牛顿第三定律
一、单选题
1.如图所示,在不久前举行的学校秋季运动会上,小明同学以背越式成功地跳过了1.70米的高度。则下列说法正确的是( )
A.研究小明在空中的姿态时可把小明视为质点
B.小明上升到最高点时速度为零,加速度也为零
C.小明越过横杆时,其重心可能在横杆的下方
D.起跳时小明对地面的压力大于地面对他的支持力
2.如图所示,人站在自动扶梯上随扶梯一起斜向上匀速运动,人站立位置水平,则关于人的受力分析正确的是( )
A.人只受到重力作用
B.人受到重力、支持力、摩擦力作用
C.人受到重力、摩擦力作用
D.人受到的重力与支持力是一对平衡力
3.如图所示,一物体置于桌面上,处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.桌面对物体的支持力有反作用力,但物体的重力没有反作用力
B.物体的重力与物体对桌面的压力是一对作用力与反作用力
C.物体的重力与桌面对物体的支持力是一对平衡力
D.物体的重力与物体对桌面的压力是一对平衡力
4.如图所示,平板车置于水平地面上,下列说法正确的是( )
A.人站在平板车上保持静止时,人所受的重力和地面对平板车的支持力是一对平衡力
B.人站在平板车上保持静止时,平板车对人的支持力与平板车对地的压力是一对作用力和反作用力
C.人竖直向上起跳时,人所受的重力小于板对人的支持力
D.人竖直向上起跳时,平板车对人的支持力大于人对平板车的压力
5.在电子商务高速发展的今天,国内每天约有1亿个包裹。对物流业这种对人力成本敏感的产业来说,物流行业正从人工分拣向智能化、自动化方向快速演变。某物流中心的分栋机器人可以简化为如图所示的平板小车,在平板小车的左端固定有一个支架,质量为1kg的小球A用细线悬挂于支架上,平板小车在自身牵引力的作用下沿水平面做直线运动,小车右端放质量为3kg的包裹B,包裹B始终相对小车静止。若某段时间内观察到细线与竖直方向的夹角,重力加速度大小为,则在这段时间内( )
A.小车一定向右做加速运动
B.细线受到的拉力大小为20N
C.包裹B对小车的摩擦力大小为,方向水平向左
D.小车对包裹B的摩擦力大小为,方向水平向左
6.韶州公园池塘里的荷花盛开了,荷花吸引了大量鱼儿前来觅食,如图所示,鱼儿摆尾击水跃出水面吞食荷花花瓣,下列说法正确的是( )
A.研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点
B.鱼儿摆尾击水时受到水的作用力
C.鱼儿跃出水面过程,水对鱼儿的作用力大于鱼儿对水的作用力
D.鱼儿沉入水里过程,水对鱼儿的作用力小于鱼儿对水的作用力
7.2022年6月17日,我国第三艘航母“福建号”正式下水,预计今年会进行第一次海试.假设“福建号”离港进行近海海试,航母在海面上航行时,不考虑其质量的变化,下列说法正确的是( ).
