内容正文:
物理 必修·第一册[人教版]作业与测评
3.牛顿第三定律
必备知识一 作用力和反作用力 牛顿第三定律
1.下列关于作用力和反作用力的说法中正确的是( )
A.先有作用力,后有反作用力
B.只有物体处于静止状态时,物体间才存在作用力和反作用力
C.只有物体接触时,物体间才存在作用力和反作用力
D.两物体间的作用力和反作用力一定是相同种类的力
答案:D
解析:作用力和反作用力同时产生、同时消失,是相同种类的力,A错误,D正确;作用力和反作用力存在于相互作用的两物体之间,与物体处于什么状态、是否接触无关,B、C错误。
2.如图所示,在我国东北马拉雪橇是很受游客欢迎的旅游项目。马拉着雪橇从静止开始运动,下列说法正确的是( )
A.当马拉雪橇加速前进时,马拉雪橇的力大于雪橇拉马的力
B.当马拉雪橇减速前进时,马拉雪橇的力等于雪橇拉马的力
C.马对雪橇的拉力先产生,运动后雪橇才对马产生拉力
D.雪橇能够运动是由于马对雪橇的拉力大于雪橇对马的拉力
答案:B
解析:马拉雪橇的力与雪橇拉马的力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,大小总是相等,同时产生,同时消失,故选B。
必备知识二 一对相互作用力与一对平衡力的比较
3.关于静止放在水平桌面上的书本,以下说法正确的是( )
A.桌面对书本的支持力与书本所受的重力是一对平衡力
B.桌面对书本的支持力与书本所受的重力是一对作用力与反作用力
C.桌面对书本的支持力与书本所受的重力是同一种性质的力
D.桌面对书本的支持力与书本对桌面的压力是一对平衡力
答案:A
解析:桌面对书本的支持力与书本所受的重力大小相等、方向相反,且作用在同一物体(书本)上,因此是一对平衡力,这两个力的性质不同,A正确,B、C错误;桌面对书本的支持力与书本对桌面的压力大小相等、方向相反且作用在同一直线上,它们互为对方的施力物体和受力物体,因此它们是一对作用力与反作用力,D错误。
4.如图所示,李辉用水平力推停在水平地面上的汽车,但没有推动,下列说法正确的是( )
A.李辉的推力与汽车对李辉的力相互抵消,所以汽车不动
B.李辉的推力与汽车对李辉的力是一对作用力与反作用力
C.李辉的推力与汽车对地面的摩擦力是一对作用力与反作用力
D.李辉的推力与汽车对李辉的力是一对平衡力
答案:B
解析:李辉的推力与汽车对李辉的力是一对作用力与反作用力,B正确,D错误;李辉的推力与地面对汽车的摩擦力是一对平衡力,相互抵消,所以汽车不动,A错误;李辉的推力的施力物体是李辉,汽车对地面的摩擦力的受力物体是地面而不是李辉,因此这两个力不是一对作用力与反作用力,C错误。
[名师点拨] 一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
内容
一对作用力和反作用力
一对平衡力
不同点
作用对象
作用在相互作用的两个物体上
作用在同一物体上
依赖关系
相互依赖,同时存在,同时产生,同时变化,同时消失
无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在
叠加性
两力的作用效果不可叠加,不可抵消
两力的作用效果可相互抵消
力的种类
一定是同一种类的力
不一定是同一种类的力
相同点
大小、方向
大小相等、方向相反,作用在同一条直线上
必备知识三 物体受力的初步分析
5.图示为足球运动员正在向前带球的精彩画面。足球被踢后快速地向前滚动,此时,足球受到的力有( )
A.重力、支持力
B.重力、支持力、脚对足球的作用力
C.重力、支持力、脚对足球的作用力、地面阻力
D.重力、支持力、地面阻力
答案:D
解析:足球受到的力有:重力、支持力、地面阻力,此时,脚和足球不接触,因此脚对足球没有作用力,故选D。
[名师点拨] 如何防止“多力”或“丢力”
(1)在分析各力的过程中,一定要找到它的施力物体,没有施力物体的力是不存在的,其次根据力的产生条件、力的作用效果、力的相互性等判断某力是否存在,这样可以防止“多力”。
(2)按正确的顺序(即一重二弹三摩擦四其他)进行受力分析是保证不“丢力”的有效措施。
6.画出下列物体的受力示意图。
(1)物体在粗糙水平面上向右滑动。
(2)在斜向下的推力F作用下,物体静止在水平地面上。
(3)光滑球放在固定斜面和竖直挡板之间处于静止状态。
答案:(1)如图1所示 (2)如图2所示
(3)如图3所示
解析:(1)物体在粗糙水平面上,受到竖直向下的重力、竖直向上的水平面支持力,向右运动,受到水平向左的摩擦力,受力示意图如答图1所示。
(2)物体受到竖直向下的重力、竖直向上的地面支持力、斜向下的推力,又因为具有向右滑动的趋势,则受到水平地面向左的静摩擦力,受力示意图如答图2所示。
(3)球受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、垂直挡板向右的弹力,受力示意图如答图3所示。
1.(教材本节【拓展学习】改编)若用力传感器探究作用力与反作用力的关系,电脑屏幕最有可能显示的两个力随时间变化的图线是( )
答案:D
解析:根据牛顿第三定律可知一对相互作用力应大小相等,方向相反,故选D。
