2026届高考物理一轮复习专题练习 专题三 牛顿第三定律　共点力的平衡

牛顿第三定律　共点力的平衡 基础巩固 1.[2025·浙江杭州模拟] 关于下图的描述中,不正确的是 (　) A.甲图中港珠澳大桥钢绳对桥面产生拉力的原因是钢绳发生了形变 B.乙图中站在电梯水平台阶上的人随电梯一起匀速上楼过程,人没有受到静摩擦力作用 C.丙图中马拉板车在地面上加速前进,马对车的拉力和车对马的拉力是一对相互作用力 D.丁图中跳高运动员能够跳离地面,是因为人对地面的压力小于地面对人的支持力 2.(多选)[2025·安徽合肥模拟] “竹蜻蜓”是中国一种流传甚广的民间儿童玩具.如图所示,“竹蜻蜒”由竹柄和“翅膀”两部分组成.先双手夹住竹柄一搓,然后松开双手,“竹蜻蜓”就会靠旋转“翅膀”的作用飞上天空,过一会儿再落下来.松手后“竹蜻蜓”开始向上飞时,关于“竹蜻蜓”和空气间的相互作用力,下列说法中正确的是 (　) A.“竹蜻蜓”对空气的作用力大于“竹蜻蜓”的重力 B.“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力大小相等 C.“竹蜻蜓”对空气的作用力与“竹蜻蜓”的重力是作用力与反作用力 D.“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力是一对平衡力 3.[2025·山东日照模拟] 手工课上几个同学搭积木,他们将三棱柱C放在最下面,上面放着三棱柱B,最上面是圆柱A,三块积木的截面如图所示.已知三块积木均处于静止状态,则下列说法正确的是 (　) A.三棱柱C受到地面向右的摩擦力 B.三棱柱B与三棱柱C之间一定有摩擦力 C.若用水平向右的力推三棱柱C,系统仍保持静止,则三棱柱B与三棱柱C之间的相互作用力可能发生改变 D.若用水平向右的力推三棱柱C,系统保持相对静止向右做匀加速直线运动,则三棱柱B一定受到4个力的作用 4.如图所示,半球形光滑碗固定在桌子的边缘,MN为碗口水平直径,跨过光滑碗口N的细线两端分别连接着小球A、B,两球均处于静止状态且可视为质点,O为圆心,O、A连线与竖直方向夹角为30°,则A、B两球质量关系正确的是 (　) A.mB=mA B.mB=mA C.mB=mA D.mB=mA 5.[2023·江苏卷] 如图所示,“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处.已知探测器质量为m,四条腿与竖直方向的夹角均为θ,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的,每条腿对月球表面压力的大小为 (　) A. B. C. D. 6.[2025·山西大同模拟] 学校门口水平地面上有一质量为m的石礅,石礅与水平地面间的动摩擦因数为μ.两位工作人员用轻绳按图甲所示的方式匀速移动石礅时,两根轻绳水平,延长线之间的夹角为2θ,俯视图如图乙所示.重力加速度大小为g,忽略轻绳与石墩之间的摩擦,则轻绳的拉力大小为 (　) A. B. C. D. 7.如图所示,甲、乙两个小球的质量均为m,两球间用细线2连接,甲球用细线1悬挂在天花板上.现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球,平衡时细线都被拉紧.则平衡时两球的可能位置是下列选项中的(　) A B C D 综合提升 8.[2025·湖南衡阳模拟] 如图所示,某创新实验小组制作了一个半径为8 cm的圆环,将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点,另外一端连接于同一点,结点恰好在圆心O处.将圆环水平放置,在结点O处悬挂一瓶矿泉水,缓慢释放直至平衡时测得结点下降了6 cm.已知轻弹簧的原长为8 cm,矿泉水的重力为6 N,则弹簧的劲度系数为(　) A.500 N/m B. N/m C.5 N/m D. N/m 9.如图是15 kg的正棱台形金砖,a、b侧面与底面的夹角为78.5°.某大力士可用单手的食指和拇指按住金砖的a、b面,保持c面水平将其提起.