2020版高中物理 第四章 牛顿运动定律
5 牛顿第三定律
基础巩固
1关于作用力和反作用力,下列说法错误的是( )
A.我们可以把物体间相互作用的任何一个力叫作作用力,另一个力叫作反作用力
B.若作用力是摩擦力,则反作用力也一定是摩擦力
C.作用力与反作用力一定是同时产生、同时消失的
D.作用力与反作用力大小相等、方向相反,作用在一条直线上,因此它们可能成为一对平衡力
解析:物体之间的相互作用力,哪一个叫作用力,哪一个叫反作用力是任意的,选项A正确;作用力和反作用力一定是性质相同的力,并且同时产生、同时变化、同时消失,选项B、C正确;作用力和反作用力作用在两个不同的物体上,效果不能抵消,选项D错误。
答案:D
2某学校教室里的磁性展示板上通常粘挂一些小磁铁,小磁铁被吸在展示板上可以用于“贴”挂图或试题答案,如图所示。关于小磁铁,下列说法正确的是( )
A.磁铁受到的吸引力大于受到的弹力才能被吸在展示板上
B.磁铁与展示板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力
C.磁铁受到五个力的作用
D.磁铁受到的支持力与展示板受到的压力是一对平衡力
答案:B
7
3(多选)吊在大厅天花板上的电扇所受重力为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.扇叶水平转动后,固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力
解析:静止时对电扇由二力平衡可得F=G,扇叶转动时电扇受到空气向上的作用力,故F'
F',故选项A错误,选项B正确。不论电扇静止还是转动,固定杆对它的作用力与它对固定杆的作用力是一对作用力和反作用力,大小始终相等,故选项C正确,选项D错误。
答案:BC
4如图所示,放在水平桌面上的物体,受到一个水平拉力而处于静止状态,则( )
A.物体受到三个力的作用,其中有一对平衡力
B.物体受到三个力的作用,其中有一对作用力与反作用力
C.物体受到四个力的作用,其中有两对平衡力
D.物体受到四个力的作用,其中有两对作用力与反作用力
解析:对物体受力分析如图所示,物体处于静止状态,故有两对平衡力,选项C正确。
答案:C
5关于作用力与反作用力,下列说法正确的是( )
7
A.马拉车加速行驶,马拉车的力大于车拉马的力
B.从井里将水桶提上来,绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力
C.不论电梯是加速、匀速还是减速上升,人对电梯底板的压力和底板对人的支持力总是大小相等的
D.作用力与反作用力等大、反向,合力为零
解析:对于任何物体,在任何条件下,作用力与反作用力的大小一定相等,故马拉车的力等于车拉马的力,绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力,人对电梯底板的压力等于底板对人的支持力,选项A、B错误,选项C正确;作用力与反作用力等大、反向,但作用在不同的物体上,各自产生不同的效果,不能求合力,选项D错误。
答案:C
6
右图是中国运动员在奥运会女子蹦床比赛中的精彩镜头,运动员在与水平蹦床垂直接触的时候受到几对作用力与反作用力(忽略空气阻力)( )
A.一对 B.两对
C.三对 D.四对
答案:B
7
如图所示,一物体在水平力F1=12 N、F2=4 N的作用下静止于水平地面上,则该物体所受到的力的个数为( )
7
A.2 B.3 C.4 D.5
解析:物体受到重力,支持力,水平力F1、F2和向左的静摩擦力5个力的作用。
答案:D
能力提升
1如图所示,光滑斜面固定于水平面,滑块A、B叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A上表面水平。则在斜面上运动时,B受力的示意图为( )
解析:滑块A、B一起向上减速,加速度沿斜面向下。对滑块B,合力方向沿斜面向下,又摩擦力方向必与支持力方向垂直,因此选项A正确。
答案:A
2(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
7
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,选项B、D正确。
答案:BD
3(多选)下列情形中,涉及牛顿第三定律原理的有( )
A.气垫船靠旋转的螺旋桨获得动力
B.战斗机在行进途中抛弃副油箱
C.喷水龙头自动旋转使水喷得均匀
D.玩具火箭靠喷出气体飞上天空
解析:战斗机在行进途中抛弃副油箱是为了减小惯性,提高灵活性。
答案:ACD
4(多选)对“画阴影”的物体受力分析正确的是( )
答案:BD
★5
(多选)如图所示,P和Q叠在一起,静止在水平桌面上,在下列各对力中属于作用力和反作用力的是( )
A.P所受的重力和Q对P的支持力
B.Q所受的重力和Q对P的支持力
7
C.P对Q的压力和Q对P的支持力
D.Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力
解析:作用力和反作用力应是存在于相互作用的两个物体之间。P受到的重力的反作用力应该是P对地球的吸引力,故选项A错误;Q受到的重力的反作用力是Q对地球的吸引力,选项B错误;P对Q的压力和Q对P的支持力是作用在P和Q之间的力,是一对作用力和反作用力,选项C正确;Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力是作用在Q和桌面之间的力,选项D正确。
答案:CD
6质量分别为40 kg和60 kg的两个小孩都穿着冰鞋站在溜冰场的冰面上,其中一个小孩用120 N的水平力推另一个小孩,则两个小孩各得到怎样的加速度?
解析:两个小孩之间的力是作用力与反作用力的关系,根据牛顿第三定律知两力大小相等、方向相反,故两小孩受到对方的力的大小都为120 N。
根据牛顿第二定律F=ma,知a1m/s2=3 m/s2
a2m/s2=-2 m/s2
两者加速度方向相反。
答案:3 m/s2和2 m/s2,二者加速度方向相反
★7如图所示,底座A上装有长0.5 m的直立杆,其总质量为0.2 kg,杆上套有质量为0.05 kg的小环B,它与杆有摩擦。当环从底座上以4 m/s的速度飞起时,刚好能到达杆顶,求:
(1)在环升起过程中,底座对水平面的压力;
(2)小环从杆顶落回底座所需的时间。(g取10 m/s2)
7
解析:(1)小环从底座上飞起过程中,做匀减速直线运动,设其加速度大小为a,则v2=2ax。
所以加速度大小am/s2=16 m/s2。
设小环在上升过程中受到的摩擦力大小为Ff,则mg+Ff=ma,所以Ff=ma-mg=0.05×(16-10) N=0.3 N。
对底座和杆整体进行受力分析得FN+Ff'=MAg,Ff'与Ff大小相等,所以FN=1.7 N。由牛顿第三定律得,底座对水平面的压力大小也为1.7 N。
(2)小环从杆顶落回底座做匀加速直线运动,设其加速度大小为a',则mg-Ff=ma'。
所以a'm/s2=4 m/s2。
由xts=0.5 s。
答案:(1)1.7 N (2)0.5 s
7