A.航母加速航行时,其惯性变大
B.航母由于体型巨大,一定不能看做质点
C.航母所受重力和浮力是一对相互作用力
D.航母上停放的舰载机相对于海面是运动的
8.如图所示,狗拉着200 kg的雪橇在水平雪地上匀速前进,轻质拉绳与雪地平行,雪橇与雪地间动摩擦因数为0.02。重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.狗对雪橇的拉力大小是200N
B.狗对雪橇的拉力大小是40N
C.雪橇受到的摩擦力大小是200N
D.狗对雪橇的拉力大于雪橇对狗的拉力
9.2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中,需要舞者两脚前后分开,以胯部为轴,上半身后躺,与地面近乎平行,在舞者缓慢后躺的过程中,下列说法不正确的是( )
A.人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力
B.舞者所受的支持力始终等于舞者的重力
C.舞者越向下躺,重心越低
D.舞者两脚间距越大,下弯时越稳定
10.唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力通过耕索分别拉两种犁,与竖直方向的夹角分别为和,,如图所示。忽略耕索质量,耕地过程中下列说法正确的是( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的小
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的小
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
11.如图所示,质量均匀分布的钢管,一端支在光滑的水平地面上,另一端被竖直绳悬挂着。以下说法正确的是( )
A.钢管受到地面的支持力的方向为垂直钢管斜向上
B.钢管对地面的压力与地面对钢管的支持力是一对作用力和反作用力
C.钢管对地面的压力就是钢管的重力
D.钢管受到绳的拉力和钢管的重力是一对作用力和反作用力
12.如图所示,在粗糙的水平地面上有质量为m的物体,连接在一劲度系数为k的轻质弹簧上,现用一水平力F向右拉弹簧,使物体做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.弹簧拉木块的力与木块拉弹簧的力是一对平衡力
B.弹簧拉木块的力与木块拉弹簧的力是同一个力
C.弹簧拉木块的力与木块拉弹簧的力是一对作用力与反作用力
D.弹簧拉木块的力与木块拉弹簧的力大小相等,方向相反,但不作用在一条直线上
13.中国女篮获得2022年世界杯亚军。比赛中,下列说法正确的是( )
A.运球时,可以把篮球看做质点
B.投篮入框时,篮球相对篮框静止
C.投篮后,篮球在空中受到升力作用而不断上升
D.起跳时,脚对地面的作用力大小等于地面对脚的作用力大小
14.当今社会节能环保理念深入人心,每个公民都应尽量避免使用一次性塑料袋,减少白色污染。如图甲所示为一款环保袋,既可反复使用,又美观大方。手提环保袋静止时,简化示意图如图乙所示,设环保袋的重力大小为G,不考虑绳带的质量,下列说法正确的是( )
A.绳带中的张力大于
B.若缩短绳带长度,则绳带中的张力将减小
C.绳带对环保袋的拉力与环保袋的重力是一对相互作用力
D.绳带对环保袋的拉力与环保袋对绳带的拉力是一对平衡力
15.电动平衡车具有运动灵活、操作简单,绿色环保等优点,如图所示,下列分析不正确的是( )
A.电动平衡车运动灵活是因为惯性比较小
B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面间的摩擦力
C.电动平衡车及人受到的重力和地面对其的支持力是一对相互作用力
D.地面对平衡电动车的支持力是由于地面发生形变而产生的
16.如图所示,一倾角为θ斜劈A静止于粗糙的水平地面上,在其斜面上放一滑块B,A、B之间的动摩擦因数为,在竖直向下的力作用下B匀速下滑。欲使B下滑过程中,地面对A有向右的摩擦力, 以下方法可行的是( )
A.仅增大F1 B.仅增大
C.仅增大 D.将替换为水平向右的力
二、填空题
17.如图所示,光滑倾斜直杆的左端固定在地面上,与水平面成角,杆上穿有质量为的小球和不计质量的环,两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当、静止时,段绳与杆的夹角也为,不计一切摩擦,重力加速度为。则对杆的压力为 ,对杆的压力为 。
