内容正文:
课标要求(新课标必修一)
1.理解牛顿第三定律的内容,知道力总是成对出现,能准确判断两个物体之间的作用力与反作用力。
2.掌握作用力与反作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个不同物体上。
3. 能区分作用力与反作用力和一对平衡力,明确二者在 “作用对象、力的性质、是否同时产生变化、能否相互抵消” 等方面的区别。
学习目标
1.准确复述牛顿第三定律的内容,掌握作用力与反作用力的判断方法。
2.能根据具体情境找出一对作用力与反作用力,并判断其方向和施力物体、受力物体。
3.明确相互作用力与平衡力的区别,能在题目中准确辨析。
教学重点
1.牛顿第三定律的内容及其实质。
2.作用力与反作用力的判断方法。
3.相互作用力与平衡力的区别
教学难点
1. 1.理解相互作用力不能相互抵消的原因。
2. 2.在多个物体组成的系统中正确找出相互作用关系。
3. 3.规范运用牛顿第三定律解释生活现象。
必修一:第三章 第三节 牛顿第三定律
基础知识梳理:
【知识回顾】
初中知识回顾:
1.力的概念:力是物体对物体的作用。
2.力的作用是相互的:
(1)一个力必然联系着两个物体,对一个力来说,一定有施力物体也一定有受力物体。
(2)一个物体在对别的物体施加力的同时,也要受到别的物体对它施加的力,因此,物体间力的作用是相互的。力总是成对出现的,我们把其中的一个力叫做作用力,另一个力叫做反作用力。
3.力的作用效果:
(1)力可以改变物体的运动状态
(2)力可以改变物体的形状
4.一对平衡力的特点:
作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
【自主预习】
一、作用力和反作用力 牛顿第三定律
1.力:力是物体对物体的作用,任何力一定同时存在着受力物体和施力物体。
2.作用力和反作用力:当一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力,通常叫作作用力和反作用力。作用力和反作用力总是相互依赖、同时存在的。
3.牛顿第三定律: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。
二、物体受力的初步分析
1.受力分析
分析物体受到哪些力,并将它们以力的示意图的形式表示出来,这一过程及方法叫受力分析。
2.两条思路
(1)根据物体运动状态的变化分析。
(2)根据各种力的特点,从相互作用的角度分析。
三:作用力和反作用力
思考与讨论:
(1)根据你的生活经验,你还能举出哪些物体间相互作用的例子?
(2)你所举的这些例子,相互作用的两个物体间受力有何共同的特点?
识图与思考:生活实例分析
观察和实验表明:
1.两个物体之间的作用总是相互的。
2.一个物体对另一个物体施加了力,后一物体一定同时对前一物体也施加了力,即同时存在着施力物体和受力物体。
3.物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力。
思考与讨论:
(1)作用力和反作用力的大小、方向有什么样的关系呢?
(2)你能否设计一个实验,定量且直观的反映出作用力和反作用力的大小和方向关系呢?
四:牛顿第三定律
(一)实验探究:用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
我们可以通过图3.3-3所示的装置进行实验,把A、B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定,用手拉测力计A。可以看到两个测力计的指针同时移动。这时,测力计B受到A的拉力F,测力计A则受到B的拉力F'。F与F'有什么关系呢?
