学业分层测评(十八)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列说法中正确的是( )
A．一对作用力与反作用力和一对平衡力都是等大反向且作用于同一条直线上，因此它们的作用效果一定相同
B．一对作用力与反作用力涉及两个物体，它们互为施力物体和受力物体；一对平衡力只是处于平衡状态的那一个物体所受的力
C．一对作用力与反作用力的性质一定相同，一对平衡力的性质也一定相同
D．一对平衡力跟一对作用力与反作用力一样，都是同时产生、同时变化、同时消失
【解析】 一对作用力与反作用力是两个物体受到的不能相抵消的两个力，而一对平衡力是一个物体受到的两个力，可以抵消，故选项A错误；一对作用力与反作用力，性质相同，同时产生、同时变化、同时消失，而一对平衡力的性质不一定相同，当一个力发生变化时，另一个力也未必发生变化，如挂在竖直的弹簧下面静止的物体，弹力与重力不是同一性质的力，当弹力发生变化或消失时，重力不变，故选项C、D错误．
【答案】 B
2．一物体受水平绳的拉力作用在水平地面上由静止开始前进，先做加速运动，然后做匀速运动，最后又做减速运动，则下列说法中正确的是 ( )
A．加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B．减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力
C．只有在匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等
D．不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等
【解析】 绳与物体是一对相互作用的物体，绳与物体之间的作用力与反作用力遵守牛顿第三定律，与相互作用的性质、物体的运动状态均无关系，总是等大、反向、作用在不同物体上且在一条直线上，D正确．
【答案】 D
3．用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如图6-3-4所示，下列说法正确的是 ( )
图6-3-4
A．F1的施力物体是弹簧
B．F2的反作用力是F3
C．F3的施力物体是地球
D．F4的反作用力是F1
【解析】 F1的施力物体是地球，F2的反作用力是F3，F3的施力物体是小球，F4的反作用力是弹簧对天花板向下的拉力，B正确．
【答案】 B
4．(多选)如图6-3-5所示，物体A静止于水平地面上，下列说法中正确的是 ( )
图6-3-5
A．物体对地面的压力和受到的重力是一对平衡力
B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力
C．物体受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
D．物体受到的重力和地面对它的支持力是一对作用力和反作用力
【解析】 物体对地面的压力和受到的重力虽然等大同向，但不是一对平衡力；物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力；物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力．
【答案】 BC
5．春天，河边上的湿地很松软，人在湿地上行走时容易下陷，在人下陷时 ( )
A．人对湿地地面的压力就是他受的重力
B．人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力
C．人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力
D．人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力
【解析】 人对湿地地面的压力，是弹力且受力物体是地面，人受到的重力与弹力性质不同，且受力物体是人，所以不能说人对湿地地面的压力就是他受的重力，A错；人对湿地地面的压力和湿地地面对他的支持力是一对作用力和反作用力，故大小相等，B、D错，C对．
【答案】 C
6．如图6-3-6所示，电灯吊在天花板上，设悬线对电灯的拉力为F1，电灯对悬线的拉力为F2，电灯的重力为F3.下列说法正确的是( )
图6-3-6
A．F1、F2是一对平衡力
B．F1、F3是一对平衡力
C．F1、F3是一对作用力和反作用力
D．F2、F3是一对作用力和反作用力
【解析】 悬线对电灯的拉力为F1，电灯对悬线的拉力为F2，符合一对相互作用力的特点，是一对作用力和反作用力，故A错误；悬线对电灯的拉力F1和电灯的重力F3，作用在一个物体上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，故B正确，C错误；电灯对悬线的拉力F2和电灯的重力F3，不是两个物体间的相互作用，不是一对作用力和反作用力，故D错误．
【答案】 B
7．某同学用传感器探究作用力与反作用力的关系，实验时他把两只力传感器同时连接在计算机上．如图6-3-7是他记录的两个物体间作用力和反作用力的变化图线．根据图线可以得出的结论是( )
图6-3-7
A．作用力大时反作用力小
B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力变化在先，反作用力变化在后
