高中物理必修：第4章 第5節(jié)同步練習(xí)及解析

PAGEPAGE1高中物理必修一同步練習(xí)及解析1．下列敘述中正確的是()A．作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力B．作用力與反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失C．作用力與反作用力有時(shí)可以是平衡力D．作用力與反作用力方向一定是相同的解析：選AB.據(jù)作用力與反作用力的同性質(zhì)和同時(shí)性可知，作用力與反作用力的性質(zhì)一定相同，且同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，A、B正確．作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在兩個(gè)物體上，故它們不可能是平衡力，C、D錯(cuò)誤．2．在滑冰場(chǎng)上，甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上，原來(lái)靜止不動(dòng)，在相互猛推一下后分別向相反方向運(yùn)動(dòng)．假定兩板與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同．已知甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn)，這是由于()A．在推的過(guò)程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的過(guò)程中，甲推乙的時(shí)間小于乙推甲的時(shí)間C．在剛分開(kāi)時(shí)，甲的初速度大于乙的初速度D．在分開(kāi)后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小解析：選C.作用力、反作用力總是等大、反向，且同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、作用時(shí)間相等，故A、B錯(cuò)；對(duì)兩小孩分開(kāi)后應(yīng)用牛頓第二定律得μmg＝ma，所以a＝μg，因?yàn)閮砂迮c冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，故加速度相同，D錯(cuò)；分開(kāi)后，甲、乙都做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停下，由2ax＝v2，x甲＞x乙，v甲＞v乙，C對(duì)．3．物體靜止于一斜面上，如圖4－5－6所示，則下列說(shuō)法正確的是()圖4－5－6A．物體對(duì)斜面的壓力和斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力B．物體對(duì)斜面的摩擦力和斜面對(duì)物體的摩擦力是一對(duì)作用力和反作用力C．物體所受重力和斜面對(duì)物體的作用力是一對(duì)作用力和反作用力D．物體所受的重力可以分解為沿斜面向下的力和對(duì)斜面的壓力解析：選B.根據(jù)作用力和反作用力、平衡力的特點(diǎn)可知，物體對(duì)斜面的壓力和斜面對(duì)物體的支持力，以及物體對(duì)斜面的摩擦力和斜面對(duì)物體的摩擦力，分別作用在斜面和物體上，因此它們是兩對(duì)作用力和反作用力，故A錯(cuò)、B對(duì)．物體的重力是地球施加的，它的反作用力應(yīng)作用在地球上，由此可知C是錯(cuò)的．對(duì)重力分解其分力也是作用在物體上的，不可能產(chǎn)生作用在斜面上的壓力，D的說(shuō)法是錯(cuò)的．4.如圖4－5－7所示，一個(gè)箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個(gè)環(huán)．箱和桿質(zhì)量是M，環(huán)的質(zhì)量為m，已知環(huán)沿著桿以加速度a下滑，環(huán)受桿的摩擦阻力大小為F，則此時(shí)箱對(duì)地面的壓力為()圖4－5－7A．Mg＋F B．(M＋m)g－FC．(M＋m)g D．(M＋m)g－ma解析：選AD.由牛頓第三定律可知，環(huán)對(duì)桿的摩擦力大小為F，方向向下，箱對(duì)地面的壓力為Mg＋F，故A對(duì)；對(duì)環(huán)利用牛頓第二定律得：mg－F＝ma，解得F＝m(g－a)，代入A項(xiàng)中得壓力為(M＋m)g－ma，故D對(duì)．5．一個(gè)質(zhì)量為75kg的人，站立在水平地面上，某一瞬間突然豎直跳起，已知?jiǎng)偺饡r(shí)速度為3.0m/s，起跳時(shí)間為0.5s，求此人在起跳瞬間對(duì)地面的壓力的平均值．(人的運(yùn)動(dòng)近似看做勻加速運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2)解析：以人為研究對(duì)象，人在起跳瞬間只受到重力和支持力，如圖所示．起跳瞬間，人的運(yùn)動(dòng)可等效成初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度為a＝eq\f(v,t)＝eq\f(3.0,0.5)m/s2＝6m/s2據(jù)牛頓第二定律得FN－mg＝ma故FN＝m(g＋a)＝75×(10＋6)N＝1200N據(jù)牛頓第三定律知，人對(duì)地面的平均壓力為1200N，方向與FN相反，豎直向下．答案：1200N豎直向下一、單項(xiàng)選擇題1．人走路時(shí)，人和地球間的作用力和反作用力的對(duì)數(shù)有()A．