2024-2025學(xué)年高中物理第三章牛頓運(yùn)動定律第四節(jié)牛頓第三定律課時作業(yè)含解析教科版必修1

PAGEPAGE8課時作業(yè)18牛頓第三定律時間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．某學(xué)校教室里的磁性黑板上通常粘掛一些小磁鐵，小磁鐵被吸在黑板上可以用于“貼”掛圖或試題答案．關(guān)于小磁鐵，下列說法中正確的是(B)A．磁鐵受到的電磁吸引力大于受到的彈力才能被吸在黑板上B．磁鐵與黑板間在水平方向上存在兩對作用力與反作用力C．磁鐵受到五個力的作用D．磁鐵受到的支持力與黑板受到的壓力是一對平衡力解析：磁鐵受到重力、電磁吸引力、黑板的彈力和靜摩擦力共四個力的作用，其中重力與靜摩擦力、電磁吸引力與彈力分別是一對平衡力，它們大小相等、方向相反，故選項(xiàng)A、C錯誤；磁鐵與黑板間在水平方向上存在著相互的電磁吸引力和彈力這樣兩對作用力與反作用力，故選項(xiàng)B正確；磁鐵受到的支持力和黑板受到的壓力都是彈力，施力物體與受力物體互換，是一對作用力與反作用力，而不是一對平衡力，一對平衡力必需是同一個物體受到的兩個力，故選項(xiàng)D錯誤．2．一根輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上，下端懸掛一小球，小球和彈簧的受力如圖所示，下列說法正確的是(B)A．F1的施力者是彈簧B．F2的反作用力是F3C．F3的施力者是地球D．F4的反作用力是F1解析：F1是小球的重力，其施力物體是地球，故選項(xiàng)A錯誤；F2是彈簧對小球的拉力，F(xiàn)3是小球?qū)椈傻睦?，兩力是一對作用力與反作用力，故選項(xiàng)B正確；F3是小球?qū)椈傻睦Γ訤3的施力物體是小球，故選項(xiàng)C錯誤；F4與F1沒有干脆關(guān)系，不是一對作用力與反作用力，故選項(xiàng)D錯誤．3．如圖所示，有兩個穿著溜冰鞋的人站在冰面上，當(dāng)其中一個人A從背后輕輕推另一個人B時，兩個人都會向相反方向運(yùn)動，這是因?yàn)锳推B時(A)A．A與B之間有相互作用力B．A對B的作用在先，B對A的作用在后C．B對A的作用力小于A對B的作用力D．A對B的作用力和B對A的作用力是一對平衡力解析：一個人A從背后輕輕推另一個人B時，A與B之間有相互作用力，故選項(xiàng)A正確；作用力與反作用力同時產(chǎn)生同時消逝，故選項(xiàng)B錯誤；作用力與反作用力大小相等，方向相反，故選項(xiàng)C錯誤；作用力與反作用力作用在兩個不同的物體上，既不能合成，也不能抵消，不是一對平衡力，故選項(xiàng)D錯誤．4．如圖所示，兩車廂的質(zhì)量相同，其中一個車廂內(nèi)有一人拉動繩子使兩車廂相互靠近．不計繩子質(zhì)量及車廂與軌道間的摩擦，下列說法正確的是(B)A．繩子的拉力較大的那一端車廂里有人B．先到達(dá)兩車中點(diǎn)的車廂里沒有人C．先起先運(yùn)動的車廂里沒有人D．不去稱量質(zhì)量無法確定哪個車廂有人解析：依據(jù)牛頓第三定律，兩車之間的拉力大小相等，故選項(xiàng)A錯誤；兩車之間的拉力大小相等，依據(jù)牛頓其次定律，總質(zhì)量大，加速度小，由x＝eq\f(1,2)at2，相同時間內(nèi)位移小，后到達(dá)中點(diǎn)．即后到達(dá)兩車中點(diǎn)的車廂里有人，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯誤；有拉力后，兩車同時受到拉力，同時起先運(yùn)動，故選項(xiàng)C錯誤．5．在機(jī)場和海港，常用輸送帶運(yùn)輸旅客和行李、貨物．如圖所示，圖甲為水平輸送帶，圖乙為傾斜輸送帶．