高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第4节 牛顿第三运动定律达标测试
展开一、单选题(本大题共7小题,共28.0分)
如图所示,羽毛球运动员在比赛过程中用球拍回击飞过来的羽毛球,下列说法正确的是( )
A. 球拍击羽毛球的力大于羽毛球撞击球拍的力
B. 羽毛球先对球拍有力的作用,球拍才对羽毛球有力的作用
C. 羽毛球撞击球拍的力是由羽毛球发生形变引起的
D. 羽毛球对球拍的力和球拍对羽毛球的力是一对平衡力
一物体静止在水平桌面上,则( )
A. 物体所受重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
B. 物体对桌面的压力就是重力,这两个力实质上是一个力
C. 物体所受重力的反作用力作用在桌面上
D. 桌面对物体支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
2019年12月1日,乒乓球男子世界杯决赛中,中国选手樊振东以4∶2击败张本智和,成功卫冕世界杯冠军.在樊振东击球的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 球拍对乒乓球的作用力大于乒乓球对球拍的作用力
B. 球拍对乒乓球的作用力与乒乓球对球拍的作用力大小相等
C. 球拍对乒乓球的作用力与乒乓球所受到的重力是一对平衡力
D. 球拍对乒乓球的作用力与乒乓球对球拍的作用力是一对平衡力
关于一对作用力与反作用力,下列说法正确的是( )
A. 作用力和反作用力的合力为零
B. 作用力和反作用力就是一对平衡力
C. 物体间先有作用力,后有反作用力
D. 作用力和反作用力的性质相同
关于力与运动,下列说法中正确的是
A. 跳远运动员可以通过助跑来增大惯性
B. 作用力和反作用力的性质一定相同
C. 马能将车拉动,是因为马拉车的力大于车拉马的力
D. 物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡
如图所示,有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上,当A从背后轻轻推B时,两个人同时向相反的方向运动,这是因为A推B时( )
A. A与B之间有相互作用力
B. A对B的作用在先,B对A的作用在后
C. B对A的作用力小于A对B的作用力
D. A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力
一个篮球放在水平桌面上静止不动,则下列说法中正确的是
A. 篮球对桌面的压力就是篮球受的重力,它们是同一性质的力
B. 篮球受到的重力和篮球对桌面的压力是一对平衡力
C. 篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对平衡力
D. 篮球对桌面的压力和桌面对篮球的支持力是一对作用力与反作用力
二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)
以卵击石,鸡蛋破碎,对此现象下列说法正确的是( )
A. 由于石头表面坚硬,所以石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
B. 鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力是一对平衡力,大小相等、方向相反
C. 鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力总是大小相等,方向相反,是一对相互作用力
D. 鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等,此作用力足以使鸡蛋破碎
如图所示,用质量不计的轻绳L1和L2将M、N两重物挂起来,则下列说法不正确的是( )
A. L1对M的拉力和L2对M的拉力是对平衡力
B. L2对M的拉力和L2对N的拉力是一对作用力与反作用力
C. L1对M的拉力和M对L1的拉力是一对平衡力
D. L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力和反作用力
“以卵击石,石头无恙而鸡蛋却碎了.”关于鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力,下列说法正确的是( )
A. 这是一对平衡力
B. 这是一对作用力与反作用力
C. 鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小不等
D. 鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等
(多选)2018年12月8日,“嫦娥四号”探测器由“长征三号乙”运载火箭发射升空,下面关于火箭升空的情形,其中叙述正确的是( )
A. 火箭尾部向外喷气,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. 飞船进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力
三、实验题(本大题共2小题,共18.0分)
如图1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并所示。
①关于图象2的相关说法,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根据图2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)。
某同学在用拉力传感器探究“作用力与反作用力关系”的实验中,把两个力传感器的挂钩钩在一起向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果如图所示.
(1)观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线,得到的实验结论为___________
____________________________________________________;
(2)如果实验时保持一只手不动,另一只手拉动,与两只手同时对拉得到的结论有没有变化?________(选填“有”或“没有”).
四、计算题(本大题共3小题,共30.0分)
机车A拉着一节车厢B向右行驶。用FAB和FBA分别代表A对B和B对A的作用力。已知B行驶时受到的阻力F阻=2.0×103N。画出题中情境的草图,回答以下问题。
(1)A拉B匀速行驶时,FAB与F阻有什么关系?FAB和FBA有什么关系?(要说明大小和方向两方面的关系,并说明回答的根据。)
(2)A拉B加速行驶时,FAB和F阻有什么关系?FAB和FBA有什么关系?若车厢B的质量是4.0 t,加速度a是0.3 m/s2,FAB和FBA各等于多少?
如图所示是一个建筑工地经常使用的夯土机的简化模型.铁球的质量为m(可视为质点),铁砧的质量为M=5m,连接铁球和铁砧的杆长为L,其质量不计.电动机带动铁球绕着水平转轴O以某一角速度匀速转动,且球经过最高点时铁砧恰好对地没有压力.试求:
(1)角速度ω的大小;
(2)铁球经过最低点时铁砧对地压力大小.
