3.3 牛顿第三定律 讲义 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

本高中物理讲义聚焦牛顿第三定律核心知识点，系统阐述其“大小相等、方向相反、作用在同一直线”的内容及表达式F=-F'，通过对比表格清晰呈现一对平衡力与作用力和反作用力在作用对象、时间等方面的区别，为后续力学问题分析提供学习支架。 资料以情境化例题为特色，涵盖拉弹簧、机器人端咖啡等生活场景及曲辕犁、古代榨油木楔等传统文化案例，结合题型分类与课时精练，助力学生通过科学推理建构物理模型，培养科学思维与科学态度。课中辅助教师情境教学，课后帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

3.3 牛顿第三定律 1．牛顿第三定律的内容：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，作用在同一条直线上。 2．表达式：F＝－F′ 3．一对平衡力与作用力和反作用力的比较 名称 项目 一对平衡力 作用力和反作用力 作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体 作用时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失 力的性质 不一定相同 一定相同 作用效果 可相互抵消 不可抵消 题型一 牛顿第三定律的理解与应用 【例题精讲】 1．如图所示，小华用手拉弹簧使弹簧伸长了0.1m，弹簧的劲度系数k＝200N/m，下列说法正确的是（　　） A．弹簧对手的弹力大小为20N B．手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对平衡力 C．此时弹簧的长度为0.1m D．拉弹簧的力越大，弹簧的劲度系数也越大 2．机器人用机械臂夹住咖啡杯并进行匀速地端送咖啡，下列说法正确的是（　　） A．若夹紧力增大，则咖啡杯受到的静摩擦力会增大 B．机械臂对咖啡杯的压力是由于咖啡杯发生形变而产生的 C．若杯内的咖啡量减少，机械臂提供的最小夹紧力减小 D．机械臂对咖啡杯的作用力大于咖啡杯对机械臂的作用力 3．唐代《末耜经》记载曲辕犁是一种起土省力的先进耕犁。耕地过程中，牛通过两根耕索拉曲辕犁，如图所示，忽略耕索质量。下列说法正确的是（　　） A．曲辕梨匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 B．曲猿犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 C．其他条件相同，当两根耕索之间的夹角较大时，牛较省力 D．其他条件相同，当两根耕索之间的夹角较小时，牛较省力 （多选）4．如图甲所示为古代榨油场景，图乙是简化原理图。快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为θ的等腰三角形，撞击木楔的力为F，忽略木楔与木块间的摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A．木楔对每个木块的压力均为 B．木楔对单侧木块的压力大小为 C．为了提高榨油的效率，θ通常设计得较大 D．当θ一定时，F越大，木楔对单侧木块的压力越大 （多选）5．如图所示，人重500N，木块重300N，人与木块、木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，现该人用力拉绳，使他与木块一起向右匀速运动，则（　　） A．人拉绳的力是100N B．人拉绳的力是80N C．人脚与木块间的摩擦力为100N D．人脚对木块的摩擦力向右 题型二 相互作用力和平衡力的区别 【例题精讲】 1．网上热传一段视频，唤醒了“80、90后”的童年，成都奶奶站在凳子上用杆秤给小孙子称体重，多才的网友根据视频画了一幅画，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．小孩的重心不一定位于秤钩的正下方 B．小孩所受的重力就是地球对小孩的吸引力 C．凳子对奶奶的支持力与奶奶所受的重力是一对平衡力 D．秤钩对小孩的拉力是由于秤钩发生形变引起的 2．如图所示，一只小鸟停在倾斜的树干上，下列说法正确的是（　　） A．小鸟受到的重力没有施力物体 B．树干对小鸟的支持力与小鸟受到的重力方向相反 C．树干对小鸟的摩擦力与小鸟对树干的摩擦力是一对平衡力 D．树干对小鸟的摩擦力与小鸟对树干的摩擦力是一对相互作用力 3．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．人竖直向上起跳时，人所受的重力小于板对人的支持力 D．人竖直向上起跳时，平板车对人的支持力大于人对平板车的压力 （多选）4．