【实验演示】
(1) 演示用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
(2) 演示用力传感器探究作用力和反作用力的关系
(二)实验现象
1.实验现象:用手拉弹簧秤A,可以看到两个弹簧秤的指针同时运动,且两个弹簧秤的示数是相等的,改变手拉弹簧的拉力,弹簧秤的示数也随着改变,但两个示数总相等。
2.实验结论:作用力和反作用力大小总是相等的,也是同时变化的。
(三)牛顿第三定律
1.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,作用在一条直线上。
2.公式:F=-F’(负号表示作用力与反作用力的方向相反)
3.牛顿第三定律的适用范围
牛顿第三定律是个普遍规律。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,这种关系与作用力的性质、物体质量大小、作用方式(是否接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关。
4.对牛顿第三定律的进一步理解
(1)作用力和反作用力的三个特征:①等值;②反向;③共线。
(2)作用力和反作用力的四个性质:①异体性;②同时性;③相互性;④同质性。
平衡力与作用力、反作用力的区别
比较项目
一对平衡力
一对作用力与反作用力
区
别
作用对象
同一物体
两个物体
作用效果
效果可抵消,F合=0
效果不能抵消,不可求合力
力的性质
不一定相同
一定相同
作用时间
不一定同时变化消失
同时产生、消失、变化
相同
等值反向共线
讲:
例1:如图所示,用手指顶在玩具摆件平衡鹰嘴的下面,鹰可以稳稳地停在指尖上而不掉落。下列说法正确的是( )
A.鹰的重心在其腹部
B.鹰对手指的压力是由于鹰发生弹性形变
C.鹰对手指的压力和鹰受到的重力是一对平衡力
D.鹰受到的重力和手指对鹰的支持力是一对作用力与反作用力
【变式1-1】2026年美加墨世界杯在6月份正式开赛,运动员在比赛中罚任意球时经常采用“香蕉球”踢法,它能让足球横向弯曲,绕过人墙从而破门。如图所示为运动员踢出“香蕉球”后的情景,下列说法正确的是( )
A.“香蕉球”的轨迹是足球的位移
B.分析足球运动轨迹时,可将足球看成质点
C.足球被踢出瞬间,脚给足球的作用力是球形变产生的
D.足球被踢出瞬间,脚给足球的作用力大于球给脚的作用力
例2.如图为手机吸附在磁性支架吸盘上的示意图,下列说法正确的是( )
A.支架吸盘对手机的弹力是手机发生弹性形变引起的
B.手机受到吸盘的支持力与摩擦力的合力方向竖直向上
C.吸盘对手机的作用力与手机的重力大小相等,方向相反
D.吸盘对手机的吸引力与手机对吸盘的压力是一对相互作用力
【变式2-1】(多选)用计算机辅助实验系统做“验证牛顿第三定律”的实验:用一辆电动玩具汽车拖运另一辆无动力的玩具汽车,在两车挂接处装上传感器探头,并把它们的挂钩连在一起.当电动玩具汽车通电后拉着另一辆车向前运动时,显示器屏幕上呈现相互作用力随时间变化的图像,如图所示。观察分析相互作用力随时间变化的图像,得出以下实验结论,其中正确的是( )
A.作用力大时,反作用力小
B.作用力与反作用力作用在同一物体上
C.作用力和反作用力是同时变化的
D.作用力和反作用力总是大小相等的
【变式2-2.】如图所示,一个物体静止地放在水平地面上的台式弹簧秤上,下列说法正确的是( )
A.物体对弹簧秤的压力就是物体所受的重力
B.物体对弹簧秤的压力与物体所受重力是一对平衡力
C.物体对弹簧秤的压力与弹簧秤对物体的支持力是一对相互作用力
D.如果在竖直上升的电梯中,台秤读数一定等于物体的重力
例3.(多选)如图所示,用手握住圆柱形的杯子使其竖直静止于空中,下列说法正确的是( )
A.杯子受到手的作用力竖直向上
B.手受到的弹力是由于杯子的形变造成的
C.往杯子加水,手和杯子受到的摩擦力都变大
D.杯子对手的摩擦力和手对杯子的摩擦力是一对平衡力
【变式3-1】(多选)某架植保无人机对农作物喷洒农药时,沿水平方向做匀速直线运动。对于包含农药的无人机,下列说法正确的是( )
A.无人机的惯性保持不变
B.无人机的惯性减小
C.无人机对空气的作用力大于空气对无人机的作用力
D.调整无人机在空中的姿态时不可将无人机看成质点
【变式3-2】(多选)华宁柑橘享誉海内外,如图所示,质量不等的甲、乙两箱柑橘经硬纸箱包装后,叠放在水平地面上等待发货。一小孩对乙箱施加水平拉力F,但箱子始终未被拉动。下列说法正确的是( )
A.小孩对乙箱的拉力和乙箱对小孩的作用力是一对相互作用力
B.地面对乙箱的支持力和乙箱的重力是一对平衡力
C.若水平拉力F大于地面对乙箱的最大静摩擦力,箱子会被拉动
D.乙箱受到6个力的作用
【变式3-3】(多选)两轮自平衡电动车具有运动灵活、操作简单,绿色环保等优点,如图所示,下列分析正确的是( )
A.自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小
B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面的压力
C.自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力是一对平衡力
