教科版高中物理必修第一册课后练习19牛顿第三定律含解析

牛顿第三定律(建议用时：25分钟)◎考点一　作用力与反作用力1．关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中，正确的是 (　　)A．有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力B．作用力与反作用力的性质一定相同C．作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间D．只有两个物体处于平衡状态中，作用力与反作用力才大小相等B　[作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，同时产生、同时消失，是同一性质的力，两个物体不相互接触也可以产生作用力与反作用力，无论两个物体处于平衡状态还是非平衡状态，作用力与反作用力大小均相等，故选项B正确．]2．一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如图所示，下列说法正确的是(　　)A．F1的施力者是弹簧 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F1B　[F1是小球的重力，其施力物体是地球，选项A错误；F2是弹簧对小球的拉力，F3是小球对弹簧的拉力，两力是一对作用力与反作用力，选项B正确；F3是小球对弹簧的拉力，所以F3的施力物体是小球，选项C错误；F4与F1没有直接关系，不是一对作用力与反作用力，选项D错误．]◎考点二　作用力与反作用力和平衡力的比较3．人站在地面上，先将两脚弯曲，再用力蹬地，向上跳离地面．人能跳离地面的原因是 (　　)A．人对地面的作用力大于地面对人的作用力B．地面对人的作用力大于人对地面的作用力C．地面对人的作用力大于人的重力D．人除受地面的弹力外，还受到一个向上的力    C　[人用力蹬地时，人对地面的作用力和地面对人的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反．之所以会跳离地面是因为地面对人的作用力大于人的重力，故C正确．]4.如图所示，有人用一簇气球通过绳使一座小屋成功升空，成为“会飞的小屋”．下列说法正确的是(　　)A．小屋受到绳的拉力和小屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力B．小屋受到绳的拉力和小屋所受重力是一对作用力和反作用力C．小屋对绳的拉力和小屋所受重力是一对作用力和反作用力D．小屋对绳的拉力和小屋所受重力是一对平衡力A　[小屋受到绳的拉力和小屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力，故A正确；小屋受到绳的拉力和小屋所受重力的受力物体都是小屋，不是作用力和反作用力，故B错误；小屋对绳的拉力的施力物体是小屋，受力物体是绳子，小屋所受重力的施力物体是地球，受力物体是小屋，不是作用力和反作用力，也不是平衡力，故C、D错误．]5.将重力均为G的两个磁环A、B先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对面的极性相同，此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中，如图所示．设磁环B对木支架底座的压力为F1；B对A的排斥力为F2，关于这些力的大小关系正确的是(　　)A．F1>2G，F2＝G B．F1＝2G，F2＝GC．F1>2G，F2>G D．F1＝2G，F2>GB　[对于磁环A，受到重力G和磁环B对磁环A的排斥力F2，根据平衡条件可知，F2＝G；对于磁环B，受到重力G、磁环A对磁环B的排斥力F′2及木支架底座对磁环B的支持力F′1的作用，根据平衡条件得，F′1＝F′2＋G，根据作用力与反作用力关系知F1＝F2＋G，则有F1＝2G，选项B正确．]◎考点三　牛顿第三定律及应用6．在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动．假定两板与冰面间的动摩擦因数相同，已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于 (　　)A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D．在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小C　[在推的过程中，甲推乙的力和乙推甲的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等、方向相反，故A错误；作用力与反作用力具有等时性，故B错误；分开后，两人受到的合力都是摩擦力，根据牛顿第二定律，a＝＝μg，所以甲、乙的加速度大小相等，由运动学公式－2μgx＝0－v2知，刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度，故C正确，D错误．]7．(多选)随着计算机技术的发展与传感器技术的有机结合，就可以把看不见、摸不到的作用力与反作用力显示在计算机屏幕上．