3.3牛顿第三定律 提优训练（一） -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2024-2025学年人教版高一物理（必修一）《3.3牛顿第三定律》提优训练（一） （时间：60分钟 满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。 1. 关于作用力和反作用力的以下说法，正确的是（ ） A. 一个作用力和反作用力的合力为零 B. 地球对重物的作用力比重物对地球的作用力大 C. 两个物体处于平衡状态时，作用力和反作用力的大小才相等 D. 作用力和反作用力同时产生同时消失 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 3.如图所示为火箭加速上升时的照片，此时喷出气体对火箭作用力的大小(　　) A.等于火箭的重力 B.等于火箭对喷出气体的作用力 C.小于火箭对喷出气体的作用力 D.大于火箭对喷出气体的作用力 第3题图 第4题图 第5题图 第6题图 4. 如图所示，物体静止在水平地面上，下列说法正确的是（ ） A. 物体对地面的压力和重力是一对平衡力 B. 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力 C. 物体受到的重力和地面支持力是一对平衡力 D. 物体受到的重力和地面支持力是一对作用力和反作用力 5. 如图所示，重物用一根轻质弹簧悬挂于天花板下，已画出重物和弹簧的受力图如图所示。关于这四个力的说法正确的是（ ） A. F1和F3是一对平衡力 B. F2和F4是一对作用力与反作用力 C. F2的施力物体是弹簧 D. F3的施力物体是重物 6.如图所示，吊于电梯天花板上的物体处于静止状态，下列说法中正确的是 (　　) A.绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是作用力与反作用力 B.物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力 C.物体的重力与绳对物体的拉力是作用力与反作用力 D.物体的重力的反作用力作用在绳上 7. 红军在长征时，遇到的环境十分恶劣．在过草地时，有的地方看上去是草，而下面能就是淤泥，一不小心就会陷入到淤泥中，这是因为（ ） A. 红军给地面的压力大于地面给红军的支持力 B. 地面给红军的支持力大与红军给地面的压力 C. 地面给红军的支持力小于红军受的重力 D. 地面给红军的支持力等于红军受的重力 8. 关于作用力和反作用力，下面说法中正确的是（ ） A. 物体相互作用时，先产生作用力，然后才产生反作用力 B. 作用力和反作用力大小相等，方向相反，在同一条直线上，因此它们的合力为零，是一对平衡力 C. 放在水平桌面上的书所受重力和支持力互为作用力与反作用力 D. 作用力和反作用力总是同时产生，同时消失，分别作用在相互作用的两个不同物体上 9. 把一木块放在水平桌面上保持静止，下面说法中哪个是正确的（ ） A. 木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力 B. 木块对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的 C. 木块对桌面的压力就是木块受的重力，施力物体是地球 D. 木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力二力平衡 10.如图所示，小孙同学用力传感器A和B做“探究作用力与反作用力的关系”实验，当用A匀速拉动固定在滑块上的B时(　　) A.A对应示数比B大 B.B对应示数比A大 C.A和B对应示数有时不相等 D.A和B对应示数任何时刻都相等 第10题图 第11题图 第12题图 11.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(　　) 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 12. 如图所示，马拖着一根质量为m的树干在粗糙的水平地面上作加速直线运动，加速度大小为a，已知马对树干的拉力大小为F1，树干对马的拉力大小为F2，则有（ ） A. F1> F2 B. F1=F2 C. F1<F2 D. F1=ma 二、填空题(本题共3小题，共24分．按题目要求作答) 13．（8分）拔河比赛是一项很有趣的娱乐活动，为探究双方拉力的大小，把两队运动员简化为两个人——一个大男孩和一个小女孩，让他们对拉比力气，并在他们之间加上两个同样的测力计．如图．实验分下列几个步骤，请填空并回答问题． (1)让小女孩“主动”施力，两弹簧秤有无示数______，大小是否相等________． (2)让大男孩“主动”施力，两弹簧秤有无示数______，大小是否相等________． (3)双方同时施力，两弹簧秤有无示数________，大小是否相等________． (4)让大男孩穿上溜冰鞋站在水泥地上，小女孩站在草地上对拉，两弹簧秤的示数大小是否相等______． 第13题图 第14题图 14．（8分）作用力和反作用力大小相等，不仅发生在相互接触的物体间，不接触的物体间的作用力和反作用力大小也相等．