高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第三定律课后练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第三定律课后练习题，共5页。试卷主要包含了选择题，实验题等内容，欢迎下载使用。

合格考过关检验
一、选择题(第1~5题为单选题,第6~7题为多选题)
1.关于反作用力在日常生活和生产技术中的应用,下列说法错误的是( )
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燃气,从而获得向前的反作用力即动力
C.农田灌溉用自动喷水器,当水从弯管的喷嘴里喷射出来时,弯管会自动转向
D.软体动物乌贼在水中通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
答案B
解析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,选项A正确。汽车行驶时,通过排气筒向后排出燃气,虽然燃气对排气筒有反作用力,但反作用力很小,并不是汽车动力的来源,选项B错误。农业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,然后用力把水压出体外,根据牛顿第三定律可知,乌贼就获得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.如图所示,用网球拍打击飞过来的网球时,球拍打击网球的力的大小( )
A.大于球撞击球拍的力
B.等于球撞击球拍的力
C.小于球撞击球拍的力
D.比球撞击球拍的力稍晚产生
答案B
解析用网球拍打击飞过来的网球过程中,网球拍打击网球的力与球撞击球拍的力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律得知,两个力是同时产生的,大小相等、方向相反,选项B正确,A、C、D错误。
3.竹蜻蜓是一种中国传统的民间儿童玩具,流传甚广。如图所示,竹蜻蜓由竹柄和“翅膀”两部分组成。双手一搓竹柄,然后松开,竹蜻蜓就会旋转着飞上天空,过一会儿再落下来。松手后,关于竹蜻蜓和空气间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.竹蜻蜓对空气的作用力大于空气对竹蜻蜓的作用力
B.竹蜻蜓对空气的作用力小于空气对竹蜻蜓的作用力
C.竹蜻蜓对空气的作用力等于空气对竹蜻蜓的作用力
D.竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力方向相同
答案C
解析竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,它们大小相等、方向相反,故选项C正确。
4.如图所示,物体放在水平桌面上,受到一个水平向右的拉力F作用,却仍然保持静止,则下列说法正确的是( )
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
答案D
解析物体受到F和摩擦力、重力和支持力两对平衡力作用而处于平衡状态,选项A错误,D正确;由于作用力和反作用力分别作用在两个不同物体上,所以物体所受四个力中,不可能构成作用力和反作用力,选项B、C错误。
5.(2023·江苏南京市第二十九中学高一期中)如图,P和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是( )
A.P所受的重力和Q对P的支持力
B.桌面对Q的支持力和P对Q的压力
C.Q所受的重力和Q对P的支持力
D.P对Q的压力和Q对P的支持力
答案D
解析P所受的重力和Q对P的支持力,是一对平衡力,选项A错误;桌面对Q的支持力和P对Q的压力,既不是作用力与反作用力,也不是平衡力,选项B错误;Q所受的重力和Q对P的支持力,既不是作用力与反作用力,也不是平衡力,选项C错误;P对Q的压力和Q对P的支持力是作用力和反作用力,选项D正确。
6.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、乙两人进行“押加”比赛,甲获胜,则下列说法正确的是( )
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,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小
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.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜
答案BD
解析物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的,只有当物体所受的合外力不为零时,物体的运动状态才会改变。不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,由于它们作用在不同的物体上,所以其效果可以不同。甲获胜的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力;乙后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力;根据牛顿第三定律,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,选项B、D正确。
