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- 3.5共点力的平衡(考点解读)-2024-2025学年高中物理同步高频考点专题训练(人教版必修第一册) 试卷 1 次下载
高中人教版 (2019)3 牛顿第三定律精品一课一练
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考点1 作用力与反作用力
1、作用力与反作用力相同点
(1)作用力和反作用力大小总是相等(等大);
(2)作用力和反作用力作用在一条直线上(共线);
(3)作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失(同时);
(4)作用力和反作用力是同一性质的力。
2、作用力与反作用力不同点
(1)作用力和反作用力方向相反(反向);
(2)作用力和反作用力作用在不同的物体上(异物);
(3)作用力和反作用力效果不能相互抵消,不能认为合力为零(异效)。
考点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、牛顿第三定律表达式:F=-F′,式中的“-”号表示作用力与反作用力方向相反。
3、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。
考点3 相互作用力与平衡力的区别和联系
1、 比较作用力和反作用力与平衡力的异同点:
2、区分作用力、反作用力和平衡力的方法:区分作用力、反作用力和平衡力,最简单的方法是看涉及的物体的个数。
(1)作用力与反作用力只涉及两个相互作用的物体,是甲物体对乙物体,乙物体对甲物体的关系。
(2)平衡的一对力涉及三个物体,即两个施力物体同时作用在一个受力物体上。
【考点1 作用力与反作用力】
【典例1-1】(2023•北仑区校级开学)北京时间2022年11月20日至12月19日卡塔尔世界杯足球赛火热进行。足球运动员在踢球时,下列说法正确的是( )
A.脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等
B.脚对球的作用力和球的重力是一对相互作用力
C.脚对球的作用力和球的重力是一对平衡力
D.脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力
【答案】A
【分析】作用力与反作用力:二者大小相等、方向相反、作用在两个物体上、是同一种性质的力、二者总是同时产生,同时消失;
平衡力:二者大小相等、方向相反、作用在一个物体上。
【解答】解:ABD.脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,是同一种性质的力,故二者是一对相互作用力,故A正确,BD错误;
C.由于运动员踢球时,球不一定处于平衡状态,故脚对球的作用力和球的重力大小不相等,故二者不是一对平衡力,故C错误。
故选:A。
【典例1-2】(2022秋•东川区校级期末)(多选)如图所示,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P对地球的吸引力
B.P对Q的压力和Q对P的支持力
C.Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力
D.Q所受的重力和Q对P的支持力
【答案】ABC
【分析】对物体进行受力分析,再根据牛顿第三定律来判断,要注意区分开“一对平衡力”与“作用力和反作用力”.
【解答】解:A、P所受到的重力和P对地球的吸引力,它们是两个物体之间的相互作用力,是一对作用力和反作用力,故A正确。
B、P对Q的压力和Q对P的支持力,它们是两个物体之间的相互作用力,是一对作用力和反作用力。故B正确。
C、Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力,它们是两个物体之间的相互作用力,是一对作用力和反作用力,故C正确。
D、P所受到的重力和Q对P的支持力,很显然,这两个力都作用在一个物体P上,它们不是一对作用力和反作用力,所以D错误。
故选:ABC。
【变式1-1】(2023•高密市校级开学)如图所示,跳水运动员站在跳板上静止不动,下列说法正确的是( )
A.跳板被压弯说明跳板具有惯性
B.跳板被压弯说明力可以改变物体的形状
C.跳板对运动员的支持力和运动员对跳板的压力是一对平衡力
D.运动员对跳板的压力和运动员所受的重力是一对平衡力
【答案】B
【分析】AB.根据力的作用效果分析作答;
C.根据力的相互作用分析作答;
D.根据平衡条件分析作答。
【解答】解:AB.跳板被压弯,说明力可以使物体的形状发生改变,故A错误,故B正确;
C.跳板对运动员的支持力与运动员对跳板的压力是一对相互作用力,故C错误;
D.运动员处于静止状态,受平衡力作用,根据一对平衡力的特点可知,平衡力的方向相反,作用在同一物体上;运动员对跳板的压力作用在跳板上,运动员所受的重力作用在运动员身上,且压力和重力的方向相同,因此它们不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【变式1-2】力是物体对物体的作用。作用力和反作用力一定是同时产生,同时变化,同时消失,而且一定是 相同 (填“相同或不相同”)性质的力。
【答案】相同
【分析】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,作用在两个物体上,力的性质相同,它们同时产生,同时变化,同时消失.
