第5节 牛顿第三定律
核心素养导学
物理观念 (1)知道力的作用是相互的,了解作用力和反作用力的概念。(2)能正确表述牛顿第三定律。
科学思维 (1)能把一个力的反作用力和这个力的平衡力区分开。(2)会对物体进行初步的受力分析,并解释物理现象或者解决实际问题。
科学探究 通过实验探究,了解两个物体间作用力与反作用力大小和方向的关系。
科学态度与责任 通过实验探究,渗透物理方法的教育,培养分析问题、解决问题的能力;能应用牛顿第三定律分析和解决实际问题。
一、作用力与反作用力
1.定义:两个物体之间__________的一对力叫作作用力和反作用力。可以把这一对力中的任一个力叫作作用力,则另一个力就叫作这个力的反作用力。
2.特点:力的作用总是相互的。相互的作用力和反作用力既可以存在于相互接触的物体之间,也可以存在于不接触的物体之间。
二、牛顿第三定律
1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_____,方向_____,作用在同一条_____上。
2.表达式:F=______,其中F、F′分别表示作用力和反作用力,负号表示两个力__________。
3.意义:揭示了物体之间________的规律,使人们不仅可研究单个物体的运动,还可把存在相互作用的各个物体的运动联系起来研究。
(1)只要有力产生,就一定存在受力物体和施力物体。物体间力的作用是相互的,力是成对出现的。
(2)相互作用的物体不一定接触,如电荷间的作用、磁极间的作用。
(3)作用力与反作用力作用在不同物体上,各自产生的效果不能抵消,不能合成或分解。
(4)作用力和反作用力的关系适用于任何物体之间,与物体的运动状态无关,与参考系的选择也无关。
1.光滑桌面上放两块条形磁铁A和B,A对B有力的作用,B对A也有力的作用,请对以下结论作出判断。
(1)A对B的力和B对A的力,大小不一定相等。( )
(2)A对B的力和B对A的力,作用在一条直线上。( )
(3)当A对B的力消失时,B对A的力不消失。( )
(4)当A对B的力大小变化时,B对A的力大小也变化。( )
(5)A对B的力是引力,B对A的力是引力;若A对B的力是弹力,则B对A的力也是弹力。( )
(6)A对B的力的方向和B对A的力的方向相反。( )
2.鸡蛋碰石头时,鸡蛋破了,是因为石头对鸡蛋的力比鸡蛋对石头的力大吗?
新知学习(一)|对作用力和反作用力的理解
如图,甲、乙两同学想通过两个弹簧测力计的示数来比较谁的力气大,这可能吗?
[重点释解]
1.三个性质
2.四个特征
等大 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在同一条直线上
同性质 作用力和反作用力性质总是相同的
[针对训练]
1.关于作用力与反作用力,下列正确的说法是( )
A.一对作用力和反作用力性质相同,总是同时产生,同时变化,同时消失
B.某物体若只受一个力的作用,说明可以只有作用力,而没有反作用力
C.凡是大小相等,方向相反,作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力
D.一对作用力和反作用力的合力为零
2.如图所示,击球员用棒球棍回击飞过来的棒球时,球棒击棒球的力( )
A.比球撞击球棒的力更早产生
B.与球撞击球棒的力同时产生
C.大于球撞击球棒的力
D.小于球撞击球棒的力
3.我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功软着陆,这是人类制造的探测器第一次登陆月球背面。当着陆后的“嫦娥四号”探测器静止在月球表面时,下列说法正确的是( )
A.探测器对月球表面的压力大于月球表面对探测器的支持力
B.探测器对月球表面的压力小于月球表面对探测器的支持力
C.探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力大小相等
D.探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力方向相同
新知学习(二)|对牛顿第三定律的理解
“掰腕子”是比较臂力大小的一种常见比赛。在一次“掰腕子”比赛中,甲轻松地胜了乙,是否是因为甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力?
[重点释解]
1.定律的公式表达
F=-F′。负号表示两者方向相反,等号表示两者大小相等。
2.定律的物理意义
揭示了物体之间相互作用的规律。反映了作用力和反作用力的大小、方向特点,揭示了相互作用的物体间的联系。
3.三点提醒
(1)对于任何物体,在任何条件下牛顿第三定律都是成立的,与作用力性质、物体质量大小、作用方式(接触还是不接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关。
(2)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中,若一个产生或消失,则另一个必然同时产生或消失,否则就违背了“相互关系”。
(3)当某个力不方便直接分析或求解时,可利用牛顿第三定律转换研究对象,通过分析求解反作用力,从而快捷地解决问题。
[针对训练]
1.如图所示,用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验,把两个测力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果,分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线,以下结论错误的是( )
A.作用力与反作用力方向相反
B.作用力与反作用力同时产生,同时变化
C.作用力与反作用力大小相等
D.作用力与反作用力可以作用在同一物体上,作用效果互相抵消
2.如图所示,蹦床运动员保持身体直立下落,从其接触蹦床到速度减为0要经历先加速后减速两个阶段。以下说法正确的是( )
A.加速阶段,运动员对蹦床的压力大于蹦床对运动员的支持力
B.减速阶段,运动员对蹦床的压力小于蹦床对运动员的支持力
C.速度最大时,运动员的重力等于蹦床对运动员的支持力
D.速度为0时,运动员的重力等于蹦床对运动员的支持力
3.(多选)关于作用力与反作用力在日常生活和生产中的应用,下列说法正确的是( )
A.在平静的水面上,静止着一只小船,船上有一人,人从静止开始从小船的一端走向另一端时,船向相反方向运动
B.汽车行驶时,通过排气筒向后排出尾气,从而获得向前的反作用力即动力
C.如图所示,是农田灌溉用的自动喷水器,当水从弯管的喷嘴喷射出来时,弯管会自动转向
D.软体动物乌贼在水中通过体侧的孔将水吸入鳃腔,然后用力把水挤出体外,乌贼就会向相反方向游去