D.地面对自平衡电动车的支持力是由于地面发生形变而产生的
练:
一、单选题
1.如图所示,一吊灯用轻质细线固定在天花板上,吊灯处于静止状态。下列关于力的说法正确的是( )
A.细线对灯的拉力是由于灯的形变产生的
B.灯的重力与细线对灯的拉力是一对平衡力
C.灯的重力与细线对灯的拉力是一对相互作用力
D.细线对灯的拉力与天花板对细线的拉力是一对相互作用力
2.如图所示,交接棒过程中甲运动员用力推乙运动员,设此过程中甲对乙的作用力为,乙对甲的作用力为,则( )
A.大于 B.小于
C.与方向相反 D.与方向相同
【答案】C
【详解】交接棒过程中甲运动员用力推乙运动员,此过程中甲对乙的作用力与乙对甲的作用力为一对相互作用力。根据牛顿第三定律知与大小相等,方向相反。
故选C。
3.比赛中,体操运动员单手立在水平的杠上处于静态平衡状态(如图),若手臂与水平的杠垂直,则下列说法正确的是( )
A.杠对人的支持力大小等于人对杠的压力大小
B.杠对人的支持力、人对杠的压力是一对平衡力
C.杠对人有摩擦力
D.人受到支持力是因为手发生了形变
4.“叶问蹲”是咏春拳的一个基本动作。武术爱好者在练习“叶问蹲”时,单腿下蹲,另一条腿伸直并保持与地面平行,以如图所示的姿势静止在水平地面上,则该武术爱好者( )
A.所受支持力和重力是一对相互作用力
B.所受支持力的方向与地面形变方向相同
C.一定不受摩擦力
D.可能受到水平向左的摩擦力
5.进行跳水比赛的运动员踩压跳板,使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是( )
A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
B.运动员受到的支持力是运动员的脚发生形变而产生的
C.此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力
D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员对跳板的压力
二、多选题
6.用火箭竖直上升发射飞船,发射瞬间,火箭的加速度a=40m/s2,重力加速度取,对飞船座椅上质量为的宇航员来说,下列说法正确的是( )
A.宇航员处于超重状态 B.宇航员处于失重状态
C.宇航员对座椅的压力为3000N D.宇航员对座椅的压力为3300N
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课标要求(新课标必修一)
1.理解牛顿第三定律的内容,知道力总是成对出现,能准确判断两个物体之间的作用力与反作用力。
2.掌握作用力与反作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个不同物体上。
3. 能区分作用力与反作用力和一对平衡力,明确二者在 “作用对象、力的性质、是否同时产生变化、能否相互抵消” 等方面的区别。
学习目标
1.准确复述牛顿第三定律的内容,掌握作用力与反作用力的判断方法。
2.能根据具体情境找出一对作用力与反作用力,并判断其方向和施力物体、受力物体。
3.明确相互作用力与平衡力的区别,能在题目中准确辨析。
教学重点
1.牛顿第三定律的内容及其实质。
2.作用力与反作用力的判断方法。
3.相互作用力与平衡力的区别
教学难点
1. 1.理解相互作用力不能相互抵消的原因。
2. 2.在多个物体组成的系统中正确找出相互作用关系。
3. 3.规范运用牛顿第三定律解释生活现象。
必修一:第三章 第三节 牛顿第三定律
基础知识梳理:
【知识回顾】
初中知识回顾:
1.力的概念:力是物体对物体的作用。
2.力的作用是相互的:
(1)一个力必然联系着两个物体,对一个力来说,一定有施力物体也一定有受力物体。
(2)一个物体在对别的物体施加力的同时,也要受到别的物体对它施加的力,因此,物体间力的作用是相互的。力总是成对出现的,我们把其中的一个力叫做作用力,另一个力叫做反作用力。
3.力的作用效果:
(1)力可以改变物体的运动状态
(2)力可以改变物体的形状
4.一对平衡力的特点:
作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
【自主预习】
一、作用力和反作用力 牛顿第三定律
1.力:力是物体对物体的作用,任何力一定同时存在着受力物体和施力物体。
2.作用力和反作用力:当一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力,通常叫作作用力和反作用力。作用力和反作用力总是相互依赖、同时存在的。
3.牛顿第三定律: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。
二、物体受力的初步分析
1.受力分析
分析物体受到哪些力,并将它们以力的示意图的形式表示出来,这一过程及方法叫受力分析。
2.两条思路
(1)根据物体运动状态的变化分析。
(2)根据各种力的特点,从相互作用的角度分析。
三:作用力和反作用力
思考与讨论:
(1)根据你的生活经验,你还能举出哪些物体间相互作用的例子?
