人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第三定律巩固练习

第三章　相互作用——力

3　牛顿第三定律

基础过关练

题组一　作用力和反作用力

1.(2020北京昌平高一上期末)关于作用力与反作用力,下列说法正确的是(　　)

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.作用力与反作用力等大反向,作用在两个物体上,力不能叠加

D.作用力与反作用力等大反向合力为零

2.关于在日常生活和生产中应用反作用力的例子,下列说法中错误的是　(　　)

A.运动员在跳高时总是要用力蹬地面,才能向上弹起

B.大炮发射炮弹时,炮身会向后退

C.农田灌溉用的自动喷水器,当水从弯管的喷嘴里喷射出来时,弯管会自动旋转

D.乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔,然后用力把水挤出体外,乌贼就会向相反方向游去

3.(多选)如图所示,我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”。实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是(　　)

A.绳对乙的拉力大于绳对甲的拉力,所以甲获胜

B.当甲把乙匀速拉过去时,绳对乙的拉力大小等于绳对甲的拉力大小

C.当甲把乙加速拉过去时,绳对乙的拉力大于绳对甲的拉力

D.绳对乙的拉力大小始终等于绳对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜

题组二　牛顿第三定律

4.如图所示,将两弹簧测力计a、b连接在一起,当用力缓慢拉a弹簧测力计时,发现不管拉力F多大,a、b两弹簧测力计的示数总是相等,这个实验说明(　　)

A.这是两只完全相同的弹簧测力计

B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比

C.作用力与反作用力大小相等、方向相反

D.力是改变物体运动状态的原因

5.下列情境中,关于力的大小关系,说法正确的是(　　)

A.跳高运动员起跳,地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力

B.钢丝绳吊起货物加速上升时,钢丝绳对货物的拉力大于货物对钢丝绳的拉力

C.鸡蛋撞击石头,鸡蛋破碎,石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力

D.火箭加速上升时,火箭发动机的推力大于火箭的重力

6.(多选)如图所示,G为球所受重力,F1为球所受支持力,F2为平台所受压力。球和平台均静止在水平面上,则　(　　)

A.F1与G是一对作用力和反作用力

B.F1与F2是一对作用力和反作用力

C.F1与G是一对平衡力

D.F1与F2是一对平衡力

题组三　一对平衡力与作用力和反作用力的比较

7.如图所示,人静止站在测力计上,下列说法中正确的是(　　)

A.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对平衡力

B.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力

C.人所受的重力和人对测力计的压力是一对平衡力

D.人所受的重力和人对测力计的压力是一对作用力与反作用力

8.如图所示,物体放在水平地面上,受到一个水平向右的拉力F作用,却仍然保持静止,则下列说法中正确的是(　　)

A.物体受三个力作用,其中有一对平衡力

B.物体受三个力作用,其中有一对作用力和反作用力

C.物体受四个力作用,其中有两对作用力和反作用力

D.物体受四个力作用,其中有两对平衡力

能力提升练

题组一　对牛顿第三定律的理解

1.(2020江苏沛县、如皋高一上期中联考,)“掰手腕”是中学生课余非常喜爱的一项游戏。如图所示,甲、乙两同学正在进行“掰手腕”游戏。关于他们的手之间的力,下列说法正确的是(深度解析)

A.甲掰赢了乙,是因为甲手对乙手的作用力大于乙手对甲手的作用力

B.只有当甲、乙僵持不分胜负时,甲手对乙手的作用力才等于乙手对甲手的作用力

C.甲、乙比赛对抗时,无法比较甲手对乙手的作用力和乙手对甲手的作用力的大小关系

D.无论谁胜谁负,甲手对乙手的作用力大小总是等于乙手对甲手的作用力大小

2.(2019浙江诸暨中学高一上期中,)如图所示,有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上,当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时,两个人会向相反方向运动,这是因为A推B时(　　)

A.A与B之间有相互作用力

B.A对B的作用在先,B对A的作用在后

C.B对A的作用力小于A对B的作用力

D.A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力

题组二　牛顿第三定律的应用

3.(2019江苏宿迁高一上期末,)如图,用水平力F将质量为m的物体紧压在竖直墙上,物体静止不动,物体与墙面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(　　)

A.物体对墙面的摩擦力为μmg

B.物体对墙面的摩擦力为μF

C.物体所受的摩擦力和重力是一对相互作用力

D.物体所受的摩擦力和重力是一对平衡力

4.(2020山东临沂五校高一上联考,)如图所示,滑杆和底座静止在水平地面上且质量为M,一质量为m的猴子沿杆匀速下滑,则底座对地面的压力为(重力加速度大小为g)(深度解析)

A.mg B.Mg

C.(M-m)g D.(M+m)g

5.(2020山东青岛二中高一上期末,)如图所示,物块a、b质量分别为2m、m,水平地面和竖直墙面均光滑,在水平推力F作用下,两物块均处于静止状态,重力加速度大小为g,则(　　)

A.物块b受四个力作用

B.物块b受到的摩擦力大小等于2mg

C.物块b对地面的压力大小等于mg

D.物块a受到物块b的作用力水平向右

6.(2020湖北宜昌夷陵中学高一上测试,)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,箱子和杆总质量为M,环的质量为m。已知环沿着杆加速下滑,环与杆间的摩擦力大小为Ff,重力加速度大小为g,则此时箱子对地面的压力为(　　)

