D.儿子滑动的距离小于爸爸滑动的距离
5.在水平桌面上用书本做成一个斜面,斜面与水平桌面的夹角为θ,把一个计算器放在书本上并保持静止,已知计算器质量为m,计算器与书本间的动摩擦因数为μ,则( )
A.计算器对书本的摩擦力方向沿斜面向上
B.计算器对书本的压力等于计算器的重力mg
C.计算器受到的摩擦力为μmgcosθ
D.计算器受到的摩擦力为mgsinθ
6.下列情景中,关于力的大小关系,说法正确的是( )
A.跳高运动员起跳,地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
B.钢丝绳吊起货物加速上升时,钢丝绳对货物的拉力大于货物对钢丝绳的拉力
C.鸡蛋撞击石头,鸡蛋破碎,石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
D.汽车加速运动时,车轮受到地面的支持力等于地面受到车的压力
7.甲、乙两人进行拔河比赛,结果甲胜乙败。已知拔河过程甲对乙的拉力是,则乙对甲的拉力(绳的质量可以忽略不计)( )
A.等于 B.大于 C.小于 D.不能确定
8.如图所示,学校图书馆里,一摞书放在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力
B.桌面对书的支持力和书受到的重力是一对相互作用力
C.书对桌面的压力就是书受的重力
D.书对桌面的压力是弹力,是由于书发生形变而产生的
9.解压玩具“捏捏乐”很受年轻人喜爱,如图所示,某人用手悬空捏住一个“捏捏乐”玩具,该玩具始终保持静止状态,下列说法正确的是( )
A.玩具受到手的弹力是由于玩具发生形变而产生的
B.手对玩具的作用力与玩具的重力是一对作用力与反作用力
C.手对玩具的作用力方向始终竖直向上
D.当手更用力地捏玩具时,玩具受到手的作用力将变大
10.图1中不倒翁是一种古老的中国儿童玩具,最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就摇摆,最后恢复直立状态。图2是利用鸟嘴停在手指上的一种玩具“平衡鸟”,无论把鸟嘴放在哪里(可以放置地上或者是手指上),它都能平衡,如真鸟一样飞翔。下列说法正确的是( )
A.不倒翁在静止时受到3个力
B.平衡鸟静止时受到3个力
C.不倒翁静止时,不倒翁对地面的压力就是它的重力
D.平衡鸟静止时,鸟嘴受到的支持力和平衡鸟的重力是一对平衡力
11.乒乓球拍在击打乒乓球时,球拍对球的作用力( )
A.大于球对球拍的作用力 B.与球对球拍的作用力大小相等
C.与球对球拍的作用力是一对平衡力 D.与球的重力是一对平衡力
12.质量相等的甲、乙两同学站在滑板上,在旱冰场上相对而立,如果甲用60N的力推乙,如图所示,以下分析正确的是( )
A.甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对平衡力
B.甲对乙的推力为60N,乙对甲的推力小于60N
C.乙向后退,且始终受到60N推力的作用
D.乙由静止变为后退,说明力可以改变物体的运动状态
13.据中国政府网消息,2016年6月25日晚,长征七号运载火箭在海南文昌成功发射,如图是火箭加速上升时的照片,此时喷出气体对火箭作用力的大小( )
A.等于火箭的重力
B.等于火箭对喷出气体的作用力
C.小于火箭对喷出气体的作用力
D.大于火箭对喷出气体的作用力
14.如图所示,油桶放在汽车上,汽车停于水平地面上。关于油桶、汽车、地球三个物体之间的力,下列说法正确的是( )
A.汽车对油桶的支持力与油桶的重力是一对作用力与反作用力
B.油桶对汽车的压力与汽车对油桶的支持力是一对平衡力
C.汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对作用力与反作用力
D.地面对汽车的支持力与汽车的重力是一对平衡力
15.我们经常接触到的一些民谚、俗语,都蕴含着丰富的物理知识,以下理解正确的是( )
A.“泥鳅黄鳝交朋友,滑头对滑头”——泥鳅和黄鳝的表面都比较光滑,摩擦力小
B.“一只巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用,一只巴掌要么拍另一只巴掌,要么拍在其他物体上才能产生力的作用,才能拍响
C.“鸡蛋碰石头,自不量力”——鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力
D.“人心齐,泰山移”——如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力的大小之和
3.CD
【详解】A.甲对绳的拉力与绳对乙的拉力方向相同,也没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,A错误;
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一个物体上,不是一对相互作用力,B错误;
C.最大静摩擦力为
