3.3 牛顿第三定律 讲义 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
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内容正文:
牛顿第三定律
知识点一、牛顿第三定律
(1)定律内容:两个物体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)这里的“总是”是强调对于任何物体,在任何条件下,这两个相等的关系都成立.对此,可以从以下几个方面理解:
①不管物体大小形状如何,例如大物体与大物体之间,或大物体与小物体之间,还是任何形状的物体之间,其相互作用力总是大小相等.
②不管物体的运动状态如何.例如静止的物体之间,运动的物体之间或静止的物体与运动的物体之间的相互作用力总是大小相等的.
③作用力与反作用力的产生和消失是同时的.因为两者中若有一个产生或消失,则另一个必须同时产生或消失.否则其间的相等关系就不成立了.认为作用力与反作用力的产生有先后的说法是不对的.
(3)平衡力与作用力和反作用力的区别是:①一个力与它的反作用力一定是同种性质的力,例如作用力若是弹力,则反作用力也一定是弹力;若作用力是摩擦力,则反作用力也一定是摩擦力等.而一个力与它的平衡力可以是相同性质的力,也可以是不同性质的力.②一个力与它的反作用力分别作用在发生相互作用的两个物体上,即受力物体不同;而一个力与它的平衡力必须同时作用在同一个物体上,即受力物体相同.③一个力必有其反作用力,作用力与反作用力是同时产生、同时存在、同时消失的;而一对平衡力可以是其中一个力消失,另一个力仍存在.④作用力与反作用力所产生的效果不能相互抵消;而一对平衡力作用在同一物体上产生的效果恰好是相互抵消的.
(4)牛顿第三定律揭示了力的作用的相互性,即两个物体间只要有力的作用,就必然成对出现作用力和反作用力.同学们在学习中应注意体会甲对乙、乙对甲的这种对应的相互作用关系.求解某力的大小与方向时,可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解.
知识点二、作用力、反作用力与平衡力的比较
定义:如果作用在同一个物体上的两个力的大小相等、方向相反并作用在同一条直线上且其合力为零,则此二力即为一对平衡力.而作用力与反作用力则是指发生在两个相互作用的物体之间的相互作用力.
作用力、反作用力与一对平衡力的比较表.
内容
作用力和反作用力
一对平衡力
受力物体
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
相互依赖,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,另一个可依然存在,只是不再平衡
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,合力为零
力的性质
一定是同性质的力
可以是同性质的力,也可以不是同性质的力
大小方向
大小相等、方向相反、作用在一条直线上
大小相等、方向相反、作用在一条直线上
知识点三、应用牛顿第三定律解释现象
①如图所示,瘦弱的男子与一个大力士“掰手腕”,两手之间的作用力和反作用力一样大吗?若两者一样大,大力士怎么会赢呢?
分析:一样大,瘦弱男子与大力士“掰手腕”时,两手之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,两手之间的这对力是大小相等的,但是为什么大力士会赢,是因为两人手腕能承受的力不同,大力士手腕能承受的力大于瘦弱男子能承受的力,所以在大小相等的力的作用下大力士的手腕还能承受,而瘦弱男子的手腕已经承受不了,所以败下阵来.
“掰手腕”比的是手腕能承受的力的大小,所以“山东体育频道”的“掰手腕”比赛称为“腕力王挑战赛”.因此同学们不要尝试与大力士角力,因为手腕能承受的力如果差距太大,很容易造成承受能力差的手腕受到伤害,甚至骨折.
②以卵击石,鸡蛋“粉身碎骨”,但石头却“安然无恙”,是不是鸡蛋对石头的力小,而石头对鸡蛋的力大呢?
分析:不是的,鸡蛋与石头相撞击时,它们之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,据牛顿第三定律知,应是大小相等的,而之所以出现“蛋碎”而“石全”的结果,是因为蛋壳所能承受的力远小于石头所能承受的力.
③你知道鸟是如何飞行的吗?
鸟翅膀的形状上表层凸、下表层凹,当空气流过时就会产生升力.当鸟的肌肉牵动翅膀上下扇动时,空气的反作用力就为鸟的飞行提供了向上的升力和向前的推动力.如图所示.
④拔河中物理学原理.