如图甲是趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作，其过程可以简化为图乙，假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内，不计摩擦，现保持A运动员背部竖直，B运动员背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大，而篮球保持静止，在此过程中下列说法正确的是（　　） A．A运动员对篮球的压力减小 B．B运动员对篮球的压力减小 C．运动员对篮球的合力减小 D．A运动员对篮球的力与篮球对A的力是一对平衡力 （多选）5．国庆假期某同学在家练习书法，他在水平桌面上平铺一张红纸，并在红纸左侧靠近边缘处用镇尺压住，书写“庆”字。整个书写过程中红纸始终保持静止，下列说法正确的是（　　） A．向右行笔时，红纸对桌面的静摩擦力方向一定向右 B．向右行笔时，红纸对镇尺的静摩擦力方向一定向右 C．镇尺受到的重力与红纸对镇尺的支持力是一对作用力与反作用力 D．向下顿笔时，毛笔对红纸的压力与红纸对毛笔的支持力是一对作用力与反作用力 课时精练 一．选择题（共8小题） 1．以下说法中正确的是（　　） A．只要直接接触就一定产生弹力 B．压力和支持力是一对平衡力 C．黑板擦对讲桌的压力是黑板擦形变产生的 D．静摩擦力是静止的物体受到的，滑动摩擦力是运动的物体受到的 2．如图所示，物体静止在台式弹簧秤上，以下说法正确的是（　　） A．秤对物体的支持力与物体所受的重力是一对平衡力 B．秤对物体的支持力与物体所受的重力是一对作用力与反作用力 C．秤对物体的支持力与物体所受的重力是同一种性质的力 D．秤对物体的支持力与物体对弹簧秤的压力是一对平衡力 3．如图所示，用压力F将物体A、B紧压在竖直的墙壁上保持静止状态，下列说法错误的是（　　） A．物体A受力平衡 B．压力F与墙壁对物体B的支持力不是一对平衡力 C．物体A对物体B的压力与物体B对物体A的支持力是一对相互作用力 D．物体B所受的重力与墙壁对物体B的摩擦力是一对平衡力 4．如图甲所示为某同学制作的玩具弓的简化图，弓弦挂在固定点O上，在弓臂的中点通过轻绳挂一重物，已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性轻绳，弓臂和重物的总质量为8kg时，OA与竖直方向的夹角α＝37°，不计一切摩擦，未拉动弓弦时弓弦恰好处于原长，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，忽略弓臂的形变。如图乙所示，在弓弦上搭上质量为0.1kg的箭，拉动弓弦，使两侧弓弦间的夹角为106°时，沿水平方向释放弓弦，下列说法正确的是（　　） A．轻绳对重物的力和弓臂对轻绳的力是一对相互作用力 B．仅增加重物的质量并保持静止，OA与OB间的夹角减小 C．仅减少重物的质量并保持静止，弓弦的长度不变 D．弓弦对箭的作用力产生的最大加速度为112.5m/s2 5．质量分别为M和m的物块A和B形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，A物块恰好能静止在斜面上，不考虑两物块与斜面之间的摩擦。若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放物块，斜面仍保持静止。则下列说法正确的是（　　） A．轻绳的拉力等于Mg B．轻绳的拉力小于mg C．A物块运动的加速度大小为（1﹣sinα）g D．A物块运动的加速度大小为 6．高压线塔上用于架设输电线路的V形绝缘子串能承受很大的拉力，但受到压力时却极易损坏。如图所示，绝缘子串长度不变，与竖直方向夹角恒为45°，每个绝缘子串对荷载的拉力均沿绝缘子串方向，下方重力为G的荷载始终保持静止。下列说法正确的是（　　） A．无风时每个绝缘子串对荷载的拉力F B．有风时荷载承受的水平风力最好不超过G C．有风时绝缘子串对荷载的作用力沿水平方向 D．绝缘子串对荷载的力与对塔架的力是一对相互作用力 7．图甲是悬停在空中的风筝，图乙是其简化图。风筝在重力、牵线拉力和垂直于风筝面的风力的共同作用下悬停在空中，则下列说法正确的是（　　） A．风筝在空中所受合力竖直向下 B．风筝对牵线的拉力与风筝的重力是一对平衡力 C．牵线对风筝的拉力大于风筝对牵线的拉力 D．风力和牵线拉力的合力方向竖直向上 8．如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则（　　） A．AB间没有静摩擦力 B．A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上 C．A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθ D．