练案19 第3章 3.牛顿第三定律-【成才之路•练案】2025-2026学年高中物理必修第一册同步新课程学习指导(人教版)

练案[19] 第三章3.牛顿第三定律 知识点二 相互作用力与平衡力 基础巩固练 4.某建筑工地上，工人师傅推车情形如图所示， 知识点一牛顿第三定律的理解和简单应用 以下判断正确的是 () 1.(多选)如图所示，甲图是用力传感器“探究作 用力与反作用力的关系”的实验装置，乙图是 实验中与力传感器相连的计算机屏幕上得到 的两个力随时间变化的图线。根据图线可以 得出的结论是 ( 湖 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 甲 C.工人对车的力与车对工人的力是一对作用 A.作用力变大时，反作用力变小 力和反作用力 B.作用力和反作用力的方向总是相反的 D.工人受到的重力与地面对工人的支持力是 C.作用力与反作用力总是同时变化 对作用力和反作用力 D.此图线一定是在两个传感器都处于静止状5.(2024·重庆沙坪坝高一阶段练习)一轻弹簧 态下得到的 原长为10cm,甲、乙两人同时用100N的力， 2.（2025·河南信阳高一期 分别在两端拉弹簧，稳定时，弹簧的长度变为 末)如图所示，压路机在 12cm,则 () 水平路面上缓慢行驶，路 面对压路机的支持力为 F,压路机对路面的压力 为F2,关于F1、F2,下列说 法正确的是 A.F大于F2 A.甲拉弹簧的力与弹簧拉甲的力是一对平 B.F1小于F2 衡力 C.F1与F2是一对平衡力 B.甲拉弹簧的力与乙拉弹簧的力是一对作用 D.F,与F2是一对作用力与反作用力 力与反作用力 3.(2025·江西高一月考)关于火车头和车厢的 C.弹簧的劲度系数为5×103N/m 相互作用，下列说法中正确的是 ( D.弹簧的劲度系数为104N/m A.列车在加速前进时，火车头对车厢的拉力知识点三 物体受力的初步分析 大于车厢对火车头的拉力大小 6.运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间的受力 B.列车在减速前进时，火车头对车厢的拉力 示意图是 小于车厢对火车头的拉力大小 C.只有列车在匀速前进时，火车头对车厢的 拉力才等于车厢对火车头的拉力大小 D.无论列车怎样运动，火车头对车厢的拉力 总是等于车厢对火车头的拉力大小 213 7.（2025·石嘴山高一检测)下图中各物体的受11.（多选）如图所示，在水平地 力示意图正确的是 ( 面上叠放着A、B、C三个完 全相同的物块，今用水平力 F作用于B时，A、B、C均处 于静止状态，则下列判断正确的是() A.B对A的摩擦力大小等于零 水平力F把铁块紧压 随皮带向下匀速运动的物体 在竖直墙上静止 BA对B的摩擦力大小等于号 B C.地面对C的摩擦力大小等于F DB对C的摩擦力大小等于号 m吧im 12.如图所示，两块小磁铁质量L 靠在光滑墙上而静止的木板木块一定受摩擦力 均为0.5kg,A磁铁用轻质 0000000 D 弹簧吊在天花板上，B磁铁 在A正下方的地板上，弹簧 A 综合提升练 B 的原长L,=10cm,劲度系数mh 8.如图所示，用弹簧测力计悬 k=100N/m。当A、B均处于静止状态时，弹 挂一个重力G=10N的金属 簧的长度为L=11cm。不计地磁场对磁铁 块，使金属块部分浸在台秤 的作用和磁铁与弹簧间的相互作用，求B对 上的水杯中（水不会溢出）。 地面的压力大小。(g取10m/s2) 若弹簧测力计的示数变为 F'=6N,则台秤的示数 ( A.保持不变 B.增加10N C.增加6N D.增加4N 9.如图所示，质量为m的木块m4 在质量为M的长木板上以 加速度α水平向右加速滑行，长木板与地面间 的动摩擦因数为1，木块与长木板间的动摩擦 因数为2，重力加速度为g,若长木板仍处于 静止状态，则长木板对地面摩擦力的大小和方 向一定为 A.(m+M)g,向左 B.2mg,向右 C.2mg+ma,向右 D.u1mg+2Mg,向左 10.如图所示，物体A、B在平行 于斜面的力F作用下沿粗 糙斜面向上运动，A相对于 B静止，则物体B受力的个 数为 A.4个 B.5个 C.6个 D.7个 214(5)由胡克定修可得nmg=6(1-6),变形为1=。