专题4.5 牛顿第三定律巩固练习 word版含解析

第四章 牛顿运动定律
知识
一、作用力和反作用力
1．力是物体对物体的作用。只要谈到一个力，就一定存在施力物体和受力物体。
2．两个物体之间的作用总是 ，施力物体同时也一定是 ，物体间相互作用的这一对力叫做 。
3．作用力和反作用力与平衡力的区别
（1）作用对象不同：作用力和反作用力分别作用在 上，而平衡力作用在 上。
（2）作用力和反作用力同时 ，同时 ，同时 ，不可单独存在，而平衡力不一定同时产生或消失。
（3）作用力和反作用力一定是 的力，而平衡力不一定是同性质的力。
（4）一对作用力和反作用力作用在 ，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。
（5）都是大小相等、方向相反、且作用在 。
二、牛顿第三定律
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 。
对牛顿第三定律的理解：
1．表达式： （负号表示方向相反）
2．三种性质
（1）异体性：即作用力和反作用力分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上。
（2）同时性：即作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失。
（3）相互性：即作用力和反作用力总是相互的、成对出现。
3．四个特征
（1）等值：即大小总是 。
（2）反向：即方向总是 。
（3）共线：即二者总是在 。
（4）同性质：即二者性质总是 。
相等 相反 同一条直线上 F=–F′ 相等 相反 同一直线上 相同
重点
一、牛顿第三定律
相互作用力与平衡力的区别：判断平衡力和相互作用力时，若为的关系，则为相互作用力；若为→←的关系则为平衡力。
【例题1】某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案，如图所示。关于小磁铁，下列说法中正确的是
A．磁铁受到的磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B．磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力
C．磁铁受到五个力的作用
D．磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
参考答案：B
试题解析：磁铁受到重力、磁吸引力、黑板的弹力和静摩擦力共四个力的作用，其中重力与静摩擦力、磁吸引力与弹力分别是一对平衡力，它们大小相等、方向相反，故AC错；磁铁与黑板间在水平方向上存在着相互的磁吸引力和弹力这样两对作用力与反作用力，故B正确；磁铁受到的支持力与黑板受到的压力都是弹力，施力物体与受力物体互换，是一对作用力与反作用力，而不是一对平衡力，一对平衡力必须是同一个物体受到的两个力，故D错。
二、牛顿第三定律的理解与应用
1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
（1）“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同。
（2）“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生的效果不同。
（3）“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关。
2．相互作用力与平衡力的比较
对应名称
比较内容
作用力和反作用力
一对平衡力
不同点
作用在两个相互作用的物体上
作用在同一物体上
同时产生、同时消失
不一定同时产生、同时消失
两力作用效果不可抵消，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
一定是同性质的力
性质不一定相同
相同点
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
【例题2】一物体静止于斜面上，如图所示，则下列说法正确的是
A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C．物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
参考答案：B
基础训练
1．（2019·上海市金山中学高二下学期期中考试）下列关于作用力和反作用力的说法中，正确的是
A．物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力
B．虽然马能将车拉动，但是马拉车的力与车拉马的力大小相等
