2024-2025學(xué)年高中物理第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律5牛頓第三定律課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGE11-牛頓第三定律(20分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題,每小題6分,共30分)1.(2024·漳州高一檢測(cè))如圖,重為G的壓路機(jī)在水平路面上緩慢行駛,路面對(duì)壓路機(jī)的支持力為N,壓路機(jī)對(duì)路面的壓力為F,關(guān)于G、N、F,下列說(shuō)法正確的是 ()A.F大于NB.F與G大小相等C.F和N是一對(duì)平衡力D.N和G是一對(duì)作用力和反作用力【解析】選B。壓路機(jī)在水平路面上緩慢行駛,路面對(duì)壓路機(jī)的支持力N和壓路機(jī)對(duì)路面的壓力F是壓路機(jī)與路面間的相互作用力,依據(jù)牛頓第三定律,作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在不同物體上,故A、C、D錯(cuò)誤;壓路機(jī)對(duì)路面的壓力F的大小等于重力G的大小,B正確。2.如圖是利用計(jì)算機(jī)記錄的衛(wèi)星放射時(shí)火箭和衛(wèi)星之間的作用力和反作用力的變更圖線,依據(jù)圖線可以得出的結(jié)論是 ()A.作用力大時(shí),反作用力小B.作用力和反作用力的方向總是相反的C.作用力和反作用力是作用在同一個(gè)物體上的D.牛頓第三定律在物體處于非平衡狀態(tài)時(shí)不再適用【解析】選B。圖象中的兩條圖線對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)大小相等、符號(hào)相反,故A錯(cuò)誤,B正確;作用力與反作用力作用在兩個(gè)相互作用的物體上,C錯(cuò)誤;在任何狀況下,兩物體之間的作用力和反作用力都遵守牛頓第三定律,D錯(cuò)誤。3.關(guān)于作用力和反作用力,下列說(shuō)法正確的是 ()A.當(dāng)作用力產(chǎn)生后,再產(chǎn)生反作用力;當(dāng)作用力消逝后,反作用力才漸漸地消逝B.彈力與摩擦力都有反作用力,而重力無(wú)反作用力C.作用力與反作用力的合力為零D.作用力與反作用力肯定是性質(zhì)相同的一對(duì)力【解析】選D。作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變更,同時(shí)消逝,彈力、摩擦力、重力都有反作用力,A、B錯(cuò)誤;作用力和反作用力必定是同種性質(zhì)的力,甲物體對(duì)乙物體的作用力是彈力,乙物體對(duì)甲物體的作用力也是彈力,C錯(cuò)誤,D正確。故選D。4.汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛,如圖所示。依據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律,以下說(shuō)法正確的是 ()A.汽車能拉著拖車加速前進(jìn),是因?yàn)槠嚴(yán)宪嚨牧Υ笥谕宪嚴(yán)嚨牧.加速前進(jìn)時(shí),汽車對(duì)拖車的拉力大小與拖車對(duì)汽車的拉力大小相等C.汽車先對(duì)拖車施加拉力,然后才產(chǎn)生拖車對(duì)汽車的拉力D.汽車對(duì)拖車的拉力大小與拖車所受地面對(duì)它的摩擦力大小相等【解析】選B。汽車?yán)宪嚨牧屯宪嚴(yán)嚨牧κ且粚?duì)作用力和反作用力,大小相等、方向相反,故A錯(cuò)誤、B正確;汽車?yán)宪嚨牧屯宪嚴(yán)嚨牧κ且粚?duì)作用力和反作用力,同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消逝,故C錯(cuò)誤;拖車在水平方向上受汽車對(duì)它的拉力和自身所受的阻力,拉力大于阻力,由水平方向上的合力,產(chǎn)生加速度,故D錯(cuò)誤。5.(2024·衡水高一檢測(cè))下列關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的說(shuō)法中正確的是 ()A.慣性就是物體保持靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)B.力的國(guó)際制單位“牛頓”是依據(jù)牛頓其次定律定義的C.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的難易程度就是加速度D.一對(duì)作用力與反作用力的作用效果總相同【解析】選B。慣性就是物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;力的國(guó)際制單位“牛頓”是依據(jù)牛頓其次定律定義的,即使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力就是1N,選項(xiàng)B正確;物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的難易程度取決于物體的慣性大小,故C錯(cuò)誤;作用力和反作用力作用在不同的物體上,作用效果不同,故D錯(cuò)誤,故選B。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)6.