新知学习(三)
[典例体验]
[典例] 某建筑工地上,工人师傅推车情形如图所示,以下判断正确的是( )
A.工人对车的力与车对工人的力是一对平衡力
B.工人受到的重力与工人对地面的压力是一对平衡力
C.工人对车的力与车对工人的力是一对作用力和反作用力
D.工人受到的重力与地面对工人的支持力是一对作用力和反作用力
听课记录:
[系统归纳]
1.一对相互作用力与一对平衡力的比较
一对相互作用力 一对平衡力
不同点 受力物体 作用在相互作用的两个物体上 作用在同一物体上
涉及物体 涉及两个物体(施力物体同时也是受力物体) 涉及三个物体(两个施力物体,一个受力物体)
依赖关系 相互依赖,不可单独存在,同时产生、变化、消失 无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在,只是不再平衡
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,合力为零
力的性质 一定是同性质的力 可以是同性质的力,也可以是不同性质的力
共同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
2.区分一对相互作用力与一对平衡力的方法
(1)看研究对象:一对作用力和反作用力作用在不同物体上,而一对平衡力作用在同一物体上。
(2)看依存关系:一对作用力和反作用力同生同灭,相互依存,而一对平衡力则彼此没有依存关系。
[针对训练]
1.如图所示,人准备称量体重。体重计里的压力传感器能够测量人体的重力,是因为人静止在体重计上时( )
A.人对体重计的压力与人的重力是同一个力
B.人对体重计的压力与人的重力是一对平衡力
C.体重计对人的支持力与人的重力是一对平衡力
D.人对体重计的压力与人的重力是一对相互作用力
2.(多选)随着科技发展,智能机器人已走进我们的生活。如图所示,无人送货机器人装载好货物静止在水平地面上整装待发,货物静置于机器人的水平托盘上。下列说法正确的是( )
A.托盘对货物的支持力和货物的重力是一对平衡力
B.托盘对货物的支持力和货物的重力是一对相互作用力
C.托盘对货物的支持力和货物对托盘的压力是一对平衡力
D.托盘对货物的支持力和货物对托盘的压力是一对相互作用力
一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养
?物理观念——体会作用力与反作用力
1.(选自鲁科版教材“迷你实验室”)当两物体A、B不直接接触时,如果物体A施力于物体B,那么物体B也会施力于物体A。
如图所示,把两根条形磁铁放在尽可能光滑的台面上,让它们彼此接近但不直接接触,用两手分别按住它们以保持静止。当放开一只手或两只手同时放开时,你看到了什么现象?这说明了什么?
?科学思维——应用牛顿第三定律受力分析
2.(选自人教版教材课后练习)如图所示,油桶放在汽车上,汽车停于水平地面。涉及油桶、汽车、地球三个物体之间的作用力和反作用力一共有几对?这几对力中,油桶受哪几个力?汽车受哪几个力?地球受哪几个力?
二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值
1.唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
2.(多选)如图所示,吊在天花板上的电扇所受重力为G,静止时固定杆对它的拉力为F,扇叶水平转动后,固定杆对它的拉力为F′,则( )
A.F=G、F=F′
B.F=G、F>F′
C.电扇静止时,固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力
D.扇叶水平转动后,固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力
3.如图,是位于运载火箭顶部的逃逸塔,塔身外侧对称分布四个喷口朝向斜下方的逃逸主发动机。每个主发动机产生的推力大小为F,其方向与逃逸塔身夹角为θ。四个主发动机同时工作时,逃逸塔获得的推力大小为( )
A.4F B.4Fsin θ
C.4Fcos θ D.Fsin θ
4.(多选)如图所示,我国有一种传统的民族体育项目叫作“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.甲对绳的拉力大于乙对绳的拉力,所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对绳的拉力等于乙对绳的拉力
C.当甲把乙加速拉过去时,甲对绳的拉力大于乙对绳的拉力
D.甲对绳的拉力始终等于乙对绳的拉力,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜
第5节 牛顿第三定律
[预读教材]
一、
1.相互作用
二、
1.相等 相反 直线 2.-F′ 方向相反 3.相互作用
[情境创设]
1.(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√
2.提示:石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力大小相等,但是鸡蛋蛋壳能承受的力较小,石头能承受的力较大,故鸡蛋会破碎。
新知学习(一)
[任务驱动]
提示:不可能。两弹簧测力计之间是作用力与反作用力关系,它们的示数相等。
[针对训练]
1.选A 一对作用力和反作用力具有同时性,即它们同时产生,同时变化,同时消失,A正确,B错误;大小相等、方向相反,作用在同一物体上的两个力为一对平衡力,C错误;一对作用力与反作用力分别作用在两个物体上,它们不能求合力,D错误。
2.选B 根据牛顿第三定律可知作用力和反作用力总是等大、反向、同时产生、同时消失,故只有B正确。
3.选C 探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力是一对作用力与反作用力,所以它们总是大小相等,方向相反,C正确,A、B、D错误。
新知学习(二)
[任务驱动]
提示:不是。甲、乙两手间的力为作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,这两个力大小相等,甲之所以胜了乙,那是因为甲手腕能承受的力大于乙手腕能承受的力。
[针对训练]
1.选D 从显示器屏幕上出现的结果可以看出,作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、同时产生,同时变化,且作用力与反作用力作用在两个不同的物体上,作用效果不能互相抵消,故A、B、C正确,D错误。