【解答】解: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,作用在两个物体上,力的性质必须相同,并且它们同时产生,同时变化,同时消失.
【考点2 牛顿第三定律】
【典例2-1】(2023春•绵阳期末)小朋友喜欢游乐园中“人力过山车”游乐项目。如图甲所示,在人力作用下将小车推到最高点A位置后撤去推力,让小车沿轨道ABCD自由滑行,轨道示意图如图乙所示,其中B点和C点分别为竖直面内半径为r的两个圆弧轨道的最低点和最高点。下列说法中正确的是( )
A.小车要能顺利通过B点,过B点的速度最小为
B.小车要能顺利通过C点,过C点的速度最小为
C.小车过B点时小朋友对座位的压力大于小车过C点时的小朋友对座位的压力
D.小车过B点时小朋友对座位的压力等于小车过C点时的小朋友对座位的压力
【答案】C
【分析】根据向心力公式推导分析小车通过最低点和和最高点的条件;分析小朋友在最高点和最低点的受力情况判断。
【解答】解:A.B点为轨道最低点,只要小车速度不为零都能过B点,故A错误;
B.C点为轨道最高点,若小车与轨道无作用力,有
解得
若小车速度轨道会对小车产生向上的支持力,若小车速度,轨道不能对小车产生拉力,所以小车会飞离轨道,做离心运动,故小车要能顺利通过C点,过C点的速度最大为,故B错误;
CD.小车过B点时加速度竖直向上,所以小朋友对座位的压力大于重力,而小车过C点时加速度竖直向下,小朋友对座位的压力小于重力,故小车过B点时小朋友对座位的压力大于小车过C点时的小朋友对座位的压力,故C正确,D错误。
故选:C。
【典例2-2】力传感器可以把它所受力的大小、方向随着时间变化的情况,由计算机屏幕显示出来。如图甲所示,用力传感器探究“作用力与反作用力”的关系,得到图乙的图象。根据图乙,能得到的结论是: 相互作用力方向相反、大小相等 。
【答案】见试题解答内容
【分析】明确牛顿第三定律的基本内容,知道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,同时产生,同时变化,同时消失。
【解答】解:从图乙看到,作用力与反作用力一正一负,绝对值相等,由于正负表示方向,故相互作用力方向相反、大小相等。
故答案为:相互作用力方向相反、大小相等
【变式2-1】(2023•深圳开学)如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”,两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者赢。若绳子质量不计,冰面完全光滑,下列说法中正确的是( )
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对作用力与反作用力
C.若甲的质量比乙大,则乙将赢得“拔河”比赛的胜利
D.若甲的质量比乙大,则甲将赢得“拔河”比赛的胜利
【答案】D
【分析】根据作用力与反作用力的特点作答;质量是物体惯性大小的量度,当物体所受合力不为零时,惯性表现为运动状态改变的难易程度,再结合牛顿第二定律作答。
【解答】解:A.根据牛顿第三定律可知,甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力,故A错误;
B.作用力和反作用力分别作用在不同物体上,而甲对绳的拉力与乙对绳的拉力同时作用在同一物体(绳子)上,不是作用力与反作用力,故B错误;
CD.冰面光滑,不受摩擦力作用,因两人受到的力大小相等,根据a=可知,质量大的加速度小,则若甲的质量比乙大,则甲加速度较小,乙加速度较大,乙会先越过分界线,故甲能赢得“拔河”比赛的胜利,故C错误,D正确。
故选:D。
【变式2-2】(2022•南京模拟)拔河比赛的胜负问题,有以下几种说法:
(1)绳子在这两个力的作用下,可能保持不动,也可能向着拉力大的一方运动。
(2)拔河比赛时,胜方和负方对绳子的拉力总是大小相等,方向相反。
(3)既然两队相互拉力等大,那么总是质量小的队得到的加速度大而被拉过去造成负局。
以上说法哪个正确?
