2018新导练物理同步人教必修一全国通用版训练题：课时训练20牛顿第三定律

课时训练20 牛顿第三定律

题组一 作用力和反作用力

1.一根绳子吊着一只桶悬空时,在下述几对力中,属于作用力和反作用力的是( ) A.绳对桶的拉力,桶所受的重力 B.桶对绳的拉力,绳对桶的拉力 C.绳对桶的拉力,桶对地球的作用力 D.桶对绳的拉力,桶所受的重力

解析:绳对桶的拉力与桶所受的重力是一对平衡力,选项A错误;桶对绳的拉力和绳对桶的拉力是一对作用力和反作用力,选项B正确;绳对桶的拉力与桶对地球的作用力没有任何关系,选项C错误;桶对绳的拉力和桶所受的重力既不是平衡力,也不是相互作用力,故选项D错误。 答案:B

2.如图所示,用细绳把小球悬挂起来。当小球静止时,则( ) A.小球受两个力的作用

B.小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力 C.细绳受到的拉力是由于细绳发生形变产生的

D.小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力

解析:小球受重力和细绳对小球的拉力两个力的作用,这两个力是平衡力,小球对细绳的拉力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力,故选项A对,选项B、D错;细绳受到的拉力是由于小球的重力而产生的,所以选项C错。 答案:A

3.(多选)对静止在水平地面上的汽车,下列分析正确的是( )

A.汽车的重力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力 B.汽车的重力和汽车对地面的压力是一对相互作用力 C.汽车和地球之间有两对相互作用力

D.汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对作用力与反作用力

解析:判断两个力是不是一对相互作用力,首先看这两个力是不是作用在互为施力物体和受力物体的两个物体上,然后再看这两个力是不是同性质的。A、B两项所说重力和支持力(或压力)性质就不同,A、B两项错。汽车受重力和支持力,这两个力均是地球给的,那么地球也受到汽车施加的引力和压力,故C、D两项正确。 答案:CD

题组二 牛顿第三定律

4.跳高运动员从地面起跳是由于( ) A.地面对人的支持力大于他对地面的压力 B.运动员对地面的压力等于地面对他的支持力 C.地面对运动员的支持力大于他受的重力 D.地面对运动员的支持力等于他受的重力

解析:运动员跳起,说明运动员的运动状态发生了变化,他跳起有竖直向上的加速度,所以他受到的支持力大于他受到的重力,故C选项正确。运动员受到地面的支持力与他对地面的压力是作用力和反作用力,应相等,故A错。B选项虽然说法正确,但不符合题干的要求。D选项与正确选项C相违背,故不对。 答案:C

5.利用牛顿第三定律,有人设计了一种交通工具,在平板车上装了一个电风扇,风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上,靠风帆受力而向前运动,如图所示。对于这种设计,下列分析中正确的是( )

A.根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运行 B.根据牛顿第三定律,这种设计能使小车运行

C.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第二定律 D.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第三定律 答案:D

6.一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直杆,如图所示,在这一瞬间悬绳断了,设杆足够长,由于小猫继续上爬,所以小猫离地面高度不变,试求杆下降的加速度。(设小猫质量为m,杆的质量为m0)

解析:对猫和杆的受力分析分别如图甲、乙所示。

设杆对猫的摩擦力为F,因为猫相对地面的高度不变,所以猫处于平衡状态,二力平衡

F=mg,猫对杆的摩擦力为F',根据牛顿第二定律a=,由牛顿第三定律知

F'=F,a=,所以a=g,方向竖直向下。

答案:g,方向竖直向下

题组三 物体的受力分析

7.如图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁,若再在斜面上加一物体m,且M、m静止,小车后来受力个数为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 解析:

对M和m整体,它们必受到重力和地面支持力,因小车静止,由水平方向上二力平衡可知墙面对小车必无作用力。以小车为研究对象,如图所示,它受四个力:重力Mg、地面的支持力FN1、m对它的压力FN2和静摩擦力Ff。由于m静止,可知Ff和FN2的合力必竖直向下。故B项正确。 答案:B

8.如图所示,用水平力F将质量为M的木块压在竖直墙壁上,使木块保持静止。下列说法正确的是( )

