高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第三定律同步训练题

人教版（2019）必修第一册《3.3 牛顿第三定律》同步练习

一 、单选题（本大题共10小题，共60分）

1.（6分）用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验时，把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反的方向拉动，显示器屏幕上显示的是两个力传感器的相互作用力随时间变化的图象如图所示，由图象可以得出的正确结论是
 

A. 作用力与反作用力大小相等 B. 作用力与反作用力方向不一定相反
C. 作用力与反作用力的合力为零 D. 作用力与反作用力作用在同一物体上

2.（6分）下列关于作用力和反作用力的说法中，正确的是

A. 物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力
B. 作用力和反作用力的合力为零，即两个力的作用效果可以互相抵消
C. 鸡蛋碰石头时，鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等
D. 马能将车拉动，是因为马拉车的力大于车拉马的力

3.（6分）书本放在水平课桌面上保持静止，则下列说法中正确的是

A. 书本对桌面的压力就是书本受的重力，施力物体是书本
B. 书本对桌面的压力在数值上等于书本受到的重力
C. 桌面对书本的压力是弹力，是由于书本发生形变而产生的
D. 桌面对书本的支持力与书本对桌面压力是一对平衡力

4.（6分）如图所示，重力为的扫地机器人在水平地板上行驶，地板对机器人的支持力为，机器人对地板的压力为，下列说法正确的是
 

A. 当扫地机器人加速行驶时，大于
B. 当扫地机器人减速行驶时，大于
C. 当扫地机器人匀速行驶时，与是一对平衡力
D. 无论扫地机器人如何运动，的大小和的大小总相等

5.（6分）中国的吴桥杂技享誉世界，如图甲是杂技演员表演传统节目——水流星。用细绳系者装有水的小桶，在竖直面内做园周运动，当小桶运动到最高点时，可简化为图乙所示情形。已知水的质量为，水的重心到转轴的距离为，则下列说法正确的是 
 
 

A. 最高点水刚好不流出时，水和小桶的最小速率为零
B. 最高点水刚好不流出时，水对桶底的作用力大小为
C. 最高点水刚好不流出时，水对桶底的作用力为零
D. 最高点水刚好不流出时，绳上的拉力大小大于

6.（6分）用弹簧秤竖直称量悬挂在其下面静止的小球

A. 小球对弹簧秤的拉力就是小球的重力
B. 小球对弹簧秤的拉力大小等于小球的重力
C. 小球对弹簧秤的拉力大小小于小球的重力
D. 小球对弹簧秤的拉力大小大于小球的重力

7.（6分）三个重量均为的相同木块、、和两个劲度均为的相同轻弹簧、用细线连接如图，其中放在光滑水平桌面上．开始时弹簧处于原长，木块都处于静止．现用水平力缓慢地向左拉弹簧的左端，直到木块刚好离开水平地面为止．该过程弹簧的左端向左移动的距离是轻弹簧和细线的重量都忽略不计
 

A.  B.  C.  D.

8.（6分）如图所示，带有孔的质量为的小球套在粗糙的倾斜直杆上，直杆与水平面的夹角为图中未画出，小球与正下方的质量为的小球通过轻绳连接，处于静止状态。重力加速度为，下列说法正确的是
 

A. 杆对小球的摩擦力大小为
B. 杆对小球的支持力大小为
C. 突然剪断轻绳，小球将下滑
D. 如果细杆突然变成光滑，轻绳仍保持竖直

9.（6分）在我市雨污分流改造施工中，需把钢材运送到水池的底部。如图，工人甲将钢材放到一定深度时拉住手中的绳保持静止，乙通过拉绳将钢材微调到准确位置。设乙所拉轻绳始终保持水平，不考虑滑轮的摩擦及大小，在乙缓慢释放手中的绳  
子，钢材向左移动的过程中
 

A. 甲对地面的压力不变
B. 甲手中绳子上的拉力不断增大
C. 甲受到地面的摩擦力大于乙受到地面的摩擦力
D. 乙手中绳子上的拉力不断增大

10.（6分）某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案。关于小磁铁，下列说法中正确的是

A. 小磁铁受到黑板的吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B. 小磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力
C. 小磁铁受到五个力的作用
D. 小磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力