2.选C 根据牛顿第三定律,加速、减速阶段,运动员对蹦床的压力始终等于蹦床对运动员的支持力,故A、B错误;运动员速度最大时,加速度为0,合力为0,故运动员的重力跟蹦床对运动员的支持力相等,故C正确;运动员减速至速度为0时,其加速度向上,支持力大于其重力,故D错误。
3.选ACD 人从小船的一端走向另一端时,要受到船给人的摩擦力,方向与人行走的方向相同,根据牛顿第三定律知,人对小船也有一个摩擦力,其方向与人行走的方向相反,因此船将在这个摩擦力的作用下改变运动状态,向人行走的相反方向运动,所以选项A正确。汽车行驶时,通过排气筒向后排出尾气,虽然尾气对排气筒有反作用力,但毕竟很小,并不是汽车动力的来源,因此选项B错误。农业灌溉用的自动喷水器,当水从弯管的喷嘴喷射出来时,弯管在水的反作用力的推动下会自动旋转,大大增加了喷水的面积,选项C正确。乌贼通过身体侧面的孔把水吸入鳃腔,然后用力把水经过小孔压出体外,根据牛顿第三定律可知,乌贼就获得到了方向相反的反作用力,从而向排水的相反方向游去,选项D正确。
新知学习(三)
[典例] 选C 工人对车的力和车对工人的力是两个物体之间的相互作用,所以工人对车的力与车对工人的力是一对作用力和反作用力,A错误,C正确;工人受到的重力与工人对地面的压力分别作用在两个不同的物体上,所以不是一对平衡力,B错误;工人受到的重力与地面对工人的支持力都作用在工人上,不是一对作用力和反作用力,D错误。
[针对训练]
1.选C 人静止在体重计上时,人对体重计的压力受力物体是体重计,人的重力受力物体是人,二者不是同一个力,也不是一对相互作用力(性质不同),也不是一对平衡力(不是同一物体所受的力),A、B、D错误;人处于受力平衡状态,体重计对人的支持力与人的重力是一对平衡力,C正确。
2.选AD 货物静置于机器人的水平托盘上,托盘对货物的支持力和货物的重力是一对平衡力,A正确,B错误;托盘对货物的支持力和货物对托盘的压力是一对相互作用力,C错误,D正确。
一、
1.提示:当放开一只手时,会看到放开的磁铁加速向按住的磁铁靠近,说明按住的磁铁对放开的磁铁有吸引力作用。当两只手同时放开时,会看到两磁铁同时加速向对方靠近,直到吸在一起。说明物体间的作用力是相互作用力,施力物体同时也是受力物体。
2.提示:共4对。油桶受重力、支持力,汽车受重力、压力、地面支持力,地球受油桶和汽车各自吸引力及压力。
二、
1.选B 将拉力F正交分解,如图所示
则在x方向可得出Fx曲 = Fsin α
Fx直 = Fsin β
在y方向可得出Fy曲 = Fcos α
Fy直 = Fcos β
由题知α < β,则sin α < sin β,cos α > cos β,则可得到Fx曲 < Fx直,Fy曲 > Fy直,A错误,B正确;无论是加速还是匀速前进,耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力,它们大小相等,方向相反,故C、D错误。
2.选BC 电扇静止时,有F=G,而扇叶水平转动后,向下吹风,对空气有向下的作用力,根据牛顿第三定律,空气对扇叶有向上的作用力,此时固定杆对电扇的拉力F′3.选C 发动机产生的推力分解如图所示,四个主发动机同时工作时,逃逸塔获得的推力大小为F推=4Fcos θ,选项C正确。
4.选BD 物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的,只有当物体所受的合外力不为零时,物体的运动状态才会改变,无论物体处于何种状态,物体间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,由于它们作用在不同的物体上,其效果可以不同。甲获胜的原因是甲受到地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力;乙失败的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到地面的摩擦力。但是,根据牛顿第三定律,甲对绳的拉力大小始终等于绳对甲的拉力大小,乙对绳的拉力大小始终等于绳对乙的拉力大小,所以甲、乙对绳的拉力大小相等。故选项B、D正确。
8 / 8(共93张PPT)
牛顿第三定律
第 5 节
核心素养导学
物理观念 (1)知道力的作用是相互的,了解作用力和反作用力的概念。
(2)能正确表述牛顿第三定律。
科学思维 (1)能把一个力的反作用力和这个力的平衡力区分开。
(2)会对物体进行初步的受力分析,并解释物理现象或者解决实际问题。
科学探究 通过实验探究,了解两个物体间作用力与反作用力大小和方向的关系。
科学态度与责任 通过实验探究,渗透物理方法的教育,培养分析问题、解决问题的能力;能应用牛顿第三定律分析和解决实际问题。
续表
1
四层学习内容1落实必备知识
2
四层学习内容2强化关键能力
3
四层学习内容3·4浸润学科素养和核心价值
CONTENTS
目录
4
课时跟踪检测
四层学习内容1落实必备知识
一、作用力与反作用力
1.定义:两个物体之间__________的一对力叫作作用力和反作用力。可以把这一对力中的任一个力叫作作用力,则另一个力就叫作这个力的反作用力。
2.特点:力的作用总是相互的。相互的作用力和反作用力既可以存在于相互接触的物体之间,也可以存在于不接触的物体之间。
相互作用
二、牛顿第三定律
1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小____,方向____,作用在同一条______上。
2.表达式:F=______,其中F、F′分别表示作用力和反作用力,负号表示两个力____________。
3.意义:揭示了物体之间__________的规律,使人们不仅可研究单个物体的运动,还可把存在相互作用的各个物体的运动联系起来研究。
相等
相反
直线
-F′
方向相反
相互作用
(1)只要有力产生,就一定存在受力物体和施力物体。物体间力的作用是相互的,力是成对出现的。
(2)相互作用的物体不一定接触,如电荷间的作用、磁极间的作用。
(3)作用力与反作用力作用在不同物体上,各自产生的效果不能抵消,不能合成或分解。
(4)作用力和反作用力的关系适用于任何物体之间,与物体的运动状态无关,与参考系的选择也无关。
1.光滑桌面上放两块条形磁铁A和B,A对B有力的作用,B对A也有力的作用,请对以下结论作出判断。
(1)A对B的力和B对A的力,大小不一定相等。( )
(2)A对B的力和B对A的力,作用在一条直线上。( )
(3)当A对B的力消失时,B对A的力不消失。( )
(4)当A对B的力大小变化时,B对A的力大小也变化。( )
(5)A对B的力是引力,B对A的力是引力;若A对B的力是弹力,则B对A的力也是弹力。( )
(6)A对B的力的方向和B对A的力的方向相反。( )
×
√
×
√
√
√
2.鸡蛋碰石头时,鸡蛋破了,是因为石头对鸡蛋的力比鸡蛋对石头的力大吗?