A与B间的动摩擦因数μ＝tanθ 二．多选题（共3小题） （多选）9．如图甲所示为古代榨油场景，图乙是简化原理图。快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为θ的等腰三角形，撞击木楔的力为F，忽略木楔与木块间的摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A．木楔对每个木块的压力均为 B．木楔对单侧木块的压力大小为 C．为了提高榨油的效率，θ通常设计得较大 D．当θ一定时，F越大，木楔对单侧木块的压力越大 （多选）10．如图，三个质量均为m的物体A、B、C放置在光滑的水平面上，斜面体A的倾角为θ，B的上表面水平，现对A施加水平向左的力F，三个物体向左匀加速运动并保持相对静止，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．A、B间的摩擦力大小为 B．A、B 间的摩擦力大小为 C．若A、B间，B、C间动摩擦因数相同，则F逐渐增大，A、B间先滑动 D．若A、B间，B、C间动摩擦因数相同，则F逐渐增大，B、C间先滑动 （多选）11．如图所示，倾角为30°的斜面底部有一竖直挡板，斜面上有n根完全相同的外表面光滑的钢管（n＞3），都处于静止状态，每根钢管的质量均为m，则下列说法中正确的是（　　） A．斜面对第n根钢管的支持力为 B．钢管1对挡板的压力大小为 C．钢管1对钢管2的弹力大小为 D．钢管2对斜面的压力大小为 三．解答题（共3小题） 12．雪橇是很多孩子喜欢的娱乐项目。如图所示，小孩与雪橇的总质量m＝46kg，大人用与水平方向成θ＝37°斜向上的F＝100N的力拉雪橇，他们一起沿水平地面向前做匀速直线运动。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求： （1）雪橇对地面的压力F压； （2）雪橇与地面间的动摩擦因数μ。 13．如图所示，某段时间内小朋友和风筝均保持静止状态，此时风筝平面与水平面夹角为30°，风筝的质量为m＝2kg，轻质细线中的张力为T＝20N，该小朋友的质量为M＝25kg（风对风筝的作用力与风筝平面垂直，g取10m/s2），求： （1）细线与风筝的夹角θ和风对风筝的作用力的大小； （2）小朋友对地面的压力大小和小朋友对地面的摩擦力。 14．如图所示，质量为M＝10kg的斜面体C放在水平面上，质量为20kg的重物A放在斜面体C上，质量为2kg的重物B通过水平细绳与重物A相连于O点，O点通过另一根细绳悬挂于天花板上，细绳与竖直方向夹角以及斜面体倾角均为37°，A、B、C都处于静止状态（重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。求： （1）水平细绳OA的拉力大小； （2）重物A所受摩擦力大小； （3）地面受到的压力大小。 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 牛顿第三定律 1．牛顿第三定律的内容：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，作用在同一条直线上。 2．表达式：F＝－F′ 3．一对平衡力与作用力和反作用力的比较 名称 项目 一对平衡力 作用力和反作用力 作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体 作用时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失 力的性质 不一定相同 一定相同 作用效果 可相互抵消 不可抵消 题型一 牛顿第三定律的理解与应用 【例题精讲】 1．如图所示，小华用手拉弹簧使弹簧伸长了0.1m，弹簧的劲度系数k＝200N/m，下列说法正确的是（　　） A．弹簧对手的弹力大小为20N B．手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对平衡力 C．此时弹簧的长度为0.1m D．拉弹簧的力越大，弹簧的劲度系数也越大 【答案】A 【解答】解：A.根据胡克定律，有F＝kx＝200×0.1N＝20N，则弹簧对手的弹力大小为20N，故A正确； B.手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对相互作用力，故B错误； C.弹簧伸长了0.1m，弹簧的长度为伸长量+弹簧的原长，故C错误； D.劲度系数是弹簧本身的性质，与弹力大小无关，故D错误。 故选：A。 2．机器人用机械臂夹住咖啡杯并进行匀速地端送咖啡，下列说法正确的是（　　） A．若夹紧力增大，则咖啡杯受到的静摩擦力会增大 B．机械臂对咖啡杯的压力是由于咖啡杯发生形变而产生的 C．