拔河是一项常见的集体性体育活动,其两队胜负的结果深含着物理学原理当然,围绕两队的胜负原因分析也存在不少的模糊认识.其实,决定拔河胜负的原因是多方面的,如地面的摩擦力、队员的体重、个人的力量、集体的合作等.
甲、乙两队拔河的时候,其中力的关系比较复杂.如图所示,在分析甲队拉乙队与乙队拉甲队的力的大小时,必须运用牛顿第三定律——因为甲、乙两队是一对相互作用的物体;在分析两队的胜负原因时,必须运用牛顿第二定律——因为要分别以甲、乙两队为研究对象.
对甲队而言,如果,则两队胜负未定;如果,则甲队胜而乙队负;如果,则甲队负而乙队胜.
同理,对乙队而言也存在相同的关系.当然,无论是甲队还是乙队,要想获得地面对本队的尽可能大的力,就必须尽可能地用力蹬地,这就要选用体重较大的队员,且穿鞋底粗糙的鞋子.此外,身体后倾、重心放低、齐心合力更是必不可少的条件.
例题:
一、单选题
1.一个篮球放在水平桌面上静止不动,下列说法中正确的是( )
A.篮球对桌面的压力就是篮球受的重力
B.篮球受到的重力和篮球对桌面的压力是同种性质力
C.篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对平衡力
D.篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对作用力与反作用力
2.用绳悬挂一重物,当重物处于静止状态时,以下说法中正确的是( )
A.绳对重物的拉力和重物对绳的拉力是一对平衡力
B.绳对重物的拉力和重物的重力是一对平衡力
C.绳对重物的拉力和重物的重力是一对作用力与反作用力
D.重物对绳的拉力和重物的重力是一对作用力与反作用力
3.大雪天车轮打滑,车辆难以前进,交警帮忙向前推车,在向前推车的过程中,关于交警和车之间的作用力,下列说法正确的是( )
A.人对车的力大于车对人的力
B.人对车的力小于车对人的力
C.人对车的力和车对人的力是一对相互作用力
D.人对车的力和车对人的力是一对平衡力
4.如图所示,一匹马拉着车前行。关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系,下列说法中正确的是( )
A.马拉车的力总是大于车拉马的力
B.马拉车的力总是等于车拉马的力
C.加速运动时,马拉车的力大于车拉马的力
D.只有静止或匀速直线运动时,马拉车的力才等于车拉马的力
5.如图所示,人站在自动扶梯上随扶梯一起斜向上匀速运动,则( )
A.扶梯对人没有摩擦力
B.此人受到三个力的作用
C.扶梯对人的支持力大于人对扶梯的压力
D.扶梯对人的作用力小于此人的重力
6.如图所示,木块M、N叠在一起,放在粗糙水平桌面上。一个水平向右的恒定拉力F作用在M上,使M、N一起匀速运动两木块始终保持相对静止。关于M、N受力情况,下列说法正确的是( )
A.M受到重力、支持力和拉力
B.N受到重力、支持力、压力和两个摩擦力
C.M受到重力、支持力和地面对它的摩擦力
D.通过M的传递,N也受到力F的作用
7.如图所示,同学A与同学B正在进行掰手腕比赛。在某一瞬间,双方的手在中间位置保持静止,势均力敌。关于此时的受力情况,下列说法正确的是( )
A.同学A对同学B的弹力,是由于同学B的手发生了形变
B.同学A和同学B之间的相互作用力是同时产生的
C.同学A对同学B的力和同学B对同学A的力,是一对平衡力
D.若同学A获胜,同学A对同学B的力大于同学B对同学A的力
8.如图所示,一个篮球放在水平桌面上静止不动,则下列说法中正确的是( )
A.篮球对桌面的压力就是篮球受的重力
B.篮球对桌面的压力是因篮球的形变产生的
C.篮球受到的重力和篮球对桌面的压力是一对平衡力
D.篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对平衡力
9.如图,静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,小球下方与一光滑斜面接触。下列说法中正确的是( )
A.物体间有接触但不一定有弹力,物体间有弹力则一定会有接触
B.小球受到的支持力是由于小球发生形变而产生的
C.细线不能伸长,所以没有发生形变
D.小球受到重力和斜面对它的支持力
10.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
二、多选题
11.如图所示,上表面水平的物体a放在水平地面上,其上的物体b与a之间有一压缩的轻质弹簧,且整个装置处于静止状态。关于a、b的受力情况,下列说法正确的是( )