(2)你所举的这些例子,相互作用的两个物体间受力有何共同的特点?
识图与思考:生活实例分析
观察和实验表明:
1.两个物体之间的作用总是相互的。
2.一个物体对另一个物体施加了力,后一物体一定同时对前一物体也施加了力,即同时存在着施力物体和受力物体。
3.物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力。
思考与讨论:
(1)作用力和反作用力的大小、方向有什么样的关系呢?
(2)你能否设计一个实验,定量且直观的反映出作用力和反作用力的大小和方向关系呢?
四:牛顿第三定律
(一)实验探究:用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
我们可以通过图3.3-3所示的装置进行实验,把A、B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定,用手拉测力计A。可以看到两个测力计的指针同时移动。这时,测力计B受到A的拉力F,测力计A则受到B的拉力F'。F与F'有什么关系呢?
【实验演示】
(1) 演示用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
(2) 演示用力传感器探究作用力和反作用力的关系
(二)实验现象
1.实验现象:用手拉弹簧秤A,可以看到两个弹簧秤的指针同时运动,且两个弹簧秤的示数是相等的,改变手拉弹簧的拉力,弹簧秤的示数也随着改变,但两个示数总相等。
2.实验结论:作用力和反作用力大小总是相等的,也是同时变化的。
(三)牛顿第三定律
1.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,作用在一条直线上。
2.公式:F=-F’(负号表示作用力与反作用力的方向相反)
3.牛顿第三定律的适用范围
牛顿第三定律是个普遍规律。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,这种关系与作用力的性质、物体质量大小、作用方式(是否接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关。
4.对牛顿第三定律的进一步理解
(1)作用力和反作用力的三个特征:①等值;②反向;③共线。
(2)作用力和反作用力的四个性质:①异体性;②同时性;③相互性;④同质性。
平衡力与作用力、反作用力的区别
比较项目
一对平衡力
一对作用力与反作用力
区
别
作用对象
同一物体
两个物体
作用效果
效果可抵消,F合=0
效果不能抵消,不可求合力
力的性质
不一定相同
一定相同
作用时间
不一定同时变化消失
同时产生、消失、变化
相同
等值反向共线
讲:
例1:如图所示,用手指顶在玩具摆件平衡鹰嘴的下面,鹰可以稳稳地停在指尖上而不掉落。下列说法正确的是( )
A.鹰的重心在其腹部
B.鹰对手指的压力是由于鹰发生弹性形变
C.鹰对手指的压力和鹰受到的重力是一对平衡力
D.鹰受到的重力和手指对鹰的支持力是一对作用力与反作用力
【答案】B
【详解】A.鹰可以稳稳地停在指尖上而不掉落,处于平衡状态,受竖直向下的重力和手指对鹰竖直向上的支持力,根据二力平衡条件可知,鹰的重力与指尖对鹰的支持力等大反向且共线,重力的作用线必然通过支持力的作用点,因此鹰的重心应在鹰嘴正下方,不在其腹部,故A错误;
B.弹力是由施力物体发生弹性形变恢复原状时对接触物体产生的作用力,鹰对手指的压力,施力物体是鹰,受力物体是手指,所以该压力是由于鹰发生弹性形变产生的,故B正确;
C.鹰对手指的压力受力物体是手指,方向竖直向下,鹰受到的重力受力物体是鹰,方向竖直向下,两个力没有作用在同一物体上,且方向相同,不是一对平衡力,故C错误;
D.鹰受到的重力和手指对鹰的支持力共同作用在鹰上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,而不是一对作用力与反作用力,故D错误。
故选B。
【变式1-1】2026年美加墨世界杯在6月份正式开赛,运动员在比赛中罚任意球时经常采用“香蕉球”踢法,它能让足球横向弯曲,绕过人墙从而破门。如图所示为运动员踢出“香蕉球”后的情景,下列说法正确的是( )
A.“香蕉球”的轨迹是足球的位移