若杯内的咖啡量减少，机械臂提供的最小夹紧力减小 D．机械臂对咖啡杯的作用力大于咖啡杯对机械臂的作用力 【答案】C 【解答】解：A、咖啡杯处于平衡状态，在竖直方向上受到重力和静摩擦力，根据二力平衡，静摩擦力大小等于重力大小。当夹紧力增大时，重力不变，所以静摩擦力不变，故A错误； B、机械臂对咖啡杯的压力是由于机械臂发生形变而产生的，而不是咖啡杯发生形变产生的，故B错误； C、设机械臂与咖啡杯间的动摩擦因数为μ，咖啡杯及咖啡总重力为G，根据f ＝μN，为最大静摩擦力，可近似等于滑动摩擦力，这里平衡时f＝G，若杯内咖啡量减少，G减小，那么机械臂提供的最小夹紧力N减小，故C正确； D、机械臂对咖啡杯的作用力与咖啡杯对机械臂的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，它们大小相等、方向相反，故D错误。 故选：C。 3．唐代《末耜经》记载曲辕犁是一种起土省力的先进耕犁。耕地过程中，牛通过两根耕索拉曲辕犁，如图所示，忽略耕索质量。下列说法正确的是（　　） A．曲辕梨匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 B．曲猿犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 C．其他条件相同，当两根耕索之间的夹角较大时，牛较省力 D．其他条件相同，当两根耕索之间的夹角较小时，牛较省力 【答案】D 【解答】解：AB．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，这两个力在各种条件下都是等大反向，故AB错误； CD．两个分力一定时，夹角越小，合力越大，所以其他条件相同，当两根耕索之间的夹角较小时，牛较省力，故C错误，D正确。 故选：D。 （多选）4．如图甲所示为古代榨油场景，图乙是简化原理图。快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为θ的等腰三角形，撞击木楔的力为F，忽略木楔与木块间的摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A．木楔对每个木块的压力均为 B．木楔对单侧木块的压力大小为 C．为了提高榨油的效率，θ通常设计得较大 D．当θ一定时，F越大，木楔对单侧木块的压力越大 【答案】BD 【解答】解：ABC.如图所示，将力F分解，如图所示 则木楔对单侧木块的压力为，可知当θ越小，越小，FN越大，榨油的效率越高，故B正确，AC错误； D.当θ一定时，F越大，木楔对单侧木块的压力越大，故D正确。 故选：BD。 （多选）5．如图所示，人重500N，木块重300N，人与木块、木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，现该人用力拉绳，使他与木块一起向右匀速运动，则（　　） A．人拉绳的力是100N B．人拉绳的力是80N C．人脚与木块间的摩擦力为100N D．人脚对木块的摩擦力向右 【答案】BD 【解答】解：AB、人和木块看成整体，整体匀速运动，受力平衡 水平方向有2F＝f＝μFN 竖直方向有FN＝G人+G物 联立解得绳子拉力F＝80N，故A错误，B正确； CD、对人受力分析可知，人受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力f′＝F＝80N 根据牛顿第三定律可知，人脚对木块的摩擦力向右，故C错误，D正确。 故选：BD。 题型二 相互作用力和平衡力的区别 【例题精讲】 1．网上热传一段视频，唤醒了“80、90后”的童年，成都奶奶站在凳子上用杆秤给小孙子称体重，多才的网友根据视频画了一幅画，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．小孩的重心不一定位于秤钩的正下方 B．小孩所受的重力就是地球对小孩的吸引力 C．凳子对奶奶的支持力与奶奶所受的重力是一对平衡力 D．秤钩对小孩的拉力是由于秤钩发生形变引起的 【答案】D 【解答】解：A.小孩静止时所受重力与秤钩的拉力二力平衡，方向相反，则小孩的重心一定位于秤钩的正下方，故A错误； B.小孩所受的重力是由于地球对小孩的吸引力而产生，在成都小孩所受的重力小于地球对小孩的吸引力，故B错误； C.由于奶奶还受到秤向下的拉力，则凳子对奶奶的支持力大于奶奶所受的重力，故C错误； D.秤钩对小孩的拉力是由于秤钩发生形变引起的，故D正确。 故选：D。 2．如图所示，一只小鸟停在倾斜的树干上，下列说法正确的是（　　） A．小鸟受到的重力没有施力物体 B．树干对小鸟的支持力与小鸟受到的重力方向相反 C．树干对小鸟的摩擦力与小鸟对树干的摩擦力是一对平衡力 D．