3.3牛顿第三定律之相互作用力 同步精讲精练讲义-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-09-10
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摘要:
本高中物理讲义以牛顿第三定律为核心,系统梳理作用力与反作用力“大小相等、方向相反、共线”的规律,强调“总是”的内涵及与物体状态、参考系无关的特性,结合引力、弹力、摩擦力的相互性实例,通过与平衡力的对比表格构建知识支架。
该资料通过打冰出溜、《考工记》引文等生活与历史实例,以及机器人劈叉等情境题,强化相互作用的物理观念,培养科学思维的对比分析能力。练习题覆盖多场景,课中辅助直观教学,课后助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
一、单选题
1.(25-26高一上·河北保定·期末)为欢度2026年元旦,南方某实验学校举行了拔河比赛。如图所示,为甲、乙两队在“拔河”比赛中,甲队获胜,忽略绳子的质量,则下列说法中正确的是( )
A.甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力,所以甲队获胜
B.只有当甲队把乙队匀速拉过去时,甲队对绳子的拉力大小才等于乙队对绳子的拉力大小
C.当甲队把乙队加速拉过去时,甲队对绳子的拉力大于乙队对绳子的拉力
D.甲队对绳子的拉力大小始终等于乙队对绳子的拉力大小,只是地面对甲队的最大摩擦力大于地面对乙队的最大摩擦力,所以甲队获胜
【答案】D
【详解】甲队对乙队的拉力与乙队对甲队的拉力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,无论是甲队把乙队匀速拉过去时还是加速拉过去时,两个力总是大小相等方向相反,则甲队对绳子的拉力大小总等于乙队对绳子的拉力大小;甲队之所以获胜,是由于地面对甲队的最大摩擦力大于地面对乙队的最大摩擦力。
故选D。
2.(25-26高一上·四川成都·期末)春节贴“福”字是民间由来已久的风俗,马年来临之际,成都树德中学书法社同学们写“福”字送新春祝福。一名同学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纸压住以防止打滑,整个书写过程中红纸始终保持静止,则该同学在书写过程中( )
A.向下顿笔时,毛笔对红纸的压力与桌面对红纸的支持力是一对相互作用力
B.提笔静止时,手对毛笔的摩擦力大小与握力成正比
C.向左行笔时,桌面对红纸的静摩擦力方向向右
D.镇纸对红纸产生的压力是因为红纸产生形变想要恢复原状产生的
【答案】C
【详解】A.相互作用力作用在两个不同的物体上,向下顿笔时,毛笔对红纸的压力与桌面对红纸的支持力都作用在红纸上,不是一对相互作用力。故A错误;
B.提笔静止时,毛笔在竖直方向受重力和静摩擦力平衡,静摩擦力大小等于重力,即,与握力大小无关。故B错误;
C.向左行笔时,毛笔相对于红纸向左运动,毛笔对红纸的摩擦力方向向左,红纸静止,根据平衡条件可知桌面对红纸的静摩擦力方向向右。故C正确;
D.弹力是施力物体发生形变产生的,镇纸对红纸产生的压力是因为镇纸产生形变想要恢复原状产生的。故D错误;
故选C。
3.(25-26高一上·山东临沂·期中)据唐代《耒耜经》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,则( )
A.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
B.曲辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力
C.曲辕犁匀速前进时,其他条件相同,当两根耕索之间的夹角较大时,牛较省力
D.曲辕犁匀速前进时,其他条件相同,当两根耕索之间的夹角较小时,牛较费力
【答案】B
【详解】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,无论犁匀速运动还是加速运动,这两个力都是等大反向,故A错误,B正确;
CD.两个分力一定时,夹角越小,合力越大,所以其他条件相同,曲辕犁匀速前进,当两根耕索之间的夹角较小时,牛较省力,耕索上的力也比较小,故CD错误。
故选B。
4.(25-26高一上·江苏无锡·期中)如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是( )
A.小明对杆的力和杆对岸的力是一对相互作用力
B.杆对岸的力和岸对杆的力是一对相互作用力
C.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
D.杆对小明的力和杆对岸的力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A.小明对杆的力施力物体是小明,受力物体是杆;杆对岸的力施力物体是杆,受力物体是岸。涉及三个物体,不是相互作用力,故A错误;
B.杆对岸的力与岸对杆的力,施力物体与受力物体刚好互换,分别作用在岸和杆上,符合牛顿第三定律,是一对相互作用力,故B正确;
C.小明对杆的力与岸对杆的力,受力物体都是杆。涉及到三个物体,不是相互作用力,故C错误;
D.杆对小明的力与杆对岸的力,受力物体分别是小明和岸,作用在两个不同的物体上,但不是彼此之间的相互作用,故D错误。
故选B。
5.(25-26高一上·浙江杭州·期中)杆秤是利用杠杆原理制成的传统衡器,也是中国最古老的衡量工具,而电子秤的普及,则预示着杆秤将退出历史的舞台。如图为一男孩学习在用杆秤称量水果。下列说法正确的是( )