已知手指与金砖之间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 78.5°=0.98,cos 78.5°=0.2,g取10 m/s2.提起金砖时,手指施加给金砖单侧的压力至少为 (　) A.150 N B.259 N C.300 N D.518 N 10.[2022·湖南卷] 2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边,有一根系有飘带的风力指示杆,教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况.若飘带可视为粗细一致的匀质长绳,其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变.当飘带稳定时,飘带实际形态最接近的是 (　) 11.[2022·海南卷] 我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为m',不计石块间的摩擦,则m∶m'为 (　) A. B. C.1 D.2 12.质量均为1 kg的A、B、C三个物体静止叠放在水平面上,如图,现给B物体施加一拉力F,大小为10 N,方向斜向右上方与水平方向成37°角,A、B、C仍处于静止状态,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列说法正确的是 (　) A.物体C对B的摩擦力大小为8 N B.物体C与地面间的摩擦力大小为6 N C.物体C对地面的压力大小为30 N D.物体B对A的摩擦力大小为8 N 拓展挑战 13.[2025·宁夏银川一中模拟] 如图所示,在房檐上M、N两点间固定一根不可伸长的轻绳,在轻绳的中点O用细线系住鸟笼B,在O点两侧与其间距相同的P、Q两点系住相同的鸟笼A、C.稳定后MP、NQ间轻绳与水平方向夹角均为θ1,OP、OQ间轻绳与竖直方向夹角均为θ2,已知鸟笼质量均为m,重力加速度为g,则 (　) A.MP间轻绳弹力为 B.OP间轻绳的弹力大小为 C.tan θ1·tan θ2=3 D.如果逐渐增大各鸟笼的质量,则θ1、θ2都增大 14.[2025·辽宁抚顺模拟] 擦玻璃机器人可以帮助人们解决高层和户外擦玻璃难的问题.如图甲所示,一栋大厦表面均为玻璃材料,机器人牵引擦子(未画出)清洁玻璃时,将大厦某一表面简化为如图乙所示的正三角形ABC,与水平面夹角为30°.已知机器人对擦子的牵引力平行于玻璃表面,擦子质量为m,与玻璃间的动摩擦因数为,重力加速度为g.则机器人在该表面由B点匀速运动到AC中点D的过程中,擦子所受的牵引力大小为 (　) A.mg B.mg C.mg D.mg 答案解析 1.D　[解析] 甲图中港珠澳大桥钢绳对桥面产生拉力的原因是钢绳发生了形变,对与之接触的桥面产生了弹力作用,故A正确;乙图中站在电梯水平台阶上的人随电梯一起匀速上楼过程,人受到竖直向下的重力与竖直向上的支持力,这两个力平衡,人在水平方向没有运动趋势,人没有受到静摩擦力作用,故B正确;丙图中马拉板车在地面上加速前进,根据牛顿第三定律可知,马对车的拉力和车对马的拉力是一对相互作用力,故C正确;丁图中跳高运动员能够跳离地面,根据牛顿第三定律可知,人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力,两个力大小相等,故D错误. 2.AB　[解析] “竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力是作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故B正确,D错误;松手后“竹蜻蜓”开始向上飞时空气对“竹蜻蜓”的作用力大于“竹蜻蜓”的重力,即“竹蜻蜓”对空气的作用力大于“竹蜻蜓”的重力,故A正确,C错误. 3.B　[解析] 以A、B、C整体为研究对象,可知重力和支持力平衡,不受摩擦力,故A错误;以A、B整体为研究对象,A、B在斜面上满足gsin