+h。。二力平衡条件可知桌面对书本有向左的障擦力，D错误。 :8.D由题意知：沙发与地面的最大静摩擦力F=90N,滑动摩 l-n图像的斜率mg_6.05 10-2N/m,解得k=20.0N/m。代 F.75N 20 擦力=75N,由F,=F,知u=00入=0.15，A错误： 入数据解得橡皮筋原长l。=9.00cm。挂上冰墩墩玩具，有 80N<F。,故用80N推静止的沙发时沙发所受静摩擦力大小 Mg=k(l-l),解得M=127g。 为80N,B错误；100N>Fm,沙发开始运动，F,=75N,C错误； 练案[18] 运动的沙发所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为75N,与运动状 态无关，D正确。 1.B<2,则A相对B向右运动，故B对A施加向左的滑动9.Ct=1s时物体未动，根据平衡可知，受静摩擦力作用，故A 摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力，故 错误；2s末开始缓慢滑动，弹簧弹力为6N,最大静摩擦力为 A错误，B正确；若，>2，则A相对B向左运动，故B对A施 加向右的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向左的 ===0.2,故B错误；弹簧伸长了5m,弹 6N,所以μ=F、mg 滑动摩擦力，故C、D错误。 2.B根据滑动摩擦力公式可知F=uF压=wmg=0.1×40× 簧的劲度系数为：=二=120m,放C正确；若5：后F继 10N=40N,方向与物体相对水平面的运动方向相反，为水平 续增大，物块与地面之间的摩擦力为滑动摩擦力，因为正压力 向左，B项正确，A、C、D错误。 不变，动摩擦因数不变，所以摩擦力不变，故D错误。 3.ABC摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，也可能10.(1)作出假设(2)C(3)乙见解析 与物体的运动方向相同，选项A正确：静摩擦力的方向不一定： 解析：(1)这个环节是在探究前对可能的结果进行猜想和假 与运动方向共线，也可能与运动方向成一定角度，例如用手竖 设，属于作出假设环节。 直握住瓶子，让瓶子水平移动，选项B正确；运动的物体和静 (2)应当用控制变量法进行研究，探究滑动摩擦力与接触面 止的物体都可能受到静摩擦力或滑动摩擦力的作用，例如货 积的关系时，应当保持接触面粗糙程度和压力大小不变，改 物在传送带上向高处运动时，货物受静摩擦力但不静止；正在 变接触面积的大小，故应选C。 滑轨上滑行的物体，滑轨受到滑动摩擦力，而滑轨是静止的， (3)应当选择乙方案，甲方案操作时需要匀速拉动木块（不 选项C正确；静摩擦力和滑动摩擦力都既可以是阻力，也可以 易做到)，且要在木块运动时读取弹簧测力计的示数（不易读 是动力，选项D错误。 数)；乙方案只需要拉动木板运动即可，不要求匀速拉动，且 4.BC对小球受力分析可知，小球受重力、两侧铁夹的压力以： 容易读取弹簧测力计的示数。 及摩擦力作用，根据平衡条件可知，小球在竖直方向上受到的11.BD推动木块做匀速运动，且木块Q受到地面的摩擦力是 摩擦力与重力大小相等，方向相反；根据力的作用是相互的可 滑动摩擦力，由滑动摩擦力的公式可得Fn=uW=wmog, 知，机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下，故B、C正确：增大 F2=uW2=u(mp+mo)g,Fa=uN3=wmog,则有Fa=Fg< 铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力大小不变，仍等于重 F2,故B、D正确，A、C错误。故选BD。 力，故A错误；若水平移动铁夹，由于小球在竖直方向受力始12.（1)500N/m(2)0.2 终平衡，故摩擦力不变，故D错误。 解析：(1)当笔杆竖直放置时，砝码处于静止状态，受力平衡， 5.CP点位置在主动轮的边缘上，轮子带着传送带运动，故传 已知△x1=2mm=2×10-3m,m1=100g=0.1kg,则有k△x 送带相对轮子有向上运动的趋势，但没有相对滑动，故P点受 =m1g,代入数据解得k=500N/m。 