提示:石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力大小相等,但是鸡蛋蛋壳能承受的力较小,石头能承受的力较大,故鸡蛋会破碎。
四层学习内容2强化关键能力
如图,甲、乙两同学想通过两个弹簧测力计的示数来比较谁的力气大,这可能吗?
提示:不可能。两弹簧测力计之间是作用力与反作用力关系,它们的示数相等。
新知学习(一)|对作用力和反作用力的理解
任务驱动
[重点释解]
1.三个性质
2.四个特征
等大 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在同一条直线上
同性质 作用力和反作用力性质总是相同的
[针对训练]
1.关于作用力与反作用力,下列正确的说法是( )
A.一对作用力和反作用力性质相同,总是同时产生,同时变化,同时消失
B.某物体若只受一个力的作用,说明可以只有作用力,而没有反作用力
C.凡是大小相等,方向相反,作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力
D.一对作用力和反作用力的合力为零
√
解析:一对作用力和反作用力具有同时性,即它们同时产生,同时变化,同时消失,A正确,B错误;大小相等、方向相反,作用在同一物体上的两个力为一对平衡力,C错误;一对作用力与反作用力分别作用在两个物体上,它们不能求合力,D错误。
2.如图所示,击球员用棒球棍回击飞过来的棒球时,球棒击棒球的力( )
A.比球撞击球棒的力更早产生
B.与球撞击球棒的力同时产生
C.大于球撞击球棒的力
D.小于球撞击球棒的力
√
解析:根据牛顿第三定律可知作用力和反作用力总是等大、反向、同时产生、同时消失,故只有B正确。
3.我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功软着陆,这是人类制造的探测器第一次登陆月球背面。当着陆后的“嫦娥四号”探测器静止在月球表面时,下列说法正确的是( )
A.探测器对月球表面的压力大于月球表面对探测器的支持力
B.探测器对月球表面的压力小于月球表面对探测器的支持力
C.探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力大小相等
D.探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力方向相同
√
解析:探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力是一对作用力与反作用力,所以它们总是大小相等,方向相反,C正确,A、B、D错误。
“掰腕子”是比较臂力大小的一种常见比
赛。在一次“掰腕子”比赛中,甲轻松地胜了
乙,是否是因为甲对乙的作用力大于乙对甲的
作用力?
提示:不是。甲、乙两手间的力为作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,这两个力大小相等,甲之所以胜了乙,那是因为甲手腕能承受的力大于乙手腕能承受的力。
任务驱动
新知学习(二)|对牛顿第三定律的理解
[重点释解]
1.定律的公式表达
F=-F′。负号表示两者方向相反,等号表示两者大小相等。
2.定律的物理意义
揭示了物体之间相互作用的规律。反映了作用力和反作用力的大小、方向特点,揭示了相互作用的物体间的联系。
3.三点提醒
(1)对于任何物体,在任何条件下牛顿第三定律都是成立的,与作用力性质、物体质量大小、作用方式(接触还是不接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关。
(2)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中,若一个产生或消失,则另一个必然同时产生或消失,否则就违背了“相互关系”。
(3)当某个力不方便直接分析或求解时,可利用牛顿第三定律转换研究对象,通过分析求解反作用力,从而快捷地解决问题。
[针对训练]
1.如图所示,用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验,把两个测力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果,分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线,以下结论错误的是( )
A.作用力与反作用力方向相反
B.作用力与反作用力同时产生,同时变化
C.作用力与反作用力大小相等
D.作用力与反作用力可以作用在同一物体上,作用效果互相抵消
√
解析:从显示器屏幕上出现的结果可以看出,作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、同时产生,同时变化,且作用力与反作用力作用在两个不同的物体上,作用效果不能互相抵消,故A、B、C正确,D错误。
2. 如图所示,蹦床运动员保持身体直立下落,从其
接触蹦床到速度减为0要经历先加速后减速两个阶段。以
下说法正确的是( )
A.加速阶段,运动员对蹦床的压力大于蹦床对运动员的支持力
B.减速阶段,运动员对蹦床的压力小于蹦床对运动员的支持力
C.速度最大时,运动员的重力等于蹦床对运动员的支持力
D.速度为0时,运动员的重力等于蹦床对运动员的支持力
√
解析:根据牛顿第三定律,加速、减速阶段,运动员对蹦床的压力始终等于蹦床对运动员的支持力,故A、B错误;运动员速度最大时,加速度为0,合力为0,故运动员的重力跟蹦床对运动员的支持力相等,故C正确;运动员减速至速度为0时,其加速度向上,支持力大于其重力,故D错误。
3.(多选)关于作用力与反作用力在日常生活和生产中的应用,下列说法正确的是( )
A.在平静的水面上,静止着一只小船,船上有一人,人从静止开始从小船的一端走向另一端时,船向相反方向运动
B.汽车行驶时,通过排气筒向后排出尾气,从而获得向前的反作用力即动力
√
C.如图所示,是农田灌溉用的自动喷水器,当水
从弯管的喷嘴喷射出来时,弯管会自动转向
D.软体动物乌贼在水中通过体侧的孔将水吸入鳃
腔,然后用力把水挤出体外,乌贼就会向相反方向游去
√
√
解析:人从小船的一端走向另一端时,要受到船给人的摩擦力,方向与人行走的方向相同,根据牛顿第三定律知,人对小船也有一个摩擦力,其方向与人行走的方向相反,因此船将在这个摩擦力的作用下改变运动状态,向人行走的相反方向运动,所以选项A正确。汽车行驶时,通过排气筒向后排出尾气,虽然尾气对排气筒有反作用力,但毕竟很小,并不是汽车动力的来源,因此选项B错误。
农业灌溉用的自动喷水器,当水从弯管的喷嘴喷射出来时,弯管在水的反作用力的推动下会自动旋转,大大增加了喷水的面积,选项C正确。乌贼通过身体侧面的孔把水吸入鳃腔,然后用力把水经过小孔压出体外,根据牛顿第三定律可知,乌贼就获得到了方向相反的反作用力,从而向排水的相反方向游去,选项D正确。
[典例] 某建筑工地上,工人师傅推车情形如图
所示,以下判断正确的是( )
A.工人对车的力与车对工人的力是一对平衡力
B.工人受到的重力与工人对地面的压力是一对平衡力
C.工人对车的力与车对工人的力是一对作用力和反作用力
D.工人受到的重力与地面对工人的支持力是一对作用力和反作用力
典例体验
新知学习(三)|相互作用力和平衡力的比较
√
[解析] 工人对车的力和车对工人的力是两个物体之间的相互作用,所以工人对车的力与车对工人的力是一对作用力和反作用力,A错误,C正确;工人受到的重力与工人对地面的压力分别作用在两个不同的物体上,所以不是一对平衡力,B错误;工人受到的重力与地面对工人的支持力都作用在工人上,不是一对作用力和反作用力,D错误。
[系统归纳]
1.一对相互作用力与一对平衡力的比较
一对相互作用力 一对平衡力
不同点 受力物体 作用在相互作用的两个物体上 作用在同一物体上
涉及物体 涉及两个物体(施力物体同时也是受力物体) 涉及三个物体(两个施力物体,一个受力物体)
不同点 依赖 关系 相互依赖,不可单独存在,同时产生、变化、消失 无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在,只是不再平衡
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,合力为零
力的 性质 一定是同性质的力 可以是同性质的力,也可以是不同性质的力
共同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 续表
2.区分一对相互作用力与一对平衡力的方法
(1)看研究对象:一对作用力和反作用力作用在不同物体上,而一对平衡力作用在同一物体上。
(2)看依存关系:一对作用力和反作用力同生同灭,相互依存,而一对平衡力则彼此没有依存关系。
[针对训练]
1. 如图所示,人准备称量体重。体重计里的压力传感器能够测量人体的重力,是因为人静止在体重计上时( )
