高中物理必修第1册第3章 3

第三章3A组·基础达标1．大雪天车轮打滑，车辆难以前进，交警帮忙向前推车，如图所示，在推车的过程中，关于人和车之间的作用力，下列说法正确的是()A．车对人有向后的力 B．车对人没有作用力C．人对车的力大于车对人的力 D．人对车的力小于车对人的力【答案】A【解析】人向前推车对车有向前的力，同时车对人有向后的反作用力，故A正确，B错误；人与车之间的力为作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故C、D错误．2．如图所示，粗糙的长方体木块P、Q叠放在一水平地面上，并保持静止，涉及P、Q、地球三个物体之间的作用力和反作用力一共有()A．3对 B．4对C．5对 D．6对【答案】B【解析】首先对P受力分析，受重力和支持力，再对Q分析，受重力、压力和支持力．涉及P、Q、地球三个物体之间的作用力和反作用力有P与地球间有相互吸引的力；P和Q间的相互作用力；Q和地球间有相互吸引的力；地面和Q之间的相互作用力．综上所述，故B正确，A、C、D错误．3．甲、乙两人发生争执，甲打了乙的胸口一拳致使乙受伤．法院判决甲应支付乙的医药费．甲辩解说：“我打乙一拳，根据作用力与反作用力相等，乙对我也有相同大小的作用力，所以乙并没有吃亏．”那么这一事件判决的依据是()A．甲打乙的力大于乙对甲的作用力，故判决甲支付乙的医药费B．甲打乙的力等于乙对甲的力，但甲的拳能承受的力大于乙的胸能承受的力，乙受伤而甲未受伤，甲主动打乙，故判决甲支付乙的医药费C．甲打乙的力大于乙对甲的力，甲的拳和乙的胸受伤害程度不相同，甲轻而乙重，故判决甲支付乙的医药费D．由于是甲用拳打乙的胸，甲对乙的力远大于乙胸对甲拳的作用力，故判断甲支持乙的医药费【答案】B【解析】甲打乙的作用力与乙对甲的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，同时产生，但甲打了乙的胸口一拳致使乙受伤，甲的拳头和乙的胸口受伤的程度不相同，甲轻而乙重，故判决甲支付乙的医药费，故B正确．4．踢毽子是我国一项传统健身运动，在毽子与脚相互作用的过程中，关于毽子和脚之间的相互作用力下列说法中正确的是()A．毽子对脚的作用力大于脚对毽子的作用力B．毽子对脚的作用力小于脚对毽子的作用力C．毽子对脚的作用力与脚对毽子的作用力方向相同D．毽子对脚的作用力与脚对毽子的作用力方向相反【答案】D【解析】毽子对脚的作用力与脚对毽子的作用力是相互作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，方向相反，故D正确．5．(2021届汕头名校月考)机车a拉着一节车厢b向右行驶．用Fab和Fba分别表示a对b和b对a的作用力，则Fab和Fba的大小关系是()A．Fab>Fba B．Fab＝FbaC．Fab<Fba D．无法确定【答案】B【解析】a对b和b对a的作用力是一对作用力和反作用力，总是等大反向，即Fab＝Fba，故B正确．6．在日常生活中小巧美观的冰箱贴使用广泛，一个磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上，静止不动时，则()A．冰箱贴受到的磁力大于受到的弹力B．冰箱贴受到的弹力是由于冰箱贴发生形变之后要恢复原状而产生的C．冰箱贴受到的磁力和受到的弹力是一对作用力与反作用力D．冰箱贴受到的磁力和受到的弹力是一对平衡力【答案】D【解析】冰箱贴静止不动，受力平衡，它受到的磁力和受到的弹力是一对平衡力，大小相等，故A、C错误，D正确；冰箱贴受到的弹力是由于冰箱发生形变之后要恢复原状而产生的，故B错误．7．如图，在弹簧测力计钩下竖直悬挂一个静止的木块，下列说法中正确的是()A．木块对弹簧测力计的拉力的施力物体是地球B．木块的重力和弹簧测力计对木块的拉力是一对相互作用力C．弹簧测力计对木块的拉力在数值上等于木块的重力D．弹簧测力计对木块的拉力和木块对弹簧测力计的拉力是一对平衡力【答案】C【解析】木块对弹簧测力计的拉力的施力物体是木块，A错误；木块的重力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力，B错误；弹簧测力计对木块的拉力与木块的重力平衡，则弹簧测力计对木块的拉力在数值上等于木块的重力，C正确；弹簧测力计对木块的拉力和木块对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力，D错误．8．如图所示，一个大人(甲)跟一个小孩(乙)站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了．对这个过程中作用于双方的力的关系，下列说法正确的是()A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大B．只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大C．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大是一对平衡力D．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等【答案】D【解析】一方对另一方有拉力作用，同时另一方也受到这一方对他的拉力，根据牛顿第三定律知，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定大小相等，无论是在哪个过程中都是相等的，故A、B错误．大人与小孩间的拉力是两人间相互作用力，是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律知，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等，故C错误，D正确．