取两辆小车，两只弹簧秤，一块电磁铁，一个软铁棒，就可验证上述关系，将上述器材放在光滑的水平面上，组装如下图所示，请动手做一做，并回答下列问题：电磁铁不接通电源时，两弹簧秤的读数为________，当电磁铁接通电源后，两弹簧秤读数的大小__________，当电磁铁中的电流逐渐增大时，两弹簧秤的读数同时__________(填增大、减小)，且总________． 15．（8分）静止在水平地面上重500牛的物体，至少要用120牛的水平推力才能使它从原地移动。物体从原地移动后，为了使它做匀速直线运动，只要用100牛的水平推力，则物体受到的最大静摩擦力是 牛，滑动摩擦系数是 。如果物体在运动时改用120牛的水平推力推它，则物体受到的 摩擦力为 牛。如果此时物体受到的水平推力为80牛，这时物体受到的 摩擦力 牛。如果物体静止时，受到110牛的水平推力，这时物体受到的 摩擦力 牛。 三、计算题(本题共2小题，共28分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 16．（13分）如图所示，人重为500N，木块重为100N，人与木块、木块与地面间的动摩擦因数均为0.2，现人用力拉绳，通过定滑轮使二者共同向左匀速运动，上下两股绳拉动时均沿水平方向。求： （1）地面对木块的摩擦力大小和方向； （2）木块对人双脚的摩擦力大小和方向。 17．（15分）如图所示，轻质弹簧的劲度系数，用其拉着一个重力为的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，求： （1）物体与水平面间的动摩擦因数； （2）当弹簧的伸长量为时，物体受到的水平拉力为多大？这时物体受到的摩擦力为多大？ （3）当弹簧的伸长量为时，物体受到的水平拉力为多大？这时物体受到的摩擦力为多大？ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年人教版高一物理（必修一）《3.3牛顿第三定律》提优训练（一） （时间：60分钟 满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。 1. 关于作用力和反作用力的以下说法，正确的是（ ） A. 一个作用力和反作用力的合力为零 B. 地球对重物的作用力比重物对地球的作用力大 C. 两个物体处于平衡状态时，作用力和反作用力的大小才相等 D. 作用力和反作用力同时产生同时消失 【答案】D 【解析】A．作用力和反作用力作用在两个物体上，不是共点力，所以不能合成，故A错误； B．地球对重物的作用力与重物对地球的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B错误；C．在任何情况下，作用力和反作用力一定大小相等、方向相反，故C错误；D．作用力与反作用力一定是同时产生同时消失，性质相同的力，故D正确。故选D。 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 【答案】C 【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. 3.如图所示为火箭加速上升时的照片，此时喷出气体对火箭作用力的大小(　　) A.等于火箭的重力 B.等于火箭对喷出气体的作用力 C.小于火箭对喷出气体的作用力 D.大于火箭对喷出气体的作用力 【答案】B 【解析】火箭加速上升时，合力方向向上，所以喷出气体对火箭作用力的大小大于火箭的重力，故A选项错误.喷出气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对作用力与反作用力，因此大小相等，故B选项正确，C、D选项错误. 第3题图 第4题图 第5题图 第6题图 4. 如图所示，物体静止在水平地面上，下列说法正确的是（ ） A. 物体对地面的压力和重力是一对平衡力 B. 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力 C. 物体受到的重力和地面支持力是一对平衡力 D. 物体受到的重力和地面支持力是一对作用力和反作用力 【答案】C 【解析】A．物体对地面压力和物体受到的重力大小相等，但是分别作用在地面和物体上，故不是平衡力，故A错误；B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对相互作用力，是作用力和反作用力的关系，故B错误；CD．物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力，故C正确，D错误。故选C 5. 如图所示，重物用一根轻质弹簧悬挂于天花板下，已画出重物和弹簧的受力图如图所示。关于这四个力的说法正确的是（ ） A. F1和F3是一对平衡力 B. F2和F4是一对作用力与反作用力 C. F2的施力物体是弹簧 D. F3的施力物体是重物 【答案】D 【解析】F1是指弹簧对重物A的拉力，F3是指重物A对弹簧的拉力，F4是指天花板对弹簧的拉力，F2为重物A的重力。A．F1的反作用力是F3。故A项错误；B．F2为重物A的重力，F4是指天花板对弹簧的拉力，F2和F4不是一对作用力与反作用力，故B项错误；C．F2的施力物体是地球，故C项错误；D．F3的施力者是重物，故D项正确。