(8分)如圖所示,圓環(huán)的質(zhì)量為M、經(jīng)過(guò)環(huán)心的豎直鋼絲AB上套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球,今讓小球沿鋼絲AB(質(zhì)量不計(jì))以初速度v0豎直向上運(yùn)動(dòng),要使圓環(huán)對(duì)地面無(wú)壓力,則小球的加速度和小球能達(dá)到的最大高度是多少?(設(shè)小球不會(huì)到達(dá)A點(diǎn))【解析】由牛頓第三定律知圓環(huán)對(duì)地面無(wú)壓力,則地面對(duì)圓環(huán)無(wú)支持力,取小球?yàn)樘接憣?duì)象,受重力mg和鋼絲對(duì)小球豎直向下的摩擦力Ff。由牛頓其次定律得:mg+Ff=ma ①由牛頓第三定律可知小球?qū)︿摻z豎直向上的摩擦力Ff′=Ff②對(duì)圓環(huán)受力分析可知,圓環(huán)受重力Mg和豎直向上的摩擦力Ff′作用,則:Mg=Ff′③由①②③式解得a=g,小球沿鋼絲做勻減速運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得上升的最大高度H==。答案:g【延長(zhǎng)探究】設(shè)圓環(huán)的半徑為R,在上述條件下小球恰能到達(dá)最高點(diǎn)A,則v0為多大?提示:小球恰能到A點(diǎn),即vA=0,則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:=2a·2R則:v0=2=2答案:2【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一個(gè)重G=10N的金屬塊,使金屬塊的一部分浸在臺(tái)秤上的水杯中(水不會(huì)溢出)。若彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變?yōu)镕T′=6N,則臺(tái)秤的示數(shù)與未掛金屬塊時(shí)相比 ()A.保持不變 B.增加10NC.增加6N D.增加4N【解析】選D。金屬塊浸入水中后,水對(duì)金屬塊產(chǎn)生浮力F,由彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可知:浮力的大小為F=G-FT′=10N-6N=4N。依據(jù)牛頓第三定律,金屬塊對(duì)水也施加一個(gè)反作用力F′,其大小F′=F=4N,通過(guò)水和杯的傳遞,對(duì)臺(tái)秤產(chǎn)生附加壓力,所以臺(tái)秤的示數(shù)增加4N,故D對(duì)。7.(12分)如圖為馬戲團(tuán)中猴子爬桿的裝置。已知底座連同直桿總質(zhì)量為20kg,猴子質(zhì)量為5kg,現(xiàn)讓猴子沿桿以1m/s2的加速度從桿底部向上爬,設(shè)猴子與桿之間的作用力為恒力,則底座對(duì)水平面的壓力為多大?(g取10m/s2)【解析】設(shè)猴子質(zhì)量為m,桿及底座總質(zhì)量為M,猴子向上加速爬時(shí)受到沿桿向上的力為F,對(duì)猴子由牛頓其次定律得F-mg=ma,得F=m(g+a)=55N,依據(jù)牛頓第三定律知,猴子對(duì)桿有向下的力F′=F=55N,所以水平面對(duì)底座的支持力為FN=F′+Mg=255N,由牛頓第三定律知底座對(duì)水平面的壓力FN′=FN=255N。答案:255N【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量都為m的滑塊A和B,緊挨著并排放在水平桌面上,A、B間的接觸面垂直于紙面且與水平面成θ角,全部接觸面均光滑?，F(xiàn)在用一個(gè)水平推力F作用于滑塊A上,使A、B一起向右做加速運(yùn)動(dòng)。問(wèn):(1)假如要使A、B間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),它們共同向右運(yùn)動(dòng)的最大加速度為多少?(2)要使A、B間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),水平推力F的大小應(yīng)當(dāng)在什么范圍內(nèi)?【解析】(1)設(shè)最大加速度為a,推力F越大,A越可能相對(duì)于B向上滑,當(dāng)F最大時(shí),A剛要相對(duì)于B向上滑,此時(shí)A恰好不受地面的支持力。以A為探討對(duì)象,受力分析如圖甲所示,則FNcosθ=mg以B為探討對(duì)象,受力分析如圖乙所示,則FN′sinθ=mam依據(jù)牛頓第三定律有FN′=FN解得:am=gtanθ。(2)只要有力F作用,A與B就可以在水平方向上共同加速運(yùn)動(dòng),F越大加速度越大,當(dāng)A相對(duì)于B剛要向上滑時(shí),此時(shí)A恰好不受地面的支持力。在水平方向上對(duì)A有:Fm-FNsinθ=mam求出Fm=2mgtanθ則水平推力F的大小范圍為:0<F≤2mgtanθ答案:(1)gtanθ(2)0<F≤2mgtanθ(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.下列說(shuō)法中正確的是 ()A.拔河競(jìng)賽時(shí),勝方拉對(duì)方的力大于輸方拉對(duì)方的力B.太陽(yáng)對(duì)地球的引力與地球?qū)μ?yáng)的引力大小肯定相等C.馬能拉車前進(jìn)是因?yàn)轳R對(duì)車的拉力大于車對(duì)馬的拉力D.用錘釘釘子,錘對(duì)釘?shù)拇驌袅εc釘對(duì)錘的作用力是一對(duì)平衡力【解析】選B。