树干对小鸟的摩擦力与小鸟对树干的摩擦力是一对相互作用力 【答案】D 【解答】解：A、物体受到的重力是由于地球的吸引而产生的，所以小鸟受到的重力的施力物体是地球，故A错误； B、由于树干不是水平的，所以树干对小鸟的支持力斜向上，与小鸟受到的重力方向不相反，故B错误； CD、树干对小鸟的摩擦力与小鸟对树干的摩擦力是小鸟和树干相互作用而产生的，所以二者是一对相互作用力，故C错误，D正确。 故选：D。 3．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．人竖直向上起跳时，人所受的重力小于板对人的支持力 D．人竖直向上起跳时，平板车对人的支持力大于人对平板车的压力 【答案】C 【解答】解：A、人站在平板车上保持静止时，人所受的重力与平板车对人的支持力是一对平衡力，人所受的重力和地面对平板车的支持力分别作用在两个不同的物体上，所以人所受的重力和地面对平板车的支持力不是一对平衡力，故A错误； B、人站在平板车上保持静止时，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，故B错误； CD、人向上起跳时，加速度向上，合力向上，所以人所受的重力小于平板车对人的支持力。平板车对人的支持力与人对平板车的压力是相互作用力，大小相等，故D错误，C正确。 故选：C。 （多选）4．如图甲是趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作，其过程可以简化为图乙，假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内，不计摩擦，现保持A运动员背部竖直，B运动员背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大，而篮球保持静止，在此过程中下列说法正确的是（　　） A．A运动员对篮球的压力减小 B．B运动员对篮球的压力减小 C．运动员对篮球的合力减小 D．A运动员对篮球的力与篮球对A的力是一对平衡力 【答案】AB 【解答】解：A、A运动员背部竖直，对篮球的压力方向水平向右，随着B运动员背部倾斜角度增大，根据力的合成与分解FNBcosα＝FNA，α增大，cosα减小，FNB也减小，所以FNA减小，即A运动员对篮球的压力变小，故A正确； B、B运动员背部倾斜且与竖直方向的夹角α缓慢增大，B运动员对篮球的压力方向与竖直方向的夹角也增大。根据力的合成与分解FNBsinα＝mg，α增大，sinα增大，mg不变，所以FNB减小，即B运动员对篮球的压力会减小，故B正确； C、由于篮球保持静止，根据力的平衡条件，运动员对篮球的合力必须等于重力mg，因此在B运动员背部倾斜角度变化过程中，AB运动员对篮球的合力不变，故C错误； D、A运动员对篮球的力与篮球对A的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，它们大小相等、方向相反，作用在两个不同的物体上，因此不是一对平衡力，故D错误。 故选：AB。 （多选）5．国庆假期某同学在家练习书法，他在水平桌面上平铺一张红纸，并在红纸左侧靠近边缘处用镇尺压住，书写“庆”字。整个书写过程中红纸始终保持静止，下列说法正确的是（　　） A．向右行笔时，红纸对桌面的静摩擦力方向一定向右 B．向右行笔时，红纸对镇尺的静摩擦力方向一定向右 C．镇尺受到的重力与红纸对镇尺的支持力是一对作用力与反作用力 D．向下顿笔时，毛笔对红纸的压力与红纸对毛笔的支持力是一对作用力与反作用力 【答案】AD 【解答】解：AB.向右行笔时，笔受到红纸的摩擦力向左，根据作用力与反作用力，则笔对红纸的摩擦力向右，以红纸和镇尺为整体，根据受力平衡可知，桌面对红纸的静摩擦力方向向左，则红纸对桌面的静摩擦力方向向右；由于镇尺保持静止，根据平衡条件可知，红纸和镇尺之间没有摩擦力作用，故A正确，B错误； C.镇尺受到的重力与红纸对镇尺的支持力是一对平衡力，故C错误； D.向下顿笔时，毛笔对红纸的压力与红纸对毛笔的支持力是一对相互作用力，大小总是相等，故D正确。 故选：AD。 课时精练 一．选择题（共8小题） 1．以下说法中正确的是（　　） A．只要直接接触就一定产生弹力 B．压力和支持力是一对平衡力 C．黑板擦对讲桌的压力是黑板擦形变产生的 D．静摩擦力是静止的物体受到的，滑动摩擦力是运动的物体受到的 【答案】C 【解答】解：A、弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形变，故A错误； B、压力和支持力是一对相互作用力的关系，不是一对平衡力，故B错误； C、压力是由于物体的形变而产生的，形变的物体为施力物体，所以黑板擦对讲桌的压力是黑板擦形变产生的，故C正确； D、静摩擦力不只是静止的物体受到的，运动的物体也会受到，如人在路面上行走，就是在受地面的静摩擦力作用下向前运动的；滑动摩擦力不只是运动的物体受到的，静止的物体也会受到，如人在滑梯上下滑时，人受到滑梯的滑动摩擦力作用，同时滑梯受到人的滑动摩擦力作用，可滑梯是静止的，故D错误。 