A.人对体重计的压力与人的重力是同一个力
B.人对体重计的压力与人的重力是一对平衡力
C.体重计对人的支持力与人的重力是一对平衡力
D.人对体重计的压力与人的重力是一对相互作用力
√
解析:人静止在体重计上时,人对体重计的压力受力物体是体重计,人的重力受力物体是人,二者不是同一个力,也不是一对相互作用力(性质不同),也不是一对平衡力(不是同一物体所受的力),A、B、D错误;人处于受力平衡状态,体重计对人的支持力与人的重力是一对平衡力,C正确。
2.(多选)随着科技发展,智能机器人已走进我们的生
活。如图所示,无人送货机器人装载好货物静止在水平地
面上整装待发,货物静置于机器人的水平托盘上。下列
说法正确的是( )
A.托盘对货物的支持力和货物的重力是一对平衡力
B.托盘对货物的支持力和货物的重力是一对相互作用力
C.托盘对货物的支持力和货物对托盘的压力是一对平衡力
D.托盘对货物的支持力和货物对托盘的压力是一对相互作用力
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解析:货物静置于机器人的水平托盘上,托盘对货物的支持力和货物的重力是一对平衡力,A正确,B错误;托盘对货物的支持力和货物对托盘的压力是一对相互作用力,C错误,D正确。
四层学习内容3·4浸润学科素养和核心价值
一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养
?物理观念——体会作用力与反作用力
1.(选自鲁科版教材“迷你实验室”)当两物体A、B不直接接触时,如果物体A施力于物体B,那么物体B也会施力于物体A。
如图所示,把两根条形磁铁放在尽可能光滑的台面上,让它们彼此接近但不直接接触,用两手分别按住它们以保持静止。当放开一只手或两只手同时放开时,你看到了什么现象?这说明了什么?
提示:当放开一只手时,会看到放开的磁铁加速向按住的磁铁靠近,说明按住的磁铁对放开的磁铁有吸引力作用。当两只手同时放开时,会看到两磁铁同时加速向对方靠近,直到吸在一起。说明物体间的作用力是相互作用力,施力物体同时也是受力物体。
?科学思维——应用牛顿第三定律受力分析
2.(选自人教版教材课后练习)如图
所示,油桶放在汽车上,汽车停于水平
地面。涉及油桶、汽车、地球三个物体之间的作用力和反作用力一共有几对?这几对力中,油桶受哪几个力?汽车受哪几个力?地球受哪几个力?
提示:共4对。油桶受重力、支持力,汽车受重力、压力、地面支持力,地球受油桶和汽车各自吸引力及压力。
二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值
1.唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
√
解析:选B 将拉力F正交分解,如图所示
则在x方向可得出Fx曲 = Fsin α
Fx直 = Fsin β
在y方向可得出Fy曲 = Fcos α
Fy直 = Fcos β
由题知α < β,则sin α < sin β,cos α > cos β,则可得到Fx曲 < Fx直,Fy曲 > Fy直,A错误,B正确;无论是加速还是匀速前进,耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力,它们大小相等,方向相反,故C、D错误。
2. (多选)如图所示,吊在天花板上的电扇所受重力
为G,静止时固定杆对它的拉力为F,扇叶水平转动后,
固定杆对它的拉力为F′,则( )
A.F=G、F=F′
B.F=G、F>F′
C.电扇静止时,固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力
D.扇叶水平转动后,固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力
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解析:电扇静止时,有F=G,而扇叶水平转动后,向下吹风,对空气有向下的作用力,根据牛顿第三定律,空气对扇叶有向上的作用力,此时固定杆对电扇的拉力F′3.如图,是位于运载火箭顶部的逃逸塔,
塔身外侧对称分布四个喷口朝向斜下方的逃逸
主发动机。每个主发动机产生的推力大小为F,
其方向与逃逸塔身夹角为θ。四个主发动机同时
工作时,逃逸塔获得的推力大小为( )
A.4F B.4Fsin θ C.4Fcos θ D.Fsin θ
√
解析:发动机产生的推力分解如图所示,四个主发动机同时工作时,逃逸塔获得的推力大小为F推=4Fcos θ,选项C正确。
4. (多选)如图所示,我国有一种传统的民族体育项目叫作“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.甲对绳的拉力大于乙对绳的拉力,所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对绳的拉力等于乙对绳的拉力
C.当甲把乙加速拉过去时,甲对绳的拉力大于乙对绳的拉力
D.甲对绳的拉力始终等于乙对绳的拉力,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜
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解析:物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的,只有当物体所受的合外力不为零时,物体的运动状态才会改变,无论物体处于何种状态,物体间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,由于它们作用在不同的物体上,其效果可以不同。甲获胜的原因是甲受到地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力;乙失败的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到地面的摩擦力。但是,根据牛顿第三定律,甲对绳的拉力大小始终等于绳对甲的拉力大小,乙对绳的拉力大小始终等于绳对乙的拉力大小,所以甲、乙对绳的拉力大小相等。故选项B、D正确。
课时跟踪检测
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(选择题1~9小题,每小题4分;11~13小题,每小题6分。本检测卷满分80分)
A级—学考达标
1.(多选)亚里士多德是世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一;伽利略是意大利物理学家、天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者。根据下面甲、乙、丙、丁四幅图,判断下列说法正确的是( )
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A.甲图,亚里士多德认为马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力
B.乙图,亚里士多德通过比萨斜塔实验证明了自由落体运动是匀加速直线运动
C.丙图,伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因
D.丁图,伽利略通过斜面实验并通过合理外推,得到自由落体的运动规律
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解析:甲图,牛顿认为马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力,故A错误;乙图,伽利略提出了落体理论,但由斜塔实验并没有得出自由落体为匀加速直线运动,故B错误;丙图,伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因,故C正确;丁图,伽利略通过斜面实验并通过合理外推,得到自由落体的运动规律,故D正确。
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2.关于作用力与反作用力,下列说法正确的是( )
A.地球对重物的引力大于重物对地球的引力
B.当作用力是摩擦力时,反作用力也一定是摩擦力
C.拔河比赛中甲队获胜,则甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力
D.匀速上升的气球所受的浮力的反作用力是气球的重力
