人教版 (新课标)必修15 牛顿第三定律练习

这是一份人教版 (新课标)必修15 牛顿第三定律练习，共7页。

[合格基础练]
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．如图所示，将吹足气的气球由静止释放 ，气球内气体向后喷出，气球会向前运动，这是因为气球受到( )
A．重力 B．手的推力
C．空气的浮力 D．喷出气体对气球的作用力
D [气球内气体向后喷出时，气球对气体有向后的作用力，气体对气球有向前的反作用力使气球向前运动，D项正确．]
2．如图所示是火箭加速上升时的照片，此时喷出气体对火箭作用力的大小( )
A．等于火箭的重力
B．等于火箭对喷出气体的作用力
C．小于火箭对喷出气体的作用力
D．大于火箭对喷出气体的作用力
B [火箭加速上升，则合力方向向上，所以喷出气体对火箭作用力大于火箭重力，选项A错误；喷出气体对火箭作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，选项B正确，C、D错误．]
3．如图所示，质量为m的AB杆靠在平台的拐角上处于静止状态，拐角处光滑，则地面对杆A端施加的作用力为( )
A．支持力和摩擦力
B．支持力
C．摩擦力
D．无法确定受几个力作用
A [AB杆靠在平台的拐角上处于静止状态，拐角处光滑，则地面对杆A端施加的作用力为支持力和摩擦力，故A正确．]
4．如图所示，人走路时，人和地球间的作用力和反作用力的对数有( )
A．一对 B．两对
C．三对 D．四对
C [人走路时受到三个力的作用，即重力、地面对人的支持力和地面对人的摩擦力．因为力的作用总是相互的，是成对出现的，所以这三个力的反作用力分别是人对地球的吸引力、人对地面的压力和人对地面的摩擦力，所以人走路时与地球间有三对作用力和反作用力，故C选项正确，A、B、D错误．]
5．如图所示，物体A静止在水平地面上，下列说法正确的是( )
A．物体对地面的压力和重力是一对平衡力
B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
C．物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力
D．物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力
C [物体对地面的压力和物体受到的重力大小相等，但是分别作用在地面和物体上，故不是平衡力，选项A错误．物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对相互作用力，是作用力和反作用力的关系，选项B错误．物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力，选项C正确，D错误．]
6．(多选)A、B、C三个物体如图所示放置，所有接触面均不光滑．有一个水平力F作用在物体C上，使A、B、C一起向右做匀速直线运动，则( )
A．B对A的摩擦力方向水平向左
B．B对A的摩擦力方向水平向右
C．C对A的摩擦力方向水平向左
D．C对A的摩擦力方向水平向右
AD [对A、B、C整体而言，地面对B、C的摩擦力方向皆向左．隔离B，由B匀速运动的受力条件可知，A对B的摩擦力方向向右，则由牛顿第三定律可知B对A的摩擦力方向向左；由A受力平衡可判断C对A的摩擦力方向向右．]
二、非选择题(14分)
7．某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系．如图甲所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个实心铁球，弹簧测力计的示数为F1，在圆盘测力计的托盘上放有盛水的烧杯，圆盘测力计的示数为F2；再把铁球浸没在水中(水未溢出)，如图乙所示，弹簧测力计的示数为F3，圆盘测力计的示数为F4.
甲 乙
(1)请你分析弹簧测力计示数的变化，即有F3________(选填“>”“＝”或“<”)F1.