B.分析足球运动轨迹时,可将足球看成质点
C.足球被踢出瞬间,脚给足球的作用力是球形变产生的
D.足球被踢出瞬间,脚给足球的作用力大于球给脚的作用力
【答案】B
【详解】A.运动轨迹是足球经过的路径,位移是从初位置指向末位置的有向线段,二者概念不同,故A错误。
B.研究足球的运动轨迹时,足球的大小、形状对研究问题的影响可以忽略,因此可以将足球看成质点,故B正确。
C.弹力是施力物体形变产生的,脚给足球的作用力是脚发生形变产生的,不是球形变产生的,故C错误。
D.脚给足球的作用力和足球给脚的作用力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,二者大小相等,故D错误。
故选B。
例2.如图为手机吸附在磁性支架吸盘上的示意图,下列说法正确的是( )
A.支架吸盘对手机的弹力是手机发生弹性形变引起的
B.手机受到吸盘的支持力与摩擦力的合力方向竖直向上
C.吸盘对手机的作用力与手机的重力大小相等,方向相反
D.吸盘对手机的吸引力与手机对吸盘的压力是一对相互作用力
【答案】C
【详解】A.支架吸盘对手机的弹力是吸盘发生弹性形变引起的,故A错误;
B.手机处于平衡状态,重力方向竖直向下,则手机所受支持力、摩擦力和吸引力的合力方向竖直向上,故B错误;
C.手机处于平衡状态,所受合力为零,吸盘对手机的作用力与手机的重力大小相等,方向相反,故C正确;
D.吸盘对手机的吸引力与手机对吸盘的吸引力是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
【变式2-1】(多选)用计算机辅助实验系统做“验证牛顿第三定律”的实验:用一辆电动玩具汽车拖运另一辆无动力的玩具汽车,在两车挂接处装上传感器探头,并把它们的挂钩连在一起.当电动玩具汽车通电后拉着另一辆车向前运动时,显示器屏幕上呈现相互作用力随时间变化的图像,如图所示。观察分析相互作用力随时间变化的图像,得出以下实验结论,其中正确的是( )
A.作用力大时,反作用力小
B.作用力与反作用力作用在同一物体上
C.作用力和反作用力是同时变化的
D.作用力和反作用力总是大小相等的
【答案】CD
【详解】ACD.由图像不难看出两个力的大小总是相等的,且是同时变化的,故A错误,CD正确;
B.作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上,施力物体同时也是受力物体,故B错误。故选CD。
【变式2-2.】如图所示,一个物体静止地放在水平地面上的台式弹簧秤上,下列说法正确的是( )
A.物体对弹簧秤的压力就是物体所受的重力
B.物体对弹簧秤的压力与物体所受重力是一对平衡力
C.物体对弹簧秤的压力与弹簧秤对物体的支持力是一对相互作用力
D.如果在竖直上升的电梯中,台秤读数一定等于物体的重力
【答案】C
【详解】A.物体对弹簧秤的压力是物体形变产生的,重力是地球吸引产生的,压力不是重力,故A错误;
B.物体对弹簧秤的压力作用在弹簧秤上,物体所受重力作用在物体上,受力物体不同,不是平衡力,故B错误;
C.物体对弹簧秤的压力与弹簧秤对物体的支持力是一对相互作用力,属于作用力与反作用力,故C正确;
D.在竖直上升的电梯中,电梯加速上升,物体超重。台秤读数大于重力;电梯减速上升,物体失重,台秤读数小于重力,故D错误。
故选C。
例3.(多选)如图所示,用手握住圆柱形的杯子使其竖直静止于空中,下列说法正确的是( )
A.杯子受到手的作用力竖直向上
B.手受到的弹力是由于杯子的形变造成的
C.往杯子加水,手和杯子受到的摩擦力都变大
D.杯子对手的摩擦力和手对杯子的摩擦力是一对平衡力
【答案】ABC
【详解】A.杯子受到重力、手的弹力与摩擦力,手对杯子的作用力指弹力与摩擦力的合力,根据平衡条件可知,杯子受到手的作用力与重力大小相等,方向相反,即杯子受到手的作用力竖直向上,故A正确;
B.弹力是施力物体形变产生的,手受到的弹力的施力物体是杯子,是由于杯子的形变造成的,故B正确;
CD.杯子在竖直方向上受到重力与手对杯子的摩擦力,根据平衡条件可知,杯子受到的摩擦力与重力大小相等,方向相反,往杯子加水,杯子受到的摩擦力等于杯子和水的总重力,杯子受到的摩擦力增大。杯子对手的摩擦力和手对杯子的摩擦力是一对作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,则手受到的摩擦力也变大。故C正确,D错误。