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解析:作用力与反作用力大小相等,方向相反,所以地球对重物的作用力大小等于重物对地球的作用力大小,拔河比赛中甲队对乙队的拉力等于乙队对甲队的拉力,A、C两项错误;作用力与反作用力的力的性质相同,所以当作用力是摩擦力时,反作用力也一定是摩擦力,B项正确;作用力与反作用力同时产生、同时变化,匀速上升的气球对地球的引力的反作用力才是重力,D项错误。
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3. 如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时( )
A.小车只受重力、支持力作用
B.木板对小车的作用力方向水平向左
C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
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解析:小车在长木板上受到重力、支持力、摩擦力作用,A错误;木板对小车的摩擦力方向向左,支持力方向向上,木板对小车的作用力方向斜向上,B错误;根据牛顿第三定律,木板对小车的作用力大小等于小车对木板的作用力大小,C错误,D正确。
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4.(多选) 如图,一运动员站在10 m跳板上保持静止,图中F1表示人对跳板的弹力,F2表示跳板对人的弹力,则下列判断中正确的是( )
A.F1和F2是一对平衡力
B.F1和F2是一对作用力和反作用力
C.跳板对运动员的作用力大小等于运动员的重力大小
D.F1和F2的合力为零
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解析:由于F1的施力物体是人,受力物体是跳板,F2的施力物体是跳板,受力物体是人,F1和F2是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,同时产生,同时消失,故A错误,B正确;运动员静止在跳板上,跳板对运动员的作用力与运动员的重力是一对平衡力,二者大小相等,故C正确;F1和F2是一对作用力和反作用力,作用物体不同,无法进行合成,故D错误。
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5.人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有( )
A.1对 B.2对
C.3对 D.4对
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解析:人走路时,受到重力、摩擦力和支持力。人对地球的万有引力和地球对人的万有引力是一对作用力和反作用力;人对地面的摩擦力和地面对人的摩擦力是一对作用力和反作用力;人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力,共有3对作用力和反作用力,故C正确。
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6.(2023·海南高考)如图所示,工人利用滑轮
组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C.重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D.重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
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7. 如图所示是越野滑雪运动员在赛道上滑行的简化情境,关于滑雪板与赛道之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B.滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
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解析:滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力是一对作用力与反作用力,二者大小相等,方同相反,C正确。
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8.如图所示,松鼠坐在倾斜的树枝上静止不动,下列说法正确的是( )
A.松鼠受到的支持力方向竖直向上
B.松鼠对树枝有压力是因为树枝发生了形变
C.松鼠受到的摩擦力大小大于松鼠受到的重力大小
D.松鼠受到的摩擦力大小等于树枝受到的摩擦力大小
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解析:由于树枝倾斜,所以松鼠受到的支持力垂直于树枝斜向上,故A错误;松鼠对树枝有压力是因为松鼠发生了形变而产生对树枝的弹力,故B错误;松鼠受重力、支持力、摩擦力三力而平衡,摩擦力大小等于重力沿树枝向下的分力,小于重力大小,故C错误;根据牛顿第三定律,松鼠受到的摩擦力大小等于树枝受到的摩擦力大小,故D正确。
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9.(多选) 物体C置于水平地面上,A、B由轻绳通过固定在C上的光滑定滑轮相连,C的上表面水平,连接B的轻绳水平,整个系统处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是( )
A.B与C之间的接触面一定是粗糙的
B.B与C之间的接触面可以是光滑的
C.C与地面之间的接触面一定是粗糙的
D.C与地面之间的接触面可以是光滑的
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解析:B受到C对它向右的静摩擦力作用,故B、C之间一定是粗糙的,A正确,B错误;整体考虑,系统无运动趋势,C与地面间无摩擦力作用,不能确定C与地面间粗糙与否,C错误,D正确。
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10.(12分)一质量为50 kg的人,站在电梯底板上随同电梯一起由静止开始匀加速竖直上升,经时间3 s速度达到6 m/s。取g=10 m/s2,求运动过程中:
(1)电梯加速度的大小;
答案:2 m/s2
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(2)人对电梯底板压力的大小。
答案:600 N
解析:设电梯对人的支持力为F,由牛顿第二定律得
F-mg=ma,得F=m(g+a)=600 N
由牛顿第三定律可知:在电梯上升过程中人对电梯底板压力的大小为600 N。
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B级—选考进阶
11.如图所示,一细绳跨过悬挂的光滑定滑轮,两端分别系
有小球A和B,整体处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.细绳对A的拉力和B的重力是一对平衡力
B.细绳对A的拉力和B对细绳的拉力是一对作用力与反作用力
C.细绳对A的拉力和细绳对B的拉力是一对平衡力
D.细绳对A的拉力和A的重力是一对平衡力
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解析:一对作用力和反作用力大小相等、方向相反,作用在不同物体上,且二者一定是同性质的力;一对平衡力大小相等、方向相反,作用在同一物体上,二者可以是不同性质的力。细绳对A的拉力和A的重力是一对平衡力,细绳对A的拉力和A对细绳的拉力是一对作用力与反作用力;细绳对B的拉力和B的重力是一对平衡力,细绳对B的拉力和B对细绳的拉力是一对作用力与反作用力。综上所述可知A、B、C错误,D正确。
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12.(多选) 如图所示为排球运动员扣球的情境。在排球比赛中,运动员用手掌将排球奋力击出。关于排球与运动员手掌之间的作用力,下列说法正确的是( )
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A.排球对运动员手掌的作用力大于运动员手掌对排球的作用力
B.排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力大小相等
C.排球对运动员手掌的作用力比运动员手掌对排球的作用力产生稍晚
D.排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力同时消失