18.我国长征火箭把“神舟十五号”载人飞船送上太空的情景如图所示,宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验。火箭加速上升时,宇航员处于 状态(选填“超重”或“失重”),飞船加速下落时,宇航员处于 状态(选填“超重”或“失重”),飞船落地前减速,宇航员对座椅的压力 其重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
三、实验题
19.如图所示是利用传感器记录的两个物体间的作用力和反作用力的变化图线,根据图线可以得出的结论是:作用力和反作用力的方向总是 ,作用力和反作用力的大小 (填“总是”或“物体静止时”)相等。
作用力和反作用力 (填“同时”或“一先一后”)产生。作用力和反作用力的性质 (填“总是”或“可以不”)相同。
四、解答题
20.如图所示,在某物流中心质量为m的纸箱可沿直角滑槽ABCDEFE无初速度滑下,纸箱与滑槽之间的动摩擦因数μ=,滑槽AB边与水平面夹角为θ,整个装置关于竖直平面对称,ab长度为L,滑槽的长度远大于箱子的边长,重力加速度为g。求:
(1)若θ=0°,纸箱对滑槽ABCD面的压力N1;
(2)若θ>45°,纸箱下滑的加速度a,及纸箱从B端无初速度下滑运动到A端的时间t。
参考答案:
1.C
A.研究小明在空中的姿态时,小明的形状与大小对所研究的问题的影响不能忽略,小明不能视为质点,A错误;
B.小明上升到最高点时速度为零,但小明随后向下运动,说明此时刻的加速度不为零,B错误;
C.物体的重心位置与物体的形状和质量分布有关,小明越过横杆时,其重心可能在横杆的下方,C正确;
D.起跳时小明对地面的压力与地面对他的支持力是一对相互作用力,则小明对地面的压力大小等于地面对他的支持力,D错误。
2.D
ABC.人匀速运动,处于平衡状态,合力为零,只受到重力和扶梯对他的支持力,ABC错误;
D.人受到的重力与支持力是一对平衡力,D正确。
3.C
A.力的作用是相互的,任何力都有反作用力,A错误;
B.物体的重力是由于地球对物体的引力产生的,反作用力是物体对地球的引力,B错误;
CD.平衡力是作用在同一物体上的等大反向共线的一对力,物体静止,所以物体的重力与桌面对物体的支持力是一对平衡力,C正确D错误。
4.C
A.人站在平板车上保持静止时,人所受的重力与平板车对人的支持力是一对平衡力,人所受的重力和地面对平板车的支持力分别作用在两个不同的物体上,故A错误;
B.人站在平板车上保持静止时,平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对作用力和反作用力,故B错误;
CD.人向上起跳时,加速度向上,合力向上,人所受的重力小于平板车对人的支持力,平板车对人的支持力与人对平板车的压力是相互作用力,大小相等,故D错误,C正确。
5.C
A.小球的加速度向右,小车可能向右加速运动,也可能向左减速运动,A项错误;
B.对小球A进行受力分析可知
解得
,
故B项错误。
CD.包裹B所受的摩擦力大小
方向向右,根据牛顿第三定律,包裹B对小车的摩擦力大小为,方向向左,故C项正确,D项错误。
6.B
A.研究鱼儿摆尾击水跃出水面的具体动作时不能把鱼儿视为质点,故A错误;
B.鱼儿摆尾击水时受到水的作用力,鱼儿对水的作用力和水对鱼儿的作用力是一对作用力与反作用力,故B正确;
CD.鱼儿跃出水面过程和沉入水里过程,鱼儿对水的作用力和水对鱼儿的作用力都是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故C、D错误。
7.D
A.航母的惯性大小与质量有关,与其运动状态无关,质量不变,惯性不变,故A错误;
B.航母能不能看作质点,主要由研究问题而定,若航母的尺寸相对研究问题可忽略,则可看作质点,故B错误;
C.航母所受重力和浮力都作用在航母上,不是相互作用力,故C错误;
D.航母上停放的舰载机相对于海面的位置有变化,故相对于海面是运动的,故D正确;
8.B
ABC.雪橇受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
由于雪橇在水平雪地上匀速前进,根据受力平衡可知,狗对雪橇的拉力大小为
故AC错误,B正确;
D.狗对雪橇的拉力与雪橇对狗的拉力是一对相互作用力,大小总是相等,故D错误。
9.A
A.人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力,选项A错误,符合题意;
B.舞者缓慢后躺,可认为都是平衡状态,则舞者所受的支持力始终等于舞者的重力,选项B正确,不符合题意;