C．鸡蛋碰石头时，鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
D．作用力和反作用力的合力为零，即两个力的作用效果可以互相抵消
2．关于作用力和它的反作用力，下面说法中正确的是
A．一个作用力和它的反作用力的合力等于零
B．作用力和反作用力可以是不同性质的力
C．作用力和反作用力同时产生，同时消失
D．两物体处于相对静止时，它们之间的作用力和反作用力的大小才相等
3．（2019·广东省江门市第二中学高一上学期第三次月考）关于作用力与反作用力跟一对平衡力之间的关系，下列说法正确的是
A．作用力与反作用力跟一对平衡力都是等值反向的一对力，作用效果可以互相抵消
B．作用力与反作用力跟一对平衡力都是同时产生、同时消失
C．一对平衡力的性质可以是互不相同的，而作用力与反作用力的性质一定是相同的
D．人拍手时，两手间的相互作用力不属于作用力与反作用力，只能是一对平衡力
4．如图所示，手用力向下压住架在两本书之间的尺子，尺子发生了弹性形变。手对尺子的压力为N，尺子对手的弹力为，下列表述正确的有
A．N和是一对作用力和反作用力
B．N和是一对平衡力
C．N和大小相等
D．N大于
5．下列说法正确的是
A．用手压弹簧，手给弹簧一个作用力，弹簧对手没有作用力
B．运动员将垒球抛出后，垒球的运动状态仍在变化，垒球仍为受力物体但施力物体不是运动员
C．施力物体对受力物体施加了力，施力物体本身可能不受力的作用
D．某物体作为一个施力物体一定不是受力物体
6．如图所示，水平方向的力F把一个物体紧压在竖直墙壁上，静止不动，下列说法中正确的是
A．作用力F跟墙壁对物体的重力是平衡力
B．物体的重力和墙壁对物体的静摩擦力是平衡力
C．作用力F与物体对墙壁的压力是平衡力
D．作用力F增大时，墙壁对物体的静摩擦力不变
7．关于惯性和牛顿第三定律的理解，下列说法正确的是
A．“嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性是不相同的（燃料消耗忽略不计）
B．作用力和反作用力同时产生，同时消失，不同时变化
C．各种机床和发电机的底座做得很笨重，目的是增大惯性
D．两物体只有处于相对静止时，它们之间的作用力和反作用力的大小才相等
8．如图所示，平板车置于水平地面上，下列说法正确的是
A．人站在平板车上保持静止时，人所受的重力和地面对平板车的支持力是一对平衡力
B．人站在平板车上保持静止时，平板车对人的支持力与平板车对地的压力是一对作用力和反作用力
C．人向上起跳时，人所受的重力小于人对平板车的压力
D．人向上起跳时，平板车对人的支持力等于人对平板车的压力
9．一本书静置于水平桌面上，下列说法正确的是
A．桌面对书的支持力与书所受的重力大小相等，方向相反
B．桌面受到的压力是由桌面形变形成的
C．桌面受到的压力实际就是书的重力
D．桌面对书的支持力与书对桌面的压力是一对平衡力
10．如图所示，质量为2 kg的物块A与水平地面的动摩擦因数为μ=0.1，质量1 kg的物块B与地面的摩擦忽略不计，在已知水平力F=11 N的作用下，A、B一起做加速运动，则下列说法中正确的是
A．A、B的加速度均为3.67 m/s2
B．A、B的加速度均为3.3 m/s2
C．A对B的作用力为3.3 N
D．A对B的作用力为3.0 N
11．（2019·广东省惠州市实验中学高一第二学期音美班期末检测）一辆汽车停在水平地面上，一个人用力水平推车，但车仍然静止，下列说法中正确的是
A．推力越大，静摩擦力越小
B．推力越大，静摩擦力越大
C．静摩擦力与推力是一对平衡力
D．静摩擦力与推力是一对作用力与反作用力
12．如图所示，甲、乙两木块用细绳连在一起，中间有一被压缩竖直放置的轻弹簧，乙放在水平地面上，甲、乙两木块质量分别为m1和m2，系统处于静止状态，此时绳的张力为F。在将细绳烧断的瞬间，则此时乙对地面压力为
A． B．
C． D．
13．吊在大厅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，扇叶水平转动起来后，杆对它的拉力为，则
A．、
B．、
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．电扇水平转动后，固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力
14．杂技“顶杆”表演中，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直杆，当杆上一质量为m的演员以加速度a加速下滑时，杆对地面上的人的压力大小为
A．(M+m)g B．(M–m)g
C．(M+m)g+ma D．(M+m)g–ma
15．如图所示，P、Q叠放在一起，静止在水平面上，在下列的各对力中属于作用力和反作用力的是
A．P所受到的重力和Q对P的支持力
