物理必修 第一册3 牛顿第三定律一课一练

第3节　牛顿第三定律

1．作用力和反作用力

(1)力的物质性：力是物体对物体的作用，只要谈到力，就一定存在着受力物体和施力物体。

(2)力的相互性：观察和实验的结果表明，两个物体之间的作用总是相互的。当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。我们可以把其中任何一个力叫作作用力，另一个力叫作反作用力。它们总是互相依赖、同时存在的。

2．牛顿第三定律

(1)内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

(2)表达式：F＝－F′。

3．物体受力的初步分析

(1)分析物体的受力，有两条思路：一是根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况；二是根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体的受力。

(2)受力分析一般步骤：首先必须明确研究对象，然后按重力、弹力和摩擦力的顺序来分析它的受力情况，要注意分析的是物体受到的力，而不是施加的力，不要把某个力的反作用力跟这个力的平衡力混淆。

(3)平衡力与作用力和反作用力

①一对相互平衡的力：大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一物体上。

②一对作用力和反作用力：大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，分别作用在两个物体上。

③一对作用力和反作用力一定是同一种类的力，而一对相互平衡的力则不一定是同一种类的力。

4．受力分析注意事项

(1)不要把研究对象所受的力与其他物体所受的力混淆。

(2)在分析各力的过程中，一定要找到它的施力物体，没有施力物体的力是不存在的，这样可以防止“多力”。

(3)对于多个物体组成的系统进行受力分析时，可根据问题对整体或将其中一个物体隔离进行受力分析，称为整体法和隔离法。两种方法经常综合运用。

(4)对于多物体系统，如果其中一个物体A的受力情况难以分析，可根据牛顿第三定律转换研究对象，先分析A的一个受力较少的施力物体B的受力情况，进而间接得到物体A的受力情况。这种方法称为转换研究对象法。

典型考点一　作用力和反作用力　牛顿第三定律

1. (多选)如图所示，物块P、Q叠放在一起，静止在水平桌面上，在下列各对力中，属于作用力和反作用力的有(　　)

A．P所受的重力和Q对P的支持力

B．P所受的重力和P对Q的压力

C．P对Q的压力和Q对P的支持力

D．Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力

答案　CD

解析　P所受的重力和Q对P的支持力，受力物体都是P，它们是一对平衡力，A错误；P对Q的压力的施力物体是P，受力物体是Q，P所受的重力和P对Q的压力大小相等、方向相同，不是同一种类的力，它们不是一对作用力和反作用力，B错误；P对Q的压力的施力物体是P，受力物体是Q，Q对P的支持力的受力物体是P，施力物体是Q，它们是一对相互作用力，C正确；Q对桌面的压力的施力物体是Q，受力物体是桌面，桌面对Q的支持力的受力物体是Q，施力物体是桌面，它们是一对相互作用力，D正确。

2．汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法中正确的是(　　)

A．汽车拉着拖车前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力

B．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力

C．匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力

D．拖车不管是匀速前进，还是加速前进或减速前进，汽车对拖车的拉力的大小都等于拖车对汽车的拉力

答案　D

解析　汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力和反作用力，作用力和反作用力总是大小相等、同时产生、同时存在，A、B、C错误，D正确。

典型考点二　一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别

3．如图所示，人沿水平方向拉牛，但没有拉动，下列说法中正确的是(　　)

A．绳拉牛的力小于牛拉绳的力

B．绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力

C．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力

D．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是相互作用力

答案　C

解析　绳拉牛的力和牛拉绳的力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，A、B错误；由于牛没有被拉动，所以绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力，C正确，D错误。

4. (多选)如图所示，不计悬绳的质量，把P和Q两物体悬吊在天花板上。当两物体静止后，下列说法正确的是(　　)