A.a受4个力的作用 B.b受4个力的作用
C.地面对a无摩擦力作用 D.地面对a的摩擦力向右
12.如图所示,A、B、C三个物体叠放在水平粗糙地面上,物体B受到大小为15N、方向水平向右的力的作用,物体C受到大小为5N、方向水平向左的的作用,三者均处于静止状态,则( )
A.物体B对物体A的摩擦力方向水平向右
B.B物体受5个力
C.地面对物体C的摩擦力水平向右
D.地面与物体C之间的摩擦力大小为10N
13.小巧美观的冰箱贴利用磁性贴在冰箱的竖直表面上。静止不动时,下列说法正确的是( )
A.冰箱贴共受四个力作用
B.冰箱贴对冰箱的压力大小等于其所受重力的大小
C.冰箱贴的磁性越强,冰箱贴所受的摩擦力越大
D.减小冰箱贴的质量,冰箱贴所受的摩擦力减小
三、解答题
14.工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料,质量为70.0kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以1.0m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,g取10m/s2,求:
(1)绳中拉力大小;
(2)工人对地面的压力。
答案第10页,共12页
2
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牛顿第三定律
知识点一、牛顿第三定律
(1)定律内容:两个物体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)这里的“总是”是强调对于任何物体,在任何条件下,这两个相等的关系都成立.对此,可以从以下几个方面理解:
①不管物体大小形状如何,例如大物体与大物体之间,或大物体与小物体之间,还是任何形状的物体之间,其相互作用力总是大小相等.
②不管物体的运动状态如何.例如静止的物体之间,运动的物体之间或静止的物体与运动的物体之间的相互作用力总是大小相等的.
③作用力与反作用力的产生和消失是同时的.因为两者中若有一个产生或消失,则另一个必须同时产生或消失.否则其间的相等关系就不成立了.认为作用力与反作用力的产生有先后的说法是不对的.
(3)平衡力与作用力和反作用力的区别是:①一个力与它的反作用力一定是同种性质的力,例如作用力若是弹力,则反作用力也一定是弹力;若作用力是摩擦力,则反作用力也一定是摩擦力等.而一个力与它的平衡力可以是相同性质的力,也可以是不同性质的力.②一个力与它的反作用力分别作用在发生相互作用的两个物体上,即受力物体不同;而一个力与它的平衡力必须同时作用在同一个物体上,即受力物体相同.③一个力必有其反作用力,作用力与反作用力是同时产生、同时存在、同时消失的;而一对平衡力可以是其中一个力消失,另一个力仍存在.④作用力与反作用力所产生的效果不能相互抵消;而一对平衡力作用在同一物体上产生的效果恰好是相互抵消的.
(4)牛顿第三定律揭示了力的作用的相互性,即两个物体间只要有力的作用,就必然成对出现作用力和反作用力.同学们在学习中应注意体会甲对乙、乙对甲的这种对应的相互作用关系.求解某力的大小与方向时,可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解.
知识点二、作用力、反作用力与平衡力的比较
定义:如果作用在同一个物体上的两个力的大小相等、方向相反并作用在同一条直线上且其合力为零,则此二力即为一对平衡力.而作用力与反作用力则是指发生在两个相互作用的物体之间的相互作用力.
作用力、反作用力与一对平衡力的比较表.
内容
作用力和反作用力
一对平衡力
受力物体
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
相互依赖,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,另一个可依然存在,只是不再平衡
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,合力为零
力的性质
一定是同性质的力
可以是同性质的力,也可以不是同性质的力
大小方向
大小相等、方向相反、作用在一条直线上
大小相等、方向相反、作用在一条直线上
知识点三、应用牛顿第三定律解释现象
①如图所示,瘦弱的男子与一个大力士“掰手腕”,两手之间的作用力和反作用力一样大吗?若两者一样大,大力士怎么会赢呢?