故选：C。 2．如图所示，物体静止在台式弹簧秤上，以下说法正确的是（　　） A．秤对物体的支持力与物体所受的重力是一对平衡力 B．秤对物体的支持力与物体所受的重力是一对作用力与反作用力 C．秤对物体的支持力与物体所受的重力是同一种性质的力 D．秤对物体的支持力与物体对弹簧秤的压力是一对平衡力 【答案】A 【解答】解：AB．根据平衡条件可知，秤对物体的支持力与物体所受的重力是一对平衡力，故A正确，B错误； C．秤对物体的支持力与物体所受的重力不是同一种性质的力，故C错误； D．根据牛顿第三定律，秤对物体的支持力与物体对弹簧秤的压力是一对相互作用力，故D错误。 故选：A。 3．如图所示，用压力F将物体A、B紧压在竖直的墙壁上保持静止状态，下列说法错误的是（　　） A．物体A受力平衡 B．压力F与墙壁对物体B的支持力不是一对平衡力 C．物体A对物体B的压力与物体B对物体A的支持力是一对相互作用力 D．物体B所受的重力与墙壁对物体B的摩擦力是一对平衡力 【答案】D 【解答】解：A．物体A处于静止状态，即保持平衡状态，物体A受力平衡，故A正确； B．压力F与墙壁对物体B的支持力没有作用在一个物体上，不是一对平衡力，故B正确； C．物体A对物体B的压力与物体B对物体A的支持力是一对相互作用力，故C正确； D．物体B所受的重力等于 A对B的摩擦力与墙壁对物体B的摩擦力之和，平衡力必须大小相等，所以物体B所受的重力与墙壁对物体B的摩擦力不是一对平衡力，故D错误。 本题选错误的，故选：D。 4．如图甲所示为某同学制作的玩具弓的简化图，弓弦挂在固定点O上，在弓臂的中点通过轻绳挂一重物，已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性轻绳，弓臂和重物的总质量为8kg时，OA与竖直方向的夹角α＝37°，不计一切摩擦，未拉动弓弦时弓弦恰好处于原长，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，忽略弓臂的形变。如图乙所示，在弓弦上搭上质量为0.1kg的箭，拉动弓弦，使两侧弓弦间的夹角为106°时，沿水平方向释放弓弦，下列说法正确的是（　　） A．轻绳对重物的力和弓臂对轻绳的力是一对相互作用力 B．仅增加重物的质量并保持静止，OA与OB间的夹角减小 C．仅减少重物的质量并保持静止，弓弦的长度不变 D．弓弦对箭的作用力产生的最大加速度为112.5m/s2 【答案】B 【解答】解：A．轻绳对重物的力与重物对轻绳的力为一对相互作用力，故A错误； BC．对弓臂和重物整体受力分析，设弓弦的张力为F，根据平衡条件有2Fcosα＝mg 增加重物的质量，OA与OB间的夹角减小，α减小，根据胡克定律可知，弓弦的长度变长，反之，减小重物的质量，OA与OB间的夹角增大，弓弦的长度变短，故B正确，C错误； D．设弓弦上的张力为F，此时弓弦的长度为x1，原长为x0，对弓臂和重物组成的系统进行受力分析，根据平衡条件有2Fcos37°＝mg 根据胡克定律F＝k（x1﹣x0） 根据几何关系有 拉动弓弦，两侧弓弦间的夹角为106°时，根据牛顿第二定律有2F1cos53°＝m1a 根据胡克定律有F1＝k（x2﹣x0） 根据几何关系有，解得a＝225m/s2，故D错误。 故选：B。 5．质量分别为M和m的物块A和B形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，A物块恰好能静止在斜面上，不考虑两物块与斜面之间的摩擦。若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放物块，斜面仍保持静止。则下列说法正确的是（　　） A．轻绳的拉力等于Mg B．轻绳的拉力小于mg C．A物块运动的加速度大小为（1﹣sinα）g D．A物块运动的加速度大小为 【答案】C 【解答】解：互换位置前，A静止在斜面上，则有：Mgsinα＝mg 互换位置后，对A有：Mg﹣T＝Ma 对B有：T′﹣mgsinα＝ma 又T＝T′解得：a＝（1﹣sinα）gg，T＝mg，故ABD错误，C正确。 故选：C。 6．高压线塔上用于架设输电线路的V形绝缘子串能承受很大的拉力，但受到压力时却极易损坏。如图所示，绝缘子串长度不变，与竖直方向夹角恒为45°，每个绝缘子串对荷载的拉力均沿绝缘子串方向，下方重力为G的荷载始终保持静止。下列说法正确的是（　　） A．无风时每个绝缘子串对荷载的拉力F B．有风时荷载承受的水平风力最好不超过G C．有风时绝缘子串对荷载的作用力沿水平方向 D．绝缘子串对荷载的力与对塔架的力是一对相互作用力 【答案】B 【解答】解；A、无风时，荷载受到的重力G与两个绝缘子串的拉力的合力平衡。