2.以卵击石用来形容力量悬殊,弱者与强者对抗时,弱者往往遭受到巨大的伤害。从物理力学的角度分析,在鸡蛋碰石头的过程中,下列说法正确的是( )
A.鸡蛋先作用于石头上,石头后作用于鸡蛋上
B.石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
C.石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力一样大
D.石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力是同一个力
答案:C
解析:根据牛顿第三定律,石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力是一对作用力与反作用力,同时产生、同时消失、大小相等、方向相反,故A、B错误,C正确;石头对鸡蛋的作用力的受力物体是鸡蛋,鸡蛋对石头的作用力的受力物体是石头,故石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力不是同一个力,故D错误。
3.一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一个灯笼,灯笼保持静止,下列说法正确的是( )
A.灯笼所受的重力和灯笼对轻绳的拉力是一对平衡力
B.灯笼所受的重力和轻绳对灯笼的拉力是一对平衡力
C.灯笼所受的重力和轻绳对灯笼的拉力是一对作用力和反作用力
D.轻绳对天花板的拉力和轻绳对灯笼的拉力是一对作用力和反作用力
答案:B
解析:灯笼所受的重力作用在灯笼上,灯笼对轻绳的拉力作用在轻绳上,它们不是一对平衡力,故A错误;灯笼所受的重力和轻绳对灯笼的拉力都作用在灯笼上,且灯笼在这两个力的作用下处于平衡状态,则它们是一对平衡力,故B正确,C错误;轻绳对天花板的拉力和轻绳对灯笼的拉力是一个物体对另外两个物体的作用力,不是一对相互作用力,故D错误。
4.(教材本节【练习与应用】T4改编)如图所示,物体A、B叠放在地面上,水平力F作用在物体B上,物体A、B处于静止状态,以下关于A、B的受力情况的说法正确的是( )
A.B只受到重力、支持力和摩擦力的作用
B.A只受到重力、支持力、压力和两个摩擦力的作用
C.A只受到重力、支持力、压力和地面对它的摩擦力的作用
D.通过B的传递,A也受到力F的作用
答案:B
解析:物体B静止在A上,受重力GB、A对B的支持力FN1、水平力F和A对B的摩擦力Ff作用,如图1所示,A错误;对物体A进行受力分析,A受重力GA、B对A的压力FN1′、地面的支持力FN2、B对A的摩擦力Ff′和地面对A的摩擦力Ff地,如图2所示,B正确,C错误;由以上分析可知,A不受力F的作用,D错误。
[名师点拨] 多物体系统受力分析初步
(1)对于多个物体组成的系统进行受力分析时,可根据问题对整体或将其中一个物体隔离进行受力分析,分别称为整体法和隔离法。两种方法经常综合运用。
(2)对于多物体系统,如果其中一个物体A的受力情况难以分析,可根据牛顿第三定律,利用转换研究对象法先分析受力较少的施力物体B的受力情况,进而间接得到物体A的受力情况。
5.如图所示,物体B放在粗糙的水平地面上,物体A、B间的接触面光滑。在水平推力F作用下两物体一起匀速向右运动,物体A恰好与物体B保持相对静止,则关于A、B两物体的受力个数,下列说法正确的是( )
A.A受3个力,B受4个力
B.A受4个力,B受3个力
C.A受3个力,B受3个力
D.A受4个力,B受4个力
答案:A
解析:已知A恰好与B保持相对静止,A、B间的接触面光滑,对A进行受力分析:受到重力、推力F和B的支持力;对B进行受力分析:受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力和A的压力。故A正确。
小霖家的二楼需要装修,小霖在屋檐安装了光滑的轻质滑轮,用一根质量可忽略且不可伸长的绳索通过如图所示的方式将物料运送至二楼。已知小霖的质量M=60 kg,物料质量为m=20 kg,当物料加速上升时,物料对绳子的拉力大小为240 N,则此时小霖对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )
A.360 N B.400 N
C.560 N D.800 N
答案:A
解析:根据牛顿第三定律可知,绳子对物料的拉力竖直向上,大小为F′=F=240 N,则绳子对小霖的拉力竖直向上,大小为F″=F′=240 N;
小霖静止,对于小霖,根据平衡条件有F″+FN=Mg,解得地面对小霖的支持力大小为FN=360 N,根据牛顿第三定律,小霖对地面的压力大小为360 N,故选A。
[名师点拨] 利用牛顿第三定律间接分析物体的受力情况
求解某个力的大小和方向时,一般情况下选取该力的受力物体进行分析,但有些情况下不便于直接求解该力,可先通过转换研究对象(即选择受力较少、较明确的物体作为研究对象),求解其反作用力的大小和方向,再应用牛顿第三定律求得该力的大小和方向。
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