2018年山东省乐陵市第一中学高三物理三轮冲刺牛顿第三定律-教师版

牛顿第三定律一、单选题（本大题共5小题，共30分）在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，如图1所示，某同学用两个力传感器进行实验，通过计算机得到图2.下列由图2得到的实验结论中错误的是()A.两传感器间的作用力与反作用力大小相等B.两传感器间的作用力与反作用力方向相反C.两传感器间的作用力与反作用力同时变化D.两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上D（@乐陵一中）解：A、根据图象可知，两传感器间的作用力与反作用力大小相等，方向始终相反.故AB正确．C、作用力与反作用力同时产生，同时变化，同时消失.故C正确．D、作用力与反作用力作用在不同的物体上，故D错误．本题选错误的，故选：D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．解决本题的关键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，作用在不同的物体上，注意与平衡力之间的区别．如图所示，物体A放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止状态，则()A.绳子对A的拉力小于A受的静摩擦力B.A受的重力和桌面对A的支持力是一对作用力和反作用力C.A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的D.A对桌面的摩擦力的方向是水平向右的D（@乐陵一中）解：A、由于物体A处于平衡状态，则绳子对A的拉力等于A受的静摩擦力.故A错误；B、A受的重力和桌面对A的支持力是一对平衡力，不是作用力与反作用力，故B错误；C、A对桌面的压力和桌面对A的支持力是一对作用力与反作用力，总是相等，方向相反，且作用于两个物体.但不是平衡的，故C错误；D、由于细线对A的拉力水平向右，所以桌面对A的摩擦力水平向左，而A对桌面的摩擦力的方向是水平向右.故D正确；故选：D物体A在水平细线的作用下处于平衡状态，则物体A受到静摩擦力、细线拉力、重力与支持力．平衡力与作用力与反作用力的区别与联系，前者是共同作用在一个物体上，当物体平衡时，平衡力才相等.而后者作用在两个物体上，大小总是相等，不论是运动还是静止，不论是加速还是减速．如图所示，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态。三者的质量均为m，重力加速度为g。下列说法正确的是(

)A.箱子受到的摩擦力方向向右B.人受到的摩擦力方向向右C.地面对木板的摩擦力方向向右D.若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于3mgB（@乐陵一中）【分析】对箱子受力分析，根据平衡条件判断其受静摩擦力方向；对人进行受力分析，判断出人受到的摩擦力的方向；对三个物体的整体受力分析，根据平衡条件判断地面对整体的支持力和静摩擦力情况。本题关键是采用隔离法和整体法灵活地选择研究对象，然后根据共点力平衡条件列式判断，基础题目。【解答】A.人用力F向右推箱子，对箱子受力分析，受推力、重力、支持力、静摩擦力，根据平衡条件，箱子受到的摩擦力方向向左，与推力平衡，故A错误；B.人用力F向右推箱子，对箱子的作用力向右，根据牛顿第三定律可知，箱子对人的作用力的方向向左，人若要平衡，则受到的木板的摩擦力的方向向右，故B正确；C.对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，不是静摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有静摩擦力；故C错误；D.若人用斜向下的力推箱子，三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故压力依然等于3mg，故D错误；故选B。如图，是利用力传感器在做“探究作用力与反作用力的关系”实验的情景.

图中A是握在于中的力传感器、B是固定在木块上的力传感器.

下列相关叙述中正确的是()A.木块做匀速运动时，A、B两传感器的示数大小相等B.木块向右加速运动时，A传感器示数大于B的示数C.实验时，若A传感器的示数增大，则B传感器的示数过一会儿也增大D.实验时，若A传感器的示数变为0，由于摩擦作用，木块做减速运动，B传感器的示数不为0A（@乐陵一中）解：传感器测量小车对绳子的拉力，B传感器测量的是绳子对小车的作用力，两者是作用力和反作用力的关系，大小相等，同时产生，同时变化，同时消失，与运动状态无关，故A正确，BCD错误．故选：A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，与运动状态无关．本题考查了作用力与反作用力的特点：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．2014年8月19日，一架客机在起飞不久后遭遇鸟击，导致两个发动机中的一个无法正常工作，下列关于小鸟和飞机相撞时的说法正确的是()A.小鸟对飞机的作用力比飞机对小鸟的作用力大B.飞机对小鸟的作用力比小鸟对飞机的作用力大C.小鸟对飞机的作用力与飞机对小鸟的作用力一样大D.主动撞击的一方产生的作用力大C（@乐陵一中）解：A、作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，所以小鸟对飞机的作用力与飞机对小鸟的作用力一样大。故AB错误，C正确；D、作用力与反作用力总是同时产生同时消失，与主动不主动无关。故D错误。故选：C。力的作用是相互的，作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，同时产生同时消失，性质相同。由此分析即可。该题考查对牛顿第三定律的理解，理解牛顿第三定律与平衡力的区别，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。二、多选题（本大题共4小题，共24分）下面叙述正确的是()A.作用力和反作用力不可能同时做正功B.一对滑动摩擦力做功的代数和总为零C.一对滑动摩擦力中一个做正功，另一个必做负功D.作用力做功，反作用力可以不做功CD（@乐陵一中）解：A、作用力与反作用力的关系是大小相等，但是它们在各自的力的方向上的位移大小不一定相等；作用力和反作用力可能同时做正功，也可能同时做负功，或作用力做功，反作用力可以不做功，故A错误，D正确．B、一个滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以做负功，但由于滑动摩擦力的存在能把一部分机械能转化为内能，所以一对滑动摩擦力对系统做的总功一定为负.故B错误；C、由于一对滑动摩擦力总功的代数和一定为负，所以一对滑动摩擦力中，若其中的一个做正功，另一个必做负功.故C正确．故选：CD作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，在同一条直线上，做的功是多少还要看物体在力的方向上的位移如何；滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功.静摩擦力和滑动摩擦力都可以做正功、负功或不做功.一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动，故位移始终相等，而二力大小相等，方向相反，因而做功之和为零.而一对滑动摩擦力就不一定是做功一正一负，本题结合功的定义，考查作用力与反作用力做功时的特点，以及一对滑动摩擦力和静摩擦力的做功特点，抓住摩擦力产生的条件和特点即可解答．如图所示，在半径为R的四分之一光滑圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b