【答案】说法(2)正确;
【分析】本题对1、2队受力分析,根据牛顿第二定律和牛顿第三定律联立,求摩擦力的差值,分析获胜方。
【解答】解:绳子的质量与每队的总质量比起来可忽略不计,下面用隔离法分析这个问题:两队水平方向受力如图
对1队
F1﹣f1=m1a
对2队
f2﹣F2=m2a
F1=F2
当哪一队人员手的握力小或手与绳间的摩擦力系数小,造成f<F,哪一队人员先松手,人没动,绳子被拉过去而失败。若两队均不松手,解上面的联立方程可知
f2﹣f1=(m1+m2)a
这说明拔河比赛,比的是两队谁得到的摩擦力大,所以哪一队的总质量大,脚蹬力大(即对地面的正压力大);或者脚与地面的摩擦系数大;或手的握力大,手与绳间的摩擦系数大,哪一队获胜;具体说来:
f2>f1时,质点组的加速度a为正,则2队获胜;
f2<f1时,质点组的加速度a为负,则1队获胜;
故说法(2)正确;
答:说法(2)正确;
【考点3 相互作用力与平衡力的区别和联系】
【典例3-1】(2022秋•烟台期末)2022年12月15日,国际机器人组织峰会在萧山机器人小镇成功举办,机器人应用已从传统的工业领域向日常生活延伸。如图为某餐厅的送餐机器人,送餐盘表面水平,下列说法正确的是( )
A.菜品的重力就是菜品对送餐盘的压力
B.机器人对地面的压力是由于机器人发生弹性形变而产生的
C.机器人对地面的压力和地面对机器人的支持力是一对平衡力
D.菜品对送餐盘的压力和地面对机器人的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【分析】由题可知送餐盘表面水平,根据受力平衡分析即可求解。下面是具体的解答。
【解答】解:A.菜品的重力施力物体是地球,而菜品对送餐盘的压力的施力物体是菜品,故二者不是同一个力。故A错误;
B.弹力的定义:发生弹性形变的物体,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力;
弹力的产生条件:物体挤压且发生形变;
则根据弹力产生的条件,机器人对地面的压力,机器人是施力物体,地面是受力物体,则机器人对地面的压力是由于机器人发生弹性形变而产生的。故B正确;
C.相互作用力:作用力与反作用力二者大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是同一种性质的力,总是同时产生,同时消失。
平衡力:二力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上。
机器人对地面的压力和地面对机器人的支持力,二者大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是同一种性质的力(压力与支持力都属于弹力),则机器人对地面的压力和地面对机器人的支持力是一对相互作用力。故C错误;
D.相互作用力是两个物体间的力,而菜品对送餐盘的压力和地面对机器人的支持力涉及到三个物体。可知二者不是一对相互作用力。故D错误。
故选:B。
【典例3-2】(2023春•汕头期末)(多选)原地纵跳摸高是篮球运动员训练弹跳力的必备项目。如图所示,运动员小王从直立状态开始屈腿下蹲,使重心下移,调整好姿势后,由静止开始发力,蹬地起跳后离开地面,竖直向上运动直到最高点,空气阻力忽略不计,对以上运动过程分析正确的是( )
A.蹬地起跳时,地面受到的压力和小王受到的支持力大小相等
B.蹬地起跳时,小王对地面的压力大于他的重力
C.屈腿下蹲过程,小王受到的重力和支持力是一对平衡力
D.到达最高点时,小王受力平衡
【答案】AB
【分析】根据牛顿第三定律分析解答;根据牛顿第二定律和牛顿第三定律分析解答;根据平衡力的特点分析解答;对小王受力分析即可解答。
【解答】解:A.蹬地起跳时,地面受到的压力和小王受到的支持力是一对相互作用力,由牛顿第三定律知两个力一定大小相等,故A正确;
