2021学年第三章 相互作用——力3 牛顿第三定律同步测试题

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、牛顿第三定律

1.(2021天津高二学业水平合格考)用球拍将飞来的乒乓球打回,下列说法正确的是              (　　)

A.若球被打回的速度较大,球拍击球的力大于球对球拍的力

B.若球被打回的速度较大,球拍击球的力小于球对球拍的力

C.球拍击球的力总大于球对球拍的力

D.球拍击球的力与球对球拍的力总是大小相等

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.(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

4.(2021黑龙江实验中学高一上期中)黑龙江省实验中学秋季趣味运动会中,高一同学参加了拔河比赛,如果绳质量不计,且保持水平,在甲、乙两队的“拔河”比赛中,甲队获胜,则下列说法中正确的是              (　　)

A.甲队对乙队的拉力始终大于乙队对甲队的拉力

B.甲队把乙队加速拉过去时,甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力

C.只有当甲队把乙队匀速拉过去时,甲队对乙队的拉力大小才等于乙队对甲队的拉力大小

D.甲队对乙队的拉力大小始终等于乙队对甲队的拉力大小,只是地面对甲队的摩擦力大于地面对乙队的摩擦力

题组二　一对平衡力与一对作用力和反作用力的比较

5.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.两弹簧测力计彼此之间受到的力是一对平衡力

6.(2021天津和平耀华中学高二上期中)一本静止在水平桌面上的书,受到的重力为G,桌面对它的支持力为F1,它对桌面的压力为F2,关于这三个力的说法正确的是              (深度解析)

A.F1与F2是一对平衡力

B.G与F2是一对平衡力

C.F1与F2是一对作用力与反作用力

D.G与F1是一对作用力与反作用力

7.(2021湖南长沙长郡中学高一上期中)一铁块被竖直的磁性黑板紧紧吸住不动,如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.黑板对铁块同时施加了两个力的作用

B.黑板对铁块的磁力和弹力是一对平衡力

C.黑板对铁块的磁力和弹力是一对作用力和反作用力

D.黑板对铁块的磁力大于弹力,黑板才能吸住铁块不动

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              (深度解析)

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

9.(多选)将一铁块A放在水平放置的磁板B上,A被B吸住并处于静止状态(如图所示),关于铁块A的受力情况,下列叙述正确的是              (　　)

A.铁块共受三个力的作用,其中有两个力的施力物体是磁板

B.铁块所受的重力与铁块所受磁板的支持力是一对平衡力

C.磁板所受铁块的压力与铁块的重力大小相等

D.磁板对铁块的吸引力与铁块对磁板的吸引力大小相等、方向相反

能力提升练

题组一　对牛顿第三定律的理解

1.(2021吉林乾安高一上期末,)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验时,把两个测力探头的挂钩钩在一起,向相反的方向拉动,显示器屏幕上显示的两个力传感器的相互作用力随时间变化的图像如图所示,由图像可以得出的正确结论是              (深度解析)

A.作用力与反作用力大小相等

B.作用力与反作用力方向不一定相反

C.作用力与反作用力的合力为零

D.作用力与反作用力作用在同一物体上

2.(2021浙江高二学业考试,)如图所示,在孩子与爸爸“掰手腕”的游戏中,下列说法正确的是              (　　)

A.爸爸“掰倒”孩子时,爸爸对孩子的力大于孩子对爸爸的力

B.爸爸“掰倒”孩子时,爸爸对孩子的力等于孩子对爸爸的力

C.孩子“掰倒”爸爸时,孩子对爸爸的力大于爸爸对孩子的力

D.孩子“掰倒”爸爸时,孩子对爸爸的力小于爸爸对孩子的力

3.(2021辽宁大连普兰店高一上测试,)马拉车在水平路面上做直线运动,下列说法正确的是              (　　)

A.马能够拉动车是因为马拉车的力大于车拉马的力

B.先产生马拉车的力,后产生车拉马的力

C.无论如何前进,马拉车的力总等于车拉马的力

D.匀速前进时,马向前拉车的力等于车向后拉马的力;加速前进时,马向前拉车的力大于车向后拉马的力

4.(2021福建武平一中高三上月考,)如图所示,小车放在水平地面上,甲、乙二人用力向相反方向拉小车,不计小车与地面之间的摩擦力,下面说法正确的是              (　　)