点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止.若物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是()A.物块滑到b点时的速度为gR B.物块滑到b点时对b点的压力是2mgC.c点与b点的距离为Rμ D.整个过程中物块机械能损失了CD（@乐陵一中）解：A、由机械能守恒可知，mgR=1解得b点时的速度为2gR，故A错误；B、b点时，物体受重力、支持力而做圆周运动，则由F-mg=mv2r可得，支持力F=3mg，由牛顿第三定律可知，物块对b点的压力为3mgC、对全程由动能定理可知，mgR-μmgs=0，解得bc两点间的距离为Rμ，故CD、在滑动过程中，摩擦力所做的功等于机械能的损失，故机械能损失了μmgs=mgR，故D正确；故选CD．由机械能守恒可求得物块滑到b点时的速度，由向心力公式可求得b点对物体的支持力，由牛顿第三定律可知物块对b点的压力；由动能定理可求得bc两点的距离；由摩擦力做功可求得机械能的损失．在功能关系中，要注意明确：重力做功等于重力势能的改变量；而摩擦力做功等于机械能的改变量．如图所示，甲、乙两人在地面上进行拔河比赛.若绳子质量不计，比赛结果是甲贏，则下列说法正确的是()A.甲的惯性一定比乙大B.甲对绳的拉力大于乙对绳的拉力C.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力大小相等D.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力CD（@乐陵一中）解：A、甲的拉力等于乙的拉力，若甲受到的拉力小于甲受到的地面的摩擦力，乙受到的拉力大于乙受到的地面摩擦力；则甲能赢得拔河比赛的胜利，可知地面的摩擦力的大小是关键，不一定甲的质量大，即甲的惯性不一定大，故A错误；B、C、绳子质量不计，甲对绳的拉力与乙对绳的拉力大小相等.故B错误，C正确；D、甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，故D正确．故选：CD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．在作用力一样的情况下，由牛顿第二定律可知，质量大的，加速度小，运动的慢．胜负的关键在于看谁的速度大，是谁先到达分界线，由于力的大小一样，又没有摩擦力，就只与质量有关了．下列关于力的说法中，正确的是()A.力是不能离开物体而独立存在的，一个力既有施力物体，又有受力物体B.只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用C.物体的施力和受力是同时的D.一个物体先对别的物体施加力后，才能受到反作用力AC（@乐陵一中）解：A、力是物体与物体之间的相互作用，不能离开物体而独立存在的，一个力既有施力物体，又有受力物体.故A正确．