A.男孩将杆秤提起的过程男孩对杆秤的拉力大于整个杆秤对男孩的拉力
B.地面对男孩有支持力,是因为男孩站在地面上,地面发生了形变产生的
C.地面对男孩的支持力与男孩所受的重力是一对平衡力
D.地面对男孩的支持力和男孩受到的重力是作用力和反作用力
【答案】B
【详解】A.男孩对杆秤的拉力和整个杆秤对男孩的拉力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,这两个力大小相等、方向相反, A 错误。
B.地面对男孩的支持力属于弹力,弹力的产生原因是施力物体发生弹性形变,这里的施力物体是地面,所以是地面发生形变产生了对男孩的支持力,B 正确;
C.男孩受到重力、地面的支持力和杆秤对他的拉力,这三个力共同使男孩保持平衡,所以地面对男孩的支持力和男孩的重力大小不相等,不是一对平衡力,C 错误;
D.作用力与反作用力是两个物体之间的相互作用力,而地面对男孩的支持力和男孩的重力的受力物体都是男孩,不满足作用力与反作用力的条件,D 错误。
故选B 。
6.(25-26高一上·江苏扬州·期中)图为“9·3阅兵”中展示的“大国重器”东风-41导弹方队,下列说法中正确的是( )
A.导弹对卡车的压力和卡车对导弹的支持力是一对平衡力
B.导弹对卡车的作用力和卡车对导弹作用力的合力为零
C.卡车前进时,车轮先给地面向后的推力,地面再对车轮施加向前的推力
D.卡车加速前进时,地面对卡车的摩擦力与卡车对地面的摩擦力大小相等
【答案】D
【详解】A.导弹对卡车的压力和卡车对导弹的支持力是一对作用力与反作用力,故A错误;
B.导弹对卡车的作用力和卡车对导弹作用力不是同一个受力物体,不可求合力,故B错误;
C.卡车前进时,车轮给地面向后的推力与地面对车轮施加向前的推力是同时发生的,故C错误;
D.地面对卡车的摩擦力与卡车对地面的摩擦力是一对作用力与反作用力,大小相等,故D正确。
故选D。
7.(25-26高一上·广东东莞·期中)如图所示是轮足机器人——“山猫”。该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水,顺利避开障碍物,能跑、能跳,还能空中翻转360°甚至单脚站立保持静止。“山猫”在( )
A.展示空中翻转动作时可以被看作质点
B.做各种动作时重心位置会发生改变
C.单脚静止时水平地面对它支持力的方向不一定竖直向上
D.起跳时地面对它的作用力大于它对地面的作用力
【答案】B
【详解】A.展示空中翻转动作时,“山猫”的大小形状不能忽略不计,不可以被看作质点,故A错误;
B.做各种动作时“山猫”的形体结构会发生改变,则重心位置会发生变化,故B正确;
C.单脚静止时,地面对它的支持力与重力是一对平衡力,等大反向,则地面对其作用力的方向竖直向上,故C错误;
D.根据牛顿第三定律可知,起跳时地面对它的作用力等于它对地面的作用力,故D错误。
故选B。
8.(24-25高一上·全国·课后作业)如图所示,将两弹簧测力计a、b连接在一起,当用力缓慢拉弹簧测力计a时,发现不管拉力F多大,两弹簧测力计a、b的示数总是相等的,这个实验说明( )
A.这是两只完全相同的弹簧测力计 B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比
C.作用力与反作用力大小相等、方向相反 D.两个弹簧的拉力是平衡力
【答案】C
【详解】A.a、b两弹簧测力计的示数分别显示b弹簧测力计的拉力和a弹簧测力计的拉力,这是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律得知,它们的示数总是相等,与弹簧测力计无关,故两只弹簧测力计不一定完全相同,故A错误;
B.此实验不能说明弹力的大小与弹簧的形变量成正比,故B错误;
C.a、b两弹簧测力计的示数分别显示b弹簧测力计的拉力和a弹簧测力计的拉力,这是一对作用力与反作用力,两弹簧测力计的示数相等,说明了作用力与反作用力大小相等、方向相反,故C正确;
D.两个弹簧的拉力是一对相互作用力,不是平衡力,故D错误。
故选C。
二、多选题
9.(25-26高一上·全国·课后作业)甲、乙两队拔河,甲队胜,则下列说法中哪些是正确的( )
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲队胜
B.当甲队把乙队匀速拉过去时,甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力
C.当甲队把乙队加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲队胜
【答案】BD
【详解】A.甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律有,两力大小始终相等,故A错误;
B.作用力与反作用力的大小关系与物体的运动状态无关,甲队匀速把乙队拉过去时,仍有,故B正确;
C.甲队加速把乙队拉过去时,甲、乙之间的相互作用力仍满足牛顿第三定律,大小相等,故C错误;
D.甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力,把甲、乙两队及绳看成整体,绳的拉力为内力,设地面对甲、乙两队的摩擦力大小分别为、,取甲队获胜的运动方向为正方向,根据牛顿第二定律有
由于,解得,故D正确。
故选BD。
10.(23-24高一上·河北唐山·期中)如图所示,玩具汽车停在模型桥面上,下列说法正确的是( )
A.汽车受到的重力和支持力是一对平衡力
B.汽车受到的重力和支持力是一对作用力与反作用力
C.汽车的轮胎要恢复形变,对桥面产生了向下的压力
D.桥面受到向下的压力,是由于桥面发生了形变
【答案】AC