9．在“鸟巢欢乐冰雪季”期间，花样滑冰中的男运动员稳稳地托举着女运动员一起滑行．对于此情境，下列说法中正确的是()A．由于男运动员稳稳地托举着女运动员一起滑行，所以男运动员对女运动员的支持力大于女运动员受到的重力B．男运动员受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力C．女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的支持力是一对作用力和反作用力D．男运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力是一对作用力和反作用力【答案】D【解析】男运动员稳稳地托举着女运动员一起滑行，女运动员在竖直方向受力平衡，男运动员对女运动员的支持力等于女运动员受到的重力，A错误；在竖直方向，男运动员受到重力、冰面对他的支持力和女运动员对他的压力，这三个力平衡，B错误；女运动员对男运动员的压力与男运动员对女运动员的支持力是一对作用力和反作用力，C错误；男运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力是一对作用力和反作用力，D正确．B组·能力提升10．(多选)(2020届福建名校联考)静止在水平桌面上的铅笔盒施于桌面的压力F，桌面对铅笔盒的支持力N，下列说法正确的是()A．铅笔盒受到的重力就是支持力NB．铅笔盒施于桌面的压力F与桌面对铅笔盒的支持力N是一对平衡力C．铅笔盒施于桌面的压力F是由铅笔盒形变而产生的力D．铅笔盒受到的支持力N的方向与桌面发生形变方向相反【答案】CD【解析】铅笔盒受到支持力N与重力等大反向，重力和支持力是两种不同性质的两个力，不能说“重力就是支持力N”，故A错误；铅笔盒施于桌面的压力F与桌面对铅笔盒的支持力N是一对作用与反作用力，故B错误；铅笔盒施于桌面的压力F是由铅笔盒形变而产生的力，故C正确；铅笔盒受到的支持力N是由桌面的形变产生的，其方向与桌面发生形变方向相反，故D正确．11．(多选)一起重机通过一绳子将货物向上吊起的过程中(忽略绳子的重力、空气阻力)，以下说法正确的是()A．当货物匀速上升时，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是一对平衡力B．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力，大小总是相等C．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力总大于货物的重力D．货物匀速上升时，绳子对货物的拉力总等于货物的重力【答案】BD【解析】绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是作用力和反作用力，故A错误；无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是作用力和反作用力，大小总是相等，故B正确；如果匀速上升时，绳子对货物的拉力等于货物的重力，故C错误，D正确．12．(多选)如图所示，不计悬绳的质量，把P和Q两物体悬吊在天花板上．当两物体静止后，下列说法正确的是()A．天花板对上段绳的拉力和P对上段绳的拉力是一对平衡力B．上段绳对P的拉力和下段绳对P的拉力是一对平衡力C．下段绳对Q的拉力和Q的重力是一对平衡力D．下段绳对P的拉力和下段绳对Q的拉力是一对作用力与反作用力【答案】AC【解析】天花板对上段绳的拉力和P对上段绳的拉力，大小相等，方向相反，作用在同一个物体上，是一对平衡力，A正确；上段绳对P的拉力和下段绳对P的拉力大小不相等，不是一对作用力和反作用力，也不是平衡力，B错误；下段绳对Q的拉力和Q的重力大小相等、方向相反、作用在同一物体上，是一对平衡力，C正确；下段绳对P的拉力和下段绳对Q的拉力大小相等、方向相反，但作用物体不同，不是一对平衡力，也不是一对作用力与反作用力，D错误．13．(多选)如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是()A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜【答案】BD【解析】无论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，即任何情况下，甲对乙的拉力都等于乙对甲的拉力，A、C错误，B正确；甲获胜的原因是甲与地面间的摩擦力大于绳子对甲的拉力，绳子对乙的拉力大于乙受到地面的摩擦力，D正确．14．下列各图中物体A均处于静止状态，画出各图中物体A所受的力的示意图．(球面是光滑的，其他物体的表面是粗糙的)【答案】如图【解析】首先分析物体A的受力情况，再作出力的示意图．受力分析时，先分析重力，再分析接触力；分析接触力时，先分析弹力，再分析摩擦力．甲图中物体A受到重力、斜面的支持力和静摩擦力；乙图中物体A受到重力、地面的支持力、绳的拉力和向左的静摩擦力；丙图中物体A受到重力、半球的支持力和绳的拉力；丁图中物体A受到重力、挡板的支持力和斜面的支持力．分别作出受力图如图所示．达标检测一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．下列关于力的说法，正确的是()A．有力作用时一定有施力物体，可能没有受力物体 B．力有时能脱离物体而独立存在C．有受力物体就一定有施力物体 D．