由于绝缘子串与竖直方向夹角为45°，根据力的合成和三角雨数关系有2Fcos45°＝G，解得F，故A错误； B、当水平风力使得两个绝缘子串中的一个绝缘子串恰好无作用力时，水平风力达到最大值。此时，水平风力F＝ Gtan45°＝G。若水平风力超过G，一个绝缘子串将受到压力而损坏，故B正确； C、若水平风力等于G，两个绝缘子串中的一个绝缘子串对荷载的作用力等于0，另一个绝缘子串对荷载的作用力的方向与水平方向成45°角，因此作用力不沿水平方向，故C错误； D、绝缘子串对荷载的力与对塔架的力，施力物体相同，因此它们不是一对相互作用力，故D错误。 故选：B。 7．图甲是悬停在空中的风筝，图乙是其简化图。风筝在重力、牵线拉力和垂直于风筝面的风力的共同作用下悬停在空中，则下列说法正确的是（　　） A．风筝在空中所受合力竖直向下 B．风筝对牵线的拉力与风筝的重力是一对平衡力 C．牵线对风筝的拉力大于风筝对牵线的拉力 D．风力和牵线拉力的合力方向竖直向上 【答案】D 【解答】解：A．风筝悬停在空中，所以风筝在空中所受合力等于0，故A错误； B．风筝对牵线的拉力与风筝的重力，没有作用在同一物体上，大小不相等，不是一对平衡力，故B错误； C．根据牛顿第三定律，牵线对风筝的拉力等于风筝对牵线的拉力，故C错误； D．根据受力平衡可知风力和牵线拉力的合力方向竖直向上，大小等于风筝的重力，故D正确。 故选：D。 8．如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则（　　） A．AB间没有静摩擦力 B．A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上 C．A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθ D．A与B间的动摩擦因数μ＝tanθ 【答案】C 【解答】解：A、根据题意，对B受力分析可知，B受重力、支持力；将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力，要使B能匀速下滑，受力一定平衡，故AB间有静摩擦力；故A错误； B、根据题意，对B受力分析可知，B受重力、支持力；将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力，要使B能匀速下滑，受力一定平衡，故A对B应有沿斜面向上的摩擦力；由牛顿第三定律可知，A受到B的摩擦力应沿斜面向下，故B错误； C、根据题意，对整体分析，并将整体重力分解，可知沿斜面方向上，重力的分力与摩擦力等大反向，故A受的滑动摩擦力沿斜面向上，大小为2mgsinθ，故C正确； D、根据题意可知，由于AB间为静摩擦力，无法确定动摩擦因数，故D错误。 故选：C。 二．多选题（共3小题） （多选）9．如图甲所示为古代榨油场景，图乙是简化原理图。快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为θ的等腰三角形，撞击木楔的力为F，忽略木楔与木块间的摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A．木楔对每个木块的压力均为 B．木楔对单侧木块的压力大小为 C．为了提高榨油的效率，θ通常设计得较大 D．当θ一定时，F越大，木楔对单侧木块的压力越大 【答案】BD 【解答】解：ABC.如图所示，将力F分解，如图所示 则木楔对单侧木块的压力为，可知当θ越小，越小，FN越大，榨油的效率越高，故B正确，AC错误； D.当θ一定时，F越大，木楔对单侧木块的压力越大，故D正确。 故选：BD。 （多选）10．如图，三个质量均为m的物体A、B、C放置在光滑的水平面上，斜面体A的倾角为θ，B的上表面水平，现对A施加水平向左的力F，三个物体向左匀加速运动并保持相对静止，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．A、B间的摩擦力大小为 B．A、B 间的摩擦力大小为 C．若A、B间，B、C间动摩擦因数相同，则F逐渐增大，A、B间先滑动 D．若A、B间，B、C间动摩擦因数相同，则F逐渐增大，B、C间先滑动 【答案】BC 【解答】解：AB．对整体根据牛顿第二定律可得 F＝3ma 解得 则B和C沿斜面向上的加速度为acosθ，以BC为研究对象，沿斜面向上根据牛顿第二定律可得 f﹣2mgsinθ＝2macosθ 解得 故A错误，B正确； CD．若B、C间先打滑，则加速度a＝μg；再以B和C为整体分析，将加速度分解为沿斜面向上和垂直于斜面向下，设此时A和B间的摩擦力为fAB，如图所示 则有 fAB﹣2mgsinθ＝2macosθ 解得 fAB＝2μmgcosθ+2mgsinθ 垂直于斜面方向根据牛顿第二定律可得 2mgcosθ﹣N＝2masinθ 解得 N＝2mgcosθ﹣2μmgsinθ 此时AB之间的最大静摩擦力为fm＝μN＝2μmgcosθ﹣2μ2mgsinθ＜fAB，所以AB先打滑，故C正确、D错误。 