當(dāng)一個行李箱隨輸送帶一起勻速運(yùn)動時，下列幾種推斷中正確的是(D)A．甲、乙兩種狀況中的行李箱都受到兩個力作用B．甲、乙兩種狀況中的行李箱都受到三個力作用C．圖甲中的行李箱受到三個力作用，圖乙中的行李箱受到四個力作用D．圖甲中的行李箱受到兩個力作用，圖乙中的行李箱受到三個力作用解析：如圖，在圖甲中，行李箱隨輸送帶一起做勻速直線運(yùn)動，兩者沒有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢，輸送帶對箱子不會產(chǎn)生摩擦力．因此，圖甲中的行李箱僅受重力和支持力共兩個力作用．在圖乙中，行李箱雖然同樣隨輸送帶一起做勻速直線運(yùn)動，但它時刻都有沿輸送帶下滑的趨勢，只是由于輸送帶靜摩擦力的阻礙作用才沒有下滑．因此，圖乙中的行李箱受重力、支持力和摩擦力共三個力作用．所以，正確選項(xiàng)是D.二、多項(xiàng)選擇題6．對靜止在水平地面上的汽車，下列分析正確的是(CD)A．汽車的重力和地面對汽車的支持力是一對相互作用力B．汽車的重力和汽車對地面的壓力是一對相互作用力C．汽車和地球之間有兩對相互作用力D．汽車對地面的壓力和地面對汽車的支持力是一對作用力與反作用力解析：推斷兩個力是不是一對相互作用力，首先看這兩個力是不是作用在互為施力物體和受力物體的兩個物體上，然后再看這兩個力是不是同性質(zhì)的．A、B兩項(xiàng)所說重力和支持力(或壓力)性質(zhì)就不同，A、B兩項(xiàng)錯．汽車受重力和支持力，這兩個力均是地球給的，那么地球也受到汽車施加的引力和壓力，故C、D兩項(xiàng)正確．7．有人做過這樣一個試驗(yàn)：如右圖所示，把一個雞蛋A快速向另一個完全一樣的靜止的雞蛋B撞去(用同一部分撞擊)，結(jié)果每次都是被撞擊的靜止雞蛋B被撞破，則下面說法正確的是(ACD)A．A對B的作用力的大小等于B對A的作用力的大小B．A對B的作用力的大小大于B對A的作用力的大小C．A蛋碰撞瞬間，其內(nèi)蛋黃和蛋白由于慣性會對A蛋殼產(chǎn)生向前的作用力D．A蛋碰撞部位除受到B對它的作用力外，還受到A蛋中蛋黃和蛋白對它的作用力，所以所受合力較小解析：A對B的作用力和B對A的作用力為作用力與反作用力，肯定大小相等，A正確，B錯誤；在撞擊瞬間，A蛋內(nèi)蛋黃和蛋白由于慣性，會產(chǎn)生對A蛋殼向前的作用力，使A蛋殼接觸處所受的合力比B蛋殼的小，因此B蛋殼易被撞破，故C、D正確．8．在粗糙水平地面上放著一個截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放一光滑半圓球B，整個裝置處于平衡狀態(tài)．已知A、B兩物體的質(zhì)量分別為M和m，則下列說法正確的是(BD)A．A物體對地面的壓力大小為MgB．A物體對地面的壓力大小為(M＋m)gC．B物體對A物體的壓力小于mgD．A物體對地面的摩擦力可能大于mg解析：把A、B兩個物體看做一個整體分析受力，可知在豎直方向上只受重力和地面對整體的支持力，由平衡條件可得，地面對A的支持力大小為(M＋m)g；由牛頓第三定律可知，A物體對地面的壓力大小也為(M＋m)g，所以選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；隔離物體B分析受力，應(yīng)用平衡條件，可得A對B的支持力大于mg，由牛頓第三定律可知，B物體對A物體的壓力大于mg，選項(xiàng)C錯誤；由于B、A兩物體球心連線與水平方向的夾角未知，所以A物體對地面的摩擦力可能大于mg，選項(xiàng)D正確．三、非選擇題9．一條不行伸長的輕繩跨過質(zhì)量可忽視不計的定滑輪，繩的一端系一質(zhì)量m＝15kg的重物，重物靜止于地面上，有一質(zhì)量m1＝10kg的猴子，從繩子的另一端沿繩向上爬，如圖所示．不計滑輪摩擦，在重物不離開地面的條件下，猴子向上爬的最大加速度是多少？