【详解】AB.汽车受到的重力和支持力同时都作用在汽车上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,A正确,B错误;
C.汽车的轮胎产生了形变,要恢复形变,对桥面产生了向下的弹力,即对桥面产生向下的压力,C正确;
D.桥面受到向下的压力,是由于汽车的轮胎要恢复形变而产生的,D错误。
故选AC。
三、填空题
11.(26-27高一上·全国·课后作业)基础理解
(1)如图所示,一人用水平力推一辆停在水平路面上的汽车,但未能推动,此时( )
A.人的推力小于车对人的作用力
B.人的推力小于车受到的摩擦力
C.人的推力与车受到的摩擦力是一对平衡力
D.人的推力与车受到的摩擦力是一对作用力与反作用力
(2)如图所示是某校高一年级(1)班与(2)班的一场拔河比赛,比赛结果(1)班同学胜出,拔河时(1)班同学对绳的拉力比(2)班同学大吗?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【答案】(1)C
(2)不是
【详解】(1)A.人的推力和车对人的作用力作用在两个物体上,是一对作用力与反作用力,大小相等,不是人的推力小于车对人的作用力,故A错误;
B.汽车没有被推动,水平方向受人的推力和地面对车的静摩擦力,二力平衡,大小相等,故B错误;
C.人的推力和车受到的摩擦力都作用在汽车上,大小相等、方向相反,是一对平衡力,故C正确;
D.人的推力作用在汽车上,车受到的摩擦力是地面对汽车的力,二者不是相互作用的两力,故D错误。
故选C。
(2)不是。力的作用是相互的,(1)班通过绳子拉(2)班、(2)班通过绳子拉(1)班,这两种相互拉的作用力大小相等、方向相反;胜负主要取决于双方受到地面的静摩擦力等因素,不是因为(1)班同学对绳的拉力比(2)班同学大。
12.(25-26高一下·安徽阜阳·开学考试)如图所示,在水平台秤上放一个装有水的容器,有一个金属球挂在弹簧测力计下面,现将金属球缓慢浸入水中直至完全浸入,则在此过程中,弹簧测力计的示数____(选填“增大”或“减小”),台秤的示数____(选填“增大”或“减小”),且弹簧测力计示数的减少值____(选填“大于”“小于”或“等于”)台秤示数的增加值。
【答案】 减小 增大 等于
【详解】[1]对小球分析可知,小球刚悬挂在测力计上时,测力计示数
在小球浸入水的过程中受到浮力的作用,故弹簧测力计的示数变为
所以弹簧测力计的示数减小。
[2] [3]由作用力和反作用力的关系可知,金属小球受到水的向上的浮力作用,所以容器中的水受到向下的压力作用,故台秤的示数增大,且台秤示数的增加值一定等于弹簧测力计示数的减少值。
13.(25-26高一上·福建福州·期末)在福州市科技馆的“螺旋桨的推力”展品中,同学踩动装置使“螺旋桨”转动,“螺旋桨”对空气施加向后的作用力时,空气会对螺旋桨产生向_____(填“前”或“后”)的反作用力;这两个力的大小_____(填“相等”或“不相等”),且作用在_____(填“同一”或“不同”)物体上。
【答案】 前 相等 不同
【详解】[1][2][3]根据牛顿第三定律可得,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。因为是物体间的相互作用,所以作用在不同物体上。
14.(24-25高一上·上海闵行·期末)如图所示,小车放在水平地面上,甲、乙二人用力向相反方向拉小车,不计小车与地面之间摩擦。
(1)小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对______(选填“A.平衡力”或“B.相互作用力”)。
(2)若小车加速向右运动,小车拉甲的力______(选填“A.”、“B.”或“C.”)甲拉小车的力。
【答案】(1)A
(2)B
【详解】(1)根据题意可知,小车静止时受到甲和乙的拉力而处于平衡状态,则这两个拉力是一对平衡力。
故选A。
(2)小车拉甲的力跟甲拉小车的力是作用力和反作用力,两力大小是相等的。
故选B。
15.(24-25高一上·上海·期末)如图,当马拉车加速前进时,马拉车的力______车拉马的力,当马拉车减速前进时,马拉车的力______车拉马的力。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 等于 等于
【详解】[1][2]马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律可知,当马拉车加速前进时,马拉车的力等于车拉马的力,当马拉车减速前进时,马拉车的力等于车拉马的力。
16.(23-24高一上·浙江台州·开学考试)某校科学兴趣小组同学研究两个物体间相互作用力的特点。如图(a)、(b)为他们设计的两种实验方案。
(1)他们应根据图___________所示方案进行实验。
(2)30秒时它们的示数均为___________N,该小组同学经过多次实验得出结论:两个物体间相互作用力的___________是相等的。
【答案】 (b) 大小
【详解】[1]由图(a)可知,此时测力计的两个力是作用在硬纸板上,两个测力计的拉力不是一对相互作用力,故选(b)
[2][3]由图可知:30秒时它们的示数均为,两个物体之间的相互作用力大小是相等的。
四、解答题
17.(24-25高一上·全国·课后作业)作用力和反作用力
(1)如图所示,甲、乙两名轮滑爱好者站在平滑的地面上,当甲用力去推乙时,乙向前运动,甲能保持静止吗?为什么?
(2)如图所示,光滑水平桌面上放有两个磁体,让两磁体靠近后放手,会观察到什么现象?为什么?
(3)通过生活情境和现象判断,两个物体只有接触才存在作用力和反作用力,这种说法对吗?