C.舞者越向下躺,整个身体的重心越低,选项C正确,不符合题意;
D.舞者两脚间距越大,重心越向下,下弯时越稳定,选项D正确,不符合题意。
10.A
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力
耕索对直辕犁拉力的水平分力
因为,所以耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的小,故A正确;
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力
耕索对直辕犁拉力的竖直分力
因为,所以耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大,故B错误;
CD.无论曲辕犁直辕犁怎样前进,耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力都是相互作用力,大小总是相等,方向相反,故CD错误。
11.B
A.钢管受到地面的支持力的方向为垂直地面向上,故A错误;
B.钢管对地面的压力与地面对钢管的支持力是一对作用力和反作用力,故B正确;
C.钢管对地面的压力是钢管形变产生的,不是钢管的重力,故C错误;
D.钢管受到绳的拉力和钢管的重力作用在同一物体上,不是一对作用力和反作用力,故D错误。
12.C
弹簧拉木块的力与木块拉弹簧的力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
13.D
A.运球时,篮球大小形状不可忽略,不可以把篮球看做质点,故A错误;
B.投篮入框时,篮球相对篮框是运动的,故B错误;
C.投篮后,篮球由于惯性而不断上升,故C错误;
D.起跳时,脚对地面的作用力与地面对脚的作用力是一对相互作用力,等大反向,故D正确。
14.A
A.对环保袋的受力分析如图所示
可知绳带中的张力
故A正确;
B.绳带长度缩短时,增大,减小,绳带中的张力增大,故B错误;
C.绳带对环保袋的拉力与环保袋的重力是一对平衡力,故C错误;
D.绳带对环保袋的拉力与环保袋对绳带的拉力是一对相互作用力,故D错误。
15.C
A.由于电动平衡车的质量较小,惯性较小,运动状态容易改变,故A正确,不符合题意;
B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大车与地面之间的粗糙程度,进而增加运动时的摩擦力,故B正确,不符合题意;
C.电动平衡车及人受到的重力和地面对其的支持力是一对平衡力,故C错误,符合题意;
D.地面对电动平衡车的支持力是由于地面发生形变而产生的,故D正确,不符合题意。
16.C
A.由题意可得
所以仅增大F1,物体B仍匀速下滑,对整体受力分析得,地面对A没有摩擦力的作用,故A错误;
B.仅增大时,满足
即物体沿斜面向下匀加速,则斜劈A对滑块B的合力为左上方,则由牛顿第三定律可得,滑块B对斜劈A的合力为右下方,即斜劈相对于地面有向右的运动趋势,则此时地面对A有向左的摩擦力,故B错误;
C.仅增大时,满足
则物体沿斜面向下匀减速,则斜劈A对滑块B的合力为右上方,则由牛顿第三定律可得,滑块B对斜劈A的合力为左下方,即斜劈相对于地面有向左的运动趋势,则此时地面对A有向右的摩擦力,故C正确;
D.将替换为水平向右的力时,斜劈A对滑块B的合力仍为竖直向上,则滑块B对斜劈A的合力为竖直向下,即斜劈相对于地面没有运动趋势,则此时地面对A没有摩擦力,故D错误。
17. / /
[1][2]设绳子拉力大小为,以小球为对象,根据受力平衡可得
联立解得
,
以轻环为研究对象,根据受力平衡可得
根据牛顿第三定律可知,对杆的压力为,对杆的压力为。
18. 超重 失重 大于
[1]火箭加速上升时,加速度向上,宇航员处于超重状态。
[2]飞船加速下落时,加速度向下,宇航员处于失重状态。
[3]飞船落地前减速,加速度向上,宇航员受到的支持力大于其重力,据牛顿第三定律可知,宇航员对座椅的压力大于其重力。
19. 相反 总是 同时 总是
[1][2][3][4]根据牛顿第三定律:作用力与反作用力总是大小相等方向相反正在一条直线。作用力与反作用力的特点是:作用力与反作用力总是同时产生同时消失同时变化,作用力与反作用力总是具有相同性质。
20.(1);(2);
解:(1)如图所示,θ=0°有
N1=mgcos45°
解得
由牛顿第三定律得纸箱对滑槽得压力为
方向垂直ABCD面向下
(2)如图所示,重力垂直于AB方向的分力
Gy=mgcosθ
将Gy分解到垂直于两侧面,分力为N2,则
N2=mgcosθcos45°
N2=mgcosθ