(g取10m/s2)答案：5m/s2解析：重物剛好要離開地面時，猴子有最大加速度，設(shè)為a.此時，對于重物有FT＝mg，對于猴子有FT′－m1g＝m1由牛頓第三定律知FT＝FT′，所以a＝eq\f(m－m1g,m1)＝5m/s2.10．如圖所示，圓環(huán)的質(zhì)量為M，經(jīng)過環(huán)心的豎直鋼絲AB上套有一個質(zhì)量為m的小球，今讓小球沿鋼絲AB(質(zhì)量不計)以初速度v0豎直向上運(yùn)動，要使圓環(huán)對地面無壓力，則小球的加速度和小球能達(dá)到的最大高度是多少？(設(shè)小球不會到達(dá)A點(diǎn))答案：eq\f(M＋m,m)geq\f(mv\o\al(2,0),2M＋mg)解析：由牛頓第三定律知圓環(huán)對地面無壓力，則地面對圓環(huán)無支持力，取小球?yàn)樘接憣ο?，受重力mg和鋼絲對小球豎直向下的摩擦力Ff作用．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′＝Ff.②對圓環(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＝eq\f(M＋m,m)g.小球沿鋼絲做勻減速運(yùn)動，由運(yùn)動公式可得上升的最大高度x＝eq\f(v\o\al(2,0),2a)＝eq\f(mv\o\al(2,0),2M＋mg).11．如圖所示，一斜面體固定在水平放置的平板車上，斜面傾角為θ，質(zhì)量為m的小球處在豎直擋板和斜面之間，當(dāng)小車以加速度a向右加速運(yùn)動時，小球?qū)π泵婧蛯ωQ直擋板的壓力各是多大？答案：eq\f(mg,cosθ)ma＋mgtanθ解析：若干脆求小球?qū)π泵娴膲毫蛯醢宓膲毫?，則需分別以斜面和擋板為探討對象，而它們的受力狀況較為困難，題設(shè)條件有限，可利用牛頓第三定律中的作用力與反作用力的關(guān)系，先求斜面對小球的支持力，擋板對小球的彈力，故轉(zhuǎn)換探討對象，以小球?yàn)樘接憣ο筮M(jìn)行分析．以小球?yàn)樘接憣ο?，其受力分析如圖所示，由牛頓其次定律：F2－F1sinθ＝ma①F1cosθ－mg＝0②由①②可得：F1＝eq\f(mg,cosθ)，F(xiàn)2＝ma＋mgtanθ.由牛頓第三定律得，小球?qū)π泵娴膲毫1′＝F1＝eq\f(mg,cosθ)；小球?qū)ωQ直擋板的壓力為F2′＝F2＝ma＋mgtanθ.12．在2008年北京殘奧會開幕式上，運(yùn)動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)動員堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神．為了探求上升過程中運(yùn)動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化．一根不行伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動員拉住，如右圖所示．設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取g＝10m/s2.當(dāng)運(yùn)動員與吊椅一起以加速度a＝1m/s2上升時，試求(1)運(yùn)動員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動員對吊椅的壓力．答案：(1)440N，方向豎直向下(2)275N，方向豎直向下解析：(1)設(shè)運(yùn)動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m，繩拉運(yùn)動員的力為F.