A．天花板对上段绳的拉力和P对上段绳的拉力是一对平衡力

B．上段绳对P的拉力和下段绳对P的拉力是一对平衡力

C．下段绳对Q的拉力和Q的重力是一对平衡力

D．下段绳对P的拉力和下段绳对Q的拉力是一对作用力与反作用力

答案　AC

解析　天花板对上段绳的拉力和P对上段绳的拉力，大小相等，方向相反，作用在同一个物体上，是一对平衡力，A正确；物体P受3个力而处于平衡状态，故上段绳对P的拉力和下段绳对P的拉力大小不相等，不是一对平衡力，B错误；下段绳对Q的拉力和Q的重力大小相等、方向相反、作用在同一物体上，是一对平衡力，C正确；下段绳对P的拉力和下段绳对Q的拉力大小相等、方向相反，但涉及3个物体，不是一对作用力与反作用力，D错误。

典型考点三　物体受力的初步分析

5．(多选)机场常用传送带为顾客运送行李或货物，在传送带运送货物过程中主要有水平运送和沿斜面运送两种形式，如图所示，a为水平传送带，b为倾斜传送带。当行李随传送带一起匀速运动时，下列几种判断中正确的是(　　)

A．a情形中的物体受到重力、支持力

B．a情形中的物体受到重力、支持力和摩擦力作用

C．b情形中的物体受到重力、支持力和摩擦力作用

D．b情形中的物体所受支持力与重力是一对平衡力

答案　AC

解析　a情形中物体受到重力、支持力，二力平衡，A正确，B错误；b情形中物体受到重力、支持力和摩擦力，处于平衡状态，物体所受的支持力和重力不在同一条直线上，不是一对平衡力，C正确，D错误。

6. 如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是(　　)

A．物体可能只受两个力作用

B．物体可能受三个力作用

C．物体可能不受摩擦力作用

D．物体一定受四个力作用

答案　D

解析　物体在粗糙水平地面上做匀速直线运动，由于拉力F斜向上，物体一定受到地面的支持力和向左的滑动摩擦力作用，即物体一定受四个力作用，D正确。

7. 如图所示，物体A、B叠放在地面上，水平力F作用在物体B上，物体A、B处于静止状态，以下关于A、B的受力情况说法正确的是(　　)

A．B只受到重力、支持力和摩擦力的作用

B．A只受到重力、支持力、压力和两个摩擦力的作用

C．A只受到重力、支持力、压力和地面对它的摩擦力的作用

D．通过B的传递，A也受到力F的作用

答案　B

解析　物体B静止在A上，受重力、支持力、拉力和摩擦力作用，如图1所示，A错误；对物体A进行受力分析，A受重力GA、地面的支持力N2、B对A的摩擦力f′、地面对A的摩擦力f地和B对A的压力N1′，如图2所示，B正确，C错误；由以上分析可知，A不受力F的作用，D错误。

8. 如图所示，斜面小车M静止在光滑水平地面上，一边紧贴墙壁。若再在斜面上加一物体N，且M、N相对静止，此时小车受力的个数为(　　)

A．3  B．4

C．5  D．6

答案　B

解析　M、N均处于平衡状态，先对M、N组成的整体受力分析，受重力和地面的支持力，墙壁对M没有作用力；再对物体N受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力；最后对M受力分析，受重力、N对它垂直斜面向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，以及地面对它竖直向上的支持力，共4个力，B正确。

9．画出下列两图中物块的受力示意图。

答案　

解析　有形变才有弹力，有弹力才可能有摩擦力，没有弹力一定不存在摩擦力，故图1中物块只受重力作用，图2中物块受重力、力F、弹力F′和摩擦力四个力的作用。

1．下列关于作用力和反作用力的说法中正确的是(　　)

A．先有作用力，后有反作用力

B．只有物体处于静止状态时，物体间才存在作用力和反作用力

C．只有物体接触时，物体间才存在作用力和反作用力

D．两物体间的作用力和反作用力一定是相同种类的力

答案　D

解析　作用力和反作用力同时产生、同时消失，是相同种类的力，A错误，D正确；作用力和反作用力存在于相互作用的物体之间，与物体处于什么状态，是否接触无关，B、C错误。