A.因为木块静止,所以F=Mg

B.木块所受摩擦力的方向可能向下

C.如果F增大,木块与墙壁间的摩擦力也增大 D.如果F增大,木块与墙壁间的摩擦力不变

解析:木块在竖直方向上受到两个力的作用,一个是竖直向下的重力,另一个是阻止它下滑的静摩擦力,二者大小相等,方向相反,故选项D正确。 答案:D

(建议用时:30分钟)

1.下面说法中正确的是( )

A.以卵击石,鸡蛋“粉身碎骨”,但石头却“安然无恙”是因为鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力

B.马拉车前进,马对车的拉力大小等于车对马的拉力的大小 C.物体间的作用力在先的是作用力,在后的是反作用力

D.人压弹簧时“人弱它就强”说明人与弹簧间的相互作用力不是等大的

解析:相互作用的两个力总是大小相等,与物体的状态无关,故B正确,A、D错误;两力总是同时产生,同时消失,C错误。故选B。 答案:B 2.

物体在水平地面上向前减速滑行,如图所示,则它与周围物体间的作用力与反作用力的对数为( ) A.1对 B.2对 C.3对 D.4对

解析:物体运动中受重力、支持力和摩擦力作用,由牛顿第三定律知,作用力与反作用力共有3对,选项C正确。 答案:C

3.(多选)用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验,点击实验菜单中“力的相互作用”。如图甲所示,把两个力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果如图乙所示。观察分析两个相互作用力随时间变化的曲线,可以得到以下实验结论( )

A.作用力和反作用力时刻相同

B.作用力和反作用力作用在同一物体上 C.作用力和反作用力大小相等 D.作用力和反作用力方向相反

解析:根据图象可知,作用力和反作用力的图线关于t轴对称,则说明作用力和反作用力的大小始终相等,即同时增大、同时减小,并且当作用力为零时,反作用力也为零了,说明作用力和反作用力同时存在、同时消失。由于图象中的正、负表示方向,所以作用力和反作用力方向相反。故A、B错误,C、D正确。 答案:CD

4.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以 0.500 m/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,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( ) A.490 N B.510 N C.890 N D.910 N

解析:设绳的拉力为F,地面对人的支持力为FN,对建筑材料:F-mg=ma,对人:F+FN=Mg。代入数据求得FN=490 N,由牛顿第三定律知,工人对地面的压力大小为490 N,选项A正确。 答案:A

5.(多选)如图所示,水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列说法中正确的是

( )

A.作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力和反作用力 B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力

C.作用力F与物体对墙壁的压力是一对作用力和反作用力

D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力和反作用力

解析:一对平衡力与一对作用力和反作用力之间最直观的区别就是受力物体的不同。一对平衡力作用在同一物体上,而一对作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上,B、D正确。 答案:BD

6.(多选)吊在大厅天花板上的电扇所受的重力为G,静止时固定杆对它的拉力为F,扇叶水平转动起来后,杆对它的拉力为F',则 ( ) A.F=G、F=F' B.F=G、F>F'

C.电扇静止时,固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力

D.电扇水平转动后,固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力

解析:电扇不转时,显然有F=G,而扇叶转动起来后,对空气有向下的作用力,根据牛顿第三定律,空气对叶片有向上的作用力,所以此时固定杆对电扇的拉力F'

7.(多选)如图所示,一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一个环。箱和杆质量是M,环的质量为m,已知环沿着杆以加速度a下滑,环受杆的摩擦阻力大小为F,则此时箱对地面的压力为( ) A.Mg+F B.(M+m)g-F C.(M+m)g D.(M+m)g-ma

解析:由牛顿第三定律可知,环对杆的摩擦力大小为F,方向向下,箱对地面的压力为Mg+F,故选项A对;对环利用牛顿第二定律得mg-F=ma,解得F=m(g-a),代入A项中得压力为(M+m)g-ma,故选项D对。 答案:AD

8.(多选)嫦娥三号是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器,包括着陆器和月球车。它携带中国的第一辆月球车,并实现中国首次月面软着陆。下面关于嫦娥三号发射升空时的情况叙述正确的是( )

A.火箭尾部向外喷气,喷出的气体对火箭产生一个向上的推力

B.火箭的推力是由于喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力作用于火箭而产生的

C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽向后喷气也不会产生推力 D.飞船进入轨道后和地球间存在一对作用力与反作用力

解析:火箭尾部向外喷气,给喷出的气体一个作用力,而喷出的气体给火箭一个反作用力,火箭就是受到这个反作用力(推力),才克服空气阻力向前飞行的,故选项A正确;飞船进入轨道后,受到地球的引力作用,故选项D正确。 答案:AD

9.如图所示,甲船及人的总质量为m1,乙船及人的总质量为m2,已知m1=2m2,甲、乙两船上的人各拉着水平轻绳的一端对绳施力,设甲船上的人施力为F1,乙船上的人施力为F2。甲、乙两船原来都静止在水面上,不考虑水对船的阻力,甲船的加速度大小为a1,乙船的加速度大小为a2,则F1∶F2、a1∶a2各是多少?