(2)铁球对水的作用力大小为________，水对铁球的作用力大小为________，若两者相等，就说明了作用力与反作用力大小相等．
[解析] (1)图乙中铁球受到浮力的作用，浮力向上，则弹力减小，故F3(2)对烧杯中的水分析可知，由于烧杯中的水受到铁球的反作用力，则示数增加，由弹簧测力计的示数变化可知，铁球对水的作用力大小为F1－F3；
对铁球分析可知，铁球受到的浮力为F1－F3；
水对铁球的作用力大小为F4－F2，若F1－F3＝F4－F2，则可以证明作用力与反作用力大小相等．
[答案] (1)< (2)F1－F3 F4－F2
[等级过关练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)
1．(多选)关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是( )
A．在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动
B．汽车行驶时，通过排气筒向后排出尾气，从而获得向前的反作用力即动力
C．如图所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管会自动转向
D．软体动物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
ACD [人从小船的一端走向另一端时，要受到船给人的摩擦力，方向与人行走的方向相同，根据牛顿第三定律知，人对小船也有一个摩擦力，其方向与人行走的方向相反，因此船将在这个摩擦力的作用下改变运动状态，向人行走的相反方向运动，所以选项A正确．汽车行驶时，通过排气筒向后排出尾气，虽然尾气对排气筒有反作用力，但毕竟很小，并不是汽车动力的来源，因此选项B错误．农业灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管在水的反作用力的推动下会自动旋转，大大增加了喷水的面积，选项C正确．乌贼通过身体侧面的孔把水吸入鳃腔，然后用力把水经过小孔压出体外，根据牛顿第三定律可知，乌贼就获得到了方向相反的反作用力，从而向排水的相反方向游去，选项D正确．]
2．物体静放于水平桌面上，如图所示，则( )
A．桌面对物体的支持力大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力
B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力
D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
A [物体和桌面的受力情况如图所示．因物体处于平衡状态，且FN与G作用于同一物体，因此FN和G是一对平衡力，故A项对．因作用力和反作用力应分别作用在两个物体上，故B项错．因压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的两种力，故C项错．支持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压)而产生的，因此FN与F′N是一对作用力和反作用力，故D项错．]
3．质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，如图所示，a受到斜向上与水平面成θ角的力F1的作用，b受到斜向下与水平面成θ角、与F1等大的力F2的作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，则下列说法错误的是( )
A．a一定受到四个力的作用
B．水平面对b的支持力等于2mg
C．a、b之间一定存在静摩擦力
D．b与水平面之间一定存在静摩擦力
D [以a为研究对象，对其受分析可知，a受重力、b的支持力、拉力F1，因拉力F1斜向右上，a有相对于b向右运动的趋势，所以a还受b的摩擦力作用，选项A、C均正确；以a、b为整体进行受力分析可知，拉力F1、F2在竖直方向的分力、水平方向的分力均等大反向，故水平面对b的支持力为2mg，b与水平面之间无摩擦力产生，选项B正确，D错误．]
4．(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力( )
A．t＝2 s时最大 B．t＝2 s时最小
C．t＝8.5 s时最大 D．t＝8.5 s时最小
AD [人乘电梯上楼，设地板对人的支持力为FN，取人为研究对象，在t＝2 s时向上的加速度最大为a1＝2 m/s2，t＝8.5 s时向下的加速度大小最大为a2＝3 m/s2，根据牛
顿第二定律知，当t＝2 s时FNmax＝mg＋ma1，当t＝8.5 s时FNmin＝mg－ma2.由牛顿第三定律可知，人对地板的压力FN与地板对人的支持是一对作用力与反作用力，其大小相等，方向相反，故本题正确选项为A、D.]
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5.(12分)如图所示，一个质量为m＝2 kg的均匀小球，放在倾角θ＝37°的光滑斜面上．若球被与斜面垂直的光滑挡板挡住，处于平衡状态．求小球对挡板和斜面的压力．(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)
[解析] 对小球进行受力分析，挡板和斜面对小球有支持力FN1＝mgsin θ＝12 N
FN2＝mgcs θ＝16 N
根据牛顿第三定律可知挡板和斜面对小球的支持力与小球对挡板和斜面的压力大小相等、方向相反，则
F′N1＝FN1＝12 N，方向垂直于挡板向下，
F′N2＝FN2＝16 N，方向垂直于斜面向下．
[答案] 12 N，垂直于挡板向下 16 N，垂直于斜面向下
6.(14分)如图所示，圆环的质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一个质量为m的小球，今让小球沿钢丝AB(质量不计)以初速度v0竖直向上运动，要使圆环对地面无压力，则小球的加速度和小球能达到的最大高度是多少？(设小球不会到达A点)
[解析] 由牛顿第三定律知圆环对地面无压力，则地面对圆环无支持力，取小球为研究对象，受重力mg和钢丝对小球竖直向下的摩擦力Ff.
由牛顿第二定律得：mg＋Ff＝ma，由牛顿第三定律可知小球对钢丝竖直向上的摩擦力Ff′＝Ff.对圆环受力分析可知，圆环受重力Mg和竖直向上的摩擦力Ff′作用，则：Mg＝Ff′，由以上各式解得：a＝eq \f(M＋m,m)g.小球沿钢丝做匀减速运动，由运动公式可得上升的最大高度x＝eq \f(v\\al(2,0),2a)＝eq \f(mv\\al(2,0),2M＋mg).
[答案] eq \f(M＋m,m)g eq \f(mv\\al(2,0),2M＋mg)