只有相互接触的物体才能有作用力【答案】C【解析】有力作用时一定有施力物体和受力物体，有受力物体就一定有施力物体，A错误，C正确；力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而独立存在，B错误；两个物体有力作用时不一定相互接触，如磁铁吸引小铁钉时，磁铁对小铁钉有力的作用但磁铁与小铁钉可以不相互接触，D错误．2．如图所示，歼­20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼击机．它以具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊．关于飞行中的歼­20战机的受力，下列说法正确的是()A．战机受到的重力垂直向下B．战机受重力的同时，它也对地球产生引力C．战机向前运动的推力无施力物体D．战机匀速飞行，它不受重力作用【答案】B【解析】重力的方向竖直向下，不一定垂直向下，A错误；由于地球对战机的引力作用而产生重力，同时战机对地球也产生向上的引力，B正确；任何力都有施力物体，战机向前的推力来自于发动机喷出的气流，C错误；地球附近的任何物体都受重力作用，D错误．3．在中学秋季田径运动会上，高一2班李好同学奋力拼搏，勇夺男子100m冠军，下图为该同学奔跑途中的两个瞬间，用Ff1、Ff2分别表示该同学在图甲、图乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于Ff1、Ff2的方向，以下说法正确的是()A．Ff1向后，Ff2向后 B．Ff1向前，Ff2向前C．Ff1向前，Ff2向后 D．Ff1向后，Ff2向前【答案】C【解析】该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬，人才向前运动，正是由于地面给后脚有个向前的静摩擦力，即Ff1向前，使运动员能向前运动；而当前脚向前跨时，正是由于地面给前脚有个向后的静摩擦力，否则运动员会向前滑动，所以前脚受到地面向后的静摩擦力，即Ff2向后，故C正确，A、B、D错误．4．如图所示，两块相同的木块被竖直的木板夹住保持静止状态，设每一木块的质量为m，则两木块间的摩擦力大小为()A．0 B．0.5mgC．mg D．2mg【答案】A【解析】设每一块木块的重力为mg，一侧木板对木块的摩擦力大小为f1，两块木块之间的摩擦力大小为f2，根据平衡条件，对整体有2f1＝2mg，得f1＝mg；对A有f1＋f2＝mg.解得f2＝0.即两木块间摩擦力为零，故A正确，B、C、D错误．5．如图所示，舰载机保持牵引力F大小不变，在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止，此时阻拦索夹角θ＝120°，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为()A．eq\f(F,2) B．FC．eq\r(3)F D．2F【答案】B【解析】设阻拦索承受的张力大小为FT，由平衡条件可知，牵引力F＝2F′Tcoseq\f(θ,2)，又由牛顿第三定律知FT＝FT′，解得FT＝F，B正确．6．利用弹簧可以测量物体的重力．将劲度系数为k的弹簧上端固定在铁架台的横梁上．弹簧下端不挂物体时，测得弹簧的长度为x0.将待测物体挂在弹簧下端，如图所示．待物体静止时测得弹簧的长度为x1，测量中弹簧始终在弹性限度内，则待测物体的重力大小为()A．kx0 B．kx1C．k(x1－x0) D．k(x1＋x0)【答案】C【解析】根据胡克定律可知，弹簧的弹力F＝k(x1－x0)；根据平衡条件可知，弹簧的弹力等于物体的重力，故C正确，A、B、D错误．7.近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生．近日研究发现，玩手机时，有可能让颈椎承受多达60磅(约270N)的重量．一系列健康问题与不当的姿势存在关联，如背痛、体重增加、胃痛、偏头疼和呼吸道疾病等．当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量；但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化，现将人低头时头颈部简化为如图所示的模型，重心在头部的P点，颈椎OP(轻杆)可绕O转动，人的头部在颈椎的支持力和沿PA方向肌肉拉力的作用下静止．假设低头时颈椎OP与竖直方向的夹角为45°，PA与竖直方向的夹角为60°，此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的(eq\r(6)≈2.45)()A．4.2倍 B．3.3倍C．2.8倍 D．2.0倍【答案】B【解析】由题意可知人的头部受力情况如图所示，设人的颈椎对头的支持力为F，肌肉对头的拉力为T，正交分解力F和T，在水平方向Tsin60°＝Fsin45°，竖直方向Fcos45°＝G＋Tcos60°，联立解得F≈3.3G，由牛顿第三定律知，颈椎受到的压力F′等于颈椎对头的支持力，即F′≈3.3G，B正确．二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．8．小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是()A．当θ为120°时，F＝G B．不管θ为何值，F＝eq\f(G,2)C．当θ＝0°时，F＝eq\f(G,2) D．θ越大，F越小【答案】AC【解析】水桶受重力G和两个拉力F作用而平衡，根据平衡条件得2Fcoseq\f(θ,2)＝G，解得F＝eq\f(G,2cos\f(θ,2))，由公式可知，F随着θ的变化而变化，且θ越大，F越大，B、D错误；当θ＝0°时，F＝eq\f(G,2)，C正确；当θ为120°时，F＝G，A正确．9．