θ-FfAB=0,可知三棱柱B与三棱柱C之间一定有摩擦力,故B正确;水平力作用在C上,对A、B整体研究,A、B受力并没有发生变化,因此三棱柱B与三棱柱C之间的相互作用力不会发生改变,故C错误;对A而言,加速度水平向右,因此合力向右,故一定受到B的水平摩擦力,因此B一定受到A的摩擦力和A的压力,而B本身受到重力以及C对B的支持力,但除此之外,B还可能受到C沿斜面的摩擦力,故D错误. 4.A　[解析] 根据力的平衡可知2mBgcos 30°=mAg,解得mB=mA,故选A. 5.D　[解析] 对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN=mg月,则对一条腿有FN1=FN=mg月=,根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力大小为,故选D. 6.A　[解析] 根据题意,设轻绳的拉力大小为F,由平衡条件有2Fcos θ=Ff=μmg,解得F=,故选A. 7.A　[解析] 以整体为研究对象,受到向左和向右的拉力、重力和细线1的拉力而静止,向左和向右的拉力等大反向,合力为零,重力和细线1的拉力合力也为零,所以细线1的拉力应竖直向上;再隔离乙球分析,受向下的重力、水平向右的拉力和细线2的拉力而平衡,所以细线2的拉力应斜向左上方,故A正确,B、C、D错误. 8.B　[解析] 由几何关系可知每根弹簧此时的长度为l==10 cm,此时每根弹簧与竖直方向夹角的正切值为tan θ==,可知θ=53°,由平衡可知3k(l-l0)cos 53°=mg,可得k= N/m,故选B. 9.B　[解析] 对金砖受力分析如图所示,由平衡条件可得2Ffsin 78.5°=mg+2Fcos 78.5°,又Ff=μF,联立解得手指施加给金砖单侧的压力至少为F≈259 N,故选B. 10.A　[解析] 由于飘带可视为粗细一致的匀质长绳,设单位长度绳子的质量为m.因所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变,设单位长度绳子受风力为k.飘带上任意选取一点P,以P点及P点以下的部分飘带为研究对象,其长度为x,其重力为G=mgx,风力为F风=kx,绳子拉力为F,受力分析如图所示,重力与风力的合力与水平方向的夹角为θ,则tan θ===,因为tan θ处处相等,所以当飘带稳定时呈直线状态,选项A正确. 11.D　[解析] 六块形状完全相同的石块组成半圆对应的圆心角为180°,每块石块对应的圆心角为30°,对石块3受力分析如图甲所示,可知tan 60°=,对石块2和石块3整体受力分析如图乙所示,tan 30°=,解得=2,故选D. 12.A　[解析] 由平衡可知,物体C对B的摩擦力与物体C与地面间的摩擦力大小均等于拉力的水平分力,即Ff=Fcos 37°=8 N,A正确,B错误;对整体,竖直方向有3mg=FN+Fsin 37°,得FN=24 N,根据牛顿第三定律,物体C对地面的压力大小为24 N,C错误;A水平方向不受外力作用,则物体B对A的摩擦力为零,D错误. 13.C　[解析] 对三个鸟笼整体分析可知2FMPsin θ1=3mg,对P点分析可知FMPcos θ1=FOPsin θ2、FMPsin θ1=mg+FOPcos θ2,解得FOP=、FMP=,则tan θ1·tan θ2=3,故C正确,A、B错误;因为tan θ1·tan θ2=3,所以两个角度不可能同时增大,故D错误. 14.C　[解析] 在垂直玻璃表面的方向,擦子的重力的分力大小等于玻璃对擦子的支持力大小,则有FN=mgcos 30°,而滑动摩擦力Ff=μFN,代入数据解得Ff=mg,滑动摩擦力的方向与擦子相对玻璃表面的速度方向相反,擦子做匀速直线运动,合力为0,在玻璃表面擦子的受力情况如图所示.滑动摩擦力与重力沿玻璃表面向下的分力的合力与牵引力大小相等、方向相反,由几何关系可知滑动摩擦力与重力沿玻璃表面向下的分力的夹角为60°,则∠OPF'=120°,在△OPF'中,由余弦定理可得cos 120°=,联立并代入数据解得F=mg.C正确. 学科网（北京）股份有限公司 $