2. 如图所示，两个小球A和B，中间用弹簧连接，并用细绳悬挂于天花板上，下面四对力中属于平衡力的是(　　)

A．绳对A的拉力和弹簧对A的拉力

B．弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力

C．弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力

D．B的重力和弹簧对B的拉力

答案　D

解析　对A、B受力分析如图所示。A球受三个力作用而处于静止状态，所以绳对A的拉力F和弹簧对A的拉力F1不是一对平衡力，A错误；弹簧对A的拉力F1和弹簧对B的拉力F1′作用在两个物体上，不是一对平衡力，B错误；弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力是一对作用力和反作用力，C错误；B的重力和弹簧对B的拉力都是B受到的力，是一对平衡力，D正确。

3．鸡蛋与桌面相碰，蛋壳破裂。关于鸡蛋与桌面间的相互作用力，下列说法中正确的是(　　)

A．桌面对鸡蛋的力的大小大于鸡蛋对桌面的力的大小

B．桌面对鸡蛋的力的大小小于鸡蛋对桌面的力的大小

C．桌面对鸡蛋的力的大小与鸡蛋对桌面的力的大小相等

D．桌面对鸡蛋的力的方向与鸡蛋对桌面的力的方向相同

答案　C

解析　桌面对鸡蛋的力与鸡蛋对桌面的力是一对作用力和反作用力，二者总是大小相等、方向相反，C正确，A、B、D错误。

4．在“鸟巢欢乐冰雪季”期间，花样滑冰中的男运动员稳稳地托举着女运动员一起滑行。对于此情境，下列说法中正确的是(　　)

A．由于男运动员稳稳地托举着女运动员一起滑行，所以男运动员对女运动员的支持力大于女运动员受到的重力

B．男运动员受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力

C．女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的支持力是一对作用力和反作用力

D．男运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力是一对作用力和反作用力

答案　D

解析　男运动员稳稳地托举着女运动员一起滑行，女运动员在竖直方向受力平衡，男运动员对女运动员的支持力等于女运动员受到的重力，A错误；在竖直方向，男运动员受到重力、冰面对他的支持力和女运动员对他的压力，这三个力平衡，B错误；女运动员对男运动员的压力与男运动员对女运动员的支持力是一对作用力和反作用力，C错误；男运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力是一对作用力和反作用力，D正确。

5．如图所示，两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面，质量mA>mB。让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是(　　)

答案　A

解析　A、B在竖直下落过程中与墙面没有弹力，所以也没有摩擦力，A、B均做自由落体运动，均只受重力，A正确。

6. 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。当A推B时，下列说法中正确的是(　　)

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

答案　A

解析　A推B时，A与B之间有相互作用力，A对B的作用力和B对A的作用力是一对相互作用力，一对作用力与反作用力总是同时产生的，且大小相等、方向相反，A正确，B、C、D错误。

7. (多选)如图所示，一个物块沿粗糙斜面向上减速运动，关于物块的受力分析，下列说法正确的是(　　)

A．物块受到3个力作用

B．物块受到4个力作用

C．物块受到斜面的弹力方向竖直向上

D．物块受到斜面的摩擦力方向平行于斜面向下

答案　AD

解析　物块受到重力、斜面的支持力和滑动摩擦力3个力作用，A正确，B错误；弹力与接触面相互垂直，所以物块受到斜面的弹力方向垂直于斜面向上，C错误；滑动摩擦力的方向与物块相对斜面的运动方向相反，物块相对斜面上滑，则滑动摩擦力的方向平行于斜面向下，D正确。

8. (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．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜

B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力

C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力

D．甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力，只是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力，所以甲获胜

答案　BD

解析　无论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，即任何情况下，甲对乙的拉力都等于乙对甲的拉力，A、C错误，B正确；甲获胜的原因是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力，D正确。

9. 如图所示，物体B放在粗糙的水平地面上，物体A、B间的接触面光滑。在水平推力F作用下两物体一起匀速向右运动，物体A恰好与物体B保持相对静止，则关于A、B两物体的受力个数，下列说法正确的是(　　)