B.蹬地起跳时,小王加速上升故小王所受的支持力大于自身的重力,由牛顿第三定律知小王对地面的压力大小等于小王受到的支持力大小,故小王对地面的压力大于他的重力,故B正确;
C.屈腿下蹲过程,小王先加速后减速,不是平衡状态,即小王受到的重力和支持力不是一对平衡力,故C错误;
D.到达最高点时,小王受到重力作用,受力不平衡,故D错误。
故选:AB。
【变式3-1】(2023•邯山区校级二模)“电动平衡车”是青少年非常喜欢的一种代步工具。如图所示,人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线前进,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.“电动平衡车”加速行驶时,车对人的作用力等于人的重力
B.“电动平衡车”匀速行驶时,车对人的作用力大小等于人对车的压力大小
C.“电动平衡车”加速行驶时,车对人的作用力方向竖直向上
D.“电动平衡车”匀速行驶时,平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力
【答案】B
【分析】作用力与反作用力大小相等,方向相反;根据人的受力情况分析“电动平衡车”对人的作用力;以人和电动车整体为研究对象,根据平衡条件分析地面对电动平衡车的作用力。
【解答】解:A、人受”电动平衡车”的作用力和“电动平衡车”受到人的作用力是一对作用力和反作用力,二者总是大小相等,方向相反,故A错误;
B、“电动平衡车”匀速行驶时人受到的合外力等于零,所以车对人的作用力即人受到的支持力,大小等于人对车的压力大小,故B正确;
C、“电动平衡车”加速行驶时,人受到的合力的方向向前,车对人的作用力方向斜向上,故C错误;
D、“电动平衡车”匀速行驶时,平衡车受到的重力与人的重力的和与地面对平衡车的支持力是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【变式3-2】一对作用力与反作用力和一对平衡力的不同点:作用力和反作用力应作用在 两个 物体上 (填“一个”或“两个”),所以相互作用力不能求合力.一对平衡力作用在 一个 物体上,并且合力为 零 .
【答案】见试题解答内容
【分析】根据牛顿第三定律,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.它们同时产生,同时消失,同时变化,是一对相同性质的力.
二力平衡时,物体同时受两个力的作用,二力的合力为零.
【解答】解:作用力与反作用力大小相等,方向相反,但是两个力作用在不同的物体上,不能求合力.
而一对平衡力是同一个物体受到的两个大小相等,方向相反的力,二力的合力为零;
故答案为:两个; 一个; 零.
1.(2023春•宁波期末)截至2022年5月5日,“祝融号”火星车在火星表面工作347个火星日,累计行驶1921米,下列关于火星车运动的说法中,正确的是( )
A.347个火星日是指时刻
B.1921米是指位移大小
C.火星车匀速行驶时,路面对火星车的作用力等于反作用力大小
D.火星车加速行驶时,路面对火星车的作用力大于反作用力大小
【答案】C
【分析】根据时刻与时间间隔的区别即可求解;
根据题意,结合路程与位移的区别即可求解;
根据牛顿第三定律求解即可。
【解答】解:A.347个火星日是指时间间隔,不是时刻,故A错误;
B.1921米是指路程大小,不是位移大小,故B错误;
CD.不管火星车匀速行驶时,还是加速行驶时,根据牛顿第三定律可知路面对火星车的作用力等于反作用力大小,故C正确,D错误。
故选:C。
2.(2023春•保定期末)关于以下四幅图的描述,下列说法正确的是( )
A.猴子所受树枝的拉力是由于猴子发生形变引起的
B.大人和小孩掰手腕,大人获胜是因为大人对小孩的力大于小孩对大人的力