故选ABC。
【变式3-1】(多选)某架植保无人机对农作物喷洒农药时,沿水平方向做匀速直线运动。对于包含农药的无人机,下列说法正确的是( )
A.无人机的惯性保持不变
B.无人机的惯性减小
C.无人机对空气的作用力大于空气对无人机的作用力
D.调整无人机在空中的姿态时不可将无人机看成质点
【答案】BD
【详解】AB.惯性的唯一量度是物体的质量,无人机喷洒农药过程中包含农药的总质量不断减小,因此惯性减小,故A错误,B正确;
C.无人机对空气的作用力与空气对无人机的作用力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,二者大小始终相等、方向相反,故C错误;
D.调整无人机在空中的姿态时,需要考虑无人机各部分的运动差异,其形状、大小不可忽略,因此不可将无人机看成质点,故D正确。
故选BD。
【变式3-2】(多选)华宁柑橘享誉海内外,如图所示,质量不等的甲、乙两箱柑橘经硬纸箱包装后,叠放在水平地面上等待发货。一小孩对乙箱施加水平拉力F,但箱子始终未被拉动。下列说法正确的是( )
A.小孩对乙箱的拉力和乙箱对小孩的作用力是一对相互作用力
B.地面对乙箱的支持力和乙箱的重力是一对平衡力
C.若水平拉力F大于地面对乙箱的最大静摩擦力,箱子会被拉动
D.乙箱受到6个力的作用
【答案】AC
【详解】A.小孩对乙箱的拉力和乙箱对小孩的作用力是一对相互作用力,故A正确;
B.将甲、乙看成一整体,根据平衡条件可知地面对乙箱的支持力等于甲、乙的总重力,所以地面对乙箱的支持力和乙箱的重力不是一对平衡力,故B错误;
C.将甲、乙看成一整体,若水平拉力F大于地面对乙箱的最大静摩擦力,箱子会被拉动,故C正确;
D.以甲为对象,根据平衡条件可知,甲、乙之间没有摩擦力作用;以乙为对象进行受力分析,受到重力、甲的压力、地面的支持力、水平拉力F和地面的摩擦力作用,则乙箱受到5个力的作用,故D错误。
故选AC。
【变式3-3】(多选)两轮自平衡电动车具有运动灵活、操作简单,绿色环保等优点,如图所示,下列分析正确的是( )
A.自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小
B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面的压力
C.自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力是一对平衡力
D.地面对自平衡电动车的支持力是由于地面发生形变而产生的
【答案】AD
【详解】A.由于自平衡电动车的质量较小,惯性较小,运动状态容易改变,因此自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小,故A正确;
B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大车与地面之间的粗糙程度,进而增加运动时的摩擦力,故B错误;
C.自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力作用在不同物体上,这两个力不是一对平衡力,故C错误;
D.地面对自平衡电动车的支持力是由于地面发生形变而产生的,故D正确。
故选AD。
练:
一、单选题
1.如图所示,一吊灯用轻质细线固定在天花板上,吊灯处于静止状态。下列关于力的说法正确的是( )
A.细线对灯的拉力是由于灯的形变产生的
B.灯的重力与细线对灯的拉力是一对平衡力
C.灯的重力与细线对灯的拉力是一对相互作用力
D.细线对灯的拉力与天花板对细线的拉力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A.弹力是施力物体发生弹性形变产生的,细线对灯的拉力的施力物体是细线,因此该拉力是细线的形变产生的,故A错误;
BC.平衡力是作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线;相互作用力是两个物体之间的相互作用,分别作用在两个不同物体上。 吊灯静止处于平衡状态,灯的重力和细线对灯的拉力都作用在灯上,是一对平衡力,故B正确,C错误;