分析:一样大,瘦弱男子与大力士“掰手腕”时,两手之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,两手之间的这对力是大小相等的,但是为什么大力士会赢,是因为两人手腕能承受的力不同,大力士手腕能承受的力大于瘦弱男子能承受的力,所以在大小相等的力的作用下大力士的手腕还能承受,而瘦弱男子的手腕已经承受不了,所以败下阵来.
“掰手腕”比的是手腕能承受的力的大小,所以“山东体育频道”的“掰手腕”比赛称为“腕力王挑战赛”.因此同学们不要尝试与大力士角力,因为手腕能承受的力如果差距太大,很容易造成承受能力差的手腕受到伤害,甚至骨折.
②以卵击石,鸡蛋“粉身碎骨”,但石头却“安然无恙”,是不是鸡蛋对石头的力小,而石头对鸡蛋的力大呢?
分析:不是的,鸡蛋与石头相撞击时,它们之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,据牛顿第三定律知,应是大小相等的,而之所以出现“蛋碎”而“石全”的结果,是因为蛋壳所能承受的力远小于石头所能承受的力.
③你知道鸟是如何飞行的吗?
鸟翅膀的形状上表层凸、下表层凹,当空气流过时就会产生升力.当鸟的肌肉牵动翅膀上下扇动时,空气的反作用力就为鸟的飞行提供了向上的升力和向前的推动力.如图所示.
④拔河中物理学原理.
拔河是一项常见的集体性体育活动,其两队胜负的结果深含着物理学原理当然,围绕两队的胜负原因分析也存在不少的模糊认识.其实,决定拔河胜负的原因是多方面的,如地面的摩擦力、队员的体重、个人的力量、集体的合作等.
甲、乙两队拔河的时候,其中力的关系比较复杂.如图所示,在分析甲队拉乙队与乙队拉甲队的力的大小时,必须运用牛顿第三定律——因为甲、乙两队是一对相互作用的物体;在分析两队的胜负原因时,必须运用牛顿第二定律——因为要分别以甲、乙两队为研究对象.
对甲队而言,如果,则两队胜负未定;如果,则甲队胜而乙队负;如果,则甲队负而乙队胜.
同理,对乙队而言也存在相同的关系.当然,无论是甲队还是乙队,要想获得地面对本队的尽可能大的力,就必须尽可能地用力蹬地,这就要选用体重较大的队员,且穿鞋底粗糙的鞋子.此外,身体后倾、重心放低、齐心合力更是必不可少的条件.
例题:
一、单选题
1.一个篮球放在水平桌面上静止不动,下列说法中正确的是( )
A.篮球对桌面的压力就是篮球受的重力
B.篮球受到的重力和篮球对桌面的压力是同种性质力
C.篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对平衡力
D.篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对作用力与反作用力
【答案】D
【详解】A.重力是地球对篮球的作用力,压力是篮球对桌面的作用力,二者的作用对象和施力物体均不同。篮球静止时,篮球受到的重力与桌面对篮球的支持力大小相等,但这不改变压力与重力不是同一个力,故A错误;
B.重力属于非接触力,压力属于接触产生的弹力,二者性质不同,故B错误;
C.篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力分别作用在桌面和篮球上,不能成为一对平衡力,故C错误;
D.以篮球为研究对象,篮球静止,竖直方向合力为零。设重力为,桌面对篮球的支持力为,由平衡条件,篮球竖直方向有
整理得
篮球对桌面的压力与桌面对篮球的支持力分别作用在两个物体上,大小相等、方向相反,且同时产生、同时消失,符合牛顿第三定律,故D正确。
故选D。
2.用绳悬挂一重物,当重物处于静止状态时,以下说法中正确的是( )
A.绳对重物的拉力和重物对绳的拉力是一对平衡力
B.绳对重物的拉力和重物的重力是一对平衡力
C.绳对重物的拉力和重物的重力是一对作用力与反作用力
D.重物对绳的拉力和重物的重力是一对作用力与反作用力
【答案】B
【详解】A.绳对重物的拉力受力物体是重物,重物对绳的拉力受力物体是绳,两个力作用在不同物体上,是一对作用力与反作用力,不是平衡力,故A错误;
BC.绳对重物的拉力和重物的重力都作用在重物上,重物静止时二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,满足二力平衡的条件,故B正确,C错误;
