同步课时精练（二十一）4.4牛顿第三定律（后附解析）

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同步课时精练（二十一）4.4 牛顿第三定律（后附解析）
一、单选题
1．如图所示，P、Q两物体叠放在水平面上，设P对Q的压力为F1，Q对P的支持力为F2，则（　　）
A．F1、F2大小相等，方向相同
B．F1、F2大小相等，方向相反
C．F1、F2大小不相等，方向相同
D．F1、F2大小不相等，方向相反
2．在太空中，飞船靠喷射燃料来改变自己的运动状态。如果我们想要让飞船加速，其喷射燃料的方向为（　　）
A．向前喷射 B．向后喷射
C．垂直于运动方向喷射 D．无论如何喷射，都无法使飞船加速
3．运动员踢足球时，人对足球的作用力大小为F，足球对人的反作用力大小为F′．关于Ｆ和Ｆ的关系，下列说法正确的是
A．F′>F B． F′=F C． F′4．小明同学搭乘某商场的电梯从一楼到五楼，某一段时间里小明和电梯一起沿竖直方向匀减速上升，在此段运动过程中电梯对人的支持力为，人对电梯的压力为，人受到的重力为，则下列说法正确的是（　　）
A．和是一对平衡力 B．和是一对平衡力
C．小于 D．小于
5．如图所示，沙发静止在水平地面上，下列说法正确的是（　　）
A．沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对平衡力
B．沙发对地面的压力与地面对沙发的支持力是一对平衡力
C．沙发对地面的压力与沙发受到的重力是一对作用力和反作用力
D．沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对作用力和反作用力
6．如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法正确的是（　　）
A．P对弹簧测力计的拉力等于G
B．P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G和2G
C．P在两个力的作用下处于平衡状态
D．弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力是一对平衡力，大小均为2G
7．2023年5月21日中国羽毛球队在苏州第13次夺得苏迪曼杯，图为比赛中的石宇奇，下列说法正确的是（　　）

A．研究石宇奇回击羽毛球动作时，羽毛球可以看成质点
B．石宇奇击球时，球拍对羽毛球的作用力大于羽毛球对球拍的作用力
C．石宇奇击球时，球拍对羽毛球的弹力是因为球拍发生了形变
D．石宇奇击球后，羽毛球在空中继续向前运动时受到重力、推力和阻力
8．如图所示，用玻璃杯装入适量的水置于台秤上，测得台秤示数G0=15N；再用弹簧测力计悬挂一个重力G=10N的金属块，使金属块一部分浸在台秤上的玻璃杯中（水没有溢出）。若弹簧测力计的示数变为FT=6N，则台秤的示数变为（　　）
A．15N B．19N C．21N D．25N
二、多选题
9．有计算机辅助试验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用”。把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，显示器屏幕上出现的结果如图所示。观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下结论（　　）
A．作用力与反作用力作用在同一物体上
B．作用力与反作用力大小相等
C．作用力与反作用力方向相反
D．作用力与反作用力不在同一直线上
10．2021年9月20日，我国天舟三号火箭在海南文昌发射中心发射升空，大约经历597秒后，飞船进入预定轨道并进行正常工作，这是我国载人航天工程的第20次发射任务，也是长征系列运载火箭的第389次飞行。如图所示，火箭点火升空。燃料燃烧后的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力而升空，则（　　）
A．火箭获得的推力来自空气
B．喷出燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力
C．喷出燃气对火箭的作用力与火箭对喷出燃气的作用力是一对作用力与反作用力
D．飞船进入预定轨道，仍受重力作用
11．如图所示，重力为G的物体A在大小为F的水平向左的恒力作用下静止在倾角为α的固定光滑斜面上．下列关于物体对斜面压力FN大小的表达式，正确的是（　　）
A． B．FN=Gcosα C．FN=Gsinα+Fcosα D．FN=
12．质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（　　）
A．推力F逐渐增大
B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C．墙面对凹槽的压力先增大后减小
D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
三、解答题
13．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？
14．在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小。仪器中有一根轻质金属丝悬挂着一个金属球，无风时金属球自由下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度并保持恒定，如图所示。已知小球质量，当地的重力加速度。
（1）证明无风时小球对金属丝的拉力大小等于小球所受重力的大小；
（2）要想计算出风力的大小，还需要测量出哪个物理量？请推导出计算的表达式。
15．消防安全关系到每一个人的生命安全和个人利益，每年的11月9日是消防安全日，向永远冲在第一线，用生命保卫国家和人民安全的消防官兵致敬！假设有一名消防队员从高的竖直杆的顶端无初速滑下，经时间落地，若该名消防队员的质量为，杆对人的摩擦力大小恒定，，请你计算消防队员下滑时的加速度大小和他对杆的摩擦力。
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