某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力,实验装置如图所示,已知斜面倾角为37°,光滑小球的质量m=4kg,力传感器固定在竖直挡板上。(g=10m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8)求:
(1)当整个装置静止时,小球对力传感器的压力大小;
(2)当整个装置向右做匀加速直线运动时,力传感器示数为42N,此时装置的加速度大小。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、根据牛顿第三定律可知,球拍击羽毛球的力等于羽毛球撞击球拍的力。故A错误;
B、球拍和羽毛球之间的相互作用是同时的。故B错误;
C、根据弹力的特点可知,羽毛球撞击球拍的力是由羽毛球发生形变引起的。故C正确;
D、羽毛球对球拍的力和球拍对羽毛球的力是一对作用力与反作用力。故D错误。
故选:C。
力的作用是相互的,一对相互作用力分别作用在两个物体上,二者大小相等,方向相反,具有同时性;
力的作用效果有二:改变物体的运动状态,改变物体的形状;
该题考查对作用力与反作用力的理解,理解力的作用是相互的,理解牛顿第一定律是解答的关键。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了牛顿第三定律、共点力平衡的条件及其应用。
①利用二力平衡的条件判定两个力是否是平衡力,是否作用在同一个物体上;
②两个力是否是一对作用力和反作用力,要看它们是否是互为施力物体和受力物体。
【解答】
A.桌面对物体的支持力和物体所受重力是一对平衡力,选项A错误;
B.压力不是重力,它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同,选项B错误;
C.物体所受重力的反作用力作用在地球上,选项C错误;
D.桌面对物体支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力,选项D正确;
故选D。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
作用力与反作用力,大小相等,方向相反,作用在两个物体上,一对平衡力大小相等,方向相反,作用在同一个物体上,作用效果可以抵消。
本题重点掌握平衡力与作用力和反作用力的相同和不同,注意等大反向作用在两个物体上的不一定是作用力和反作用力,记住平衡力的特征是两个力的作用效果能够相互抵消。
【解答】
ABD.球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,故AD错误,B正确;
C.球拍对乒乓球的作用力与乒乓球的重力方向不在同一直线上,不可能是一对平衡力,故C错误。
故选B。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了牛顿第三定律及其理解.理解牛顿第三定律与平衡力的区别。
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】
A.作用力和反作用力作用在不同的物体上,作用效果不能抵消,不能合成,故A错误;
B.作用力和反作用力作用在不同的物体上,作用效果不能抵消,所以两个力不是一对平衡力,故B错误;
C.作用力和反作用力没有主次、先后之分。同时产生、同时消失,故C错误;
D.作用力和反作用力必须是同一性质的力,故D正确。
故选D。
5.【答案】B
【解析】略
6.【答案】A
【解析】
【分析】力是一个物体对另一物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另外的物体施加这种作用,这两个物体间的力是相互的,且这两个力的特点是:大小相等,方向相反,作用在两个不同的物体上,同时产生同时消失。
作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的,既不能合成,也不能抵消,分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果。
【解答】A推B时,A与B之间有相互作用力,作用力与反作用力同时产生、大小相等、方向相反,A正确.
7.【答案】D
【解析】
【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;一对平衡力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一物体上。
解决本题的关键知道作用力与反作用力大方向相反,作用在同一条直线上。与平衡力的区别在于,作用力和反作用力作用在不同的物体上,性质相同,而平衡力作用在同一物体上,性质可以不同。
【解答】
A.篮球对桌面的压力与篮球受到的重力是两个不同性质的力,故A错误;
B.篮球受到的重力和桌面对篮球的支持力是一对平衡力,故B错误;
CD.篮球对桌面的压力与桌面对篮球的支持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D。
8.【答案】CD
【解析】
【分析】
鸡蛋碰石头,它们之间的力是作用力和反作用力,作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力,并且大小相等,方向相反,同时产生同时消失,而平衡力不一定会同时产生和消失。
作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的,既不能合成,也不能抵消,分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果。
【解答】
ABC.石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,故AB错误,C正确;
D.鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等,此作用力足以使鸡蛋破碎,故D正确。
故选CD。
9.【答案】ABC
【解析】
【分析】
一对平衡力具有大小相等、方向相反、作用在同一物体上的特点;而一对相互作用力有大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的特点,据此分析即可。
本题的关键是掌握一对平衡力与一对相互作用力的特点,及一对平衡力与一对相互作用力的区别与联系。
【解答】
A.整体分析可知,L1对M的拉力大小等于M与N的重力之和,方向竖直向上;隔离N分析可知,L2对N的拉力大小等于N的重力大小,所以L2对M的拉力大小也等于N的重力大小,方向竖直向下,所以L1对M的拉力与L2对M的拉力的受力物体均是M,方向相反,但大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
B.隔离N分析可知,L2对N的拉力大小等于N的重力大小,方向竖直向上,作用在N上,L2对M的拉力大小也等于N的重力大小,方向竖直向下,作用在M上,这两个力仅是大小相等,方向相反,但既不是相互作用力也不是一对平衡力,故B错误;
C.L1对M的拉力和M对L1的拉力是一对相互作用力,故C错误;
D.L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力和反作用力,故D正确。
本题选不正确的,故选ABC。
10.【答案】BD
【解析】
【分析】
鸡蛋碰石头,它们之间的力是作用力和反作用力,作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力,并且大小相等,方向相反,同时产生同时消失,而平衡力不会同时产生和消失.
