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能力提升
1.(增城市11~12学年高一上学期期末)用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球,小球和弹簧的受力如下图所示,下列说法正确的是( )
A.F1的施力者是弹簧 B.F2的反作用力是F3
C.F3的施力者是小球 D.F4的反作力是F1
答案:BC
解析:F1的施力者是地球,A错,F2的反作用力是F3,B对,F3的施力者是小球,C对,F4的作用力作用在悬点上,D错。
2.将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则( )
A.绳子上拉力可能为零
B.地面受的压力可能为零
C.地面与物体间可能存在摩擦力
D.A、B之间可能存在摩擦力
答案:AD
解析:经分析,绳子上拉力可能为零,地面受的压力不可能为零,选项A对而B错;由于绳子处于竖直伸直状态,绳子中拉力只可能竖直向上,所以地面与物体B间不可能存在摩擦力,而A、B之间可能存在摩擦力,选项C错而D对。
3.
如右图所示,水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列说法中正确的是( )
A.作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
B.作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力
C.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
答案:CD
解析:力F和墙壁对物体的压力都作用在物体上,且大小相等,方向相反,作用在一条直线上,是一对平衡力,而不是一对作用力和反作用力,选项A错误。力F作用在物体上,物体对墙壁的压力作用在墙壁上,它们不能构成一对平衡力,由于二者不是两个物体间的相互作用力,也不是一对作用力和反作用力,故选项B错误。竖直方向上物体受向下的重力和墙壁对物体向上的静摩擦力,因物体处于平衡状态,故这两个力是一对平衡力,选项C正确。物体对墙壁的压力和墙壁对物体的压力,是物体和墙壁间产生的一对相互作用力,因此是一对作用力和反作用力,选项D正确。
4.利用牛顿第三定律,有人设计了一种交通工具,在平板车上装了一个电风扇,风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上,靠风帆受力而向前运动,如图所示。对于这种设计,下列分析中正确的是( )
A.根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运行
B.根据牛顿第三定律,这种设计能使小车运行
C.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第二定律
D.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第三定律
答案:D
解析:风扇吹出的风吹到风帆上时,根据牛顿第三定律,风会给风扇一个反作用力,因此对于整个装置而言,作用力和反作用力是内力,小车不会运行,故选D。
5.(山东潍坊高一上学期期末)探究作用力与反作用力关系的实验装置如图甲所示,其中A、B是两个力传感器,B固定在木块C上。
(1)固定木块,用A拉B,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________________
③________________
(2)放开木块,用A拉B向右运动,上述结论是否仍成立?________
答案:(1)①作用力与反作用力大小相等
②作用力与反作用力方向相反
③作用力与反作用力同时产生同时消失
(2)成立
6.树上有一个质量为0.3kg的苹果,求:
(1)受到的重力是多大?
(2)该重力的反作用力为多大?
(3)如果地球只受这样大的一个力的作用,将以多大的加速度运动?(地球的质量是6×1024kg,g取10m/s2)
答案:(1)3N (2)3N (3)5×10-25m/s2
解析:(1)苹果受到的重力为:G=mg=0.3×10N=3N
(2)根据牛顿第三定律得,重力的反作用力大小为:F=G=3N
(3)根据牛顿第二定律得:F=Ma,解得: a==m/s2=5×10-25m/s2
7.如图甲所示,在台秤上放半杯水,台秤示数为G′=50N,另用挂在支架上的弹簧秤悬挂一边长a=10cm的金属块,金属块的密度ρ=3×103kg/m3,当把弹簧秤下的金属块平稳地浸入水中深b=4cm时,弹簧秤和台秤的示数分别是多少?水的密度是ρ水=103kg/m3,g=10m/s2。
答案:
26N;54N
解析:弹簧秤示数减小是由于金属块受到水向上的浮力作用。浮力的反作用力作用于水,从而使台秤的示数增大。金属块的受力分析如图乙所示,因金属块静止,故有
F=G-F浮
又因G=ρa3g=30N
F浮=ρ水gV排=ρ水ga2b=4N
故F=30N-4N=26N台秤示数F′=G′+F浮=54N
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基础夯实
1.物体在共点力作用下,下列说法中正确的是( )
A.物体的速度在某一时刻等于零,物体就一定处于平衡状态
B.物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态
C.物体所受合力为零,就一定处于平衡状态
D.物体做匀加速运动时,物体处于平衡状态
答案:C
解析:本题考查对平衡状态的判断。
处于平衡状态的物体,从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态,从受力上来看,物体所受合力为零。
某一时刻速度为零的物体,受力不一定为零,故不一定处于平衡状态,A错;物体相对于另一物体静止时,该物体不一定静止,如当另一物体做变速运动时,该物体也做变速运动,此物体处于非平衡状态,故B错;C选项符合平衡条件的判断,为正确选项;物体做匀加速运动,所受合力不为零,故不是平衡状态,D错。
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