A．A受3个力，B受4个力

B．A受4个力，B受3个力

C．A受3个力，B受3个力

D．A受4个力，B受4个力

答案　A

解析　已知A恰好与B保持相对静止，A、B间的接触面光滑，对A进行受力分析：受到重力、推力F和B的支持力；对B进行受力分析：受到重力、地面的支持力、摩擦力和A的压力，A正确。

10．下列四幅图中各接触面均光滑，A物体处于静止状态，下列对A的受力分析，正确的是(　　)

答案　C

解析　A中，竖直方向上重力G与绳子的拉力F1平衡，若存在斜面的弹力F2，小球将不可能处于静止状态，A错误；B中，小球受重力和水平面的支持力作用，如果存在斜面对小球的压力F2，小球将不可能静止，B错误；C中，A处于静止状态，所以A不受右侧球的弹力，故A只受重力和支持力作用，C正确；D中，A受重力、支持力和上面物体的压力作用，D错误。

11. 如图所示，在水平地面上有一质量为M的物块，其上放着一个质量为m的小物块，两者间有一条处于压缩状态的轻弹簧，整个装置相对地面静止。下列说法中正确的是(　　)

A．M对m的摩擦力方向向左

B．m对M的摩擦力方向向左

C．地面对M的摩擦力方向向右

D．地面对M的摩擦力方向向左

答案　B

解析　以m为研究对象，压缩状态的弹簧对m有向左的弹力，由平衡条件可知，m受到向右的摩擦力，根据牛顿第三定律得知，M受到m对它向左的摩擦力，A错误，B正确；以M、m和弹簧组成的整体为研究对象，分析受力如图所示，根据平衡条件可知，地面对M没有摩擦力，C、D错误。

12. 用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止，如图所示，对此，下列说法中正确的是(　　)

A．铁块B受A给它的摩擦力的方向可能向上，也可能向下

B．铁块B肯定受墙给它的竖直向上的摩擦力

C．铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力

D．铁块B受墙的摩擦力方向可能向上，也可能向下

答案　B

解析　A处于静止状态，在竖直方向上受到竖直向下的重力，有向下运动的趋势，故B对A施加的摩擦力方向竖直向上，根据牛顿第三定律知A对B的摩擦力竖直向下，B的重力竖直向下，所以B相对墙有向下运动的趋势，墙给B有向上的摩擦力，所以A、C、D错误，B正确。

13．如图所示，四根完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：

①弹簧的左端固定在墙上；②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④弹簧的左端拴一小物块，物块在粗糙的桌面上滑动。

弹簧质量不计，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有(　　)

A．L2>L1  B．L4>L3

C．L1>L3  D．L2＝L4

答案　D

解析　弹簧的伸长量由弹簧的弹力(F弹)大小决定。由于弹簧质量不计，这四种情况下，F弹都等于弹簧右端拉力F，因而弹簧伸长量均相同，故D正确。

14. 如图，质量为mA和mB的小球与劲度系数均为k的轻弹簧L1和L2连接，静止时，两弹簧伸长量分别为x1和x2，则(　　)

A．只要mA＝mB，有x1＝x2

B．只要mA>mB，有x1<x2

C．只要mA<mB，有x1<x2

D．只要不超出弹性限度，始终有x1>x2

答案　D

解析　由于kx2＝mBg，kx1＝(mA＋mB)g，故x1>x2，所以D正确。

15．下列各图中物体A均处于静止状态，画出各图中物体A所受的力的示意图。(球面是光滑的，其他物体的表面是粗糙的)

答案　

解析　受力分析时，先分析重力，再分析接触力；分析接触力时，先分析弹力，再分析摩擦力。甲图中物体A受到重力、斜面的支持力和静摩擦力；乙图中物体A受到重力、绳的拉力、地面的支持力和向左的静摩擦力；丙图中物体A受到重力、半球的支持力和绳的拉力；丁图中物体A受到重力、挡板的支持力和斜面的支持力。分别作出受力图如答案图所示。