解析：根据牛顿第三定律，可知P对Q的压力为F1与Q对P的支持力为F2，是一对作用力和反作用力，故两个力大小相等，方向相反，作用在不同的物体上。
答案：B。
2．B
解析：根据牛顿第三定律可知，力的作用是相互的，所以飞船向后喷气时，获得向前的作用力，飞船向前加速。
答案：B。
3．B
解析：人对足球的作用力和足球对人的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反；
答案：B。
点评：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，作用在两个物体上，力的性质相同，它们同时产生，同时变化，同时消失．
4．C
解析：AC．因为电梯向上做匀减速运动，加速度向下，处于失重状态，所以电梯对人的支持力小于人受到的重力，和不是一对平衡力，故A错误，C正确；
BD．和大小相等、方向相反、作用在两个物体上，是一对作用力与反作用力，故BD错误。
答案：C。
5．A
解析：AD．沙发受到的重力与地面对沙发的支持力等大反向，都是作用在沙发上，是一对平衡力，故A正确，D错误；
B．沙发对地面的压力与地面对沙发的支持力是一对相互作用力，故B错误；
C．沙发对地面的压力与沙发受到的重力只是大小相等，既不是平衡力，也不是相互作用力，故C错误。
答案：A。
6．B
解析：A．P对弹簧测力计的拉力等于弹簧测力计的示数即为2G，故A错误；
BC．对P受力分析可知，受到竖直向上弹簧测力计的拉力F弹、Q对P的吸引力FQP，竖直向下的重力G，根据力的平衡条件可得
FQP=F弹-GP=2G-G=G
由于P对Q的吸引力和Q对P的吸引力，大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在两个物体上，是一对相互作用力
所以
FPQ=FQP=G
对Q点受力分析可知，受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、P对Q的吸引力，根据力的平衡条件可得
F支持=GQ-FPQ=3G-G=2G
故B正确，C错误；
D．弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力，两个力的大小不相等，所以不是一对平衡力，故D错误。
答案：B。
7．C
解析：A．物体看作质点的条件是物体的形状、大小对所研究的问题没有影响或者影响比较小。研究石宇奇回击羽毛球动作时，羽毛球不可以看成质点，A错误；
B．石宇奇击球时，球拍对羽毛球的作用力与羽毛球对球拍的作用力是作用力与反作用力，二力等大反向，B错误；
C．根据弹力产生的原理，可知石宇奇击球时，球拍对羽毛球的弹力是因为球拍发生了形变，C正确；
D．石宇奇击球后，羽毛球在空中继续向前运动时只受到重力和阻力作用，羽毛球已经离开了球拍，所以不会再受到推力作用，D错误。
答案：C。
8．B
解析：玻璃杯装入适量的水置于台秤上测得台秤示数即重力为G0=15N；使金属块一部分浸在台秤上的玻璃杯中，对玻璃杯和水加金属块的整体受力分析，设台秤对杯子的支持力为，有
由牛顿第三定律有
解得玻璃杯对台秤的压力为
则台秤的示数变为19N，答案：B。
9．BC
思路：根据作用力与反作用力的特点来进行分析。
解析：A．作用力与反作用力是分别作用在不同的物体上，故A错误；
BC．从图中可看出作用力与反作用力时刻大小相等，方向相反，体现了“等大、反向”的特性，故BC正确；
D．实验中是把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，所以作用力和反作用力在同一直线，故D错误。
答案：BC。
10．CD
解析：A．火箭获得的推力来自燃料燃烧后的燃气，选项A错误；
BC．喷出燃气对火箭的作用力与火箭对喷出燃气的推力是一对作用力与反作用力，选项B错误，C正确；
D．火箭飞离大气层后，没有脱离地球的引力范围，仍受重力作用，选项D正确。
答案：CD。
11．AD
解析：A．对物体A受力分析，受推力F、重力G、支持力N，如图
由图可得
故A正确；
B．由图中几何关系可知
所以
N=Gtanα
故B错误；
C．由图正交分解可知
N=Fsinα+Gcosα
故C错误；
D．由
Ncosα=G
所以
根据牛顿第三定律得
方向垂直斜面向下；
故D正确；
答案：AD。
点拨：对于共点力平衡问题可以用合成法求解，也可以用分解法求解，还可以用正交分解法求解。
12．AC
解析：AB．如图所示
设F与竖直方向夹角为α，根据受力平衡知
从A到B过程中，α从逐渐减小到0，可知F逐渐增大，N 逐渐减小，B错误A正确；
C．将两物体看成整体，整体受水平向左的作用力为
因为
根据函数单调性可知sin2α先增大后减小，则F′先增大后减小，根据牛顿第三定律知墙面对凹槽的压力先增大后减小，C正确；
D．对凹槽进行受力分析可知，水平地面对凹槽的支持力
根据牛顿第三定律
则地面对凹槽的作用力为
由以上分析知，α逐渐减小， 逐渐减小，可知水平地面对凹槽的支持力逐渐减小，D错误。
答案：AC。
13．(1)见解析；(2)见解析
解析：(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。
14．（1）见解析；（2）见解析，
解析：（1）无风时金属球自由下垂，金属丝沿竖直方向，小球受竖直向下的重力G和金属丝向上的拉力FT作用，由二力平衡
再由牛顿第三定律，小球对金属丝的拉力大小等于金属丝对小球的拉力，即
所以无风时小球对金属丝的拉力大小等于小球所受重力的大小；
（2）有风时，小球的受力分析如图，设金属丝偏离竖直方向的夹角为θ，易得
故要想计算出风力的大小，还需要测量出金属丝与竖直方向的夹角θ的大小（其他能计算出的物理量亦可，比如同时测量出金属丝的长度l，小球的直径d，小球距离悬点的高度h或小球距离竖直方向的距离x，等）
15．5m/s2；250N，方向竖直向下
解析：设消防队员下滑时的加速度大小为a和他对杆的摩擦力为f，有
解得
由牛顿第二定律
解得
方向竖直向上；
根据牛顿第三定律，人对杆的摩擦力
方向竖直向下。
答案第1页，共2页
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