C.前轮驱动的汽车驱动前轮转动时,如果地面突然变光滑,前轮仍受到向前的摩擦力
D.嫦娥三号登月探测器通过喷出气体悬停在月球表面上方某处,喷出的气体对探测器作用力的大小等于月球对探测器产生的重力的大小
【答案】D
【分析】弹力是施力物体的形变产生的,作用在受力物体上;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,作用在两个物体上,力的性质相同,它们同时产生,同时变化,同时消失;根据摩擦力产生的条件判断;根据受力平衡的条件分析。
【解答】解:A.根据弹力的产生可知,猴子所受树枝的拉力是由于树枝发生形变引起的,故A错误;
B.大人对小孩的力与小孩对大人的力是一对作用力与反作用力,大小相等,故B错误;
C.前轮驱动的汽车驱动前轮转动时,如果地面突然变光滑,则前轮不受到摩擦力,故C错误;
D.嫦娥三号登月探测器通过喷出气体悬停在月球表面上方某处,根据受力平衡可知,喷出的气体对探测器作用力的大小等于月球对探测器产生的重力的大小,故D正确。
故选:D。
3.(2023•邵阳三模)在楼房维修时,为防止重物碰撞阳台,工人经常使用如图所示的装置提升重物。跨过光滑定滑轮的a绳和b、c绳子连结在O点,工人甲拉动绳的一端使重物上升,工人乙在地面某固定位置用力拉着b绳的一端,保证重物沿竖直方向匀速上升,则下列说法正确的是( )
A.a绳的拉力先变大后变小
B.b绳的拉力越来越小
C.工人乙对地面的压力越来越大
D.工人乙对地面的摩擦力越来越大
【答案】D
【分析】对结点O进行受力分析,根据平行四边形法则分析a、b绳拉力的变化情况;
对工人乙在竖直方向根据平衡条件分析工人乙受到的支持力的变化情况,再根据牛顿第三定律分析对地面压力的变化情况;
分析a段绳子拉力在水平方向的分力的变化情况,对重物和乙整体分析,水平方向根据平衡条件结合牛顿第三定律分析工人乙对地面的摩擦力的变化情况。
【解答】解:AB、重物沿竖直方向匀速上升,O点受到c绳的拉力大小等于重物的重力,受力分析如图所示
当物体上升时,a绳与竖直方向的夹角变大,b绳与竖直方向的夹角变小,根据平行四边形法则可知ab绳中的拉力都变大,故AB错误;
C、工人乙在竖直方向受到b段绳子拉力的竖直分力越来越大,根据平衡条件可知,地面对乙的支持力越来越小,由牛顿第三定律可知,工人乙对地面的压力越来越小,故C错误;
D、由于a段绳子拉力越来越大,与竖直方向的夹角越来越大,其水平方向的分力越来越大,对重物和乙整体分析,水平方向根据平衡条件可知,工人乙受到地面的摩擦力等于a段绳子水平方向的分力,故工人乙受到地面的摩擦力越来越大,由牛顿第三定律知,工人乙对地面的摩擦力越来越大,故D正确。
故选:D。
4.(2023•仓山区校级模拟)2022年6月,我国第一艘完全自主建造的大型航母福建舰正式下水,标志着我国从此进入大航母时代。福建舰之后将在南海进行一系列航行和系泊试验。下列说法正确的是( )
A.测试时福建舰全速航行时速可达30节,30节指的是平均速度
B.福建舰在海面上大角度转弯以模拟规避空袭时可以看成质点
C.福建舰在拖船的作用下加速移动,拖船对福建舰的作用力大小等于福建舰对拖船的作用力
D.福建舰匀速转弯,其所受的合外力为0
【答案】C
【分析】瞬时速度是物体在某一时刻或通过某一位置的速度;根据物体能否看作质点条件作答;根据牛顿第三定律分析作用力与反作用力的关系;物体做匀速圆周运动时合外力提供向心力。
【解答】解:A.测试时福建舰全速航行时速可达30节,30节指的是瞬时速度,故A错误;
B.福建舰在海面上大角度转弯以模拟规避空袭时不能忽略本身大小,所以不可以看成质点,故B错误;
C.拖船对福建舰的作用力和福建舰对拖船的作用力是一对相互作用力,由牛顿第三定律知拖船对福建舰的作用力大小一定等于福建舰对拖船的作用力,故C正确;
D.福建舰匀速转弯,是曲线运动,其所受的合外力不为0,合外力提供向心力,故D错误。
故选:C。