【答案】(1)甲不能保持静止,他将向后运动,因为力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,甲给乙一个力的同时也受到乙施加给自己的力
(2)放手后两磁体同时运动,相互吸引,因为两磁体均受到了吸引力
(3)这种说法是错误的。磁体之间即使不接触,也存在相互作用力
【详解】(1)甲不能保持静止,他将向后运动,因为力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,甲给乙一个力的同时也受到乙施加给自己的力;
(2)放手后两磁体同时运动,相互吸引,因为两磁体均受到了吸引力;
(3)这种说法是错误的。磁体之间即使不接触,也存在相互作用力。
18.(25-26高一上·全国·课后作业)一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起以速度v=0.5m/s上升时,试求:
(1)运动员竖直向下拉绳的力的大小;
(2)运动员对吊椅的压力的大小。
【答案】(1)400N
(2)250N
【详解】(1)设运动员竖直向下的拉力为F,则由牛顿第三定律可知,绳子对运动员竖直向上的拉力也为F,绳对吊椅竖直向上的拉力也为F,选取运动员和吊椅整体为研究对象,由受力可知
解得
(2)设吊椅对运动员的支持力为,以运动员为研究对象,由受力可知
解得,根据牛顿第三定律可得,运动员对吊椅的压力为250 N。
试卷第1页(共3页)
试卷第1页(共3页)
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一、单选题
1.(25-26高一上·河北保定·期末)为欢度2026年元旦,南方某实验学校举行了拔河比赛。如图所示,为甲、乙两队在“拔河”比赛中,甲队获胜,忽略绳子的质量,则下列说法中正确的是( )
A.甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力,所以甲队获胜
B.只有当甲队把乙队匀速拉过去时,甲队对绳子的拉力大小才等于乙队对绳子的拉力大小
C.当甲队把乙队加速拉过去时,甲队对绳子的拉力大于乙队对绳子的拉力
D.甲队对绳子的拉力大小始终等于乙队对绳子的拉力大小,只是地面对甲队的最大摩擦力大于地面对乙队的最大摩擦力,所以甲队获胜
2.(25-26高一上·四川成都·期末)春节贴“福”字是民间由来已久的风俗,马年来临之际,成都树德中学书法社同学们写“福”字送新春祝福。一名同学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纸压住以防止打滑,整个书写过程中红纸始终保持静止,则该同学在书写过程中( )
A.向下顿笔时,毛笔对红纸的压力与桌面对红纸的支持力是一对相互作用力
B.提笔静止时,手对毛笔的摩擦力大小与握力成正比
C.向左行笔时,桌面对红纸的静摩擦力方向向右
D.镇纸对红纸产生的压力是因为红纸产生形变想要恢复原状产生的
3.(25-26高一上·山东临沂·期中)据唐代《耒耜经》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,则( )
A.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
B.曲辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力
C.曲辕犁匀速前进时,其他条件相同,当两根耕索之间的夹角较大时,牛较省力
D.曲辕犁匀速前进时,其他条件相同,当两根耕索之间的夹角较小时,牛较费力
4.(25-26高一上·江苏无锡·期中)如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是( )
A.小明对杆的力和杆对岸的力是一对相互作用力
B.杆对岸的力和岸对杆的力是一对相互作用力
C.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
D.杆对小明的力和杆对岸的力是一对相互作用力
5.(25-26高一上·浙江杭州·期中)杆秤是利用杠杆原理制成的传统衡器,也是中国最古老的衡量工具,而电子秤的普及,则预示着杆秤将退出历史的舞台。如图为一男孩学习在用杆秤称量水果。下列说法正确的是( )
A.男孩将杆秤提起的过程男孩对杆秤的拉力大于整个杆秤对男孩的拉力
B.地面对男孩有支持力,是因为男孩站在地面上,地面发生了形变产生的
C.地面对男孩的支持力与男孩所受的重力是一对平衡力
D.地面对男孩的支持力和男孩受到的重力是作用力和反作用力
6.(25-26高一上·江苏扬州·期中)图为“9·3阅兵”中展示的“大国重器”东风-41导弹方队,下列说法中正确的是( )
A.导弹对卡车的压力和卡车对导弹的支持力是一对平衡力
B.导弹对卡车的作用力和卡车对导弹作用力的合力为零
C.卡车前进时,车轮先给地面向后的推力,地面再对车轮施加向前的推力
D.卡车加速前进时,地面对卡车的摩擦力与卡车对地面的摩擦力大小相等
7.(25-26高一上·广东东莞·期中)如图所示是轮足机器人——“山猫”。该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水,顺利避开障碍物,能跑、能跳,还能空中翻转360°甚至单脚站立保持静止。“山猫”在( )
A.展示空中翻转动作时可以被看作质点
B.做各种动作时重心位置会发生改变
C.单脚静止时水平地面对它支持力的方向不一定竖直向上
D.起跳时地面对它的作用力大于它对地面的作用力
8.(24-25高一上·全国·课后作业)如图所示,将两弹簧测力计a、b连接在一起,当用力缓慢拉弹簧测力计a时,发现不管拉力F多大,两弹簧测力计a、b的示数总是相等的,这个实验说明( )
A.这是两只完全相同的弹簧测力计 B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比
C.作用力与反作用力大小相等、方向相反 D.两个弹簧的拉力是平衡力
二、多选题
9.(25-26高一上·全国·课后作业)甲、乙两队拔河,甲队胜,则下列说法中哪些是正确的( )