B．Q受到的重力和Q对P的支持力
C．P对Q的压力和Q对P的支持力
D．Q对地面的压力和地面对Q的支持力
16．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是
A．顾客先受到三个力的作用，匀速时受到两个力的作用
B．顾客始终处于超重状态
C．顾客对扶梯作用力的方向始终竖直向下
D．扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方，再竖直向上
17．在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65 kg，吊椅的质量为15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取 。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时，试求：
（1）运动员竖直向下拉绳的力；
（2）运动员对吊椅的压力。
能力提升
18．（2019·江苏省苏州新区一中高一下学期高一期末复习）如图所示，重为G的书本置于水平桌面上，桌面对书本的支持力为，书本对桌面的压力为，下列说法正确的是
A．大于 B．G与是一对平衡力
C．G与是一对作用力与反作用力 D．与是一对作用力与反作用力
19．一木块静止在水平桌面上，下列说法中正确的是
A．木块在桌面上受到向上的弹力，是由于木块发生微小的形变而产生的。
B．木块在桌面上对桌面向下的压力，是由于木块受到重力而产生的。
C．桌面受到的压力与木块受到的支持力是一对平衡力。
D．木块对桌面的压力使得桌面发生了弹性形变。
20．（2019·浙江省湖州市高二下学期期末考试）如图所示，弹簧测力计沿水平桌面拉着物块一起向右做加速运动，下列说法正确的是
A．桌面对物块作用力的方向竖直向上
B．弹簧测力计对手和对物块的力是一对作用力和反作用力
C．物块受到除重力外其他力的合力方向水平向右
D．物块拉弹簧测力计的力与弹簧测力计拉物块的力大小相等
21．质量为M的光滑圆槽放在光滑水平面上，一水平恒力F作用在其上促使质量为m的小球静止在圆槽上，如右图所示，则
A．小球对圆槽的压力为
B．小球对圆槽的压力为
C．水平恒力F变大后，如果小球仍静止在圆槽上，小球对圆槽的压力增加
D．水平恒力F变大后，如果小球仍静止在圆槽上，小球对圆槽的压力减小
22．（2019·广西南宁市马山县金伦中学高一下学期高中联合体期末联考）如图所示，人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，以下说法正确的是
A．人受到重力和支持力的作用
B．人受到与运动方向相反的摩擦力的作用
C．人的重力和人对踏板的压力是一对平衡力
D．人对踏板的压力和人的重力是一对相互作用力
23．2015年莫斯科世锦赛上，我国男子短道速滑队时隔15年再次站到5000m接力的冠军颁奖台上。观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲，甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则
A．甲对乙的作用力与乙对甲的作用力相同
B．甲对乙的作用力一定做正功，乙的动能增大
C．乙对甲的作用力一定做正功，甲的动能增大
D．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
24．（2019·吉林省梅河口市第五中学高二下学期期末考试）如图，运动员站在水平跳台上，图中F1表示人对跳台的压力，F2表示跳台对人的支持力，则下列说法中正确的是
A．就是人的重力
B．是由于跳台的形变而产生的
C．是由于跳台的形变而产生的
D．和大小相等，方向相反，是一对平衡力
25．建筑工人用如右图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.50m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为（g取10 m/s2）
A．510 N B．490 N
C．890 N D．910 N
26．在某年的元旦晚会上，河北杂技团表演了杂技“大球扛杆”。在一个大球上竖立一根直杆，演员在直杆上做了精彩表演。如图所示，假设直杆与大球之间有一压力传感器。一个质量为50 kg的演员匀速向上运动时传感器显示压力为600 N；演员从直杆最上端由静止开始向下匀加速运动一段时间后又匀减速运动一段时间速度减小到零，静止在距直杆底端1/3处。已知在演员向下运动时传感器显示的最大压力为700 N，最小压力为500 N，直杆长度为12 m，g取10 m/s2。求：
（1）直杆的质量；
（2）演员下降过程中加速、减速的加速度；
（3）演员向下运动的平均速度。
参考答案