二 、多选题（本大题共3小题，共18分）

11.（6分）下列关于力的说法中正确的是

A. 作用力和反作用力作用在同一物体上
B. 伽利略的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因
C. 物体对悬绳的拉力或对支持面的压力的大小一定等于重力
D. 两个分力的大小和方向是确定的，则合力也是确定的

12.（6分）如图所示，把一本书放在水平桌面上保持静止，下列说法中正确的是
 

A. 书对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的
B. 书对桌面的压力在数值上等于书受到的重力
C. 书保持静止是由于书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力
D. 书受到的支持力是由于桌面发生形变而产生的

13.（6分）下列关于重心、弹力和摩擦力的说法，正确的是

A. 物体的重心不一定在物体的几何中心上
B. 劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大
C. 动摩擦因数与物体之间的压力成反比，与滑动摩擦力成正比
D. 正压力越大，最大静摩擦力越大

三 、简答题（本大题共1小题，共6分）

14.（6分）如图所示，用长为的丝线悬挂质量为，带电量为的小球，放入水平向右的匀强电场中，场强大小为，今将小球拉至水平方向的点后，由静止释放。 
求小球运动到最低点点时对丝线的拉力。
 

答案和解析

1.【答案】A;

【解析】解：、由图象不难看出两个力的大小总是相等的，并且两个力的方向也是始终相反的，它们的变化的情况也是一样的，故A正确，B错误；  
C、图象表示的是力传感器的受力情况，作用力和反作用力是两个物体之间的相互作用力，作用在两个物体上，效果不能抵消，不能进行力的合成，故CD错误；  
故选：。 
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． 
本题主要是考查作用力与反作用力的关系，同时注意区分它与一对平衡力的区别．
 

2.【答案】C;

【解析】解：、作用力和反作用力具有同时性，同时产生，同时消失。故A错误。  
B、作用力和反作用力作用在不同的物体上，不能合成，效果不能抵消，故B错误。  
C、作用力和反作用力大小相等，方向相反。故C正确。  
D、马拉车的力等于车拉马的力。马能将车拉动，是因为马拉车的力大于车所受的阻力。故D错误。  
故选：。 
作用力和反作用力大小相等，方向相反，同时产生，同时消失，作用在不同的物体上，不是共点力，不能合成，效果不能抵消．物体之所以由静止而加速运动是因为其所受合力大于零． 
这道题主要考查了牛顿第三定律，深刻理解和把握牛顿第三定律是解决本题的关键．
 

3.【答案】B;

【解析】解：、书对桌面的压力与书受的重力大小相等，压力是弹力性质、重力是万有引力性质，二者不是一回事；压力施力物体是书，而重力的施力物体是地球；故A错误；  
B、对桌面的压力，受力物是桌面；桌面对它的支持力，受力物是课本，二力作用在两个物体上，属于作用力与反作用力，而重力与支持力是平衡力，因此二力在数值上等于书受的重力，故B正确；  
C、桌面对书本的压力是弹力，桌是由于桌面受到书的挤压产生形变而产生；故C错误；  
D、桌面对书本的支持力与书本对桌面压力是一对作用力与反作用力，D错误；  
故选：。 
作用力与反作用力是作用在两个物体上；平衡力是作用在同一个物体上；二力平衡的条件是：作用在同一物体上；大小相等；方向相反；作用在同一直线上，并根据弹力产生的条件，即可求解． 
此题主要考查我们对于物体所受力的分析和二力平衡的条件．二力平衡最重要的条件是看是否作用在同一物体上，并掌握作用力与反作用力的内容．
 

4.【答案】D;

【解析】解：机器人在水平地面上缓慢行驶，地面对机器人的支持力和机器人对地面的压力分别作用在两个不同的物体上，是地面与机器人的相互作用力，根据牛顿第三定律，总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上；故ABC错误，D正确；  
故选：。 
作用力和反作用力特点：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，但是两个力的作用点在不同的物体上。  
平衡力特点：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，两个力作用在同一个物体上。 
解决本题的关键掌握作用力与反作用力和平衡力的区别，作用力和反作用力作用在不同的物体上，平衡力作用在同一个物体上。
 

5.【答案】C;

【解析】 
在最高点水不流出，重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出临界速度；本题关键在于分析水的受力情况，确定其向心力的来源，应用牛顿第二定律破解水流星节目成功的奥秘。 
 