故选D。 6.如图所示，吊于电梯天花板上的物体处于静止状态，下列说法中正确的是 (　　) A.绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是作用力与反作用力 B.物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力 C.物体的重力与绳对物体的拉力是作用力与反作用力 D.物体的重力的反作用力作用在绳上 【答案】A 【解析】绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是物体和绳直接相互作用而产生的，是作用力与反作用力的关系，A正确.物体的重力和物体对绳的拉力受力物体不同，不是一对平衡力，B错误.物体的重力与绳对物体的拉力均作用在物体上，二力为平衡力，C错误.物体重力的反作用力作用在地球上，D错误. 7. 红军在长征时，遇到的环境十分恶劣．在过草地时，有的地方看上去是草，而下面能就是淤泥，一不小心就会陷入到淤泥中，这是因为（ ） A. 红军给地面的压力大于地面给红军的支持力 B. 地面给红军的支持力大与红军给地面的压力 C. 地面给红军的支持力小于红军受的重力 D. 地面给红军的支持力等于红军受的重力 【答案】C 【解析】AB、红军对地面的压力与地面对红军的支持力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故AB错误；CD、军陷入淤泥中，是因为红军受重力和支持力作用，重力大于支持力，产生向下的加速度，故C正确，D错误；故选C． 8. 关于作用力和反作用力，下面说法中正确的是（ ） A. 物体相互作用时，先产生作用力，然后才产生反作用力 B. 作用力和反作用力大小相等，方向相反，在同一条直线上，因此它们的合力为零，是一对平衡力 C. 放在水平桌面上的书所受重力和支持力互为作用力与反作用力 D. 作用力和反作用力总是同时产生，同时消失，分别作用在相互作用的两个不同物体上 【答案】D 【解析】A．物体相互作用时，相互作用力同时产生，同时变化，同时消失，故A错误； B．作用力和反作用力大小相等，方向相反，在同一条直线上，但作用在不同的物体上，故不能合成，故B错误；C．放在水平桌面上的书所受重力和支持力，作用在书上，它们大小相等，方向相反，在同一条直线上，故放在水平桌面上的书所受重力和支持力是一对平衡力，故C错误；D根据牛顿第三定律，作用力和反作用力总是同时产生，同时消失，分别作用在相互作用的两个不同物体上，故D正确。故选D。 9. 把一木块放在水平桌面上保持静止，下面说法中哪个是正确的（ ） A. 木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力 B. 木块对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的 C. 木块对桌面的压力就是木块受的重力，施力物体是地球 D. 木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力二力平衡 【答案】A 【解析】ABC、木块对桌面的压力是由于木块发生形变而产生的弹力，施力物体是木块，受力物体是桌面，由木块受力平衡和木块与桌面的相互作用力得，木块对桌面的压力与木块重力大小相等，故A对；BC错；D、木块保持静止是由于木块受到的重力和桌面对木块的支持力保持平衡，木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力受力物体不一样所以不是平衡力，故D错误．故选A 10.如图所示，小孙同学用力传感器A和B做“探究作用力与反作用力的关系”实验，当用A匀速拉动固定在滑块上的B时(　　) A.A对应示数比B大 B.B对应示数比A大 C.A和B对应示数有时不相等 D.A和B对应示数任何时刻都相等 【答案】D 【解析】A对B的拉力与B对A的拉力是一对作用力与反作用力，因此，两者在任何时刻均相等，D选项正确. 第10题图 第11题图 第12题图 11.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(　　) 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 【答案】B 【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总的受力情况，选项D错误. 12. 如图所示，马拖着一根质量为m的树干在粗糙的水平地面上作加速直线运动，加速度大小为a，已知马对树干的拉力大小为F1，树干对马的拉力大小为F2，则有（ ） A. F1> F2 B. F1=F2 C. F1<F2 D. F1=ma 【答案】B 【解析】 作用力和反作用力等大反向，结合图和题干，可知马对树干的拉力大小为和树干对马的拉力大小为为作用力和反作用力，故，故B正确，ACD错误． 点睛：本题是简单的牛顿第三定律的应用，掌握作用力与反作用力的特征：大小相等，方向相反，作用在不同物体上，两个力互为产生的原因和结果，且大小变化具有同时性． 二、填空题(本题共3小题，共24分．按题目要求作答) 13．（8分）拔河比赛是一项很有趣的娱乐活动，为探究双方拉力的大小，把两队运动员简化为两个人——一个大男孩和一个小女孩，让他们对拉比力气，并在他们之间加上两个同样的测力计．