1．B【解析】作用力与反作用力同时产生，同时消失，A错误；作用力与反作用力等大，反向，共线，B正确，C错误；作用力与反作用分别作用在两个物体上，不能求合力，因为作用效果也不能相互抵消，D错误。故选B。
2．C【解析】一对相互作用力分别作用于两个物体上，不能合成，A错误；一对相互作用力性质相同，同时产生，同时消失，大小一直相等，方向相反，C正确，BD错误。
【点睛】作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用力与反作用力和一对平衡力最大的区别在于作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，而一对平衡力是作用在同一个物体上的。
4．AC【解析】手对尺子的压力和尺子对手的弹力是一对相互作用力，等大反向，故AC正确。
5．B【解析】A、用手压弹簧，弹簧与手间的相互作用力是同时产生的，故A错误。B、运动员将垒球抛出后，由于重力的作用，垒球的运动状态仍在变化，垒球仍为受力物体，施力物体是地球，故B正确。CD、力是物体间的相互作用，一个力的施力物体也一定是其反作用力的受力物体，故CD错误。故选B。
【点睛】本题关键是明确相互作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在不同的物体上，同性质、同时产生、同变化。
6．BD【解析】作用力F跟墙壁对物体的支持力是一对平衡力，故A错误；物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力，是一对平衡力，等大反向，故B正确；作用力F跟物体对墙壁的压力，大小相等，方向相同，不是一对作用力与反作用力关系，也不是平衡力的关系，故选项C错误；墙壁对物体的静摩擦力大小等于物体的重力，与力F无关，故选项D正确。
【点睛】惯性是物理学中的一个性质，它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质，不能和生活中的习惯等混在一起。解答此题要注意：一切物体任何情况下都具有惯性。惯性只有在受力将要改变运动状态时才体现出来。
8．CD【解析】人所受的重力和地面对平板车的支持力是作用在两个物体上的力，所以不是一对平衡力，选项A错误；平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对作用力和反作用力，选项B错误；人向上起跳时，平板车对人的支持力大于人的重力，而平板车对人的支持力大小等于人对平板车的压力，所以人所受的重力小于人对平板车的压力，选项CD正确。
9．A【解析】由题意可知，桌面对书的支持力与书所受的重力是一对平衡力，两力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，A正确；桌面受到的压力是由书的形变形成的，B错误；桌面受到压力的施力物体是书，重力的施力物体是地球，故C错误；桌面对书的支持力与书对桌面的压力是一对作用力和反作用力，D错误；故本题选A。
10．D【解析】在已知水平力F=11 N的作用下，A、B一起做加速运动，由A、B整体，解得 m/s2，故AB选项均错误；隔离B物体=3 N，故D选项正确，C选项错误。
11．BC【解析】AB、汽车在水平方向受推力和静摩擦力平衡，静摩擦力随推力的增大而增大，直到汽车开始运动为止，故B正确，A错误。CD、一对平衡力是同一个物体所受的两个力等大反向，而一对相互作用力是两个物体之间的力，故静摩擦力和推力是一对平衡力，C正确，D错误。故选BC。
【点睛】解决本题的关键知道汽车处于静止，在水平方向上推力与静摩擦力平衡，且静摩擦力随推力的增大而增大。
12．B【解析】在未烧断绳子之前，对甲、乙分别进行受力分析如图所示

将细绳烧断的瞬间，弹簧的弹力没有改变，即，地对物体乙的支持力为，根据牛顿第三定律，乙对地面的压力为，因此B正确，ACD错误。
13．BC【解析】AB、电风扇静止时受到的重力和固定杆对它的拉力是一对平衡力，即F=G；扇叶水平转动起来后，风向下振动，所以风受到电扇的作用力向下，由牛顿第三定律可知电扇受到的风的反作用力向上，，故A错误，B正确；CD、根据牛顿第三定律可知，固定杆对电风扇的作用力大小和电风扇对固定杆的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故C正确，D错误；故选BC。
14．D【解析】分析杆上演员的受力，他受重力和向上的摩擦力，由牛顿第二定律有：mg–f=ma，得f=mg–ma，再分析杆的受力，杆受重力和向下的摩擦力和肩给它向上的支持力，则有N=Mg+f=Mg+mg–ma，由牛顿第三定律得杆对地面上的人的压力大小为Mg+mg–ma，方向向下，所以本题选择D。