7.如图所示,质量均为m的两木块a、b叠放在水平面上,a、b分别受到两个水平拉力的作用,两个力的大小均为F,两木块保持静止状态,则( )
A.a、b之间一定存在静摩擦力
B.b与地面之间一定存在静摩擦力
C.b与地面之间一定不存在静摩擦力
D.地面对b的支持力一定大于2mg
答案AC
解析由于两木块保持静止,对a受力分析可知a、b之间一定存在静摩擦力,选项A正确;对a、b整体进行受力分析可知b与地面之间一定不存在静摩擦力,且地面对b的支持力等于2mg,选项B、D错误,C正确。
二、实验题
8.如图甲所示,用传感器研究两钩子间的作用力与反作用力,其中左侧传感器固定于木块上,两个钩子拉力的情况由计算机屏幕显示如图乙所示。
甲
乙
(1)根据乙图,下列说法正确的是 。
A.可能是木块静止时得到的
B.可能是木块匀速运动时得到的
C.可能是木块加速运动时得到的
D.木块的速度一定变化
(2)根据乙图可知一对作用力和反作用力之间存在的关系是 。(至少写出两点)
答案(1)ABC (2)大小相等,方向相反,同时存在,同时变化等
解析两钩子之间的相互作用始终是大小相等、方向相反的,与物体的运动状态无关,A、B、C均有可能,选项A、B、C正确,D错误。
等级考素养提升
一、选择题(第1~5题为单选题,第6~8题为多选题)
1.某班在体育课上进行足球小组对抗赛,某时李兵将足球水平踢出,在他踢球时,下列说法正确的是( )
A.脚对球的作用力与球对脚的作用力合力为0
B.脚对球的作用力大于球对脚的作用力
C.脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等
D.脚对球的作用力与球的重力是一对平衡力
答案C
解析脚对球的作用力与球对脚的作用力,作用在不同的物体上,是一对相互作用力,所以二力大小相等,方向相反,但二力不能求合力,选项C正确,A、B错误;脚对球的作用力沿水平方向,重力沿竖直方向,二者不可能为平衡力,选项D错误。
2.如图所示,质量相等的甲、乙两人所用绳子相同,甲拉住绳子悬在空中处于静止状态;乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了,则( )
A.绳子对甲的拉力小于甲的重力
B.绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力
C.乙拉断绳子前瞬间,绳上的拉力一定小于乙的重力
D.乙拉断绳子前瞬间,绳上的拉力一定大于乙的重力
答案D
解析甲悬在空中静止,受到平衡力作用,绳子的拉力和甲的重力是一对平衡力,甲受到绳子的拉力等于甲的重力,选项A错误。绳子对甲的拉力与甲对绳子的拉力是作用力和反作用力,大小相等,选项B错误。甲、乙质量相等,重力相等,绳子相同。甲悬在空中绳子未拉断,绳子的拉力等于甲的重力。乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了,绳子对乙的拉力大于绳子对甲的拉力,甲、乙重力相等,所以乙拉断绳子前瞬间,绳受到的拉力一定大于乙受到的重力,选项C错误,D正确。
3.如图所示,斜面形状的小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁。若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,小车后来受力个数为( )
A.3B.4
C.5D.6
答案B
解析对M和m整体,它们必受到重力和地面支持力,因小车静止,由水平方向上二力平衡可知墙面对小车必无作用力。以物体m为研究对象,受重力、斜面对它的支持力、斜面对它的静摩擦力。由牛顿第三定律,以小车为研究对象,如图所示,它受重力GM、地面的支持力FN1、m对它的压力FN2和m对它的静摩擦力Ff4个力,选项B正确。
4.甲、乙双方同学在水平地面上进行拔河比赛,正僵持不下,如图所示。如果地面对甲方所有队员的总的摩擦力为5 000 N,同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为600 N。绳上的A、B两点分别位于甲1和乙1、乙1和乙2之间。不考虑绳子的质量。下面说法正确的是( )
A.A处绳上的拉力为10 000 N
B.B处绳上的拉力为4 400 N
C.同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为600 N,其原因为它们是一对作用力与反作用力
D.乙2队员对地面的摩擦力是600 N
答案B
解析对甲方整体分析,其在水平方向上受到摩擦力和绳子拉力,根据二力平衡知,A处绳子的拉力F=Ff甲=5000N,选项A错误。对乙方分析,乙方在水平方向受到绳子的拉力和摩擦力,也处于二力平衡状态,A处绳子拉力为F=5000N,乙1对绳子拉力为600N,所以乙2及其之后同学组成的整体对绳子拉力为5000N-600N=4400N,即B点的绳子拉力为4400N,选项B正确。同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为600N,但两个力作用在一个物体上,不是相互作用力,选项C错误。乙2及其之后同学组成的整体所受摩擦力为4400N,不能判断乙2队员所受摩擦力的情况,选项D错误。
