2021届高考物理一轮复习核心素养测评七牛顿第一定律牛顿第三定律含解析

牛顿第一定律　牛顿第三定律(45分钟　100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，1～6题为单选题，7～9题为多选题)1.(2020·秦皇岛模拟)亚里士多德在其著作《物理学》中说：一切物体都具有某种“自然本性”，物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”，而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”。伽利略、笛卡儿、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法，建立了新物理学；新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”。下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是              (　　)A.一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动B.作用在物体上的力，是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因C.竖直向上抛出的物体，受到了重力，却没有立即反向运动，而是继续向上运动一段距离后才反向运动，是由于物体具有惯性D.可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的【解析】选D。可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子”转动需要的向心力超过了“桌面给盘子的摩擦力”，选项D错误。2.春秋末年齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动。这是关于惯性的最早记述。下列关于惯性的说法中正确的是              (　　)A.车只在运动时才具有惯性 B.撤去拉力后车的惯性大小不变C.拉力可以改变车的惯性D.车运动越快惯性越大【解析】选B。惯性指物体保持原来运动状态不变的性质，惯性是物体本身固有的属性，任何物体任何状态下都有惯性；质量是物体惯性大小的唯一的量度，故B正确，A、C、D错误。【加固训练】(多选)小轩很喜欢爸爸新买的数码照相机，在旅途中拍下了火车内桌面上塑料杯瞬间的不同状态，如图中的甲、乙、丙所示。则下列关于火车运动状态的判断可能正确的是(　　)A.甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向左减速B.甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右加速，丙图中火车突然向左加速C.甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右减速，丙图中火车突然向右加速D.甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向右减速【解析】选A、C。题图甲中，塑料杯相对于桌面的位置没有发生改变，因此它们的运动状态是相同的，说明此时在匀速运动，题图乙中，塑料杯向右倾倒，说明火车突然向左加速(或向右减速)，因为，火车突然向左加速时，塑料杯的下部由于摩擦也随着加速，而上部由于惯性仍然保持原来的运动状态，所以才会向右倾倒，火车向右减速时的情形也可用类似的方法解释，题图丙中，塑料杯向左倾倒，说明火车突然向左减速(或向右加速)，因为，火车突然向左减速时，塑料杯的下部由于摩擦也随着减速，而上部由于惯性仍保持原来的运动状态，所以才会向左倾倒，火车向右加速时的情形也可用类似的方法解释，所以，题图甲中火车在匀速运动，题图乙中火车突然向左加速(或向右减速)，题图丙中火车突然向左减速(或向右加速)，选项A、C正确。3.春暖河开，冰面上一块石头逐渐下陷，对于此现象下列说法不正确的是(　　)A.冬天冰硬，冰面的反作用力等于石头的压力。春天冰面变软，它的作用力达不到石头的压力，故石头下陷B.不管是冬天还是春天，冰面对石头的支持力与石头对冰面的压力相等C.下陷是因为冰面对石头的支持力小于石头的重力D.春暖河开冰面对石头的支持力较冬天减小【解析】选A。无论冰软硬，冰面对石头的作用力总等于石头对冰面的压力，选项A错误，B正确；下陷是因为冰面对石头的支持力小于石头的重力，石头所受合力向下，选项C正确；冬天时冰面对石头的支持力等于石头的重力，春暖河开冰面对石头的支持力较冬天减小，选项D正确，故选A。4.从下列哪个物理规律可演绎出“质量是物体惯性大小的量度”这一结论(　　)A.牛顿第一定律　　　　  B.牛顿第二定律C.牛顿第三定律    D.机械能守恒定律【解析】选B。牛顿第一定律揭示了物体具有惯性，并没有指出“质量是物体惯性大小的量度”，A错；依牛顿第二定律，a=，F相同时，m越大，a越小，物体运动状态的变化越小，其惯性就越大，B对；牛顿第三定律不涉及物体质量，也不涉及惯性，C错；机械能守恒定律也不涉及惯性，D错。5.(2019·唐山模拟)本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下列各选项是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是              (　　)A.这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地的B.骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车摔倒C.因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地D.因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒下了【解析】选B。人与车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑时，前轮静止，但人与车的后半部分由于具有惯性仍保持向前运动，因此人和车摔倒，故B正确，A、C、D错误。6.如图所示，劈形物体M的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上。在M的水平表面上放一光滑小球m，释放M，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(　　)A.沿斜面向下的直线    B.竖直向下的直线C.无规则的曲线      D.抛物线【解析】选B。力是改变物体运动状态的原因，由于劈形物体M的各表面光滑，则小球在碰到斜面前，水平方向不受外力，速度为零，故其运动轨迹为竖直向下的直线。所以本题应选B。7.下列说法正确的是 (　　)A.“天宫二号”进入运行轨道后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力B.火箭加速上升时，火箭发动机的推力大于火箭的重力C.