作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的,既不能合成,也不能抵消,分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果.
【解答】
解:石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是作用力和反作用力,作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力,并且大小相等,方向相反,同时产生同时消失,所以AC错误,BD正确.
故选BD.
11.【答案】AD
【解析】
【分析】一个物体对另一个物体有作用力时,同时也受到另一个物体对它的作用力。
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,这是牛顿第三定律。
作用力与反作用力是相辅相成的一对力,同时出现,同时消失。
【解答】ABC.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,喷出的气体同时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,故A正确,B、C错误;
D.探测器进入运行轨道后,探测器与地球之间依然存在相互吸引力,即地球吸引探测器,探测器吸引地球,这是一对作用力与反作用力,故D正确。
12.【答案】ABC 大小相等、方向相反
【解析】解:(1)两弹簧秤之间的相互作用始终是大小相等,方向相反,与物体的运动状态无关,故ABC均有可能,故ABC正确D错误。
(2)由图2可知,作用力和反作用力大小相等,方向相反;
故答案为:(1)ABC;(2)大小相等,方向相反。
作用力和反作用力是同种性质的力,它们大小相等,方向相反,同时产生同时消失,同时发生变化,互为施力物体和受力物体。
本题重点考查了相互作用力的特点,知道作用力和反作用力特点在任何情况下都是成立的。
13.【答案】(1)作用力与反作用力总是大小相等,方向相反;(2)没有
【解析】
【分析】
作用力与反作用力总是等大反向作用在一条直线上,作用在两个物体上且同时产生同时消失.
本题考查了作用力与反作用力的特点.
【解答】
解:(1)根据这个图线可知,相互作用力总是大小相等,方向相反,同时产生同时变化同时消失;故你可以得出的结论是:作用力与反作用力大小相等,方向相反;
如果实验时保持一只手不动,另一只手拉动,与两只手同时对拉得到的结论没有变化。
故答案为:(1)作用力与反作用力大小相等,方向相反;(2)没有。
14.【答案】(1)相等、反向、平衡力;相等、反向、相互作用力
(2)相等反向;相等反向;3.2×103N 3.2×103N
【解析】略
15.【答案】解:(1)铁球经过最高点时,以M为研究对象,设M受到杆的拉力为F1,由平衡条件得F1=Mg
以m为研究对象,设m受到杆的拉力为F2,由牛顿运动定律和圆周运动相关知识得
F2+mg=mω2L
由牛顿第三定律得F1=F2
解得ω=6gL
(2)铁球经过最低点时以m为研究对象,设m受到杆的拉力为F3,由牛顿运动定律和圆周运动相关知识得F3−mg=mω2L
以M为研究对象,设M受到杆向下的拉力为F4,地面对铁砧的支持力为F,由平衡条件得F=Mg+F4
由牛顿第三定律得F3=F4
解得F=12mg
由牛顿第三定律得,铁砧对地面的压力F′=F=12mg
答:(1)角速度ω的大小6gL;
(2)铁球经过最低点时铁砧对地压力大小12mg.
【解析】(1)铁球做圆周运动,在最高点靠重力和拉力的合力提供向心力,当拉力的大小等于电动机连同打夯机底座的重力时,才能使打夯机底座刚好离开地面.
(2)根据牛顿第二定律求出铁球通过最低位置时对重锤的拉力,对打夯机受力分析,求出地面的支持力,从而得知打夯机对地面的压力.
16.【答案】解:(1)以小球为研究对象,设小球与力传感器静止时力传感器对小球的作用力大小为F,小球与斜面间的作用力大小为FN,对小球受力分析如图所示:
由平衡条件可知:
F=mgtan37°=4×10×34N=30 N
根据牛顿第三定律得小球对力传感器的压力大小为30N;
(2)对小球,竖直方向FNcs37°=mg;
水平方向F′−FNsin37°=ma;
联立解得:a=3 m/s2
【解析】本题考查牛顿第二定律及共点力平衡条件的应用,要注意正确受力分析,明确物体的受力情况,再由平衡条件和牛顿第二定律列式求解。
(1)对小球受力分析,根据共点力的平衡条件及牛顿第三定律可求小球对力传感器的压力;
(2)分解支持力,分别对竖直方向和水平方向列式,由牛顿第二定律可求得加速度。
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