若甲的质量比乙大,则甲的最大静摩擦力比乙大,甲能赢得“拔河”比赛的胜利,C正确;
D.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力,D正确。
故选CD。
4.A
【详解】B.根据牛顿第二定律可得儿子受到的合外力为
但是儿子所受合外力,只是绳子的拉力的分力提供,所以B错误;
C.由牛顿第三定律及同一条绳子的张力相等,所以绳子对儿子的拉力等于对爸爸的拉力,则C错误;
A.由于爸爸的合外力等于儿子的合外力,则爸爸的加速度大小为
所以A正确;
D.根据
可知,儿子滑动的距离大于爸爸滑动的距离,所以D错误;
故选A。
5.D
【详解】BCD.计算器受到三个力:重力mg、书本对它的弹力FN、书本对它的摩擦力Ff,由平衡条件可知
FN=mgcosθ
Ff=mgsinθ
由牛顿第三定律知,计算器对书本的压力等于mgcosθ,故BC错误,D正确;
A.书本对计算器的摩擦力Ff方向沿斜面向上,由牛顿第三定律知,计算器对书本的摩擦力方向沿斜面向下,A错误;
故选D。
6.D
【详解】A.人对地面的压力和地面对人的支持力是作用力与反作用力;故二者大小相等;A错误;
B.钢丝绳对货物的拉力与货物对钢丝绳的拉力为作用力与反作用力,故二者大小相等;B错误;
C.鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是作用力与反作用力;故二者大小相等;C错误;
D.车轮受到地面的支持力与地面受到车的压力是作用力与反作用力,故二者大小相等。D正确。
故选D。
7.A
【详解】甲对乙的拉力和乙对甲的拉力,是一对作用力和反作用力,大小相等,则乙对甲的拉力等于500N。
故选A。
8.D
【详解】A.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对相互作用力,故A错误;
B.桌面对书的支持力和书受到的重力是一对平衡力,故B错误;
CD.书对桌面的压力是弹力,是由于书发生形变而产生的,故C错误,D正确。
故选D。
9.C
【详解】A.玩具受到手的弹力是由于手发生形变而产生的,故A错误;
B.手对玩具的作用力与玩具对手的作用力是一对作用力与反作用力,而手对玩具的作用力与玩具的重力是一对平衡力,故B错误;
C.由于玩具始终保持静止状态,所以玩具受到的重力与手对玩具的作用力是一对平衡力,所以手对玩具的作用力方向始终竖直向上,故C正确;
D.玩具受到手的作用力大小始终等于重力的大小,故D错误。
故选C。
10.D
【详解】AB.两种情境中,物体静止时,物体均受到重力和支持力两个力的作用,故AB错误;
C.不倒翁静止时,对地面的压力大小等于重力大小,但是压力和重力分属于两种不同性质的力,故C错误;
D.平衡鸟静止时所受合力为零,即鸟嘴受到的支持力和平衡鸟的重力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
11.B
【详解】ABC.球拍对球的作用力与球对球拍的作用力是一对相互作用力,大小相等、方向相反、作用在不同物体上,AC错误,B正确;
D.球拍对球的作用力与球的重力不一定大小相等,也不一定方向相反,因此其与球的重力不一定是一对平衡力,D错误。
故选B。
12.D
【详解】A.甲对乙的推力与乙对甲的推力是一对相互作用力,作用于两个物体上,不是平衡力,故A错误;
B.甲对乙的推力与乙对甲的推力大小相等,故B错误;
C.当乙向后退时,甲也向后退,甲乙分离,相互作用力为零,故C错误;
D.乙由静止变为后退,运动状态发生变化,是由于物体具有加速度,即说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
13.B
【详解】火箭加速上升,则合力方向向上,所以喷出气体对火箭作用力的大小大于重力;喷出气体对火箭作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,故B正确,ACD错误.
故选B.
14.C
【详解】A.汽车对油桶的支持力与油桶的重力是一对平衡力,故A错误;
B.油桶对汽车的压力与汽车对油桶的支持力是一对作用力与反作用力,故B错误;
C.汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对作用力与反作用力,故C正确;
D.地面对汽车的支持力与汽车和油桶的总重力是一对平衡力,故D错误。
故选C。
15.ABD
【详解】A.泥鳅与黄鳝表面比较光滑,二者之间的动摩擦因数比较小,则二者之间摩擦力较小,故A正确;
B.物体之间的作用是相互的,“一只巴掌拍不响”说明力是物体对物体的作用,故B正确;C.鸡蛋与石头相碰时,根据牛顿第三定律可知,石头撞击鸡蛋的力的大小等于鸡蛋撞击石头的力,故C错误;
D.“人心齐,泰山移”反映了如果各个分力方向一致,合力的大小等于各个分力大小之和,故D正确。
故选ABD。
知识梳理
考点归纳
巩固练习
参考答案
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