A.Mg B.(M+m)g

C.(M+m)g-Ff D.Mg+Ff

7.(2019湖南湘潭一中高一上月考,)如图所示,用弹簧测力计悬挂一个重G=10 N的金属块,使金属块部分浸在台秤上的烧杯中(烧杯中的水不会溢出),若弹簧测力计的示数变为T'=6 N,则台秤的示数(　　)

A.保持不变 B.增加10 N

C.增加6 N D.增加4 N

答案全解全析

基础过关练

1.C　马拉车加速行驶,马拉车的力与车拉马的力是相互作用力,大小相等,故A错误;从井里将水桶提上来,绳子对桶的拉力与桶对绳子的拉力是相互作用力,大小相等,故B错误;作用力与反作用力等大反向,作用在两个物体上,不能叠加,故C正确,D错误。

2.B　运动员在跳高时总是要用力蹬地面,当对地面的力大于重力时,根据牛顿第三定律,地面对他的力也大于重力,此时他才能向上弹起,故A正确;大炮发射炮弹时,炮身会向后退,这是需要防止的,而不是应用,故B错误;农田灌溉用的自动喷水器,当水从弯管的喷嘴里喷射出来时,由于水的反作用力,弯管会自动旋转,故C正确;乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔,然后用力把水挤出体外,由于水的反作用力,乌贼就会向相反方向游去,故D正确。

3.BD　绳对乙的拉力和绳对甲的拉力总是大小相等,与甲、乙运动状态无关,故B正确,A、C错误。地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜,D正确。

4.C　实验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力,它们一定大小相等、方向相反,选项C正确。

5.D　人对地面的压力和地面对人的支持力是作用力与反作用力,二者大小相等,A错误;钢丝绳对货物的拉力与货物对钢丝绳的拉力为作用力与反作用力,二者大小相等,B错误;鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是作用力与反作用力,二者大小相等,C错误;火箭加速上升,则合力一定向上,(下一章会学到)故发动机的推力大于火箭的重力,D正确。

6.BC　F1与G都作用在球上,且它们使球受力平衡,是一对平衡力,故选项A错误、C正确。F1与F2作用在不同物体上,且它们满足牛顿第三定律,是一对作用力和反作用力,故选项B正确、D错误。

7.B　人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力,故A错误,B正确;人所受的重力和人对测力计的压力,既不是一对平衡力,也不是一对作用力与反作用力,故C、D错误。

8.D　物体受重力、地面的支持力、水平向右的拉力F和水平向左的摩擦力Ff四个力的作用,A、B错误。由于作用力与反作用力是分别作用在两个不同物体上的,所以物体所受的四个力中不可能有作用力与反作用力,因此C错误。物体水平方向上受向右的拉力和向左的摩擦力,其合力为零,为一对平衡力,竖直方向受重力和支持力,也为一对平衡力,所以D正确。

能力提升练

1.D　甲手与乙手之间的相互作用力总是大小相等、方向相反、作用在一条直线上,故D正确。

知识链接

牛顿第三定律中“总是”的含义理解

“总是”是指对于任何物体、在任何情况下,作用力和反作用力的关系都成立。

(1)不管物体的大小、形状、运动状态如何,作用力和反作用力总是大小相等、方向相反的。

(2)作用力和反作用力总是同种性质的力。

(3)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的,两者中若有一个产生或消失,则另一个必然同时产生或消失。

2.A　A推B时,两个人会向相反的方向运动,这是因为A与B之间有相互作用力,选项A正确,B、C、D错误。

3.D　物体在竖直方向受重力和静摩擦力平衡,物体受到的摩擦力大小为mg,由牛顿第三定律可知,物体对墙面的摩擦力为mg,故A、B错误;物体所受的摩擦力和重力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,为一对平衡力,故C错误,D正确。

4.D　以猴子为研究对象,分析猴子的受力如图甲所示,竖直方向受重力mg和杆对猴子的摩擦力Ff,则有mg=Ff。杆和底座受力如图乙所示,受重力Mg、支持力FN、猴子对杆的摩擦力Ff',三力平衡:FN=Mg+Ff',由牛顿第三定律得Ff'=Ff,解得FN=Mg+mg。由牛顿第三定律得底座对地面的压力为FN'=FN=Mg+mg,方向竖直向下,故选项D正确。

技巧点拨

求解某个未知力,一般情况下优先选取该力的受力物体进行分析,但有些情况以受力物体为研究对象却不便于直接求解该力时,可先通过转换研究对象,求解其反作用力的大小和方向,然后应用牛顿第三定律间接求得该力的大小和方向。

5.B　物块b受到重力、a的弹力和静摩擦力、地面的支持力、推力F,共五个力,故A错误。以a为研究对象,由平衡条件知,b对a的摩擦力大小等于a的重力,为2mg,由牛顿第三定律知a对b的摩擦力大小也等于2mg,故B正确。以a、b整体为研究对象,可知地面对b的支持力等于3mg,则物块b对地面的压力大小等于3mg,故C错误。物块a受到物块b两个力作用:水平向右的压力和竖直向上的摩擦力,它们的合力斜向右上方,则物块a受到物块b的作用力斜向右上方,故D错误。

6.D　以箱子为研究对象,它受向下的重力Mg、环给它向下的摩擦力Ff和地面的支持力FN三个力的作用而平衡,FN=Mg+Ff,由牛顿第三定律知,箱子对地面的压力FN'=FN=Mg+Ff,D正确。

7.D　金属块部分浸入水中后,水对金属块产生浮力F。由弹簧测力计的示数知,浮力的大小为F=G-T'=(10-6) N=4 N。根据牛顿第三定律知,金属块对水施加的反作用力F'=F=4 N,所以,台秤的示数增加4 N。