鸡蛋撞击石头，蛋碎石全，是因为鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力D.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小【解析】选A、B、D。“天宫二号”进入运行轨道后，地球对它的引力和它对地球的引力是一对作用力和反作用力，A对；火箭加速上升时，有向上的加速度，依牛顿第二定律，F-mg=ma，F>mg，B对；鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等、方向相反，鸡蛋壳的机械强度远小于石头的机械强度，所以蛋碎石全，C错；乒乓球质量小，惯性小，运动状态容易改变，可以快速抽杀，D对。8.(2019·石家庄模拟)如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验的情景，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”，此过程中              (　　) A.地球对人的吸引力和人对地球的吸引力大小相等B.人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力C.人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小D.人被向上“托起”时处于超重状态【解析】选A、D。地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是一对相互作用力，等大反向，A项正确；相互作用力是两个物体间的相互作用，而人受到的重力和人受到气流的力涉及人、地球、气流三个物体，不是一对相互作用力，B项错误；由于风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”，在竖直方向上合力不为零，所以人受到的重力大小不等于气流对人的作用力大小，C项错误；实验者被加速向上“托起”时，加速度方向向上，处于超重状态，D项正确。【总结提升】应用牛顿第三定律分析问题时应注意以下几点：(1)不要凭日常观察的直觉印象随便下结论，分析问题需严格依据科学理论。(2)理解应用牛顿第三定律时，一定抓住“总是”二字，即作用力与反作用力的这种关系与物体的运动状态无关。(3)与平衡力区别应抓住作用力和反作用力分别作用在两个物体上。9.如图所示，一只小甲虫沿着倾斜的树枝向上匀速爬行，则 (　　) A.甲虫速度越大所受摩擦力越大B.树枝对甲虫的摩擦力方向沿树枝向下C.树枝对甲虫的作用力与甲虫所受的重力是一对平衡力D.甲虫匀速向下爬行与匀速向上爬行所受摩擦力方向相同【解析】选C、D。设倾角为θ，根据平衡条件可知甲虫所受的摩擦力f=mgsinθ，方向沿树枝向上，匀速运动过程中，θ不变，则摩擦力不变，故A、B错误。匀速运动，受力平衡，树枝对甲虫的作用力与甲虫所受的重力是一对平衡力，故C正确；甲虫匀速向下爬行与匀速向上爬行所受摩擦力方向相同，均为沿树枝向上，故D正确。二、计算题(16分，需写出规范的解题步骤)10.如图所示，倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的光滑小球放在墙与斜面体之间处于平衡状态，求小球对斜面体的压力大小和地面对斜面体的摩擦力大小。【解析】对小球受力分析如图甲所示，由平衡条件得：竖直方向：FN1cosθ-mg=0水平方向：FN2-FN1sinθ=0对整体受力分析如图乙所示，由平衡条件得：水平方向：Ff-FN2=0解得：FN1=，Ff=mgtanθ由牛顿第三定律得小球对斜面体的压力大小为F′N1=FN1=。答案：　mgtanθ11.(10分)如图所示，M、N两物体叠放在一起，在恒力F作用下，一起向上做匀加速直线运动， 对于N，存在___________对作用力与反作用力；对于M，存在_________对作用力与反作用力。 【解析】M、N两物体一起向上做匀加速直线运动，合力向上，对MN整体进行受力分析，受到重力和F，墙对M没有弹力，否则合力不能向上，也就不可能有摩擦力；对N进行受力分析，得：N受到重力，M对N的支持力，这两个力的合力不能向上，所以还受到M对N向上的静摩擦力，一共3个力，则N存在3对作用力与反作用力；再对M进行受力分析，得：M受到重力、推力F、N对M的压力以及N给M沿斜面向下的静摩擦力，一共4个力，则存在4对作用力与反作用力。答案：3　4【加固训练】如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则 (　　)A.A、B间没有静摩擦力B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθD.A与B间的动摩擦因数μ = tan θ【解析】选C。它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθ，A对B的静摩擦力等于B重力沿斜面方向的分力，选项A错误、C正确；由牛顿第三定律，A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下，选项B错误；A与B间的摩擦力是静摩擦力，不能确定A与B之间的动摩擦因数μ，选项D错误。12.(20分)如图所示，质量60 kg的人站在水平地面上，通过定滑轮和绳(不计其摩擦和绳子质量)竖直向上提起质量为10 kg的货物(g取10 m/s2)。求： (1)货物以a1=2 m/s2匀加速上升，人对地面压力多大；(2)货物匀加速上升时，其最大加速度为多大。【解析】(1)货物m受重力mg、绳子拉力FT，对m：FT-mg=ma1，FT=m(g+a1)=120 N；人在拉力FT、地面的支持力FN和重力Mg的作用下处于平衡：FT+FN=Mg，地面对人的支持力FN=Mg-FT=480 N，方向向上，根据牛顿第三定律得到：人对地面压力大小也为480 N，方向向下。(2)由FT+FN=Mg知，当FN=0时，绳子拉力=Mg最大，此时货物匀加速上升时，有最大加速度am，根据牛顿第二定律：-mg=mam，解得最大加速度am=50 m/s2。答案：(1)120 N　(2)50 m/s2【加固训练】如图所示，固定在水平面上的斜面倾角θ=37°，长方体木块A的MN面上钉着一颗小钉子，质量m=1.5 kg 的小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.50。现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑。求在木块下滑的过程中小球对木块MN面的压力。(g取10 m/s2， sin37°=0.6， cos37°=0.8) 【解析】由于木块与斜面间有摩擦力的作用，所以小球B与木块间有压力的作用，并且它们以共同的加速度a沿斜面向下运动。将小球和木块看作一个整体，设木块的质量为M，根据牛顿第二定律可得(M+m)gsinθ-μ(M+m)gcosθ=(M+m)a代入数据得a=2.0 m/s2 选小球为研究对象，设MN面对小球的作用力为N，根据牛顿第二定律有mgsinθ-N=ma代入数据得N=6.0 N  根据牛顿第三定律，小球对MN面的压力大小为6.0 N，方向沿斜面向下。答案：6.0 N，方向沿斜面向下