5.(2023•青岛开学)2022年10月26日上午10时许,由自然资源部组织的中国第39次南极考察队从上海出发远赴南极,由“雪龙号”“雪龙2号”共同执行科考任务。如图为静止在海面上的“雪龙2号”,不考虑其旅行中质量的变化。关于“雪龙2号”,下列说法正确的是( )
A.重力和浮力是一对平衡力
B.加速运动时的惯性会发生改变
C.在南极受到的重力比在上海受到的重力小
D.从出发到完成任务后返回的整个过程中路程为零
【答案】A
【分析】根据平衡力的特点作答;质量是惯性大小的唯一量度;重力G=mg,其中g与纬度有关,纬度越低g越小;路程等于轨迹的长度。
【解答】解:A、“雪龙2号”静止在海面上,重力和浮力是一对平衡力,故A正确;
B、加速运动时,质量不变,惯性不会改变,故B错误;
C、南极的重力加速度大于上海的重力加速度,则在南极受到的重力比在上海受到的重力大,故C错误;
D、从出发到完成任务后返回的整个过程中,位移为零,路程不为零,故D错误。
故选:A。
6.(2023春•蓝田县期末)如图所示,一木箱放置于做加速直线运动的小车的水平地板上,下列说法正确的是( )
A.木箱所受的重力就是木箱对小车的压力
B.木箱所受的重力和木箱对小车的压力是一对平衡力
C.木箱所受的重力和支持力是一对作用力与反作用力
D.木箱所受的支持力和木箱对小车的压力是一对作用力与反作用力
【答案】D
【分析】物体静止或做匀速直线运动时,处于平衡状态,所受到的力是平衡力,平衡力作用在同一个物体上,不一定同时产生,同时变化,同时消失;物体间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用力与反作用力作用在两个物体上,且同时产生,同时变化,同时消失。
【解答】解:A.木箱对小车的压力与木箱的重力等大、同向,但性质不同,不是同一个力,木箱对小车的压力作用于小车上,木箱的重力作用于木箱上,故A错误;
B.木箱所受重力施力物体是地球,受力物体是木箱,而木箱对小车的压力施力物体是木箱,受力物体是小车,不可能是一对平衡力,故B错误;
C.木箱受重力、支持力作用在同一个物体上,重力和支持力是一对平衡力,故C错误;
D.木箱所受支持力和木箱对小车的压力是两个物体之间的相互作用,是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
7.(2023•吉水县校级一模)(多选)网球比赛中,网球以15m/s的速度飞来,运动员用球拍将它以大小相同的速度反向击回,球与球网的作用时间为0.1s,下列说法正确的是( )
A.这个过程中网球的速度方向不变
B.这个过程网球的平均加速度大小为300m/s2
C.球对网的作用力与网对球的作用力大小不相等
D.球对网的作用力与网对球的作用力是一对作用力与反作用力
【答案】BD
【分析】速度为矢量,既有大小又有方向;加速度公式得=;球对网的作用力与网对球的作用力是一对作用力与反作用力。
【解答】解:A.动员用球拍将它以大小相同的速度反向击回,网球的速度方向发生了变化,故A错误;
B.设返回的速度方向为正方向,根据加速度公式得==m/s2=300m/s2,这个过程网球的平均加速度大小为300m/s2,故B正确;
CD.球对网的作用力与网对球的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故C错误,D正确。
故选:BD。
8.(2023•湖北模拟)(多选)如图所示,光滑的半圆环沿竖直方向固定,M点为半圆环的最高点,N点为半圆环上与半圆环的圆心等高的点,直径MH沿竖直方向,光滑的定滑轮固定在M处,另一小圆环穿过半圆环用质量不计的轻绳拴接并跨过定滑轮。开始小圆环处在半圆环的最低点H点,第一次拉小圆环使其缓慢地运动到N点,第二次以恒定的速率将小圆环拉到N点。滑轮大小可以忽略,则下列说法正确的是( )
A.第一次轻绳的拉力逐渐减小