科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上，如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，若手机的重力为G，则下列说法正确的是()A．手机受到的支持力大小为GcosθB．手机受到的支持力大于GcosθC．纳米材料对手机的作用力大小为GsinθD．纳米材料对手机的作用力竖直向上【答案】BD【解析】手机处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，在垂直支架方向有FN＝Gcosθ＋F吸，大于Gcosθ，A错误，B正确；手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方向与重力方向相反，竖直向上，C错误，D正确．10．如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上，圆环A套在粗糙的水平直杆MN上．现用水平力F拉着绳子上的一点O，使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终保持在原位置不动．在这一过程中，环对杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变化情况是()A．Ff不变 B．Ff增大C．FN不变 D．FN减小【答案】BC【解析】设Ff′为杆对环的摩擦力，FN′为杆对环的支持力，以B为研究对象，小球受到重力、水平力F和轻绳的拉力T，如图甲所示，由平衡条件得F＝mgtanα，当小球B从实线位置缓慢上升到虚线位置时，α增大，则F增大，再以整体为研究对象，受力示意图如图乙所示，根据平衡条件得Ff′＝F，F增大，则Ff′逐渐增大；FN′＝(M＋m)g，则FN′保持不变．由牛顿第三定律知，Ff增大，FN不变，B、C正确，A、D错误．三、非选择题：本题共4小题，共54分．11．(9分)某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．(1)某次在弹簧下端挂上钩码后，弹簧下端处的指针在刻度尺上的指示情况如图乙所示，此时刻度尺的读数x＝________.(2)根据实验数据在图丙的坐标纸上已描出了多次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧长度x之间的函数坐标点，请作出F－x图线．(3)根据所作出的图线，可得该弹簧的劲度系数k＝________N/m.(保留两位有效数字)【答案】(1)11.80(11.79～11.81均可)cm(2)见解析图(3)49【解析】(1)由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，其示数为11.80cm.(2)根据坐标系内描出的点作出图像如图所示．(3)由图示图像可知，弹簧的劲度系数为k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(4.90N,18－8×10－2m)＝49N/m.12．(12分)某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图a所示．(1)试在图a中作出无实验误差情况下F1和F2的合力的图示，并用F表示此力．(2)有关此实验，下列叙述正确的是________.A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C．两次拉橡皮筋时，须将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)如图b所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？(力F′是用一只弹簧测力计时的拉力)________________.(4)在以上比较符合实验事实的那位同学的实验中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)________________________________.【答案】(1)见解析图(2)AC(3)甲同学(4)见解析【解析】(1)以F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线即为所求的合力F(如图所示)．(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B错误；两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等即可，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，A正确；两次拉橡皮筋时，为保证效果相同，橡皮筋的结点必须拉到同一位置O，C正确；结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D错误．(3)用平行四边形定则求出的合力可能与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一条直线上，故甲同学实验得到的结果比较符合实验事实．(4)①F1的方向比真实方向偏左；②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；③作图时两虚线没有分别与F1线和F2线平行．13．(15分)如图所示，三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10kg的重物悬挂在空中而处于静止状态，其中OB与天花板夹角为30°，OA与