A.甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力

B.小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力

C.若小车加速向右运动表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力

D.若小车加速向右运动表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力

题组二　牛顿第三定律在受力分析中的应用

5.(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

6.(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

7.(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

答案全解全析

基础过关练

1.D　用球拍将飞来的乒乓球打回,球拍击球的力与球对球拍的力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知它们总是大小相等,方向相反,故选D。

2.B　运动员在跳高时总是要用力蹬地面,当他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.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。

4.D　甲队拉乙队的力与乙队拉甲队的力是一对作用力与反作用力,大小始终相等,与运动状态无关,故A、B、C错误;不管哪个队获胜,甲队对乙队的拉力大小始终等于乙队对甲队的拉力大小,只是当地面对甲队的摩擦力大于地面对乙队的摩擦力时,甲队才能获胜,故D正确。

5.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。

6.C　书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力,即F1与F2是一对相互作用力,故A错误,C正确;G是书受到的重力,而F2是桌面受到的压力,二力不可能平衡,故B错误;F1与G都作用在书上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,故D错误。

方法技巧  区别作用力和反作用力与平衡力的方法

看作用点:一对平衡力的作用点一定在同一个物体上,而作用力和反作用力的作用点一定分别在两个物体上;但作用在两个物体上的力也不能说是作用力和反作用力,还必须是因相互作用而产生。

7.B　铁块受到四个力:重力,施力物体是地球;支持力、摩擦力、磁力,这三个力的施力物体都是磁性黑板,故A错误。铁块所受的磁力和弹力是一对平衡力,大小相等,方向相反,故B正确,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,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。

方法技巧  如何防止“添力”或“漏力”

(1)防止“添力”。应注意区分内力和外力,区分性质力和效果力,区分施力物体和受力物体;

(2)防止“漏力”。按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行受力分析是防止“漏力”的有效办法。

9.AD　铁块A受重力、B对A的支持力、B对A的吸引力,支持力与吸引力的施力物体都是磁板B,故选项A正确;铁块A的重力与其所受磁板的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故选项B错误;磁板B所受的压力等于A所受的支持力,大于铁块A的重力,故选项C错误;B对A的吸引力与A对B的吸引力是相互作用力,大小相等、方向相反,故选项D正确。

能力提升练

1.A　由图像不难看出两个力的大小总是相等的,并且两个力的方向是始终相反的,它们的变化的情况也是一样的,故A正确,B错误;图像表示的是力传感器的受力情况,作用力和反作用力是两个物体之间的相互作用力,作用在两个物体上,效果不能抵消,不能进行力的合成,故C、D错误。

方法技巧 正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义

(1)不管物体的大小、形状如何,例如,大物体与大物体之间、大物体与小物体之间,任何形状的物体之间,其相互作用力总是大小相等、方向相反的。

(2)不管物体的运动状态如何,例如,静止的物体之间、运动的物体之间、静止与运动的物体之间,其相互作用力总是大小相等、方向相反的。

(3)作用力与反作用力的产生和消失总是同时的。两者中若有一个力产生或消失,则另一个力必然同时产生或消失。

2.B　物体间力的作用是相互的,在孩子与爸爸“掰手腕”的游戏中,不管是爸爸“掰倒”孩子还是孩子“掰倒”爸爸,爸爸对孩子的力等于孩子对爸爸的力,之所以被“掰倒”,是因为承受力小,选项B正确。

3.C　马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力与反作用力,它们总是大小相等、方向相反,并且同时产生、同时消失,与运动状态无关,故C正确。

4.B　甲拉小车的力和乙拉小车的力作用在同一个物体上,不是一对作用力和反作用力,选项A错误;小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力,选项B正确;小车拉甲的力和甲拉小车的力是一对作用力和反作用力,二者大小相等,方向相反,与小车的运动状态无关,选项C错误;同理,若小车加速向右运动,乙拉小车的力等于小车拉乙的力,选项D错误。

5.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。

方法技巧 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。

6.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。

7.D　以箱子和杆整体为研究对象,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。