勝方拉對(duì)方的力和輸方拉對(duì)方的力是一對(duì)相互作用力,等大反向,A錯(cuò)誤;太陽(yáng)對(duì)地球的引力與地球?qū)μ?yáng)的引力是一對(duì)相互作用力,等大反向,B正確;馬能拉車前進(jìn)是因?yàn)轳R對(duì)車的拉力大于地面對(duì)車的摩擦力,而馬對(duì)車的拉力與車對(duì)馬的拉力是一對(duì)相互作用力,等大反向,C錯(cuò)誤;錘對(duì)釘?shù)拇驌袅εc釘對(duì)錘的作用力是一對(duì)相互作用力,D錯(cuò)誤。2.下列說(shuō)法中正確的是 ()A.汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速運(yùn)動(dòng),汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)嚨牧.物體會(huì)沉入沼澤中,是因?yàn)槲矬w對(duì)沼澤的壓力大于沼澤對(duì)物體的支持力C.用手豎直握住一個(gè)瓶子使之保持靜止?fàn)顟B(tài),手握得越緊,瓶子受的摩擦力越大D.跳高運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí),地面對(duì)他的支持力大于他對(duì)地面的壓力【解析】選A。汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速運(yùn)動(dòng),汽車?yán)宪嚨牧εc拖車?yán)嚨牧κ亲饔昧εc反作用力,大小相等,故A正確;物體對(duì)沼澤的壓力與沼澤對(duì)物體的支持力是作用力與反作用力,大小相等,故B錯(cuò)誤;用手豎直握住一個(gè)瓶子使之保持靜止?fàn)顟B(tài),在豎直方向合力為零,只受到重力和摩擦力,手握得越緊,但瓶子受的摩擦力不變,故C錯(cuò)誤;跳高運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí),地面對(duì)他的支持力與他對(duì)地面的壓力是作用力與反作用力,大小相等,故D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.下列說(shuō)法中正確的是 ()A.地球旁邊的物體的重力沒(méi)有反作用力B.相互作用的兩個(gè)力原委稱哪一個(gè)力是作用力(反作用力)是人為規(guī)定的C.“雞蛋碰石頭”的過(guò)程中,雞蛋對(duì)石頭的力必為作用力,石頭對(duì)雞蛋的力必為反作用力D.凡是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上且作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力必定是一對(duì)作用力與反作用力【解析】選B。物體受到的重力是地球?qū)ξ矬w的吸引力,它的反作用力是物體對(duì)地球的吸引力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;一對(duì)相互作用力,原委哪一個(gè)力是作用力,哪一個(gè)力是反作用力,是相對(duì)而言的,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;作用力和反作用力必定分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.假如兩個(gè)力彼此平衡,則它們 ()A.可能是作用力與反作用力B.必不是作用力和反作用力C.必是同種性質(zhì)的力D.不肯定作用在同一個(gè)物體上【解析】選B。作用力與反作用力是兩個(gè)不同物體受到的力,而兩個(gè)力彼此平衡,作用在同一個(gè)物體上,所以兩個(gè)力彼此平衡,必不是作用力和反作用力,故A錯(cuò)誤,B正確;平衡力的性質(zhì)可以相同,也可以不同,故C錯(cuò)誤;兩個(gè)力彼此平衡,依據(jù)平衡條件得知,必定作用在同一物體上,故D錯(cuò)誤。3.(2024·淄博高一檢測(cè))關(guān)于作用力和反作用力,下面說(shuō)法中正確的是()A.物體相互作用時(shí),先產(chǎn)生作用力,然后才產(chǎn)生反作用力B.作用力和反作用力大小相等,方向相反,在同一條直線上,因此它們的合力為零,是一對(duì)平衡力C.放在水平桌面上的書所受的重力和支持力互為作用力與反作用力D.作用力和反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消逝,分別作用在相互作用的兩個(gè)不同物體上【解析】選D。物體相互作用時(shí),相互作用力同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變更,同時(shí)消逝,故A錯(cuò)誤;作用力和反作用力大小相等,方向相反,在同一條直線上,但作用在不同的物體上,不能合成,故B錯(cuò)誤;放在水平桌面上的書所受的重力和支持力,作用在書上,它們大小相等,方向相反,在同一條直線上,故放在水平桌面上的書所受的重力和支持力是一對(duì)平衡力,故C錯(cuò)誤;依據(jù)牛頓第三定律,作用力和反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消逝,分別作用在相互作用的兩個(gè)不同物體上,故D正確,故選D。4.(多選)跳高運(yùn)動(dòng)員蹬地后上跳,在起跳過(guò)程中 ()A.運(yùn)動(dòng)員蹬地的作用力大小大于地面對(duì)他的支持力大小B.運(yùn)動(dòng)員蹬地的作用力大小等于地面對(duì)他的支持力大小C.運(yùn)動(dòng)員所受的支持力和重力相平衡D.