D.重物重力的施力物体是地球,其反作用力是重物对地球的引力;重物对绳的拉力的反作用力是绳对重物的拉力,二者不满足作用力与反作用力的对应关系,故D错误。
故选B。
3.大雪天车轮打滑,车辆难以前进,交警帮忙向前推车,在向前推车的过程中,关于交警和车之间的作用力,下列说法正确的是( )
A.人对车的力大于车对人的力
B.人对车的力小于车对人的力
C.人对车的力和车对人的力是一对相互作用力
D.人对车的力和车对人的力是一对平衡力
【答案】C
【详解】人对车的力和车对人的力是两个物体之间的相互作用力,根据牛顿第三定律可知,作用力与反作用力大小相等,方向相反,即
故选C。
4.如图所示,一匹马拉着车前行。关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系,下列说法中正确的是( )
A.马拉车的力总是大于车拉马的力
B.马拉车的力总是等于车拉马的力
C.加速运动时,马拉车的力大于车拉马的力
D.只有静止或匀速直线运动时,马拉车的力才等于车拉马的力
【答案】B
【详解】马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力与反作用力,它们总是大小相等、方向相反,加速运动或者减速运动时,马向前拉车的力都等于车向后拉马的力。
故选B。
5.如图所示,人站在自动扶梯上随扶梯一起斜向上匀速运动,则( )
A.扶梯对人没有摩擦力
B.此人受到三个力的作用
C.扶梯对人的支持力大于人对扶梯的压力
D.扶梯对人的作用力小于此人的重力
【答案】B
【详解】A.人随扶梯一起斜向上匀速运动,有沿扶梯下滑的趋势,一定受到扶梯的静摩擦力,故A错误;
B.此人受重力、扶梯的支持力和静摩擦力,共三个力作用,故B正确;
C.根据牛顿第三定律可知,扶梯对人的支持力与人对扶梯的压力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,故C错误;
D.人处于平衡状态,合力为零,受扶梯的作用力与重力等大反向,故D错误。
故选B。
6.如图所示,木块M、N叠在一起,放在粗糙水平桌面上。一个水平向右的恒定拉力F作用在M上,使M、N一起匀速运动两木块始终保持相对静止。关于M、N受力情况,下列说法正确的是( )
A.M受到重力、支持力和拉力
B.N受到重力、支持力、压力和两个摩擦力
C.M受到重力、支持力和地面对它的摩擦力
D.通过M的传递,N也受到力F的作用
【答案】B
【详解】AC.M受到重力、N的支持力和摩擦力以及拉力,AC错误;
B.N受到重力、地面的支持力、M的压力和M和地面的两个摩擦力,B正确;
D.F的作用对象是M,N不受力F的作用,D错误。
故选B。
7.如图所示,同学A与同学B正在进行掰手腕比赛。在某一瞬间,双方的手在中间位置保持静止,势均力敌。关于此时的受力情况,下列说法正确的是( )
A.同学A对同学B的弹力,是由于同学B的手发生了形变
B.同学A和同学B之间的相互作用力是同时产生的
C.同学A对同学B的力和同学B对同学A的力,是一对平衡力
D.若同学A获胜,同学A对同学B的力大于同学B对同学A的力
【答案】B
【详解】A.同学A对同学B的弹力,是由于同学A的手发生了形变产生的,故A错误;
BC.同学A对同学B的力和同学B对同学A的力,是一对相互作用力,同时产生,同时消失。故B正确,C错误;
D.相互作用力大小总是相等,无论谁获胜,同学A对同学B的力也等于同学B对同学A的力。故D错误。
故选B。
8.如图所示,一个篮球放在水平桌面上静止不动,则下列说法中正确的是( )
A.篮球对桌面的压力就是篮球受的重力
B.篮球对桌面的压力是因篮球的形变产生的
C.篮球受到的重力和篮球对桌面的压力是一对平衡力
D.篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A.压力和重力是不同性质的力,只能说篮球对桌面的压力大小等于篮球受的重力大小,A错误;
B.篮球对桌面的压力是因篮球的形变产生的,B正确;
C.篮球受到的重力和桌面对篮球的支持力是一对平衡力,C错误;
D.篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对相互作用力,D错误。
故选B。
9.如图,静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,小球下方与一光滑斜面接触。下列说法中正确的是( )