D．两个物体一定都处于平衡状态
【解析】 从与传感器连接在一起的计算机所描绘出的作用力与反作用力随时间的变化规律图线不难看出：在任意时刻，作用力都与反作用力大小相等、方向相反．二者的大小变化规律完全相同，只是方向相反．因此，选项A错误，选项B正确；图线显示作用力与反作用力的变化具有同时性，不分先后，选项C错误；图线只反映了相互作用的两个物体之间的作用力等大、反向关系，并不能反映每个物体受到的合外力情况，选项D错误．
【答案】 B
8．(多选)如图6-3-8所示，一个胖子跟一个瘦子站在水平地面上比力气，结果胖子把瘦子拉过来了．在这个过程中，关于作用于双方的力的关系，下列说法正确的是( )
图6-3-8
A．胖子拉瘦子的力一定比瘦子拉胖子的力大
B．胖子与瘦子间的拉力是一对作用力和反作用力
C．胖子拉瘦子的力与瘦子拉胖子的力一定大小相等
D．只有在胖子把瘦子拉动的过程中，胖子的力才比瘦子的力大，在可能出现的短暂相持阶段，两人的拉力一样大
【解析】 作用力与反作用力总是大小相等的．胖子与瘦子比力气时，无论是在相持阶段还是在瘦子被胖子拉动的过程中，胖子拉瘦子的力与瘦子拉胖子的力都是一对相互作用力，其大小总是相等的．故选项A、D错误，B、C正确．
【答案】 BC
[能力提升]
9．如图6-3-9所示，用弹簧测力计悬挂一个重G＝10 N的金属块，使金属块部分地浸在台秤上的水杯中(水不会溢出)．若弹簧测力计的示数变为FT′＝6 N，则台秤的示数( )
图6-3-9
A．保持不变
B．增加10 N
C．增加6 N
D．增加4 N
【解析】 金属块浸入水中后，水对金属块产生浮力F，由弹簧测力计的示数知，浮力的大小为F＝G－FT′＝(10－6) N＝4 N．根据牛顿第三定律，金属块对水也施加一个反作用力F′，其大小F′＝F＝4 N，通过水和杯的传递，对台秤产生附加压力，所以，台秤的示数增加4 N.
【答案】 D
10．(多选)如图6-3-10所示，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．箱和杆质量是M，环的质量为m，已知环沿着杆以加速度a下滑，环受杆的摩擦阻力大小为F，则此时箱对地面的压力为 ( )
图6-3-10
A．Mg＋F
B．(M＋m)g－F
C．(M＋m)g
D．(M＋m)g－ma
【解析】 由牛顿第三定律可知，环对杆的摩擦力大小为F，方向向下，箱对地面的压力为Mg＋F，故A正确；对环利用牛顿第二定律得：mg－F＝ma，解得F＝m(g－a)，代入A项中得压力为(M＋m)g－ma，故D正确．
【答案】 AD
11．一质量为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.
【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
12．如图6-3-11所示，质量M＝60 kg的人通过光滑的定滑轮用绳拉着m＝20 kg的物体．当物体以加速度a＝5 m/s2上升时，人对地面的压力为多少？(g取10 m/s2)
图6-3-11
【解析】 对物体由牛顿第二定律得：F－mg＝ma，解得：F＝m(g＋a)＝20×(10＋5) N＝300 N，由于人静止，则：Mg＝N＋F，解得地面对人的支持力为：N＝Mg－F＝60×10 N－300 N＝300 N，由牛顿第三定律得人对地面的压力为：N′＝N＝300 N.
【答案】 300 N
第3节 牛顿第三定律
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念．
2．理解牛顿第三定律的确切含义，会用它解决简单的问题．(重点)
3．会区分平衡力与作用力和反作用力．(重点、难点)
作 用 力 与 反 作 用 力
[先填空]
1．定义：物体间的一对相互作用力，叫作作用力和反作用力．可以把其中的任意一个力叫作作用力，则另一个力就叫作反作用力．
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．
[再判断]
1．只有物体相互接触时，物体间才存在作用力和反作用力．(×)
2．力是物体对物体的作用，施力物体同时也是受力物体．(√)
3．作用力和反作用力的合力为零．(×)
[后思考]
1．两个物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力吗？
【提示】 一定．
2．作用力和反作用力的效果可以相互抵消吗？
【提示】 不能，因为作用在两个不同的物体上．
[合作探讨]
在光滑的冰面上，两人相对而立．当一人用力去推另一个人时，两人同时向相反方向运动；两个小车上粘有磁铁，让两小车停在水平桌面上距离适当的位置，放手后两小车同时运动(相吸或相斥)．
探讨1：上面事例中，当一个物体(设为甲)对另一个物体(设为乙)施力时，乙对甲有作用力吗？
【提示】 甲对乙施力时，乙对甲也同时产生了作用力．
探讨2：上面两个例子中相互作用力各是什么性质的力？一对相互作用力的性质相同吗？
【提示】 前者相互作用力都是弹力，后者相互作用力都是引力或都是斥力；相同．
探讨3：物体间相互作用的一对力作用在几个物体上？
【提示】 两个．
[核心点击]
作用力、反作用力与平衡力的比较
作用力与反作用力
一对平衡力
共同点
大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上
不
同
点
作用
对象
两个力分别作用在两个物体上