到的是静摩擦力，方向向上，故A、B错误；Q点位置在从动轮 (2)要使书恰好做匀速运动，则弹簧弹力与书受到的滑动摩 边缘上，轮子是在传送带的带动下运动的，没有打滑，故受到 擦力大小相等，有Ax2=m2g,代入数据解得u=0.2。 的也是静摩擦力，因皮带向上运动，故Q相对于皮带有向下的 练案[19] 运动趋势，故Q受到的摩擦力方向向上，故C正确，D错误。 6.AB根据题意，对小棋子受力分析可知，受重力、棋盘的吸引1.BC由图像可知，作用力变大时，反作用力同时也变大，故A 力、棋盘的支持力和静摩擦力，共受四个力的作用，故A正确： 错误：作用力和反作用力的方向总是相反的，故B正确：作用 棋子被吸在棋盘上静止时，根据平衡条件可知，棋盘对棋子的 力和反作用力总是同时变化，故C正确：此图线不一定是在两 摩擦力大小等于棋子的重力的大小，故D错误：根据题意，由 个传感器都处于静止状态下得到的，也可能处于运动状态，故 平衡条件可知，竖直方向上，棋子重力的大小等于棋盘对棋子D错误。 静摩擦力的大小，小于棋子与棋盘间的最大静摩擦力，最大静2.D路面对压路机的支持力F,和压路机对路面的压力F,是 摩擦力近似等于滑动摩擦力，则有F。=F、=uF,可知，当磁一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反。故选D。 场力F一定时，“越大，F。越大，即棋盘面应选取较粗糙的材3.D由牛顿第三定律，火车头对车厢的拉力与车厢对火车头的 料；当棋盘光滑，即4=0，则无论磁场力多大，F。都等于零，则 拉力是作用力与反作用力，无论列车怎样运动，二者总是大小 棋子不可能被吸在棋盘上静止，故C错误，B正确。 相等。故选D。 7.A用一方向向右的水平拉力作用在纸上，纸与书虽均保持静4.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 止，但纸相对手有向左的运动趋势，纸和书本之间有相对运动用，是一对作用力和反作用力，A错误，C正确；工人受到的重 趋势，则手对纸有水平向右的摩擦力，纸与书本之间存在摩擦： 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 力，A正确，B、C错误；纸和书整体受到水平向右的拉力，根据：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 297 持力都作用在工人上，不是一对作用力和反作用力，D错误。好，拉到0点时拉力适当大些，可减小测量误差对实验的影 5.C甲拉弹簧的力与弹簧拉甲的力是一对相互作用力，A错 响，故B项正确：橡皮条、细绳和弹簧测力计要平行贴近木板 误；甲拉弹簧的力与乙拉弹簧的力是一对平衡力，B错误；甲、 面，故C项正确；为了方便而且更加准确地确定力的方向，操 乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧拉力为F= 作时可以使拉橡皮条的绳细且长一些，故D项正确。 100N,根据F=k(l-o)将1=12cm=0.12m,l=10cm= (2)为了减小画图时表示力的方向的误差，记录各个力的方向 F 0.10m,代入得k=-=5×10Vm,C正确，D错误。 时，所描的点不要太靠近结点，A错误：根据纸张大小，选择合 适的标度，使图中所描的点到结点的距离适中、力的大小适中 6.A运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间，运动员受重力、地 且两个力之间的夹角大小也适中，所以B正确，C、D错误。 面对人竖直向上的支持力和地面对人向前的摩擦力，故A正2.(1)AB 确，B、C、D错误。 (2)不合理其合力的大小超过了弹簧测力计的量程，后续无 7.AA图中物体随皮带向下匀速运动，受到重力、皮带的支持 法用量程为0~5N的弹簧测力计测出合力 力和静摩擦力，物体有沿皮带向下运动的趋势，受到的静摩擦 (3)甲 力沿皮带向上，故A正确；B图中的铁块受三个力不能平衡， 解析：(1)实验需要测量长度和拉力，所以需要三角板和弹簧 少了墙壁给它水平向左的弹力，故B错误；C图中木板受到重 测力计。 