A.物体间有接触但不一定有弹力,物体间有弹力则一定会有接触
B.小球受到的支持力是由于小球发生形变而产生的
C.细线不能伸长,所以没有发生形变
D.小球受到重力和斜面对它的支持力
【答案】A
【详解】A.弹力产生的条件是接触且发生弹性形变,接触不一定有弹力(如轻触无挤压),但有弹力必接触,故A正确;
B.支持力是斜面形变产生的,非小球自身形变,故B错误;
C.细线悬挂小球时发生微小拉伸形变产生拉力,故C错误;
D.若斜面有支持力,其水平分量无法被平衡,细线拉力无法竖直,故小球仅受重力和细线拉力,D错误。
故选A。
10.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。
二、多选题
11.如图所示,上表面水平的物体a放在水平地面上,其上的物体b与a之间有一压缩的轻质弹簧,且整个装置处于静止状态。关于a、b的受力情况,下列说法正确的是( )
A.a受4个力的作用 B.b受4个力的作用
C.地面对a无摩擦力作用 D.地面对a的摩擦力向右
【答案】BC
【详解】B.以b为研究对象,进行受力分析,在水平方向上,由于弹簧是被压缩的,故弹簧对b有向左的弹力作用,根据平衡条件,可知a对b有向右的静摩擦力作用;在竖直方向上,b还受到重力、a对b的支持力作用,故b受4个力的作用,故B正确;
ACD.以ab整体为研究对象,进行受力分析,可知地面对a无摩擦力作用,地面对a有支持力作用;以a为研究对象,进行受力分析,在水平方向上,弹簧对a有向右的弹力作用、b对a有向左的静摩擦力作用;在竖直方向上,a还受到重力、b对a的压力作用,故a受5个力作用,故AD错误,C正确。
故选BC。
12.如图所示,A、B、C三个物体叠放在水平粗糙地面上,物体B受到大小为15N、方向水平向右的力的作用,物体C受到大小为5N、方向水平向左的的作用,三者均处于静止状态,则( )
A.物体B对物体A的摩擦力方向水平向右
B.B物体受5个力
C.地面对物体C的摩擦力水平向右
D.地面与物体C之间的摩擦力大小为10N
【答案】BD
【详解】A.对A受力分析可知,水平方向受合外力为零,可知物体B对物体A的摩擦力为零,A错误;
B.B物体受重力、A对B的压力、C对B的摩擦力和支持力以及F1共5个力,B正确;
CD.对ABC整体分析,水平方向
可得f=10N,方向向左,可知地面对物体C的摩擦力水平向左,大小为10N,C错误,D正确。
故选BD。
13.小巧美观的冰箱贴利用磁性贴在冰箱的竖直表面上。静止不动时,下列说法正确的是( )
A.冰箱贴共受四个力作用
B.冰箱贴对冰箱的压力大小等于其所受重力的大小
C.冰箱贴的磁性越强,冰箱贴所受的摩擦力越大
D.减小冰箱贴的质量,冰箱贴所受的摩擦力减小
【答案】AD
【详解】A.对冰箱贴受力分析,冰箱贴受到重力、冰箱面的吸引力、冰箱对冰箱贴水平向外的弹力和静摩擦力,共四个力作用,故A正确;
B.冰箱贴对冰箱的压力与冰箱对冰箱贴的支持力是一对相互作用力,大小等于磁吸引力的大小,和重力无关,不一定等于重力,故B错误;
C.静止的冰箱贴受到的静摩擦力大小等于自身重力大小,和磁性强弱无关;磁性越强仅最大静摩擦力越大,实际静摩擦力不变,故C错误;
D.由平衡条件有,静摩擦力大小
可知减小冰箱贴的质量,重力减小,静止时摩擦力也随之减小,故D正确。
故选AD。
三、解答题
14.工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料,质量为70.0kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以1.0m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,g取10m/s2,求:
(1)绳中拉力大小;
(2)工人对地面的压力。
【答案】(1)220N;(2)480N,方向竖直向下
【详解】(1)以建筑材料为研究对象,由牛顿第二定律得
得
(2)以人为研究对象,由平衡条件得
解得
由牛顿第三定律可知人对地的压力大小为480N,方向竖直向下。
答案第10页,共12页
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