【点睛】作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失，而平衡力不会同时产生和消失。
16．AD【解析】当电动扶梯匀速运转时，顾客只受两个力的作用，即重力和支持力，故A正确；匀速是时平衡状态，B错误；由受力分析可知，加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力，扶梯对人合力斜向右上，而匀速时没有摩擦力，此时扶梯对人作用力方向竖直向上，所以扶梯对顾客的作用力方向先指向右上方，再竖直向上，再由牛三定律可知，故C错误，D正确。
17．（1） （2）275 N
【解析】（1）设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有：
（2）设吊椅对运动员的支持力为FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有：
由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为275 N
18．D【解析】物体对桌面的作用力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，所以F1与F2是一对相互作用力，所以二者大小相等，故A错误，D正确；G是物体的重力，而F2是桌面的受力，二力不可能平衡，故B错误；F1与G都作用在物体上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，故C错误；故选D。
【点睛】本题关键明确相互作用力与一对平衡力的区别，最明显的区别是看力是否作用在同一个物体上。
19．D【解析】木块在桌面上受到向上的弹力，施力物体是桌面，是由于桌面发生微小的形变而产生的，故A错误；木块对桌面的压力是弹力，故是由于木块发生形变而产生的，故B错误；桌面受到的压力与木块受到的支持力是一对相互作用力，故选项C错误；木块对桌面的压力使得桌面发生了弹性形变，则桌面为了恢复原状则对木块产生向上的支持力，故选项D正确。
21．C【解析】以圆槽与小球组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律可得：，解得系统的加速度为，以小球为研究对象，由牛顿第二定律得：，小球受到圆槽的支持力为，由牛顿第三定律可知，小球对圆槽的压力，故AB错误；水平恒力F变大后，如果小球仍静止在圆槽上，由可知，小球对圆槽的压力增大，故C正确，D错误。
22．A【解析】以人为研究对象，人受重力、扶梯的支持力；对于摩擦力的分析，我们可以采用假设法，如果人受摩擦力作用的话，则受力不平衡，无法匀速运动，所以人不受到扶梯的摩擦力作用，故A正确、B错误；人随着扶梯斜向上匀速运动，则人的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力，故C错误；人对踏板的压力大小等于人的重力，但这两个力不是一对相互作用力，故D错误；故选A。
【点睛】人站在台阶式的扶梯上和站在斜面式的扶梯上受力情况是不同的，人站在台阶式的扶梯上，人受到重力和支持力作用；人站在斜面式的扶梯上，人有下滑的趋势，所以人除了受到重力和支持力作用，还受摩擦力作用。
23．C【解析】由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，方向相反，所以甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等，方向相反，故A错误；甲对乙的作用力一定做负功，乙的动能减小，故B错误；乙对甲的作用力一定做正功，甲的动能增大，故C正确；甲、乙间的作用力大小相等，不知道甲、乙的质量关系，不能求出甲乙动能变化关系，故D错误。
24．B【解析】A：F1表示人对跳台的压力，人的重力是地球对人的吸引而产生的，则F1不是人的重力，故A项错误。B：跳台发生形变对人产生支持力，故B项正确。C：与跳台接触处的人体发生形变，对跳台产生压力，故C项错误。D：F1表示人对跳台的压力，F2表示跳台对人的支持力，两力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D项错误。
25．B【解析】拉力。地面对人的支持力也就等于工人对地面的压力大小，故B正确。
26．（1）10 kg （2）均为2 m/s2 方向相反 （3）2 m/s
【解析】（1）设直杆质量为m0，由牛顿第三定律，传感器显示压力等于大球对直杆的支持力。由平衡条件：m0g+mg=F0
解得m0=F0/g–m=10 kg
（3）由第（2）问知演员匀加速运动和匀减速运动加速度大小相等，设演员加速运动时间为t，由题述可知
4=at2，解得t=2 s
演员向下运动的最大速度vm=at=4 m/s
演员向下运动的平均速度v==2 m/s