解析:以绳为研究对象,它受甲船上的人所施加的力F1和乙船上的人所施加的力F2,由于绳子的质量为零,故F1=F2。而绳对甲船上人的作用力为F1',绳对乙船上人的作用力为F2',F1和F1'、F2和F2'均为作用力和反作用力,因此,由牛顿第三定律得F1'=F1,F2'=F2,所以F1'=F2'

分别对甲、乙两船应用牛顿第二定律得a1=由于m1=2m2,所以a1∶a2=1∶2 故F1∶F2=1∶1,a1∶a2=1∶2。 答案:1∶1 1∶2

,a2=

10.如图所示,跨过定滑轮的细绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住,已知人的质量为70 kg,吊板的质量为10 kg,绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计,取重力加速度为10 m/s2。当人以440 N的力拉绳时,人与吊板的加速度和人对吊板的压力分别为多少?

解析:以人和吊板组成的整体为研究对象,人以 440 N 的力拉绳时,该整体受到两个向上的拉力均为440 N,受到重力的大小为(700+100) N=800 N,其合力为(880-800) N=80 N,由牛顿第二定律F=ma得a=1.0 m/s2。

再以人为研究对象,人受到重力mg=700 N,受到吊板的支持力FN及绳对其向上的拉力FT=440 N,由牛顿第二定律得FT+FN-mg=ma,解得FN=330 N。

根据牛顿第三定律,人对吊板的压力FN'与吊板对人的支持力等大反向,故FN'=330 N。 答案:1.0 m/s2 330 N

解析:火箭尾部向外喷气,给喷出的气体一个作用力,而喷出的气体给火箭一个反作用力,火箭就是受到这个反作用力(推力),才克服空气阻力向前飞行的,故选项A正确;飞船进入轨道后,受到地球的引力作用,故选项D正确。 答案:AD

9.如图所示,甲船及人的总质量为m1,乙船及人的总质量为m2,已知m1=2m2,甲、乙两船上的人各拉着水平轻绳的一端对绳施力,设甲船上的人施力为F1,乙船上的人施力为F2。甲、乙两船原来都静止在水面上,不考虑水对船的阻力,甲船的加速度大小为a1,乙船的加速度大小为a2,则F1∶F2、a1∶a2各是多少?

解析:以绳为研究对象,它受甲船上的人所施加的力F1和乙船上的人所施加的力F2,由于绳子的质量为零,故F1=F2。而绳对甲船上人的作用力为F1',绳对乙船上人的作用力为F2',F1和F1'、F2和F2'均为作用力和反作用力,因此,由牛顿第三定律得F1'=F1,F2'=F2,所以F1'=F2'

分别对甲、乙两船应用牛顿第二定律得a1=由于m1=2m2,所以a1∶a2=1∶2 故F1∶F2=1∶1,a1∶a2=1∶2。 答案:1∶1 1∶2

,a2=

10.如图所示,跨过定滑轮的细绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住,已知人的质量为70 kg,吊板的质量为10 kg,绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计,取重力加速度为10 m/s2。当人以440 N的力拉绳时,人与吊板的加速度和人对吊板的压力分别为多少?

解析:以人和吊板组成的整体为研究对象,人以 440 N 的力拉绳时,该整体受到两个向上的拉力均为440 N,受到重力的大小为(700+100) N=800 N,其合力为(880-800) N=80 N,由牛顿第二定律F=ma得a=1.0 m/s2。

再以人为研究对象,人受到重力mg=700 N,受到吊板的支持力FN及绳对其向上的拉力FT=440 N,由牛顿第二定律得FT+FN-mg=ma,解得FN=330 N。

根据牛顿第三定律,人对吊板的压力FN'与吊板对人的支持力等大反向,故FN'=330 N。 答案:1.0 m/s2 330 N

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