【物理】2019届一轮复习人教版牛顿第三定律的理解与应用学案

【物理】2019届一轮复习人教版牛顿第三定律的理解与应用学案

专题04 牛顿第三定律的理解与应用 重难讲练 ‎1. 作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”‎ ‎(1)六同：大小相同、性质相同、同一直线、同时产生、同时变化、同时消失。‎ ‎(2)三异：方向相反、不同物体、不同效果。‎ ‎(3)二无关：与物体的运动状态无关、与物体是否受其他力无关。‎ ‎2.一对相互作用力与平衡力的比较 比较 作用力和反作用力 一对平衡力 不 同 点 受力物体 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上 依赖关系 一定同时产生，同时消失 不一定同时产生、同时消失 叠加性 两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零 力的性质 一定是同性质的力 性质不一定相同 相同点 大小、方向 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 ‎3. 判断作用力和反作用力的方法 ‎(1)看作用点：作用力和反作用力应作用在两个物体上．‎ ‎(2)看产生的原因：作用力和反作用力是由于相互作用而产生的．‎ ‎(3)看力的性质：作用力与反作用力一定是同一性质的力．‎ ‎4. 牛顿第三定律是转换研究对象的桥梁 牛顿第三定律在受力分析、处理连接体问题中都有广泛的应用。当某个力不方便直接分析或求解时，可利用牛顿第三定律转换研究对象，通过分析或求解反作用力，从而快捷地解决问题。　　‎ 特别提醒　‎ 定律中的“总是”二字说明对于任何事物，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。‎ ‎【典例1】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，下列说法正确的是(　　)‎ 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 ‎【答案】　B ‎【典例2】如图所示，滑杆和底座静止在水平地面上，质量为M.一质量为m的猴子沿杆以0.4g的加速度加速下滑，则底座对地面的压力为多少？‎ ‎【答案】　Mg＋0.6mg ‎【解析】　设猴子受到杆的摩擦力为f，则有mg－f＝ma 对滑杆和底座受力分析，受重力Mg、支持力N、猴子对杆的摩擦力f′，受力分析如图．‎ 三力平衡：N＝Mg＋f′，‎ 由牛顿第三定律得：f′＝f，‎ 解得N＝Mg＋0.6mg 由牛顿第三定律得底座对地面的压力为N′＝N＝Mg＋0.6mg.‎ ‎【跟踪训练】‎ ‎1. 下列关于作用力与反作用力的说法中正确的是 (　　)‎ A．先有作用力，然后才有反作用力 B．作用力和反作用力的大小相等、方向相反，合力为零 C．物体间的作用力和反作用力一定同时产生、同时消失 D．只有两物体接触时，才会产生作用力和反作用力 ‎【答案】　C ‎【解析】　作用力和反作用力是同时产生、同时消失的，所以A错误，C正确．由于作用力和反作用力分别作用于两个不同的物体，因此这两个力不能互相抵消，也不能进行合成运算，所以B错误．只要两个物体间能发生力的作用，就存在相互作用力，而两个不接触的物体间也可以产生力的作用，如两块磁铁发生相互作用时就不需要接触，所以D错误．‎ ‎2. 如图所示为运动员跳水前的起跳动作．下列说法正确的是(　　)‎ A．运动员蹬板的作用力大小大于板对她们的支持力大小 B．运动员蹬板的作用力大小小于板对她们的支持力大小 C．运动员所受的支持力和重力相平衡 D．运动员所受的合外力一定向上 ‎【答案】　D ‎ 3. 如图所示，某人用手托着苹果处于静止状态，则(　　)‎ A.手所受压力是由于苹果的形变而产生的 B.手所受压力和手对苹果的支持力是一对平衡力 C.苹果所受重力和手对苹果的支持力是一对平衡力 D.苹果所受重力和苹果对手的压力是作用力和反作用力 ‎【答案】　AC ‎【解析】　苹果对手的压力是由于苹果发生形变而产生的，选项A正确；手所受压力和手对苹果的支持力是一对作用力与反作用力，选项B错误；苹果所受重力和手对苹果的支持力都作用在苹果上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，选项C正确；苹果对手的压力是由于形变而产生的，是苹果与手之间的作用，而重力是由于地球的吸引而产生的，是苹果与地球的相互作用，选项D错误。‎ ‎4. 一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对这一现象，下列说法正确的是(　　)‎ A.榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂 B.榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂 C.榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂 D.因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小 ‎【答案】　C ‎【解析】　因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同，所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系。由牛顿第三定律知，作用力与反作用力等大、反向，故选项C正确。 ‎ ‎5. 如图所示，水平地面上质量为m的物体，与地面的动摩擦因数为μ，在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动。弹簧没有超出弹性限度。则(　　)‎ A.弹簧的伸长量为 B.弹簧的伸长量为 C.物体受到的支持力与对地面的压力是一对平衡力 D.弹簧的弹力与物体所受摩擦力是一对作用力与反作用力 ‎【答案】　B ‎ 6.(多选)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，这就是一对作用力与反作用力，故选项D正确。‎ ‎7.如图所示，物体A和B的重力分别为11 N和7 N，不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦，则下列说法正确的是(　　)‎ A.弹簧秤的读数为14 N，A对地面的压力为11 N B.弹簧秤的读数为18 N，A对地面的压力为0‎ C.弹簧秤的读数为7 N，A对地面的压力为4 N D.弹簧秤的读数为0，A对地面的压力为11 N ‎【答案】　C ‎ 8．如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为1kg的木块A，木块A的左右两侧通过轻绳与轻弹簧测力计相连，弹簧测力计另一端都通过定滑轮，挂着两个质量均为0.2kg的钩码，滑轮摩擦不计，两钩码间用轻绳相连，系统处于静止状态。用剪刀将右侧两个钩码之间的轻绳剪断，在剪断的瞬间，下列说法正确的是（g=10m/s2）‎ A． 左侧两钩码的加速度大小为5m/s2，方向竖直向下 B． 物块A的加速度大小为2m/s2，方向水平向左 C． 右侧上方钩码的加速度大小为10m/s2，方向竖直向上 D． 两弹簧测力计的读数相同，都为2N ‎【答案】C ‎【解析】用剪刀将右侧钩码间绳子剪断的瞬间，两边弹簧弹力不变，所以左侧钩码受力仍平衡，加速度为零；此时右侧上方钩码受到的合外力等于下方钩码的重力，则加速度大小为10m/s2，方向竖直向上，故A错误，C正确；开始时，A水平方向受力两个弹簧的弹力作用，受力平衡，剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变，都是4N，则A仍然受力平衡，加速度为零，故BD错误。故选C。‎ ‎9．如图所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上为一质量为M的竖直竹竿，当杆上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，杆对“底人”的压力大小为 A． B． ‎ C． D． ‎ ‎【答案】B ‎ 10. 如图所示，物体A、B质量分别是5 kg 和12 kg，不计滑轮与绳间摩擦及绳的重力，整个系统静止。则地面对B的摩擦力及物体B对地面的压力大小分别为(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)(　　)‎ A.30 N　70 N 　　　 B.30 N　80 N C.70 N　30 N 　　　 D.80 N　30 N ‎【答案】　B ‎【解析】　由于A处于平衡状态，受力分析可知绳子上的拉力FT＝mAg①‎ 对物体B受力分析，如图所示，由于B静止，则有 水平方向：FTcos 53°＝f②‎ 由①②两式得地面对B的摩擦力f＝30 N 对物体B，在竖直方向分析，有mBg＝FTsin 53°＋FN 代入数据解得FN＝80 N 由牛顿第三定律可知FN′＝－FN，故物体B对地面的压力大小为80 N，方向竖直向下，故选项B正确。‎ 模拟提升 ‎1．（2019届山东省济南第一中学高三10月月考）‎ 如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为 m1 和 m2 的小球。 