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解析:排球对运动员手掌的作用力与运动员手掌对排球的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,同时产生,同时消失,故B、D正确。
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13. 一高中学校举办运动会,某同学进行跳远比赛时,如图所示,则下列说法正确的是( )
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A.该同学起跑时,地面对他的作用力大于他对地面的作用力
B.该同学踩在踏板上腾空的瞬间,踏板对他的作用力大于他对踏板的作用力
C.该同学陷进沙坑的过程中,沙对他的作用力小于他对沙的作用力
D.该同学陷进沙坑的过程中,沙对他的作用力等于他对沙的作用力
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解析:地面对人的作用力与人对地面的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,A错误;踏板对人的作用力与人对踏板的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,B错误;该同学陷进沙的过程中,沙对人的作用力与人对沙的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,C错误,D正确。
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14.(14分) 电动平衡车,又叫体感车、思维车、
摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。
(1)如图所示的电动平衡车突然在水平面上做加速
直线运动,平衡车对地面的压力大小是否发生变化?
答案:不发生变化
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解析:根据牛顿第三定律可知:平衡车对地面的压力等于地面对平衡车的支持力。因平衡车和人在竖直方向上处于平衡状态,即地面对平衡车的支持力等于平衡车和人所受的重力,故平衡车对地面的压力不因为平衡车的加速而变化。
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(2)一小孩站在电动平衡车上与平衡车一起做匀速直线运动,人和平衡车的总质量为35 kg,则电动平衡车对地面的压力为多少?(取g=9.8 N/kg)
答案:343 N
解析:在竖直方向上有:人和平衡车所受的重力和支持力是一对平衡力,则人和平衡车所受支持力大小:N=Mg=35 kg×9.8 N/kg=343 N,根据牛顿第三定律,则电动平衡车对地面的压力大小为343 N。
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4课时跟踪检测(十八) 牛顿第三定律
(选择题1~9小题,每小题4分;11~13小题,每小题6分。本检测卷满分80分)
级—学考达标
1.(多选)亚里士多德是世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一;伽利略是意大利物理学家、天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者。根据下面甲、乙、丙、丁四幅图,判断下列说法正确的是( )
A.甲图,亚里士多德认为马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力
B.乙图,亚里士多德通过比萨斜塔实验证明了自由落体运动是匀加速直线运动
C.丙图,伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因
D.丁图,伽利略通过斜面实验并通过合理外推,得到自由落体的运动规律
2.关于作用力与反作用力,下列说法正确的是( )
A.地球对重物的引力大于重物对地球的引力
B.当作用力是摩擦力时,反作用力也一定是摩擦力
C.拔河比赛中甲队获胜,则甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力
D.匀速上升的气球所受的浮力的反作用力是气球的重力
3.如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时( )
A.小车只受重力、支持力作用
B.木板对小车的作用力方向水平向左
C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
4.(多选)如图,一运动员站在10 m跳板上保持静止,图中F1表示人对跳板的弹力,F2表示跳板对人的弹力,则下列判断中正确的是( )
A.F1和F2是一对平衡力
B.F1和F2是一对作用力和反作用力
C.跳板对运动员的作用力大小等于运动员的重力大小
D.F1和F2的合力为零
5.人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有( )
A.1对 B.2对
C.3对 D.4对
6.(2023·海南高考)如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C.重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D.重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
7.如图所示是越野滑雪运动员在赛道上滑行的简化情境,关于滑雪板与赛道之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B.滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
8.如图所示,松鼠坐在倾斜的树枝上静止不动,下列说法正确的是( )
A.松鼠受到的支持力方向竖直向上
B.松鼠对树枝有压力是因为树枝发生了形变
C.松鼠受到的摩擦力大小大于松鼠受到的重力大小
D.松鼠受到的摩擦力大小等于树枝受到的摩擦力大小
9.(多选)物体C置于水平地面上,A、B由轻绳通过固定在C上的光滑定滑轮相连,C的上表面水平,连接B的轻绳水平,整个系统处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是( )
A.B与C之间的接触面一定是粗糙的
B.B与C之间的接触面可以是光滑的
C.C与地面之间的接触面一定是粗糙的
D.C与地面之间的接触面可以是光滑的
10.(12分)一质量为50 kg的人,站在电梯底板上随同电梯一起由静止开始匀加速竖直上升,经时间3 s速度达到6 m/s。取g=10 m/s2,求运动过程中:
(1)电梯加速度的大小;
(2)人对电梯底板压力的大小。
级—选考进阶
11.如图所示,一细绳跨过悬挂的光滑定滑轮,两端分别系有小球A和B,整体处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.细绳对A的拉力和B的重力是一对平衡力
B.细绳对A的拉力和B对细绳的拉力是一对作用力与反作用力
C.细绳对A的拉力和细绳对B的拉力是一对平衡力
D.细绳对A的拉力和A的重力是一对平衡力
12.(多选)如图所示为排球运动员扣球的情境。在排球比赛中,运动员用手掌将排球奋力击出。关于排球与运动员手掌之间的作用力,下列说法正确的是( )
A.排球对运动员手掌的作用力大于运动员手掌对排球的作用力
B.排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力大小相等
C.排球对运动员手掌的作用力比运动员手掌对排球的作用力产生稍晚
D.排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力同时消失
13.一高中学校举办运动会,某同学进行跳远比赛时,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该同学起跑时,地面对他的作用力大于他对地面的作用力
B.该同学踩在踏板上腾空的瞬间,踏板对他的作用力大于他对踏板的作用力
C.该同学陷进沙坑的过程中,沙对他的作用力小于他对沙的作用力
D.该同学陷进沙坑的过程中,沙对他的作用力等于他对沙的作用力
14.(14分)电动平衡车,又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。
(1)如图所示的电动平衡车突然在水平面上做加速直线运动,平衡车对地面的压力大小是否发生变化?