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲队胜
B.当甲队把乙队匀速拉过去时,甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力
C.当甲队把乙队加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲队胜
10.(23-24高一上·河北唐山·期中)如图所示,玩具汽车停在模型桥面上,下列说法正确的是( )
A.汽车受到的重力和支持力是一对平衡力
B.汽车受到的重力和支持力是一对作用力与反作用力
C.汽车的轮胎要恢复形变,对桥面产生了向下的压力
D.桥面受到向下的压力,是由于桥面发生了形变
三、填空题
11.(26-27高一上·全国·课后作业)基础理解
(1)如图所示,一人用水平力推一辆停在水平路面上的汽车,但未能推动,此时( )
A.人的推力小于车对人的作用力
B.人的推力小于车受到的摩擦力
C.人的推力与车受到的摩擦力是一对平衡力
D.人的推力与车受到的摩擦力是一对作用力与反作用力
(2)如图所示是某校高一年级(1)班与(2)班的一场拔河比赛,比赛结果(1)班同学胜出,拔河时(1)班同学对绳的拉力比(2)班同学大吗?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
12.(25-26高一下·安徽阜阳·开学考试)如图所示,在水平台秤上放一个装有水的容器,有一个金属球挂在弹簧测力计下面,现将金属球缓慢浸入水中直至完全浸入,则在此过程中,弹簧测力计的示数____(选填“增大”或“减小”),台秤的示数____(选填“增大”或“减小”),且弹簧测力计示数的减少值____(选填“大于”“小于”或“等于”)台秤示数的增加值。
13.(25-26高一上·福建福州·期末)在福州市科技馆的“螺旋桨的推力”展品中,同学踩动装置使“螺旋桨”转动,“螺旋桨”对空气施加向后的作用力时,空气会对螺旋桨产生向_____(填“前”或“后”)的反作用力;这两个力的大小_____(填“相等”或“不相等”),且作用在_____(填“同一”或“不同”)物体上。
14.(24-25高一上·上海闵行·期末)如图所示,小车放在水平地面上,甲、乙二人用力向相反方向拉小车,不计小车与地面之间摩擦。
(1)小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对______(选填“A.平衡力”或“B.相互作用力”)。
(2)若小车加速向右运动,小车拉甲的力______(选填“A.”、“B.”或“C.”)甲拉小车的力。
15.(24-25高一上·上海·期末)如图,当马拉车加速前进时,马拉车的力______车拉马的力,当马拉车减速前进时,马拉车的力______车拉马的力。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
16.(23-24高一上·浙江台州·开学考试)某校科学兴趣小组同学研究两个物体间相互作用力的特点。如图(a)、(b)为他们设计的两种实验方案。
(1)他们应根据图___________所示方案进行实验。
(2)30秒时它们的示数均为___________N,该小组同学经过多次实验得出结论:两个物体间相互作用力的___________是相等的。
四、解答题
17.(24-25高一上·全国·课后作业)作用力和反作用力
(1)如图所示,甲、乙两名轮滑爱好者站在平滑的地面上,当甲用力去推乙时,乙向前运动,甲能保持静止吗?为什么?
(2)如图所示,光滑水平桌面上放有两个磁体,让两磁体靠近后放手,会观察到什么现象?为什么?
(3)通过生活情境和现象判断,两个物体只有接触才存在作用力和反作用力,这种说法对吗?
18.(25-26高一上·全国·课后作业)一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起以速度v=0.5m/s上升时,试求:
(1)运动员竖直向下拉绳的力的大小;
(2)运动员对吊椅的压力的大小。
试卷第1页(共3页)
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3.3相互作用力
1.两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。表达式为,负号表示与的方向相反。
G
F
2. 牛顿经过研究指出: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。这就是牛顿第三定律(Newton’s third law)。
(1)牛顿第三定律中的“总是”是强调对于任何物体,在任何条件下,作用力与反作用力的关系均成立,与物体大小、形状、是否受其他力、物体的运动状态等均无关。
(2)牛顿第三定律与参考系的选取无关。因为物体间的相互作用是客观存在的,不会因参考系的不同而使物体间相互作用的性质发生任何变化。
(1)引力的作用是相互的
物体受到重力,是由于地球对物体的吸引,同时地球也受到物体对它的力的作用。
(2)弹力的作用是相互的
如图甲所示,桌子对书有一个向上的支持力,同时书对桌子有一个向下的压力。
(3) 摩擦力的作用是相互的
如图乙所示,放在粗糙斜面上的木块沿斜面向下运动时,受到斜面给它的沿斜面向上的摩擦力,由于运动的相对性,斜面相对木块向右运动,从而受到木块给它的沿斜面向下的摩擦力。
作用力和反作用力的四个特征
等值
作用力和反作用力大小总是相等的
反向
作用力和反作用力方向总是相反的
共线
作用力和反作用力总是作用在同一条直线上
同性质
作用力和反作用力的性质总是相同的
“总是”是强调对于任何物体,在任何情况下,作用力和反作用力的关系都成立.
(1)不管物体的运动状态如何,例如,静止的物体之间,运动的物体之间,静止与运动的物体之间,其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反.
(2)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的.