一對(duì) B．兩對(duì)C．三對(duì) D．四對(duì)解析：選C.物體間的作用力和反作用力是相互的，總是成對(duì)出現(xiàn)的．人走路時(shí)受到三個(gè)力的作用，即重力、地面的支持力和地面對(duì)人的摩擦力，力的作用總是相互的，這三個(gè)力的反作用力分別是：人對(duì)地球的吸引力的一部分、人對(duì)地面的壓力和人對(duì)地面的摩擦力，所以人走路時(shí)與地球間有三對(duì)作用力和反作用力，故C選項(xiàng)正確．分析人受到的力，每個(gè)力都存在反作用力，即作用力和反作用力總是成對(duì)出現(xiàn)．2．春天，河邊上的濕地很松軟，人在濕地上行走時(shí)容易下陷，在人下陷時(shí)()A．人對(duì)濕地地面的壓力就是他所受的重力B．人對(duì)濕地地面的壓力大于濕地地面對(duì)他的支持力C．人對(duì)濕地地面的壓力等于濕地地面對(duì)他的支持力D．人對(duì)濕地地面的壓力小于濕地地面對(duì)他的支持力解析：選C.人對(duì)濕地地面的壓力和濕地地面對(duì)他的支持力是一對(duì)作用力和反作用力，故大小相等，選項(xiàng)C正確．3．(2011·高考上海卷)在日常生活中，小巧美觀(guān)的冰箱貼使用廣泛．一磁性冰箱貼貼在冰箱的豎直表面上靜止不動(dòng)時(shí)，它受到的磁力()A．小于受到的彈力B．大于受到的彈力C．和受到的彈力是一對(duì)作用力與反作用力D．和受到的彈力是一對(duì)平衡力解析：選D.因磁性冰箱貼靜止不動(dòng)，在水平方向上受到兩個(gè)力：磁力與彈力，應(yīng)為平衡力，所以D正確，A、B、C錯(cuò)誤．4.圖4－5－8如圖4－5－8所示為雜技“頂桿”表演，一人站在地上，肩上為一質(zhì)量為M的豎直竹竿，當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時(shí)，竿對(duì)“底人”的壓力大小為()A．(M＋m)g B．(M＋m)g－maC．(M＋m)g＋ma D．(M－m)g解析：選B.竿上的人與竿的相互作用力為Ff，則底下的人受到的壓力為FN＝Mg＋Ff，對(duì)質(zhì)量為m的人有：mg－Ff＝ma.解得：FN＝(m＋M)g－ma.二、雙項(xiàng)選擇題5．如圖4－5－9所示，是利用傳感器記錄的兩個(gè)物體間的作用力和反作用力變化圖線(xiàn)，根據(jù)圖線(xiàn)可以得出的結(jié)論是()圖4－5－9A．作用力與反作用力總是大小相等的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．此圖線(xiàn)一定是在兩個(gè)物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)下顯示出來(lái)的解析：選AB.由圖線(xiàn)關(guān)于t軸對(duì)稱(chēng)可以得出：作用力與反作用力一定大小相等、方向相反，故A、B正確；作用力與反作用力一定作用在兩個(gè)物體上，且其大小和方向的關(guān)系與物體所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以C、D均錯(cuò)誤．6．(改編題)2012年1月9日，“長(zhǎng)征四號(hào)乙”運(yùn)載火箭點(diǎn)火起飛，成功將“資源三號(hào)”衛(wèi)星送入太空．下面關(guān)于衛(wèi)星與火箭上天的情形敘述正確的是()A．火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過(guò)來(lái)對(duì)火箭產(chǎn)生一個(gè)反作用力，從而讓火箭獲得了向上的推力B．火箭尾部噴出的氣體對(duì)空氣產(chǎn)生一個(gè)作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動(dòng)力C．火箭飛出大氣層后，由于沒(méi)有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無(wú)法獲得前進(jìn)的動(dòng)力D．衛(wèi)星進(jìn)入運(yùn)行軌道之后，與地球之間仍然存在一對(duì)作用力與反作用力解析：選AD.火箭升空時(shí)，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對(duì)相互作用的物體．火箭向下噴氣時(shí)，噴出的氣體同時(shí)對(duì)火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動(dòng)力．此動(dòng)力并不是由周?chē)目諝鈱?duì)火箭的反作用力提供的，因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無(wú)關(guān)．因而選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)A正確．火箭運(yùn)載衛(wèi)星進(jìn)入軌道之后，衛(wèi)星與地球之間依然存在相互吸引力，即地球吸引衛(wèi)星，衛(wèi)星吸引地球，這是一對(duì)作用力與反作用力，故選項(xiàng)D正確．7．下列說(shuō)法正確的是()A．走路時(shí)，只有地對(duì)腳的作用力大于腳蹬地的力時(shí)，人才能往前走B．走路時(shí)，地對(duì)腳的作用力與腳蹬地的力總是大小相等，方向相反的C．物體A靜止在物體B上，A的質(zhì)量是B的質(zhì)量的10倍，則A對(duì)B的作用力仍等于B對(duì)A的作用力D．