当它们处于平衡状态时,质量为 m1 的小球与 O 点的连线与水平线的夹角为α=90°, 质量为 m2 的小球位于水平地面上,设此时质量为 m2 的小球对地面压力大小为 FN, 细线的拉力大小为 FT,则 A． B． ‎ C． D． ‎ ‎【答案】B ‎ 2．（2018云南省中央民大附中芒市国际学校高一下期末考试）‎ 如图所示，一小孩用水平力推置于水平地面上的木箱，未推动，下列说法中正确的是（）‎ A． 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力不是一对作用力和反作用力 B． 小孩对木箱的推力和地面对木箱的摩擦力是一对平衡力。‎ C． 木箱对地面的压力就是木箱所受的重力 D． 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力 ‎【答案】B ‎【解析】A、木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力，故AD错误；‎ B、木箱受重力、支持力、推力和静摩擦力，重力和支持力是一对平衡力，推力和静摩擦力也是一对平衡力，故B正确；‎ C、压力与重力等大、同向，但性质不同，不是同一个力，故C错误。‎ ‎3．（2018甘肃省武威市第十八中学高一上期末）‎ 关于作用力与反作用力，下列说法中正确的是（ ）‎ A． 作用力和反作用力，同时产生，同时消失，是不同性质的力 B． 钢丝绳吊起货物匀速上升时，钢丝绳对货物的拉力等于货物对钢丝绳的拉力 C． 石头击鸡蛋，石存蛋破，证明石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的反作用力 D． 作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，因而它们合力为零 ‎【答案】B ‎【解析】作用力与反作用力是物体间的相互作用，力产生的本质原因是一样的，是同一性质的力，A错误；作用力和反作用力作用力大小相等，所以钢丝绳对货物的拉力等于货物对钢丝绳的拉力，B正确；石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的反作用力大小相等，方向相反，C错误；由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，但不在同一物体上，作用效果不能抵消，不能合成，D错误． ‎ ‎4．（云南省石林县民中2018高一下期中考试）‎ 如下图所示，有两条质量相等的有蓬小船，用绳子连接(绳子质量忽略不计)，其中一条船内有人在拉绳子，如果水的阻力不计，下列判断中正确的是(　　)‎ A． 绳子两端的拉力不等，跟有人的船连接的一端拉力大 B． 根据两船运动的快慢，运动快的船里肯定有人，因为是他用力，船才运动的 C． 运动慢的船里肯定有人，因为绳子对两条船的拉力是相等的，但有人的船连同人的总质量大，所以加速度小 D． 绳子对两条船的拉力大小关系无法判断 ‎【答案】C ‎【解析】因为绳子对两船的拉力大小相等，根据牛顿第二定律得，质量大的加速度小，所以有人的船的总质量答，加速度小。故C正确，A、B、D错误。故选C。‎ ‎5．（2018云南省楚雄市古城中学下高一期中考试）‎ 如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，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大小相等 B． 人受到的重力和人受气流的力是一对作用力和反作用力 C． 人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小 D． 人受到的重力与气流对人的作用力是一对平衡力 ‎【答案】A 故选A.‎ ‎6．（2018云南省丘北县第二中学高一下学业水平达标检测）‎ 如图所示，狗拉着雪橇在雪道上行驶，根据牛顿运动定律可知(　　)‎ A． 若加速前进，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力 B． 若匀速前进，狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力平衡 C． 若减速前进，狗拉雪橇的力小于雪橇拉狗的力 D． 狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力大小始终相等 ‎【答案】D ‎【解析】无论雪橇如何运动，狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对作用力与反作用力，因此它们始终大小相等，方向相反，注意雪橇的运动状态是由雪橇所收合外力决定的，故ABC错误，D正确。‎