水和小桶做圆周运动，在最高点水不流出的条件是：水和水桶的重力刚好提供所需要的向心力。这时的最小速度即是过最高点的临界速度 
以水为研究对象，重力提供圆周运动向心力有： 
 
解得；故最小速度为 
对水分析，此时所需的向心力，故此时水桶对水无作用力，故错误，正确。 
故选：。 

 

6.【答案】B;

【解析】解：小球对弹簧秤的拉力的施力物体是小球，故拉力不是重力，故错误； 
根据平衡条件可知，小球对弹簧秤的拉力大小等于小球的重力，故正确，错误； 
故选：。 
掌握物体的重力、拉力以及二力平衡等有关概念和条件；特别需要注意的是该小球处于静止状态，它受到的力平衡，这两个力一定大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 
此题主要考查学生对牛顿第三定律，以及对二力平衡的条件的理解和掌握。
 

7.【答案】C;

【解析】解：刚开始弹簧处于原长，而弹簧被压缩，设压缩量为，根据胡克定律，有 
 
解得 
 
用水平力缓慢地向左拉弹簧的左端，直到木块刚好离开水平地面为止，此时，对物体受力分析，受重力和拉力，设弹簧伸长量为，根据胡克定律，有 
 
解得 
 
对物体受力分析，受重力、弹簧拉力和细线拉力，根据平衡条件，有 
 
对物体受力分析，受重力、支持力、细线拉力和弹簧弹力，根据平衡条件，有 
 
设弹簧伸长量为，根据胡克定律，有 
 
解得 
 
根据几何关系，弹簧的左端向左移动的距离是： 
故弹簧的左端向左移动的距离是，即。 
故选：。 
刚开始弹簧处于原长，而弹簧被压缩；之后、弹簧都伸长；细线的形变量忽略不计，故可以结合胡克定律和几何关系得到弹簧的左端向左移动的距离． 
本题关键是找出临界状态，然后求出弹簧各个时刻的压缩量和伸长量，最后根据几何关系得到弹簧的左端向左移动的距离．
 

8.【答案】B;

【解析】解：、将杆和小球当成整体，则受力分析如图所示： 
 
则杆对小球的摩擦力大小为，杆对小球的支持力大小为，故错误，正确； 
、当突然剪断轻绳时，小球进行受力分析，小球的下滑力仍和小球受到的沿斜面向上的静摩擦力大小相等，故小球仍静止，故错误； 
、当细杆突然变成光滑时，小球获得沿斜面向下的加速度，对分析，此时受到的绳子拉力和重力提供沿斜面向下的加速度，因此轻绳不可能保持竖直，故错误； 
故选：。 
根据斜面上的物体的受力分析，小球和细杆当成一个系统，分析出杆对小球的力； 
剪断轻绳后，对小球进行受力分析，从而判断出其运动状态； 
当细杆变成光滑时，系统获得沿斜面向下的加速度，对分析，从而得到轻绳此时的状态。 
此题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，选择合适的研究对象，结合受力分析和几何关系，同时根据牛顿第二定律即可完后才能解答。
 

9.【答案】C;

【解析】解：、对物体所连接的绳子节点进行受力分析，设甲绳在节点的作用力与水平夹角为，物体缓慢移动，所以该节点合力时刻为零，工人甲也受力平衡。受力如图所示： 
对节点受力平衡可知：， 
在乙缓慢释放手中的绳子时，变大，则变小，变小，故BD错误； 
、对甲受力分析可知：， 
工人甲将钢材放到一定深度时拉住手中的绳保持静止，则不变，当变小时，变大，故A错误； 
对乙受力分析，在水平方向上， 
联立解得：，由图可知： 
则，即甲受到地面的摩擦力大于乙受到地面的摩擦力，故C正确； 
故选：。 
分别对物体所连接的绳子节点进行受力分析以及甲乙进行受力分析，然后根据受力平衡，及平行四边形定则即可求解两个绳子拉力的变化，以及支持力和摩擦力大小比较． 
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。 
注意此题关键在于确定两个夹角的变化，从而实现力学平衡得动态分析。

 

10.【答案】B;