以卵擊石，石頭沒(méi)有損傷而雞蛋破了，是因?yàn)殡u蛋對(duì)石頭的作用力小于石頭對(duì)雞蛋的作用力解析：選BC.地對(duì)腳的作用力與腳蹬地的力是作用力和反作用力，由牛頓第三定律，這兩個(gè)力總是大小相等、方向相反的，A不正確，B正確．物體A對(duì)B的作用力總是等于B對(duì)A的作用力，與A、B兩物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，C正確，以卵擊石時(shí)，雞蛋對(duì)石頭的作用力等于石頭對(duì)雞蛋的作用力，但雞蛋的承受能力較小，所以雞蛋會(huì)破，D不正確．圖4－5－108．吊在大廳天花板上的電扇所受重力為G，靜止時(shí)固定桿對(duì)它的拉力為F，扇葉水平轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，桿對(duì)它的拉力為F′，則()A．F＝G、F＝F′B．F＝G、F>F′C．電扇靜止時(shí)，固定桿對(duì)它的作用力等于它對(duì)固定桿的作用力D．電扇水平轉(zhuǎn)動(dòng)后，固定桿對(duì)它的作用力小于它對(duì)固定桿的作用力解析：選BC.電扇不轉(zhuǎn)時(shí)，顯然有F＝G，而扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，向下吹風(fēng)，對(duì)空氣有向下的作用力，根據(jù)牛頓第三定律，空氣對(duì)葉片有向上的作用力，此時(shí)桿對(duì)電扇的拉力F′＜G，得F′＜F，B正確；固定桿對(duì)電扇的作用力與電扇對(duì)固定桿的作用力為一對(duì)作用力和反作用力，故兩者總是等大反向，C正確．9．(改編題)如圖4－5－11所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”．兩人中間位置處有一分界線(xiàn)，約定先使對(duì)方過(guò)分界線(xiàn)者為贏(yíng)．若繩子質(zhì)量不計(jì)，冰面可看成光滑，則下列說(shuō)法正確的是()圖4－5－11A．甲對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)作用力與反作用力B．甲對(duì)繩的拉力與乙對(duì)繩的拉力是作用力與反作用力C．若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏(yíng)得“拔河”比賽的勝利D．若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏(yíng)得“拔河”比賽的勝利解析：選AC.A項(xiàng)中兩力是一對(duì)作用力與反作用力，A對(duì)；B項(xiàng)中的兩力是一對(duì)平衡力，B錯(cuò)；因m甲＞m乙，由a＝eq\f(F,m)知a甲＜a乙，因x＝eq\f(1,2)at2得x乙＞x甲，C項(xiàng)正確；由x＝eq\f(1,2)at2知x與收繩的速度無(wú)關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)．三、非選擇題10.圖4－5－12如圖4－5－12所示，質(zhì)量M＝60kg的人通過(guò)光滑的定滑輪用繩拉著m＝20kg的物體．當(dāng)物體以加速度a＝5m/s2上升時(shí)，人對(duì)地面的壓力是多少？(解析：對(duì)物體m，由牛頓第二定律知：F－mg＝ma.繩的拉力F＝m(g＋a)＝20×(10＋5)N＝300N.對(duì)人，由于人靜止，則Mg＝FN＋F.則地面對(duì)人的彈力FN＝Mg－F＝300N.由牛頓第三定律知，人對(duì)地面的壓力為300N.答案：300N11.圖4－5－13如圖4－5－13所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、B疊放在一個(gè)直立著的勁度系數(shù)為k的輕彈簧上面而靜止．今用一豎直向下的力壓物塊A，彈簧又縮短了Δl(仍在彈性限度內(nèi))而靜止．若突然撤去此力，則在撤去此力的瞬間A對(duì)B的壓力為多大？解析：設(shè)未用力壓A時(shí)彈簧的壓縮量為x，對(duì)A、B整體，根據(jù)二力平衡條件和胡克定律有2mg＝kx設(shè)用力F向下壓A時(shí)，對(duì)A、B整體的靜止?fàn)顟B(tài)有F＋2mg＝k(x＋Δl)突然撤去F的瞬間，對(duì)A、B整體，因重力和彈力不變，其合力向上，加速度向上，有k(x＋Δl)－2mg＝2ma對(duì)物體A有FN－mg＝ma聯(lián)立解得B對(duì)A的支持力FN＝mg＋eq\f(kΔl,2)根據(jù)牛頓第三定律，A對(duì)B的壓力大小也為mg＋eq\f(kΔl,2)，方向豎直向下．答案：mg＋eq\f(kΔl,2)圖4－5－1412．在北京殘奧會(huì)開(kāi)幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神．為了探究上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過(guò)程簡(jiǎn)化．一根不可伸縮的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖4－5－14所示．設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦．重力加速度取g＝10m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起正以加速度a＝1(1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力大?。馕?/p>