2018-2019學年高中物理同步重難講練之牛頓運動定律 專題04 牛頓第三定律的理解與應用學案 新人教版必修1.doc

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專題04 牛頓第三定律的理解與應用 重難講練 1. 作用力與反作用力的“六同、三異、二無關” (1)六同：大小相同、性質相同、同一直線、同時產生、同時變化、同時消失。 (2)三異：方向相反、不同物體、不同效果。 (3)二無關：與物體的運動狀態(tài)無關、與物體是否受其他力無關。 2.一對相互作用力與平衡力的比較 比較 作用力和反作用力 一對平衡力 不 同 點 受力物體 作用在兩個相互作用的物體上 作用在同一物體上 依賴關系 一定同時產生，同時消失 不一定同時產生、同時消失 疊加性 兩力作用效果不可抵消，不可疊加，不可求合力 兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零 力的性質 一定是同性質的力 性質不一定相同 相同點 大小、方向 大小相等、方向相反、作用在同一條直線上 3. 判斷作用力和反作用力的方法 (1)看作用點：作用力和反作用力應作用在兩個物體上． (2)看產生的原因：作用力和反作用力是由于相互作用而產生的． (3)看力的性質：作用力與反作用力一定是同一性質的力． 4. 牛頓第三定律是轉換研究對象的橋梁 牛頓第三定律在受力分析、處理連接體問題中都有廣泛的應用。當某個力不方便直接分析或求解時，可利用牛頓第三定律轉換研究對象，通過分析或求解反作用力，從而快捷地解決問題?！　? 特別提醒　 定律中的“總是”二字說明對于任何事物，在任何條件下牛頓第三定律都是成立的。 【典例1】如圖所示，小車放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小車，不計小車與地面之間的摩擦力，下列說法正確的是(　　) A.甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對作用力和反作用力 B.小車靜止時甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對平衡力 C.若小車加速向右運動，表明小車拉甲的力大于甲拉小車的力 D.若小車加速向右運動，表明乙拉小車的力大于小車拉乙的力 【答案】　B 【典例2】如圖所示，滑桿和底座靜止在水平地面上，質量為M.一質量為m的猴子沿桿以0.4g的加速度加速下滑，則底座對地面的壓力為多少？ 【答案】　Mg＋0.6mg 【解析】　設猴子受到桿的摩擦力為f，則有mg－f＝ma 對滑桿和底座受力分析，受重力Mg、支持力N、猴子對桿的摩擦力f′，受力分析如圖． 三力平衡：N＝Mg＋f′， 由牛頓第三定律得：f′＝f， 解得N＝Mg＋0.6mg 由牛頓第三定律得底座對地面的壓力為N′＝N＝Mg＋0.6mg. 【跟蹤訓練】 1. 下列關于作用力與反作用力的說法中正確的是 (　　) 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，合力為零 C．物體間的作用力和反作用力一定同時產生、同時消失 D．只有兩物體接觸時，才會產生作用力和反作用力 【答案】　C 【解析】　作用力和反作用力是同時產生、同時消失的，所以A錯誤，C正確．由于作用力和反作用力分別作用于兩個不同的物體，因此這兩個力不能互相抵消，也不能進行合成運算，所以B錯誤．只要兩個物體間能發(fā)生力的作用，就存在相互作用力，而兩個不接觸的物體間也可以產生力的作用，如兩塊磁鐵發(fā)生相互作用時就不需要接觸，所以D錯誤． 2. 如圖所示為運動員跳水前的起跳動作．下列說法正確的是(　　) A．運動員蹬板的作用力大小大于板對她們的支持力大小 B．運動員蹬板的作用力大小小于板對她們的支持力大小 C．運動員所受的支持力和重力相平衡 D．運動員所受的合外力一定向上 【答案】　D 3. 如圖所示，某人用手托著蘋果處于靜止狀態(tài)，則(　　) A.手所受壓力是由于蘋果的形變而產生的 B.手所受壓力和手對蘋果的支持力是一對平衡力 C.蘋果所受重力和手對蘋果的支持力是一對平衡力 D.蘋果所受重力和蘋果對手的壓力是作用力和反作用力 【答案】　AC 【解析】　蘋果對手的壓力是由于蘋果發(fā)生形變而產生的，選項A正確；手所受壓力和手對蘋果的支持力是一對作用力與反作用力，選項B錯誤；蘋果所受重力和手對蘋果的支持力都作用在蘋果上，大小相等，方向相反，是一對平衡力，選項C正確；蘋果對手的壓力是由于形變而產生的，是蘋果與手之間的作用，而重力是由于地球的吸引而產生的，是蘋果與地球的相互作用，選項D錯誤。 4. 一個榔頭敲在一塊玻璃上把玻璃打碎了。對這一現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A.