B.第一次半圆环受到的压力逐渐增大
C.小圆环第一次在N点与第二次在N点时,第二次轻绳的拉力大一些
D.小圆环第一次在N点与第二次在N点时,半圆环受到的压力大小一定不同
【答案】AD
【分析】对小圆环进行受力分析,根据共点力的平衡条件以及相似三角形法,再结合向心力公式分析各力的动态变化过程。
【解答】解:AB.在小圆环缓慢向上移动的过程中,对其受力分析,如图所示:
根据三个力所在的三角形与△OMP相似可得
根据几何关系可知,MP在逐渐减小,由于半圆环的半径相等,即OM=OP,且OM和OP是恒定不变的,
又因为mg是恒定不变的,所以轻绳的拉力T在逐渐减小,但小球受到半圆环的支持力FN保持不变,
根据牛顿第三定律可知半圆环受到的压力也保持不变,故A正确,B错误;
C.小圆环第一次在N点时与第二次在N点时,轻绳的拉力T在竖直方向的分力均等于重力mg,故小圆环第一次在N点时轻绳的拉力等于第二次在N点时轻绳的拉力,故C错误;
D.小圆环第一次在N点时处于平衡状态,半圆环的弹力FN等于轻绳在水平方向的分力,小圆环第二次在N点时加速度不为零,半圆环的弹力FN等于轻绳在水平方向的分力减去向心力,故两次半圆环受到的压力大小不相等,半圆环受到的压力也不相等,故D正确。
故选:AD。
9.(2022秋•河南月考)(多选)如图所示,小祥同学用水平推力推着桌子沿水平地面向右加速运动,在桌子向右加速运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.地面对桌子的支持力与桌子所受的重力大小相等
B.地面对桌子的支持力小于桌子对地面的压力
C.小祥对桌子的推力大于桌子对小祥的作用力
D.若撤去推力,则桌子向右运动的过程中受到的摩擦力不变
【答案】AD
【分析】作用力和反作用力大小相等,方向相反,一对平衡力必须大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上。
【解答】解:A、桌子的重力是竖直向下的,地面对桌子的支持力是竖直向上的,小祥对桌子有水平向右的推力,桌子受到水平向左的摩擦力,桌子在竖直方向上,根据二力平衡可知,地面对桌子的支持力与桌子所受的重力大小相等,故A正确;
B、地面对桌子的支持力和桌子对地面的压力是作用力与反作用力,所以大小相等、方向相反,故B错误;
C、小祥对桌子的推力和桌子对小祥的作用力是作用力与反作用力,大小相等、方向相反,故C错误;
D、桌子向右运动的过程中受到的摩擦力是滑动摩擦力,由于动摩擦因数和压力均不变,因此桌子所受的摩擦力不变,故D正确。
故选:AD。
10.(2023•浏阳市开学)如图是某科技小组设计并制作的一只喷气船。船浮在水面上,打开漏斗的活塞,流下的稀盐酸与碳酸钠反应产生大量二氧化碳气体,塑料罐内气压迅速增大,气体从左边罐底小孔喷出使船前进,这利用了“力的作用是 相互 的”原理。一段时间后,小船受到水的浮力将 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】相互;减小。
【分析】根据牛顿第三定律分析喷气船的运动方向,根据平衡条件分析船的浮力变化。
【解答】解:气体从罐底小孔向左喷出,罐体给气体一个向左的推力,根据牛顿第三定律知,物体间力的作用是相互的,则气体给罐体一个向右的推力使喷气船向右运动。
一段时间后,由于发生化学反应,气体从左边罐底小孔喷出,所以船本身的质量变小,根据G=mg可知,自身的重力偏小,小船处于漂浮状态,由共点力平衡条件知,受到的浮力等于自身的重力,所以浮力会减小。
故答案为:相互;减小。
11.(2020•吉林学业考试)马能轻松地拉动装有货物的车前进。请分析马拉车的力和车拉马的力大小是否相等,说明理由。
【答案】见试题解答内容
【分析】马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,并作用在同一条直线上.