故选：BC。 （多选）11．如图所示，倾角为30°的斜面底部有一竖直挡板，斜面上有n根完全相同的外表面光滑的钢管（n＞3），都处于静止状态，每根钢管的质量均为m，则下列说法中正确的是（　　） A．斜面对第n根钢管的支持力为 B．钢管1对挡板的压力大小为 C．钢管1对钢管2的弹力大小为 D．钢管2对斜面的压力大小为 【答案】ABC 【解答】解：A.对第n根钢管受力分析：在垂直斜面的方向上，由平衡条件有：，故A正确； B.对n（n＞3）个相同匀质钢管整体受力分析，得挡板对钢管1的弹力大小：，故B正确； C.对除了圆柱体1外的圆柱体整体受力分析，由平衡条件可得，圆柱体1对圆柱体2的支持力大小为：，故C正确； D.对钢管2受力分析：在垂直斜面的方向上，由平衡条件有：；根据牛顿第三定律，钢管2对斜面的压力大小为，故D错误。 故选：ABC。 三．解答题（共3小题） 12．雪橇是很多孩子喜欢的娱乐项目。如图所示，小孩与雪橇的总质量m＝46kg，大人用与水平方向成θ＝37°斜向上的F＝100N的力拉雪橇，他们一起沿水平地面向前做匀速直线运动。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求： （1）雪橇对地面的压力F压； （2）雪橇与地面间的动摩擦因数μ。 【答案】（1）雪橇对地面的压力F压为400N，方向垂直地面向下。 （2）雪橇与地面间的动摩擦因数μ为0.2。 【解答】解：（1）对小孩和雪橇整体受力分析，竖直方向根据受力平衡得mg＝Fsin37°+FN，解得FN＝400N，由牛顿第三定律可知雪橇对地面的压力大小F压＝FN＝400N，方向垂直地面向下。 （2）雪橇和小孩一起做匀速直线运动，水平方向上有Fcos37°＝f，又f＝μFN，解得μ＝0.2。 答：（1）雪橇对地面的压力F压为400N，方向垂直地面向下。 （2）雪橇与地面间的动摩擦因数μ为0.2。 13．如图所示，某段时间内小朋友和风筝均保持静止状态，此时风筝平面与水平面夹角为30°，风筝的质量为m＝2kg，轻质细线中的张力为T＝20N，该小朋友的质量为M＝25kg（风对风筝的作用力与风筝平面垂直，g取10m/s2），求： （1）细线与风筝的夹角θ和风对风筝的作用力的大小； （2）小朋友对地面的压力大小和小朋友对地面的摩擦力。 【答案】（1）细线与风筝的夹角θ为60°，风对风筝的作用力的大小为； （2）小朋友对地面的压力大小为240N，小朋友对地面的摩擦力大小为，方向水平向右。 【解答】解：（1）对风筝进行受力分析如图所示，细线对风筝的拉力为T，风对风筝的作用力F 将所有的力沿风筝和垂直于风筝平面进行正交分解，则Tcosθ＝mgcos60°，Tsinθ+mgsin60°＝F，代入数据解得θ＝60°，； （2）对风筝和人整体进行受力分析Fcos30°+N＝（M+m）g，解得地面对小朋友的支持力N＝240N，由力的作用是相互的可知，小朋友对地面的压力大小240N，对风筝和人整体进行受力分析f＝Fsin30°，由力的作用是相互的可知，小朋友对地面的摩擦力大小，方向水平向右。 答：（1）细线与风筝的夹角θ为60°，风对风筝的作用力的大小为； （2）小朋友对地面的压力大小为240N，小朋友对地面的摩擦力大小为，方向水平向右。 14．如图所示，质量为M＝10kg的斜面体C放在水平面上，质量为20kg的重物A放在斜面体C上，质量为2kg的重物B通过水平细绳与重物A相连于O点，O点通过另一根细绳悬挂于天花板上，细绳与竖直方向夹角以及斜面体倾角均为37°，A、B、C都处于静止状态（重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。求： （1）水平细绳OA的拉力大小； （2）重物A所受摩擦力大小； （3）地面受到的压力大小。 【答案】（1）水平细绳OA的拉力大小为15N； （2）重物A所受摩擦力大小为132N； （3）地面受到的压力大小为300 N。 【解答】（1）对O点进行受力分析，可知O受到B的拉力F2、A的拉力F1以及左侧绳子的拉力FT，如图1所示 根据平衡条件有 F2＝mBg＝2×10N＝20N F1＝F2tan37° 代入数据解得F1＝15N （2）重物A受到重力GA、斜面体的支持力FNA、绳子的拉力F1以及斜面体的摩擦力fA，如图2所示 沿斜面的方向有mAgsin37°+F1cos37°＝fA 联立解得fA＝132N （3）对AC整体研究 可知地面对C的支持力为FN＝（M+mA）g 解得FN＝300N 根据牛顿第三定律有F压＝FN＝300N 答：（1）水平细绳OA的拉力大小为15N； （2）重物A所受摩擦力大小为132N； （3）地面受到的压力大小为300 N。 学科网（北京）股份有限公司 $