D.细线对灯的拉力受力物体是灯,天花板对细线的拉力受力物体是细线,两个力不是两个物体之间的相互作用,不是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
2.如图所示,交接棒过程中甲运动员用力推乙运动员,设此过程中甲对乙的作用力为,乙对甲的作用力为,则( )
A.大于 B.小于
C.与方向相反 D.与方向相同
【答案】C
【详解】交接棒过程中甲运动员用力推乙运动员,此过程中甲对乙的作用力与乙对甲的作用力为一对相互作用力。根据牛顿第三定律知与大小相等,方向相反。
故选C。
3.比赛中,体操运动员单手立在水平的杠上处于静态平衡状态(如图),若手臂与水平的杠垂直,则下列说法正确的是( )
A.杠对人的支持力大小等于人对杠的压力大小
B.杠对人的支持力、人对杠的压力是一对平衡力
C.杠对人有摩擦力
D.人受到支持力是因为手发生了形变
【答案】A
【详解】AB.杠对人的支持力与人对杠的压力是一对相互作用力,总是等大反向,A正确,B错误;
C.因手臂与水平的杠垂直,可知杠对人没有摩擦力,C错误;
D.人受到支持力是因为杠发生了形变,D错误。
故选A。
4.“叶问蹲”是咏春拳的一个基本动作。武术爱好者在练习“叶问蹲”时,单腿下蹲,另一条腿伸直并保持与地面平行,以如图所示的姿势静止在水平地面上,则该武术爱好者( )
A.所受支持力和重力是一对相互作用力
B.所受支持力的方向与地面形变方向相同
C.一定不受摩擦力
D.可能受到水平向左的摩擦力
【答案】C
【详解】A.武术爱好者静止在水平地面上,受到的支持力和重力作用在同一个物体上,大小相等、方向相反,是一对平衡力,而不是相互作用力,故A错误;
B.支持力属于弹力,其方向与施力物体(即地面)恢复形变的方向相同,与地面发生形变的方向相反,故B错误;
C.武术爱好者保持静止状态,在水平方向上不受其他外力,若受到摩擦力作用,则水平方向合外力不为零,无法保持平衡状态,因此一定不受摩擦力,故C正确;
D.由对C选项的分析可知,武术爱好者一定不受摩擦力,不可能受到水平向左的摩擦力,故D错误。
故选C。
5.进行跳水比赛的运动员踩压跳板,使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是( )
A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
B.运动员受到的支持力是运动员的脚发生形变而产生的
C.此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力
D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员对跳板的压力
【答案】C
【详解】A.跳板发生形变,运动员对跳板有压力,跳板受到的压力是由运动员的脚发生形变而产生的,故A错误;
B.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的,故B错误;
C.运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,运动员的速度为零,但即将向上加速运动,加速度方向向上,处于超重状态。根据牛顿第二定律有
解得
即跳板对运动员的支持力大于运动员的重力,故C正确;
D.跳板对运动员的支持力和运动员对跳板的压力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律可知,二者大小始终相等,故D错误。
故选C。
二、多选题
6.用火箭竖直上升发射飞船,发射瞬间,火箭的加速度a=40m/s2,重力加速度取,对飞船座椅上质量为的宇航员来说,下列说法正确的是( )
A.宇航员处于超重状态 B.宇航员处于失重状态
C.宇航员对座椅的压力为3000N D.宇航员对座椅的压力为3300N
【答案】AC
【详解】AB.火箭的加速度向上,宇航员的加速度向上,可知宇航员处于超重状态,故A正确,B错误;
CD.对宇航员,根据牛顿第二定律有
解得座椅对宇航员的支持力
根据牛顿第三定律可得宇航员对座椅的压力为3000N,故C正确,D错误。
故选AC。
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