力、墙的弹力和地面的弹力以及地面的静摩擦力，其中墙对木 (2)由题意可知，当两个弹簧测力计的读数均为4N,且两弹簧 板的弹力应该是水平向右的，故C错误；D图中推力F在竖直 测力计拉力的方向相互垂直时，其合力大小为42N,其值大 方向上的分量可能和重力平衡，所以木块可能不受摩擦力，故 于5N,超过了弹簧测力计的量程，后续无法测出一个力作用 D错误。 时的大小，故这次操作不合理。 8.D金属块浸人水中后，水对金属块产生浮力F,由弹簧测力 (3)F是实际测量值，其方向应该在固定点与O点连线的延 计的示数知，浮力的大小F=G-F,'=(10-6)N=4N。根据 牛顿第三定律可知，金属块对水也施加了一个反作用力F',其 长线上，故甲符合事实。 :3.(1)2.33(2)BCD(3)BD(4)①如图所示②3.99 大小F'=F=4N,所以台秤的示数增加4N,故选D。 9.B对木块分析可知，长木板对它水平向左的摩擦力大小为 Fa=u2mg,由牛顿第三定律可知，木块对长木板的摩擦力向 右，大小也为F;由于长木板仍处于静止状态，对长木板受力 分析可知，地面对它的静摩擦力方向向左，大小为F2=F1= 2mg,由牛顿第三定律可知，长木板对地面的摩擦力大小为 2mg,方向向右，故B正确。 1.0N 10.C物体B受到的力包括重力G、拉力F(已知力)、A对B的 、 压力Fx(弹力)、斜面对B的支持力F、'(弹力)、A对B的摩 解析：(1)弹簧测力计的分度值为0.1N,读数要估读到 擦力FAB(摩擦力)、斜面对B的摩擦力F(摩擦力)共6个 0.01N,由题图丁可知图中弹簧测力计的示数为2.33N。 力，故选项C正确。 (2)必须要记录的有两个分力F和F2的大小和方向、合力F 11.AC以A为研究对象，根据平衡条件知A在水平方向上不 的大小和方向，力的大小通过弹簧测力计读出，合力F与两个 受摩擦力作用，即B对A没有摩擦力，则A对B也没有摩擦 分力F和F,为等效替代关系，故两次都要使小圆环被拉到 力，A正确，B错误；以A、B、C三个物块组成的整体为研究对 位置O,所以必须记录的有弹簧测力计的示数，OB、OC的方 象，根据平衡条件知地面对C的摩擦力大小等于F,方向水 向，位置O,B、C、D符合题意。 平向左，C正确；以A、B组成的整体为研究对象，根据平衡条 (3)两细绳OB、OC的夹角要适当大一些，但不能太大，合力一 件知C对B的摩擦力大小等于F,方向水平向左，则B对C 定时，两分力间夹角太大会导致两分力很大，容易超出弹簧测 的摩擦力大小等于F,方向水平向右，D错误。 力计的测力范围，A错误；读数时，视线应正对弹簧测力计的 12.9N 刻度，B正确；实验时，不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同，还 解析：设B对A的作用力为F,规定向上为正方向， 必须沿同一方向伸长才行，C错误：多次实验时，都要保证弹 对A,由平衡条件得k(L-Lo)-mg+F=0 簧测力计把小圆环拉到的位置相同，D正确。 解得F=4N (4)①由于标度已经选定，作图时要保证表示F、F,的有向线 故B对A的作用力大小为4N,方向竖直向上。由牛顿第三 段的长度分别为标度的2.7倍、2.3倍，作出的图如答案图所 定律得A对B的作用力大小为4N,方向向下；对B,由平衡 示。②量得图中表示合力的对角线的长度约为标度的3.99 条件得FN-mg-F'=0,解得FN=9N,由牛顿第三定律得B 倍，所以合力大小为3.99N。 对地面的压力大小为9N。 4.(1)位移，单位：m;速度，单位：m/s;加速度，单位：m/s (2)等效替代(3)ABD 练案[20] 解析：(1)选取3个物理中的矢量及其单位为：位移，单位：m; 1.(1)BCD(2)B 速度，单位：m/s:加速度，单位：m/s2。 解析：(1)由力的平行四边形定则可知，橡皮条和两绳套夹角(2)力的合成运算法则实验最主要的物理实验思想是等效 的角平分线不一定在一条直线上，A项错误；橡皮条弹性要：替代。 298