一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
内容
比较
一对作用力和反作用力
一对平衡力
不同点
作用对象
作用在两个相互作用的物体上
作用在同一物体上
依赖关系
相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失
无依赖关系,撤除一个,另一个依然可存在
叠加性
两力作用效果不可叠加,不可求合力
两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,且合力为零
力的性质
一定是同种性质的力
可以是同种性质的力,也可以是不同种性质的力
相同点
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
1.打冰出溜是一种极具东北地方特色的冬季娱乐活动,打冰出溜过程可分为助跑阶段和滑行阶段。若助跑阶段鞋与冰面不打滑,可视为匀加速直线运动;滑行阶段人保持姿势不变,可视为匀减速直线运动。下列说法正确的是( )
A.助跑阶段,冰面对人的摩擦力向后
B.助跑阶段,人对冰面的摩擦力向前
C.滑行阶段,人对冰面的摩擦力向前
D.助跑阶段,人加速运动,若鞋与冰面发生相对滑动,则冰面对人的摩擦力大于人对冰面的摩擦力
【答案】C
【详解】AB.助跑阶段,摩擦力为动力,即冰面对人的摩擦力向前,由牛顿第三定律可知,人对冰面的摩擦力向后。故AB错误;
C.滑行阶段,摩擦力为阻力,即冰面对人的摩擦力向后,由牛顿第三定律可知,人对冰面的摩擦力向前,故C正确;
D.冰面对人的摩擦力与人对冰面的摩擦力是一对相互作用力,大小总是相等,故D错误。
故选C。
2.春秋末年齐国著作《考工记》中有“马力既竭,辀犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动一段距离。对此判断下列两种说法的正误。
(1)马拉着车做匀速运动时,马对车的作用力一定等于车对马的作用力。( )
(2)马拉着车做加速运动时,马对车的作用力大于车对马的作用力。( )
【答案】(1)正确
(2)错误
【详解】(1)根据牛顿第三定律可知马拉着车运动时,马对车的作用力与车对马的作用力为一对相互作用力,大小一定相等。
(2)根据牛顿第三定律可知马拉着车运动时,马对车的作用力与车对马的作用力为一对相互作用力,大小一定相等,与运动状态无关。
3.如图所示,斜面上叠放着三块石头,均处于静止状态,在最上面,和接触点切面为水平面,和接触点切面不水平,下列说法正确的是( )
A.受到3个力的作用
B.对的摩擦力向右
C.受到5个力的作用
D.斜面对的作用力竖直向上
【答案】D
【详解】AB.依题意,和接触点切面为水平面,受到重力和竖直向上的支持力两个力的作用,对的摩擦力为零,根据牛顿第三定律,对的摩擦力也为零,A、B错误;
C.分析的受力,如图所示,受到4个力的作用,C错误;
D.把三块石头看成一个整体,分析受力,如图所示
斜面对的作用力为支持力和摩擦力的合力,总是与三块石头的总重力等大反向,即总是竖直向上,D正确。
故选D。
4.宇树科技机器人在2025年春晚表演“左右劈叉”时,从站立状态缓慢打开双腿,上半身始终保持竖直,两脚与地面接触点连线水平。已知机器人总质量为m,劈叉过程中机器人重心沿两脚连线中垂线缓慢下降,且重心始终在中垂线上。忽略肢体质量分布变化,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.地面对机器人的支持力大于机器人对地面的压力
B.地面对机器人的弹力由机器人的形变产生
C.劈叉过程中,机器人对地面的压力等于
D.劈叉过程中,机器人对地面的压力大于
【答案】C
【详解】A.地面对机器人的支持力和机器人对地面的压力为相互作用力,大小相等,故A错误;
B.地面对机器人的弹力由地面的形变产生,故B错误;
CD.对机器人,由平衡条件可知,在竖直方向上,地面对机器人的支持力大小始终等于重力大小,故机器人对地面的压力等于,故C正确,D错误。
故选C。
5.(多选)如图所示,重物A用一根轻弹簧悬于天花板下。图中又画出了重物和弹簧的受力示意图,其中,是弹簧拉物体的力、G是物体受的重力、是物体拉弹簧的力、是天花板拉弹簧的力。下列关于这四个力的说法正确的是( )
A.G与是一对相互作用力 B.与是一对相互作用力
C.与是一对相互作用力 D.与G是一对平衡力
【答案】BD
【详解】AB.是指弹簧对重物A的拉力,是指重物A对弹簧的拉力,是指天花板对弹簧的拉力,G的反作用力是物体对地球的吸引力,的反作用力是,故A错误,B正确;
C.的反作用力是,故C错误;
D.与G等大反向,共同作用在A上,是一对平衡力,故D正确;
故选BD。
6.两块条形磁铁分别固定在两辆小车上,小车放在光滑水平桌面上,当磁铁的同名磁极相对时,两小车向两侧弹开。下列说法正确的是( )
A.两磁铁之间的力为弹力
B.两磁铁之间的力为一对相互作用力
C.两磁铁之间的力为一对平衡力
D.两磁铁之间的力作用效果抵消
【答案】B
【详解】A.两磁铁之间的力是磁场力(磁力),属于非接触力;弹力是物体接触时产生的形变力,故A错误;
B.两磁铁之间的斥力满足牛顿第三定律:作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且分别作用在两个不同物体上(即两磁铁),因此是一对相互作用力,故B正确;
C.一对平衡力需作用在同一物体上,大小相等、方向相反,合力为零。但本题中两磁铁间的力分别作用在两辆小车上,导致小车运动状态改变(弹开),故非平衡力,故C错误;
D.两磁铁之间的力是一对相互作用力,分别作用在两个不同物体上(即两磁铁)的力,不可能作用效果抵消,故D错误。
故选B。
7.物体静止在固定的斜面上,如图所示,则下述说法中正确的是( )
A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B.物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力
C.斜面对物体的摩擦力和物体所受的重力沿斜面向下的分力是一对作用力和反作用力
D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
【答案】B