两个力作用在同一个物体上
作用
时间
同时产生，同时变化，同时消失，不可单独存在
不一定同时产生或消失
力的
性质
一定是同性质的力
不一定是同性质的力
作用
效果
因为一对作用力与反作用力作用在两个物体上，各自产生作用效果，故不能求合力
一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态，合力为零
1．下列关于作用力与反作用力的说法中正确的是 ( )
A．先有作用力，然后才有反作用力
B．作用力和反作用力的大小相等、方向相反，合力为零
C．物体间的作用力和反作用力一定同时产生、同时消失
D．只有两物体接触时，才会产生作用力和反作用力
【解析】 作用力和反作用力是同时产生、同时消失的，所以A错误，C正确；由于作用力和反作用力分别作用于两个不同的物体，因此这两个力不能互相抵消，也不能进行合成运算，即作用力和反作用力由于作用点不同而没有合力，所以B错误；只要两个物体间能发生力的作用，就存在相互作用力，而两个不接触的物体间也可以产生力的作用，如两块磁铁发生相互作用时就不需要接触，所以D错误．
【答案】 C
2．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
【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对力，故C正确．
【答案】 C
3．在2014年仁川亚运会跳水赛10米跳台比赛中，我国跳水运动员包揽冠亚军．如图6-3-1所示为运动员跳水前的起跳动作．下列说法正确的是( )
图6-3-1
A．运动员蹬板的作用力大小大于板对她们的支持力大小
B．运动员蹬板的作用力大小小于板对她们的支持力大小
C．运动员所受的支持力和重力相平衡
D．运动员所受的合外力一定向上
【解析】 运动员蹬板的作用力与板对她们的支持力是作用力和反作用力，大小相等、方向相反，A、B错误；运动员起跳过程，是由静止获得速度的过程，因而有竖直向上的加速度，合外力竖直向上，运动员所受的支持力大于重力，C错、D对．
【答案】 D
判断作用力和反作用力的方法
(1)看作用点：作用力和反作用力应作用在两个物体上．
(2)看产生的原因：作用力和反作用力是由于相互作用而产生的．
(3)看力的性质：作用力与反作用力一定是同一性质的力．
牛 顿 第 三 定 律
[先填空]
1．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上．
2．表达式：F＝－F′，其中F、F′分别表示作用力和反作用力，负号表示两个力方向相反．
[再判断]
1．一个人在用力打拳，可见一个力可以只有施力物体没有受力物体．(×)
2．先有作用力后有反作用力．(×)
3．牛顿第三定律是个普遍定律，它的成立不受条件限制．(√)
[后思考]
“以卵击石”，鸡蛋“粉身碎骨”，而石头却“安然无恙”，鸡蛋与石头之间的相互作用力等大吗？
【提示】 等大．
[合作探讨]
把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定．用手拉弹簧测力计A，如图6-3-2所示．
图6-3-2
探讨1：两个弹簧测力计的读数有什么关系？
【提示】 可以看到两弹簧测力计指针同时移动．这说明弹簧测力计A受到B的拉力F；同时，弹簧测力计B受到A的拉力F′，作用力与反作用力大小总是相等．
探讨2：它们受力的方向有什么关系？
【提示】 方向总是相反．
[核心点击]
1．牛顿第三定律的公式表达：F＝－F′.负号表示两者方向相反，等号表示两者大小相等．
2．牛顿第三定律的物理意义：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．应用牛顿第三定律应注意的问题：
(1)定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的．
(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”．
4．关于作用力和反作用力，下列说法中正确的有( )
A．凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力，必定是一对作用力和反作用力
B．弹力和摩擦力总有其反作用力，重力没有反作用力
C．作用力和反作用力总是同时产生，但不一定同时消失
D．相互作用的物体，无论接触与否，运动状态如何，牛顿第三定律都是适用的
【解析】 任何力都有反作用力，重力的反作用力作用于地球上；牛顿第三定律反映了物体间相互作用的普遍规律，与物体是否接触和运动状态无关．作用力、反作用力同时产生、同时消失．
【答案】 D
5．如图6-3-3所示，滑杆和底座静止在水平地面上，质量为M.一质量为m的猴子沿杆以0.4g的加速度加速下滑，则底座对地面的压力为多少？
图6-3-3
【解析】 设猴子受到杆的摩擦力为f，则有mg－f＝ma
对滑杆和底座受力分析，受重力Mg、支持力N、猴子对杆的摩擦力f′，受力分析如图．
三力平衡：N＝Mg＋f′，
由牛顿第三定律得：f′＝f，
解得N＝Mg＋0.6mg
由牛顿第三定律得底座对地面的压力为N′＝N＝Mg＋0.6mg.
【答案】 Mg＋0.6mg
牛顿第三定律的应用思路
(1)要正确认识物体间的相互作用．
(2)选取合适的研究对象．
(3)明确作用力和反作用力的方向．
(4)作规范的受力分析图．