運(yùn)動(dòng)員所受的合力肯定向上【解析】選B、D。運(yùn)動(dòng)員蹬地的作用力與地面對(duì)他的支持力是作用力和反作用力,大小相等,方向相反,B正確、A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員起跳過(guò)程,是由靜止獲得速度的過(guò)程,因而有豎直向上的加速度,合力豎直向上,運(yùn)動(dòng)員所受的支持力大于重力,D正確、C錯(cuò)誤。5.如圖所示,物體放在水平桌面上,受到一個(gè)水平向右的拉力F,卻仍舊保持靜止,則下列說(shuō)法中正確的是()A.物體受三個(gè)力作用,其中有一對(duì)平衡力B.物體受三個(gè)力作用,其中有一對(duì)作用力與反作用力C.物體受四個(gè)力作用,其中有兩對(duì)作用力與反作用力D.物體受四個(gè)力作用,其中有兩對(duì)平衡力【解析】選D。物體受重力、桌面的支持力、水平向右的拉力F,依據(jù)物體處于靜止?fàn)顟B(tài),物體所受合外力為零,所以物體在水平方向除受水平向右的拉力F外,還必需受水平向左的摩擦力Ff,所以物體共受四個(gè)力的作用,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由于作用力與反作用力是分別作用在兩個(gè)不同物體上的,所以物體所受的四個(gè)力中不行能構(gòu)成一對(duì)作用力與反作用力,因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤;物體水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力,其合力為零,為一對(duì)平衡力;豎直方向上受重力和支持力,也為一對(duì)平衡力,所以選項(xiàng)D正確。6.(2024·佛山高一檢測(cè))黑板擦被豎直懸掛著的磁性黑板緊緊吸住不動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ()A.黑板擦受到四個(gè)力作用,其中有三個(gè)力的施力物體是黑板B.黑板擦與黑板間在水平方向只有一對(duì)相互作用力C.黑板擦受到的磁力和彈力是一對(duì)作用力與反作用力D.黑板擦受到的摩擦力大于重力,黑板擦才不會(huì)掉下來(lái)【解析】選A。黑板擦受到四個(gè)力:重力G=mg,施力物體是地球;支持力N、摩擦力f、磁力T,這三個(gè)力的施力物體都是磁性黑板,故A正確;黑板對(duì)黑板擦有支持力,則黑板擦對(duì)黑板有壓力,這兩個(gè)力是一對(duì)相互作用力;黑板對(duì)黑板擦有磁力,反過(guò)來(lái),黑板擦對(duì)黑板有大小相等的磁力,這兩個(gè)力是一對(duì)相互作用力;所以水平方向有兩對(duì)相互作用力;黑板對(duì)黑板擦有摩擦力,則黑板擦對(duì)黑板也有摩擦力作用,這兩個(gè)力是一對(duì)作用力和反作用力,但這兩個(gè)力在豎直方向,故B錯(cuò)誤;磁力和彈力是一對(duì)平衡力,大小相等,但不是相互作用力,故C錯(cuò)誤;摩擦力和重力等大,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】重力為G的體操運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行自由體操競(jìng)賽時(shí),有如圖所示的競(jìng)賽動(dòng)作,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),兩手臂對(duì)稱支撐,夾角為θ,則()A.當(dāng)θ=60°時(shí),運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的正壓力大小為B.當(dāng)θ=120°時(shí),運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的正壓力大小為GC.當(dāng)θ不同時(shí),運(yùn)動(dòng)員受到的合力不同D.當(dāng)θ不同時(shí),運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力不相等【解析】選A。作出受力分析圖,由圖可知,地面對(duì)手的支持力F1和F2與夾角θ無(wú)關(guān),F1=F2=始終成立,而運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的正壓力與F1或F2為相互作用力,故A正確,B錯(cuò)誤;不管角度如何,運(yùn)動(dòng)員受到的合力都為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;不管角度如何,運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力總是等大反向,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位。)7.(10分)如圖所示,質(zhì)量M=60kg的人通過(guò)光滑的定滑輪拉著m=20kg的物體,當(dāng)物體以加速度a=5m/s2上升時(shí),人對(duì)地面的壓力多大?(g取10m/s2)【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)把握以下三點(diǎn):(1)以物體為探討對(duì)象,求出繩的拉力大小。(2)以人為探討對(duì)象,依據(jù)平衡條件求出地面對(duì)人的支持力。(3)由牛頓第三定律得出人對(duì)地面的壓力大小?！窘?/p>