【解答】解:马拉车的力始终等于车拉马的力。因为此二力是作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,它们始终大小相等、方向相反,并作用在同一条直线上。
答:马拉车的力始终等于车拉马的力。因为此二力是作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,它们始终大小相等、方向相反,并作用在同一条直线上。
12.(2016•高安市校级模拟)某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系.如图甲所示,在铁架台上用弹簧秤挂住一个实心铁球,弹簧秤的示数为F1,在圆盘测力计的托盘上放盛有水的烧杯,圆盘测力计的示数为F2;再把小球浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,弹簧秤的示数为F3,圆盘测力计的示数为F4.
(1)请你分析弹簧秤示数的变化,即有F3 < F1(选填“>”、“=”或“<”).
(2)铁球对水的作用力大小为 F1﹣F3 ,水对铁球的作用力大小为 F4﹣F2 ,若两者相等,就说明了作用力与反作用力大小相等.
【答案】见试题解答内容
【分析】把小球浸没在水中时,小球受到竖直向上的浮力的作用.由受力分析可得出弹力的变化.
【解答】解:(1)因乙中小球受到浮力的作用,浮力向上,故弹力减小;故F3<F1;
(2)对烧杯分析可知,由于烧杯中的水受到小球的反作用力,则示数增加,由弹簧秤的示数变化可知,铁球对水的作用力大小为:F1﹣F3;
对小球分析可知,铁球受到的浮力为:F1﹣F3;即铁球对水的作用力大小为F1﹣F3;
水对铁球的作用力大小为F4﹣F2,若F1﹣F3=F4﹣F2,则可以证明作用力与反作用力大小相等;
故答案为:(1)<
(2)F1﹣F3;F4﹣F2
13.两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细绳悬于天花板下,如图所示.则小球A、B各受几个力?这些力的反作用力是哪些力?这些力的平衡力是哪些力?
【答案】见试题解答内容
【分析】正确分析各个力的施力物体和受力物体,注意到作用力和反作用只涉及到两个物体,从而确定哪一对力是作用力和反作用力.
根据平衡力的条件,分析两个力之间的关系哪些是平衡力.
【解答】解:对A进行受力分析可知,A受到重力、绳子的拉力以及弹簧的拉力.A受到3个力的作用.
其中:A受到的重力的反作用力是A对地球的吸引力;绳子拉A的力的反作用力是A对绳子的拉力,弹簧拉A的力的反作用力是A对弹簧的拉力;A受到的重力与弹簧拉A的拉力的和跟绳子拉力A的作用力是平衡力.
对B进行受力分析可知,B受到重力以及弹簧的拉力.B共受到2个力的作用.
其中:B受到的重力的反作用力是B对地球的吸引力;弹簧拉B的力的反作用力是B对弹簧的拉力;B受到的重力跟弹簧拉B的作用力是平衡力.
答:A受到3个力,B受到2个力;
A受到的重力的反作用力是A对地球的吸引力;绳子拉A的力的反作用力是A对绳子的拉力,弹簧拉A的力的反作用力是A对弹簧的拉力;A受到的重力与弹簧拉A的拉力的和跟绳子拉力A的作用力是平衡力.
B受到的重力的反作用力是B对地球的吸引力;弹簧拉B的力的反作用力是B对弹簧的拉力;B受到的重力跟弹簧拉B的作用力是平衡力.
一对作用力与反作用力
一对平衡力
相
同
点
大小
相等
相等
方向
相反
相反
是否共线
共线
共线
不
同
点
性质
一定相同
不一定相同
作用时间
同时产生、同时消失
不一定同时产生、同时消失
作用对象
不同(异体)
相同(同体
作用效果
两个力在不同物体产生不同效果,不能抵消
两个力在同一物体上使物体达到平衡的效果
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