【详解】A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力,故A错误;
B.斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的合力,与重力平衡,所以物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力,故B正确;
C.斜面对物体的摩擦力和物体所受的重力沿斜面向下的分力是一对平衡力,故C错误;
D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力,重力与压力的性质不同,所以垂直于斜面向下的力不是对斜面的压力,故D错误。
故选B。
8.(多选)春节贴“福”字是由来已久的风俗,新春佳节临近,邢同学写“福”字,他在水平桌面上平铺一张红纸,并在红纸桌面左侧靠近边缘处用“镇纸”压住以防止打滑;整个书写过程中红纸始终保持静止,则在书写过程中( )
A.提笔静止时,手对毛笔的摩擦力大小与握力成正比
B.向右行笔时,桌面对纸的静摩擦力方向向左
C.向右行笔时,镇纸不受静摩擦力作用
D.向下顿笔时,毛笔对纸的压力大小大于纸对毛笔的支持力大小
【答案】BC
【详解】A.提笔静止时,手对毛笔的摩擦力为静摩擦力,大小等于重力,与握力不是成正比关系,故A错误;
B.向右行笔时,笔受到红纸的摩擦力向左,则笔对红纸的摩擦力向右,以红纸和镇纸为整体,根据受力平衡可知,桌面对红纸的静摩擦力方向向左,故B正确;
C.向右行笔时,镇纸处于静止状态,根据受力平衡可知,镇纸不受静摩擦力作用,故C正确;
D.向下顿笔时,毛笔对纸的压力与纸对毛笔的支持力是一对相互作用力,大小总是相等,故D错误。
故选BC。
9.如图所示,ABCD是四块质量相同的砖,每块重50N,A、D两侧是两块竖直的木板,木板外侧分别用100N的力压紧,砖处于静止状态,A砖与B砖之间的摩擦力为____N,B砖与C砖之间的摩擦力为____N,木板对D砖在竖直方向上的作用力的方向是____。
【答案】 50 0 竖直向上
【详解】[1][2][3]把4块砖看作一个整体:4块砖的总重力为
G=4×50N=200N
两边的压力F相同,两边受到的摩擦力也相同,根据平衡力知识,向下的重力200N与两边的摩擦力之和相等;故两边的砖块A和D各受到100N的摩擦力作用,且方向竖直向上,对A,根据平衡条件,A砖受B砖的摩擦力为50N,方向竖直向下,根据牛顿第三定律,B砖受A砖的摩擦力为50N,方向竖直向上,由于B砖重50N,根据平衡条件,B砖与C砖之间的摩擦力为0。
10.如图所示,某人体重500N,用绳绕过定滑轮匀速提起300N的重物,那么此人拉绳子的力为__________N,此人对地面的压力是______N。
【答案】 300 200
【详解】[1][2]对重物,根据平衡条件,绳子的张力大小为300N,即此人拉绳子的力为
T=300N
根据牛顿第三定律,绳子对人的拉力
T=300N
对人,根据平衡条件
得地面对人的支持力为
根据牛顿第三定律,此人对地面的压力
11.两个小球A和B,中间用弹簧连结,并用细绳悬于天花板下(如图所示)。则小球A、B各受几个力?弹簧对A球作用力的反作用力是哪个力?弹簧对B球作用力的反作用力是哪个力?弹簧对B球作用力的平衡力是哪个力?
【答案】受3个力,B受2个力;球对弹簧的拉力;球对弹簧的拉力;球的重力
【详解】小球受到竖直向下的重力、弹簧对其竖直向下的弹力以及细绳竖直向上的拉力,共受个力,根据平衡条件有
小球受到竖直向下的重力和弹簧对其竖直向上的弹力,共受个力,根据平衡条件有
根据牛顿第三定律,弹簧对小球作用力的反作用力是小球对弹簧的拉力;弹簧对小球作用力的反作用力是小球对弹簧的拉力。
平衡力必须作用在同一物体上,弹簧对小球的弹力与小球的重力大小相等、方向相反,因此弹簧对小球作用力的平衡力是小球的重力。
12.如图所示,两块小磁铁质量均为1kg,A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上,B磁铁在A正下方的地板上,弹簧的原长L0=10cm,劲度系数k=100N/m。当A、B均处于静止状态时,弹簧的长度为L=11cm。不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力,(g取10N/kg)求:
(1)弹簧的弹力大小和方向。
(2)B对A的作用力大小和方向。
(3)B对地面的压力大小。
【答案】(1),方向竖直向上
(2),方向竖直向上
(3)
【详解】(1)根据胡克定律有,方向竖直向上。
(2)对A受力分析,根据平衡条件有
解得,方向竖直向上。
(3)对B受力分析,根据平衡条件有
根据牛顿第三定律
解得
根据牛顿第三定律,B对地面的压力大小为
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3.3相互作用力
1.两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。表达式为,负号表示与的方向相反。
G
F
2. 牛顿经过研究指出: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。这就是牛顿第三定律(Newton’s third law)。
(1)牛顿第三定律中的“总是”是强调对于任何物体,在任何条件下,作用力与反作用力的关系均成立,与物体大小、形状、是否受其他力、物体的运动状态等均无关。
(2)牛顿第三定律与参考系的选取无关。因为物体间的相互作用是客观存在的,不会因参考系的不同而使物体间相互作用的性质发生任何变化。
(1)引力的作用是相互的
物体受到重力,是由于地球对物体的吸引,同时地球也受到物体对它的力的作用。
(2)弹力的作用是相互的
如图甲所示,桌子对书有一个向上的支持力,同时书对桌子有一个向下的压力。
(3) 摩擦力的作用是相互的
如图乙所示,放在粗糙斜面上的木块沿斜面向下运动时,受到斜面给它的沿斜面向上的摩擦力,由于运动的相对性,斜面相对木块向右运动,从而受到木块给它的沿斜面向下的摩擦力。
作用力和反作用力的四个特征
等值
作用力和反作用力大小总是相等的
反向
作用力和反作用力方向总是相反的
共线
作用力和反作用力总是作用在同一条直线上
同性质
作用力和反作用力的性质总是相同的
“总是”是强调对于任何物体,在任何情况下,作用力和反作用力的关系都成立.