现把两个相互作用的弹簧挂钩与传感器接在计算机屏幕上出现的结果如图所示，通过观察分析两个力传感器的变化曲线，可得结论(　　)A．作用力与反作用力大小始终相等，因此物体受力平衡B．作用力与反作用力大小始终相等、方向相反，作用在同一条直线上C．作用力与反作用力始终作用在一个物体上，合力为0D．牛顿第三定律研究的是物体间的相互作用，因此不论物体如何运动，物体间相互作用的关系相同BD　[两个相互作用的弹簧间的作用力一定为作用力和反作用力，两个力的效果不能抵消，故选项A、C错误，B、D正确．]8．如图所示，台秤上放一个装有水的容器，有一个金属球挂在弹簧测力计下面，现将金属球浸没在水中，比较在金属球浸入水中前、后的情况是(　　)A．弹簧测力计的示数减小，台秤的示数不变B．弹簧测力计的示数不变，台秤的示数增加C．弹簧测力计的示数减小，台秤的示数增大，且减少的示数等于增加的示数D．弹簧测力计的示数增大，台秤的示数减小，且增加的示数等于减少的示数C　[当金属球浸入水中后，受到向上的浮力作用，故弹簧测力计的示数减小；由牛顿第三定律，在水对球有向上的浮力的同时，金属球对水有向下的作用力，这两个力大小相等、方向相反，故使得台秤的示数增大，且弹簧测力计减少的示数等于台秤增加的示数，选项C正确．]9.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量m＝15 kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m1＝10 kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图所示．不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度是多少？(g取10 m/s2)[解析]　重物刚好要离开地面时，猴子有最大加速度，设此加速度为a.此时，对于重物有T＝mg，对于猴子有T′－m1g＝m1a，由牛顿第三定律知T＝T′，所以a＝＝5 m/s2.[答案]　5 m/s2(建议用时：15分钟)10．如图所示，两车厢的质量相同，其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近．若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦，下列对于哪个车厢里有人的判断正确的是(　　)A．绳子的拉力较大的那一端车厢里有人B．先开始运动的车厢里有人C．后到达两车中点的车厢里有人D．不去称量质量无法确定哪个车厢有人C　[根据牛顿第三定律，两车之间的拉力大小相等，故A错误；有拉力后，两车同时受到拉力，同时开始运动，故B错误；两车之间的拉力大小相等，根据牛顿第二定律，总质量大，加速度小，由x＝at 2，相同时间内位移小，后到达中点．即后到达两车中点的车厢里有人，故C正确，D错误．]11.质量为M的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图所示，若重物以加速度a下降(a<g)，则人对地面的压力大小为 (　　)A．(M＋m)g－maB．M(g－a)－maC．(M－m)g＋maD．Mg－maC　[对重物，设绳的拉力为T，由牛顿第二定律知：mg－T＝ma，所以，绳的拉力为T＝mg－ma.对人受力分析，受重力、绳的拉力及地面的支持力而平衡，则Mg＝N＋T，所以N＝Mg－T＝(M－m)g＋ma.人对地面的压力与地面对人的支持力为一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律知，人对地面的压力大小也为(M－m)g＋ma，故C正确．]12.如图所示，一只质量为m的猫，抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M的竖直杆．当悬绳突然断裂时，小猫急速沿杆竖直向上爬，以保持它离地面的高度不变．则杆下降的加速度为(　　)A．g  B．g  C.g  D．gB　[设猫急速上爬时，对杆的作用力为f，方向向下，杆对猫的作用力大小为f′，方向向上．绳断裂后，猫和杆的受力情况如图所示．由于猫急速上爬，保持对地面的高度不变，意味着这个过程中，猫对地无加速度，处于平衡状态，所以f′＝mg.杆仅受两个竖直向下的力的作用，由牛顿第三定律知f＝f′，根据牛顿第二定律知，杆的加速度大小为aM＝＝g，其方向竖直向下，故B正确．]13.如图所示，质量为M的平板小车放在倾角为θ的光滑斜面上(斜面固定)，一质量为m的人在车上沿平板向下运动时，小车恰好静止，求人的加速度．[解析]　小车静止在斜面上，对小车进行受力分析如图甲所示，根据合力为零得f′－Mgsin θ＝0，甲　　　　　　　　乙人的受力情况如图乙所示，根据牛顿第二定律得f＋mgsin θ＝ma，根据牛顿第三定律得f′＝f，解得a＝gsin θ.[答案]　gsin θ14.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f.由牛顿第二定律得：mg＋f＝ma，由牛顿第三定律可知小球对钢丝竖直向上的摩擦力f′＝f.对圆环受力分析可知，圆环受重力Mg和竖直向上的摩擦力f′作用，则：Mg＝f′，由以上各式解得：a＝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＝＝.[答案]　g