如图．实验分下列几个步骤，请填空并回答问题． (1)让小女孩“主动”施力，两弹簧秤有无示数______，大小是否相等________． (2)让大男孩“主动”施力，两弹簧秤有无示数______，大小是否相等________． (3)双方同时施力，两弹簧秤有无示数________，大小是否相等________． (4)让大男孩穿上溜冰鞋站在水泥地上，小女孩站在草地上对拉，两弹簧秤的示数大小是否相等______． 【答案】：(1)有；相等 (2)有；相等 (3)有；相等 (4)相等 【解析】：(1)让小女孩“主动”施力，两弹簧秤有示数，大小相等. (2)让大男孩“主动”施力，两弹簧秤有示数，大小相等.(3)双方同时施力，两弹簧秤有示数，大小相等.(4)让大男孩穿上溜冰鞋站在水泥地上，小女孩站在草地上对拉，两弹簧秤的示数大小相等. 第13题图 第14题图 14．（8分）作用力和反作用力大小相等，不仅发生在相互接触的物体间，不接触的物体间的作用力和反作用力大小也相等．取两辆小车，两只弹簧秤，一块电磁铁，一个软铁棒，就可验证上述关系，将上述器材放在光滑的水平面上，组装如下图所示，请动手做一做，并回答下列问题：电磁铁不接通电源时，两弹簧秤的读数为________，当电磁铁接通电源后，两弹簧秤读数的大小__________，当电磁铁中的电流逐渐增大时，两弹簧秤的读数同时__________(填增大、减小)，且总________． 【答案】：0 相等 增大 相等 【解析】：牛顿第三定律所阐明的作用力与反作用力的关系，不仅适用于静止的物体之间，也适用于相对运动的物体之间，这种关系与作用性质，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． 15．（8分）静止在水平地面上重500牛的物体，至少要用120牛的水平推力才能使它从原地移动。物体从原地移动后，为了使它做匀速直线运动，只要用100牛的水平推力，则物体受到的最大静摩擦力是 牛，滑动摩擦系数是 。如果物体在运动时改用120牛的水平推力推它，则物体受到的 摩擦力为 牛。如果此时物体受到的水平推力为80牛，这时物体受到的 摩擦力 牛。如果物体静止时，受到110牛的水平推力，这时物体受到的 摩擦力 牛。 【答案】 120 0.2 滑动 100 静 80 静 110 【解析】重500牛的物体，至少要用120牛的水平推力才能使它从原地移动，则物体受到的最大静摩擦力是120牛。用100牛的水平推力，物体做匀速直线运动，可知滑动摩擦力大小为100牛，由滑动摩擦力公式，可得滑动摩擦系数是如果物体在运动时改用120牛的水平推力推它，则物体受到滑动摩擦力作用。（4）如果物体在运动时改用120牛的水平推力推它，则物体受到的滑动摩擦力为即滑动摩擦力为100牛。 如果此时物体受到的水平推力为80牛，此推力小于最大静摩擦力120牛，可知物体仍静止不动，这时物体受到静摩擦力作用。这时物体受到静摩擦力是80牛。 如果物体静止时，受到110牛的水平推力，此推力小于最大静摩擦力120牛，物体仍静止不动，这时物体受到静摩擦力作用。这时物体受到静摩擦力是110牛。 三、计算题(本题共2小题，共28分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 16．（13分）如图所示，人重为500N，木块重为100N，人与木块、木块与地面间的动摩擦因数均为0.2，现人用力拉绳，通过定滑轮使二者共同向左匀速运动，上下两股绳拉动时均沿水平方向。求： （1）地面对木块的摩擦力大小和方向； （2）木块对人双脚的摩擦力大小和方向。 【答案】（1）120N，方向水平向右；（2）60N，方向水平向右 【解析】（1）人和木块整体在竖直方向上受重力和地面的支持力，根据二力平衡有 FN=G人+G木因人和木块一起向左匀速运动，所以地面对木块的摩擦力为滑动摩擦，方向水平向右，则f=μFN代入数据得f=120N （2）把人和木块看成一个整体，在水平方向上受到地面对木块向右的摩擦力及两根绳子对人和木块向左的拉力，根据力的平衡条件有2F=f人受到绳子水平向左的拉力及木块对人向右的摩擦力，又因为人与木块保持相对静止，所以人受到木块的摩擦力为静摩擦力，根据二力平衡有f'=F代入数据解得f'=60N，方向水平向右 17．（15分）如图所示，轻质弹簧的劲度系数，用其拉着一个重力为的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，求： （1）物体与水平面间的动摩擦因数； （2）当弹簧的伸长量为时，物体受到的水平拉力为多大？这时物体受到的摩擦力为多大？ （3）当弹簧的伸长量为时，物体受到的水平拉力为多大？这时物体受到的摩擦力为多大？ 【答案】（1）0.4；（2），；（3）， 【解析】（1）物体恰在水平面上做匀速直线运动，根据平衡条件可知，竖直方向 水平方向根据 解得 （2）由于物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则物体的最大静摩擦力 当弹簧的伸长量为时，拉力 此时物体没有被拉动，这时物体受静摩擦力，根据平衡条件 （3）当弹簧的伸长量为时，拉力 此时物体被拉动，这时物体受滑动摩擦力，则 学科网（北京）股份有限公司 $$