5.如图所示,一个人站在水平地面上的长木板上,用力F向右推同样放置在木板上的箱子,木板、人、箱子均处于静止状态。三者的质量均为m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.箱子受到的摩擦力方向向右
B.人受到的摩擦力方向向右
C.地面对木板的摩擦力方向向右
D.若人用斜向下的力推箱子,则木板对地面的压力会大于3mg
答案B
解析箱子在水平方向受到人向右的推力和木板向左的摩擦力而处于静止状态,选项A错误;人受到箱子对人的向左的推力和木板对人的向右的摩擦力,二力平衡,选项B正确;木板受到箱子向右的摩擦力和人向左的摩擦力,二力平衡,所以地面对木板没有摩擦力,选项C错误;将木板、人、箱子三者看作一个整体,竖直方向受到重力和地面的支持力,所以支持力等于三者的重力之和3mg,根据牛顿第三定律,木板对地面的压力大小为3mg,选项D错误。
6.如图所示,平板车置于水平地面上,人站在平板车上保持静止,下列说法正确的是( )
A.人所受的重力与平板车对人的支持力是一对平衡力
B.平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对平衡力
C.人所受的重力与人对平板车的压力是一对作用力与反作用力
D.平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对作用力与反作用力
答案AD
解析人所受的重力与平板车对人的支持力是一对平衡力,选项A正确;平板车对人的支持力与人对平板车的压力是一对作用力与反作用力,选项B、C错误,D正确。
7.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等于铁块的重力
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
答案AD
解析铁块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,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,选项B错误;磁板所受铁块的压力等于A所受的支持力,大于铁块的重力,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,选项D正确。
8.搭载着嫦娥三号的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空,下面关于卫星与火箭升空的情形叙述正确的是( )
A.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力
B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力
D.卫星进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力
答案AD
解析火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体。火箭向下喷气时,喷出的气体对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推动力。此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关,选项B、C错误,A正确。火箭运载卫星进入轨道之后,卫星与地球之间依然存在相互吸引力,即地球吸引卫星,卫星吸引地球,这是一对作用力与反作用力,选项D正确。
二、计算题
9.质量为3.0 kg的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,当拉力F1=8.0 N时,木箱静止;当拉力F2=10.3 N时,木箱做匀速运动。(g取9.8 N/kg)求:
(1)木箱与地面间的动摩擦因数;
(2)木箱在8.0 N的拉力作用下对水平地面的摩擦力的大小;
(3)木箱在12.0 N的水平拉力作用下,对水平地面的摩擦力的大小。
答案(1)0.35 (2)8.0 N (3)10.3 N
解析(1)当拉力F2=10.3N时,木箱匀速运动,木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1,根据二力平衡条件有Ff1=F2=10.3N
木箱放在水平地面上,则木箱对地面的压力大小等于木箱的重力,即FN=mg
根据滑动摩擦力公式Ff=μFN,则木箱与地面间的动摩擦因数为μ=
联立解得μ==0.35。
(2)当拉力F1=8.0N时,木箱静止,木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1是一对平衡力,则有Ff2=F1=8.0N。
根据牛顿第三定律,木箱对地面的摩擦力为8.0N。
(3)当拉力F3=12.0N时,木箱将在地面上滑动,此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力。由第(1)问可知,Ff3=Ff1=10.3N。
根据牛顿第三定律,木箱对地面的摩擦力为10.3N。