【解析】解：、小磁铁受到黑板的吸引力等于受到的弹力，它们是一对平衡力，故A错误；  
B、水平方向受吸引力和弹力，作用力与反作用力是物体间的相互作用，小磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力，故B正确；  
C、磁铁受重力、静摩擦力、吸引力和弹力共个力，故C错误；  
D、小磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对作用力与反作用力，故D错误；  
故选：。 
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。 
考查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。
 

11.【答案】BD;

【解析】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，故A错误；  
B、伽利略的理想斜面实验说明物体不受力时也会做匀速直线运动，所以力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因，故B正确；  
C、物体对悬绳的拉力或对支持面的压力的大小不一定等于重力，如静止在斜面上的物体，物体对支持面的压力不等于重力，故C错误；  
D、根据平行四边形原则可知，两个分力的大小和方向是确定的，作出的平行四边形对角线也是确定的，故D正确．  
故选BD  
力是改变物体运动状态的原因，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，根据力的合成原则分析选项即可．  
此题主要考查了作用力和反作用力的关系，要知道力是改变物体运动状态的原因，力是矢量，合成时遵循平行四边形原则．
 

12.【答案】BD;

【解析】解：、书对桌面的压力是弹力，弹力是施力物体的形变产生的，故桌面受到的压力是由于书本发生形变而产生的，故A错误；  
B、书受重力和支持力而平衡，故支持力等于重力；支持力和压力是相互作用力，故支持力等于压力，故压力等于重力，故B正确；  
C、书对桌面的压力与桌面对书的支持力是书与桌面间的相互作用力，书保持静止是由于重力和支持力平衡，故C错误；  
D、弹力是施力物体的形变产生的，书受到的支持力是由于桌面发生形变而产生的，故D正确。  
故选：。 
弹力是施力物体发生弹性形变产生的；根据平衡条件结合平衡力、作用力与反作用力的特点进行分析解答。 
本题主要是考查弹力产生的原因以及平衡条件，关键是知道二力平衡的条件和相互作用力的特点，并且会区分平衡力和相互作用力．
 

13.【答案】AD;

【解析】解：重心不一定在物体的几何中心上，只有质量分布均匀，形状规则的物体，重心才在其几何重心，故A正确；  
B.在弹性限度范围内，相同的形变量下，劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大，故B错误；  
C.动摩擦因数是由材料和粗糙程度决定的，与物体之间的压力、滑动摩擦力无关，故C错误；  
D、最大静摩擦力与正压力成正比，所以正压力越大，最大静摩擦力越大，故D正确．  
故选：． 
重心不一定在物体的几何中心上，只有质量分布均匀，形状规则的物体，重心才在其几何重心；  
在弹性限度范围内，，其中为弹力大小，为伸长量或压缩量，为弹簧的劲度系数；  
动摩擦因数是由材料和粗糙程度决定的，最大静摩擦力与正压力成正比，压力越大，最大静摩擦力越大． 
此题主要考查了重心、弹簧弹力、滑动摩擦力、静摩擦力的影响因素，难度不大，注意弹性限度，及“相对”两字的理解．
 

14.【答案】解：由题意知：小球受水平向右的电场力qE和重力mg的作用，使物体沿合力的方向做加速直线运动到C点，如图1所示。由几何知识得LAC=L，由动能定理可得： 
F合 L=mv， 
即=mv， 
解得：=。 
由于绳子给小球一冲量使小球沿绳方向的速度减为零。 
沿切线方向的速度为v=cos30°=。 
此后小球C点到B点的过程中，绳子对小球不做功，电场和重力均对小球做正功，则有：mg（L-Lcos30°）+qELsin30°=mv-mv， 
解得：v=（2+）mg， 
由T-mg=m解得：T=（3+）mg，竖直向下。 
答：小球运动到最低点B点时对丝线的拉力为（3+）mg，竖直向下。;
 

【解析】 
根据动能定理求出绳子刚绷直时小球的速度，绳子绷直的瞬间，小球沿绳子方向的速度突然减至零，只有垂直于绳子方向的分速度，再根据动能定理求解小球落至最低点处时的速度大小。结合牛顿第二定律求出拉力的大小。 
本题分析小球的受力情况是关键，再分析其运动情况，要注意小球从静止释放后并不是做圆周运动，而是做匀加速直线运动，不能思维定势的影响，要具体问题具体分析。细线绷紧瞬间动能有损失，不能全过程运用动能定理列式。