榔頭敲玻璃的力大于玻璃對榔頭的作用力，所以玻璃才碎裂 B.榔頭受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂 C.榔頭和玻璃之間的作用力應該是等大的，只是由于榔頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂 D.因為不清楚玻璃和榔頭的其他受力情況，所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小 【答案】　C 【解析】　因為相同大小的力作用在不同的物體上效果往往不同，所以不能從效果上去比較作用力與反作用力的大小關系。由牛頓第三定律知，作用力與反作用力等大、反向，故選項C正確。 5. 如圖所示，水平地面上質量為m的物體，與地面的動摩擦因數(shù)為μ，在勁度系數(shù)為k的輕彈簧作用下沿地面做勻速直線運動。彈簧沒有超出彈性限度。則(　　) A.彈簧的伸長量為 B.彈簧的伸長量為 C.物體受到的支持力與對地面的壓力是一對平衡力 D.彈簧的彈力與物體所受摩擦力是一對作用力與反作用力 【答案】　B 6.(多選)搭載著“嫦娥三號”的“長征三號乙”運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，下面關于衛(wèi)星與火箭升空的情形敘述正確的是(　　) A.火箭尾部向下噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產生一個反作用力，從而讓火箭獲得了向上的推力 B.火箭尾部噴出的氣體對空氣產生一個作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力 C.火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無法獲得前進的動力 D.衛(wèi)星進入運行軌道之后，與地球之間仍然存在一對作用力與反作用力 【答案】　AD 【解析】　火箭升空時，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體?；鸺蛳聡姎鈺r，噴出的氣體對火箭產生向上的反作用力，即為火箭上升的推動力。此動力并不是由周圍的空氣對火箭的反作用力提供的，因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關，選項B、C錯誤，A正確；火箭運載衛(wèi)星進入軌道之后，衛(wèi)星與地球之間依然存在相互吸引力，即地球吸引衛(wèi)星，衛(wèi)星吸引地球，這就是一對作用力與反作用力，故選項D正確。 7.如圖所示，物體A和B的重力分別為11 N和7 N，不計彈簧秤、細線的重力和一切摩擦，則下列說法正確的是(　　) A.彈簧秤的讀數(shù)為14 N，A對地面的壓力為11 N B.彈簧秤的讀數(shù)為18 N，A對地面的壓力為0 C.彈簧秤的讀數(shù)為7 N，A對地面的壓力為4 N D.彈簧秤的讀數(shù)為0，A對地面的壓力為11 N 【答案】　C 8．如圖所示，在光滑水平桌面上有一質量為1kg的木塊A，木塊A的左右兩側通過輕繩與輕彈簧測力計相連，彈簧測力計另一端都通過定滑輪，掛著兩個質量均為0.2kg的鉤碼，滑輪摩擦不計，兩鉤碼間用輕繩相連，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。用剪刀將右側兩個鉤碼之間的輕繩剪斷，在剪斷的瞬間，下列說法正確的是（g=10m/s2） A． 左側兩鉤碼的加速度大小為5m/s2，方向豎直向下 B． 物塊A的加速度大小為2m/s2，方向水平向左 C． 右側上方鉤碼的加速度大小為10m/s2，方向豎直向上 D． 兩彈簧測力計的讀數(shù)相同，都為2N 【答案】C 【解析】用剪刀將右側鉤碼間繩子剪斷的瞬間，兩邊彈簧彈力不變，所以左側鉤碼受力仍平衡，加速度為零；此時右側上方鉤碼受到的合外力等于下方鉤碼的重力，則加速度大小為10m/s2，方向豎直向上，故A錯誤，C正確；開始時，A水平方向受力兩個彈簧的彈力作用，受力平衡，剪斷懸線瞬間，彈簧的彈力不變，都是4N，則A仍然受力平衡，加速度為零，故BD錯誤。故選C。 9．如圖所示為雜技“頂桿”表演，一人站在地上，肩上為一質量為M的豎直竹竿，當桿上一質量為m的人以加速度a加速下滑時，桿對“底人”的壓力大小為 A． B． C． D． 【答案】B 10. 如圖所示，物體A、B質量分別是5 kg 和12 kg，不計滑輪與繩間摩擦及繩的重力，整個系統(tǒng)靜止。