(1)不管物体的运动状态如何,例如,静止的物体之间,运动的物体之间,静止与运动的物体之间,其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反.
(2)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的.
一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较
内容
比较
一对作用力和反作用力
一对平衡力
不同点
作用对象
作用在两个相互作用的物体上
作用在同一物体上
依赖关系
相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失
无依赖关系,撤除一个,另一个依然可存在
叠加性
两力作用效果不可叠加,不可求合力
两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,且合力为零
力的性质
一定是同种性质的力
可以是同种性质的力,也可以是不同种性质的力
相同点
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
1.打冰出溜是一种极具东北地方特色的冬季娱乐活动,打冰出溜过程可分为助跑阶段和滑行阶段。若助跑阶段鞋与冰面不打滑,可视为匀加速直线运动;滑行阶段人保持姿势不变,可视为匀减速直线运动。下列说法正确的是( )
A.助跑阶段,冰面对人的摩擦力向后
B.助跑阶段,人对冰面的摩擦力向前
C.滑行阶段,人对冰面的摩擦力向前
D.助跑阶段,人加速运动,若鞋与冰面发生相对滑动,则冰面对人的摩擦力大于人对冰面的摩擦力
2.春秋末年齐国著作《考工记》中有“马力既竭,辀犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动一段距离。对此判断下列两种说法的正误。
(1)马拉着车做匀速运动时,马对车的作用力一定等于车对马的作用力。( )
(2)马拉着车做加速运动时,马对车的作用力大于车对马的作用力。( )
3.如图所示,斜面上叠放着三块石头,均处于静止状态,在最上面,和接触点切面为水平面,和接触点切面不水平,下列说法正确的是( )
A.受到3个力的作用
B.对的摩擦力向右
C.受到5个力的作用
D.斜面对的作用力竖直向上
4.宇树科技机器人在2025年春晚表演“左右劈叉”时,从站立状态缓慢打开双腿,上半身始终保持竖直,两脚与地面接触点连线水平。已知机器人总质量为m,劈叉过程中机器人重心沿两脚连线中垂线缓慢下降,且重心始终在中垂线上。忽略肢体质量分布变化,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.地面对机器人的支持力大于机器人对地面的压力
B.地面对机器人的弹力由机器人的形变产生
C.劈叉过程中,机器人对地面的压力等于
D.劈叉过程中,机器人对地面的压力大于
5.(多选)如图所示,重物A用一根轻弹簧悬于天花板下。图中又画出了重物和弹簧的受力示意图,其中,是弹簧拉物体的力、G是物体受的重力、是物体拉弹簧的力、是天花板拉弹簧的力。下列关于这四个力的说法正确的是( )
A.G与是一对相互作用力 B.与是一对相互作用力
C.与是一对相互作用力 D.与G是一对平衡力
6.两块条形磁铁分别固定在两辆小车上,小车放在光滑水平桌面上,当磁铁的同名磁极相对时,两小车向两侧弹开。下列说法正确的是( )
A.两磁铁之间的力为弹力
B.两磁铁之间的力为一对相互作用力
C.两磁铁之间的力为一对平衡力
D.两磁铁之间的力作用效果抵消
7.物体静止在固定的斜面上,如图所示,则下述说法中正确的是( )
A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B.物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力
C.斜面对物体的摩擦力和物体所受的重力沿斜面向下的分力是一对作用力和反作用力
D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
8.(多选)春节贴“福”字是由来已久的风俗,新春佳节临近,邢同学写“福”字,他在水平桌面上平铺一张红纸,并在红纸桌面左侧靠近边缘处用“镇纸”压住以防止打滑;整个书写过程中红纸始终保持静止,则在书写过程中( )
A.提笔静止时,手对毛笔的摩擦力大小与握力成正比
B.向右行笔时,桌面对纸的静摩擦力方向向左
C.向右行笔时,镇纸不受静摩擦力作用
D.向下顿笔时,毛笔对纸的压力大小大于纸对毛笔的支持力大小
9.如图所示,ABCD是四块质量相同的砖,每块重50N,A、D两侧是两块竖直的木板,木板外侧分别用100N的力压紧,砖处于静止状态,A砖与B砖之间的摩擦力为____N,B砖与C砖之间的摩擦力为____N,木板对D砖在竖直方向上的作用力的方向是____。
10.如图所示,某人体重500N,用绳绕过定滑轮匀速提起300N的重物,那么此人拉绳子的力为__________N,此人对地面的压力是______N。
11.两个小球A和B,中间用弹簧连结,并用细绳悬于天花板下(如图所示)。则小球A、B各受几个力?弹簧对A球作用力的反作用力是哪个力?弹簧对B球作用力的反作用力是哪个力?弹簧对B球作用力的平衡力是哪个力?
12.如图所示,两块小磁铁质量均为1kg,A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上,B磁铁在A正下方的地板上,弹簧的原长L0=10cm,劲度系数k=100N/m。当A、B均处于静止状态时,弹簧的长度为L=11cm。不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力,(g取10N/kg)求:
(1)弹簧的弹力大小和方向。
(2)B对A的作用力大小和方向。
(3)B对地面的压力大小。
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