(2)一小孩站在电动平衡车上与平衡车一起做匀速直线运动,人和平衡车的总质量为35 kg,则电动平衡车对地面的压力为多少?(取g=9.8 N/kg)
课时跟踪检测(十八)
1.选CD 甲图,牛顿认为马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力,故A错误;乙图,伽利略提出了落体理论,但由斜塔实验并没有得出自由落体为匀加速直线运动,故B错误;丙图,伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因,故C正确;丁图,伽利略通过斜面实验并通过合理外推,得到自由落体的运动规律,故D正确。
2.选B 作用力与反作用力大小相等,方向相反,所以地球对重物的作用力大小等于重物对地球的作用力大小,拔河比赛中甲队对乙队的拉力等于乙队对甲队的拉力,A、C两项错误;作用力与反作用力的力的性质相同,所以当作用力是摩擦力时,反作用力也一定是摩擦力,B项正确;作用力与反作用力同时产生、同时变化,匀速上升的气球对地球的引力的反作用力才是重力,D项错误。
3.选D 小车在长木板上受到重力、支持力、摩擦力作用,A错误;木板对小车的摩擦力方向向左,支持力方向向上,木板对小车的作用力方向斜向上,B错误;根据牛顿第三定律,木板对小车的作用力大小等于小车对木板的作用力大小,C错误,D正确。
4.选BC 由于F1的施力物体是人,受力物体是跳板,F2的施力物体是跳板,受力物体是人,F1和F2是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,同时产生,同时消失,故A错误,B正确;运动员静止在跳板上,跳板对运动员的作用力与运动员的重力是一对平衡力,二者大小相等,故C正确;F1和F2是一对作用力和反作用力,作用物体不同,无法进行合成,故D错误。
5.选C 人走路时,受到重力、摩擦力和支持力。人对地球的万有引力和地球对人的万有引力是一对作用力和反作用力;人对地面的摩擦力和地面对人的摩擦力是一对作用力和反作用力;人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力,共有3对作用力和反作用力,故C正确。
6.选B 对工人受力分析,受绳的拉力、地面的支持力和重力,三力平衡,工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力,A错误,B正确;对动滑轮受力分析如图所示,则有绳子拉力FT=,重物缓慢拉起过程,θ逐渐增大,则FT逐渐变大,C、D错误。
7.选C 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力是一对作用力与反作用力,二者大小相等,方同相反,C正确。
8.选D 由于树枝倾斜,所以松鼠受到的支持力垂直于树枝斜向上,故A错误;松鼠对树枝有压力是因为松鼠发生了形变而产生对树枝的弹力,故B错误;松鼠受重力、支持力、摩擦力三力而平衡,摩擦力大小等于重力沿树枝向下的分力,小于重力大小,故C错误;根据牛顿第三定律,松鼠受到的摩擦力大小等于树枝受到的摩擦力大小,故D正确。
9.选AD B受到C对它向右的静摩擦力作用,故B、C之间一定是粗糙的,A正确,B错误;整体考虑,系统无运动趋势,C与地面间无摩擦力作用,不能确定C与地面间粗糙与否,C错误,D正确。
10.解析:(1)根据运动学公式v=at
电梯的加速度a== m/s2=2 m/s2。
(2)设电梯对人的支持力为F,由牛顿第二定律得
F-mg=ma,得F=m(g+a)=600 N
由牛顿第三定律可知:在电梯上升过程中人对电梯底板压力的大小为600 N。
答案:(1)2 m/s2 (2)600 N
11.选D 一对作用力和反作用力大小相等、方向相反,作用在不同物体上,且二者一定是同性质的力;一对平衡力大小相等、方向相反,作用在同一物体上,二者可以是不同性质的力。细绳对A的拉力和A的重力是一对平衡力,细绳对A的拉力和A对细绳的拉力是一对作用力与反作用力;细绳对B的拉力和B的重力是一对平衡力,细绳对B的拉力和B对细绳的拉力是一对作用力与反作用力。综上所述可知A、B、C错误,D正确。
12.选BD 排球对运动员手掌的作用力与运动员手掌对排球的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,同时产生,同时消失,故B、D正确。
13.选D 地面对人的作用力与人对地面的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,A错误;踏板对人的作用力与人对踏板的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,B错误;该同学陷进沙的过程中,沙对人的作用力与人对沙的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,C错误,D正确。
14.解析:(1)根据牛顿第三定律可知:平衡车对地面的压力等于地面对平衡车的支持力。因平衡车和人在竖直方向上处于平衡状态,即地面对平衡车的支持力等于平衡车和人所受的重力,故平衡车对地面的压力不因为平衡车的加速而变化。
(2)在竖直方向上有:人和平衡车所受的重力和支持力是一对平衡力,则人和平衡车所受支持力大小:N=Mg=35 kg×9.8 N/kg=343 N,根据牛顿第三定律,则电动平衡车对地面的压力大小为343 N。
答案:(1)不发生变化 (2)343 N
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