則地面對B的摩擦力及物體B對地面的壓力大小分別為(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處于平衡狀態(tài)，受力分析可知繩子上的拉力FT＝mAg① 對物體B受力分析，如圖所示，由于B靜止，則有 水平方向：FTcos 53＝f② 由①②兩式得地面對B的摩擦力f＝30 N 對物體B，在豎直方向分析，有mBg＝FTsin 53＋FN 代入數(shù)據(jù)解得FN＝80 N 由牛頓第三定律可知FN′＝－FN，故物體B對地面的壓力大小為80 N，方向豎直向下，故選項B正確。 模擬提升 1．（2019屆山東省濟南第一中學高三10月月考） 如圖所示,一個半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 點為其球心,碗的內表面及碗口是光滑的。一根細線跨在碗口上,線的兩端分別系有質量為 m1 和 m2 的小球。 當它們處于平衡狀態(tài)時,質量為 m1 的小球與 O 點的連線與水平線的夾角為α=90, 質量為 m2 的小球位于水平地面上,設此時質量為 m2 的小球對地面壓力大小為 FN, 細線的拉力大小為 FT,則 A． B． C． D． 【答案】B 2．（2018云南省中央民大附中芒市國際學校高一下期末考試） 如圖所示，一小孩用水平力推置于水平地面上的木箱，未推動，下列說法中正確的是（） A． 木箱對地面的壓力和地面對木箱的支持力不是一對作用力和反作用力 B． 小孩對木箱的推力和地面對木箱的摩擦力是一對平衡力。 C． 木箱對地面的壓力就是木箱所受的重力 D． 木箱對地面的壓力和地面對木箱的支持力是一對平衡力 【答案】B 【解析】A、木箱對地面的壓力和地面對木箱的支持力是一對作用力和反作用力，故AD錯誤； B、木箱受重力、支持力、推力和靜摩擦力，重力和支持力是一對平衡力，推力和靜摩擦力也是一對平衡力，故B正確； C、壓力與重力等大、同向，但性質不同，不是同一個力，故C錯誤。 3．（2018甘肅省武威市第十八中學高一上期末） 關于作用力與反作用力，下列說法中正確的是（ ） A． 作用力和反作用力，同時產生，同時消失，是不同性質的力 B． 鋼絲繩吊起貨物勻速上升時，鋼絲繩對貨物的拉力等于貨物對鋼絲繩的拉力 C． 石頭擊雞蛋，石存蛋破，證明石頭對雞蛋的作用力大于雞蛋對石頭的反作用力 D． 作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，因而它們合力為零 【答案】B 【解析】作用力與反作用力是物體間的相互作用，力產生的本質原因是一樣的，是同一性質的力，A錯誤；作用力和反作用力作用力大小相等，所以鋼絲繩對貨物的拉力等于貨物對鋼絲繩的拉力，B正確；石頭對雞蛋的作用力與雞蛋對石頭的反作用力大小相等，方向相反，C錯誤；由牛頓第三定律可知，作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，但不在同一物體上，作用效果不能抵消，不能合成，D錯誤． 4．（云南省石林縣民中2018高一下期中考試） 如下圖所示，有兩條質量相等的有蓬小船，用繩子連接(繩子質量忽略不計)，其中一條船內有人在拉繩子，如果水的阻力不計，下列判斷中正確的是(　　) A． 繩子兩端的拉力不等，跟有人的船連接的一端拉力大 B． 根據(jù)兩船運動的快慢，運動快的船里肯定有人，因為是他用力，船才運動的 C． 運動慢的船里肯定有人，因為繩子對兩條船的拉力是相等的，但有人的船連同人的總質量大，所以加速度小 D． 繩子對兩條船的拉力大小關系無法判斷 【答案】C 【解析】因為繩子對兩船的拉力大小相等，根據(jù)牛頓第二定律得，質量大的加速度小，所以有人的船的總質量答，加速度小。故C正確，A、B、D錯誤。故選C。 5．（2018云南省楚雄市古城中學下高一期中考試） 如圖所示是我國首次立式風洞跳傘實驗，風洞噴出豎直向上的氣流將實驗者加速向上“托起”，此過程中(　　) A． 地球對人的吸引力和人對地球的吸引大小相等 B． 人受到的重力和人受氣流的力是一對作用力和反作用力 C． 人受到的重力大小等于氣流對人的作用力大小 D． 人受到的重力與氣流對人的作用力是一對平衡力 【答案】A 故選A. 6．（2018云南省丘北縣第二中學高一下學業(yè)水平達標檢測） 如圖所示，狗拉著雪橇在雪道上行駛，根據(jù)牛頓運動定律可知(　　) A． 若加速前進，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力 B． 若勻速前進，狗拉雪橇的力與雪橇拉狗的力平衡 C． 若減速前進，狗拉雪橇的力小于雪橇拉狗的力 D． 狗拉雪橇的力與雪橇拉狗的力大小始終相等 【答案】D 【解析】無論雪橇如何運動，狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一對作用力與反作用力，因此它們始終大小相等，方向相反，注意雪橇的運動狀態(tài)是由雪橇所收合外力決定的，故ABC錯誤，D正確。