B、物体之间不接触也能产生力的作用.比如：重力、电场力和磁场力.故B错误．

C、力的作用是相互的，物体的施力和受力是同时的.故C正确．

D、作用力与反作用力是同时产生、同时消失的.故D错误．故选：AC力是物体与物体之间的相互作用，不能离开物体而独立存在的.物体之间不接触也能产生力的作用.作用力与反作用力是同时产生的．本题考查对力的概念的理解能力.关键抓住力本身的概念：力是物体与物体之间的相互作用．三、填空题（本大题共1小题，共5分）作用力和反作用力大小相等，方向相反，其合力为零．______(判断对错)×（@乐陵一中）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，但不在同一物体上.所以两个力不能合成，也不能相互抵消.以上说法是错误的．故答案为：×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．该题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．四、计算题（本大题共4小题，共48分）四分之一光滑圆轨道固定于粗糙水平面上，紧靠轨道放一上表面粗糙的长木板，长木板上表面与轨道末端相切，轨道末端C点固定有大小不计的压力开关和长木板相连，当对开关的压力超过15N时触发压力开关，使长木板和圆轨道脱离。已知长木板长1m，圆轨道半径R=1m，滑块和长木板的质量均为1kg，滑块与木板间的动摩擦因数μ1=0.4，木板与水平面间的动摩擦因数μ2=0.1，g取10m/s(1)滑块到C点时物块对轨道压力的大小？(2)从滑块滑上木板到滑块停止运动的过程中滑块的位移大小？(3)从滑块滑上木板到滑块停止运动的过程中，地面、滑块、木板这个系统产生的总热量是多少？解：(1)由mgh=12m由FN-mg=由牛顿第三定律可知：F即：滑块到C点时物块对轨道压力的大小为19N。(2)对滑阶段：物块的加速度a1=4m/由v0-a1物块的位移x之后一起做匀减速直线运动至停止运动：a3=1m/故物块的总位移：x=即：从滑块滑上木板到滑块停止运动的过程中滑块的位移大小为1.5m。(3)对整个系统全程能量守恒：mgh=Q=4.5J即：整个过程的生热为4.5J。（@乐陵一中）本题考查了牛顿第二定律、向心力、能量守恒的应用；本题的关键是明确滑块和木板的运动过程，分析隐含的临界状态，要知道摩擦产生的内能与相对位移有关。(1)根据机械能守恒定律求出速度，由牛顿运动定律求出压力；(2)由牛顿运动定律，结合运动学知识求出位移；(3)根据能量守恒得出系统产生的总热量。如图所示，质量为0.2kg的物体带正电，其电量为4×10-4C，从半径为0.3m光滑的14圆弧滑轨上端A点由静止下滑到底端B点，然后继续沿水平面滑动.物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.4，整个装置处于E=103(1)物体运动到圆弧滑轨底端B点时对轨道的压力；(2)物体在水平面上滑行的最大距离．解：(1)对物体从A运动到B由动能定理有：mgR+qER=1物体运动到B点由牛顿第二定律有：N-mg-qE=m由牛顿第三定律有：N'=N代入数据得N'=7.2N故物体运动到圆弧滑轨底端B点时对轨道的压力为7.2N．(2)对全程同样由动能定理有：mgR+qER-μ(mg+qE)L=0代入数据得：L=0.75m故物体在水平面上滑行的最大距离为0.75m．（@乐陵一中）(1)根据动能定理求出物体运动到B点的动能，在B点，在竖直方向上受到重力、电场力和支持力，三个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出物体对轨道的压力．(2)对物体静止释放到最终速度为零整个过程运用动能定律，求出物体在水平面上滑行的最大距离．解决本题的关键掌握动能定理，知道运用动能定理解题需选择合适的研究过程．如图所示，在水平地面上固定一倾角α=45∘、高H=1.6m的斜面。在斜面上方有一个固定在竖直平面上的光滑管道ABCDE，圆形管道的半径为R=0.4m，竖直管道AB与圆形管道相切于与圆心等高的B点；圆形管道最低点C、管道末端E与斜面顶端处于同一高度。现将一质量m=0.1kg，直径略小于管道内径的小球(可看做质点)从管口A处由静止释放进入光滑管道，小球经过圆形管道最高点D时恰好对管道没有压力，小球由管道末端E下落与斜面碰撞后(不计能量损失)做平抛运动最终落在水平地面上。取g=10m/s (1)竖直管道AB的长度；(2)小球在C点时对管道压力；(3)若斜面可在水平方向上移动(移动后固定)。当碰撞点距斜面左端的水平距离x为何值时，小球平抛运动的水平位移最大，并求出最大值。解：(1)由于小球经过圆形管道最高点D时恰好对管道没有压力，则小球在最高点D应满足：

mg=小球从A运动至D过程，由动能定理有：

mg(L-R)=由①②可得：L=0.6m(2)小球从C运动至D过程，由机械能守恒定律有：1设在C点时管道对小球的作用支持力为N，由牛顿第二定律，有：

N-mg=m联立可得：N=6N由牛顿第三定律可得，小球对管道的压力为6N，方向竖直向下。(3)设平抛运动初速度为v0，小球从Amg(L+R+x平抛的竖直方向：H-x平抛水平位移：s=联立并代入数据整理得：s=2当x=0.3m时平抛水平位移S有最大值：sm（@乐陵一中）本题主要考查了动能定理、向心力公式以及平抛运动基本公式得直接应用，解题时注意数学知识的应用，特别是从A到碰撞点，根据动能定理求出碰撞时的速度，由于没有能量损失，则碰撞后做平抛运动的初速度即为碰撞时的速度，难度适中。(1)在圆形管道最高点D，根据向心力公式求解D点速度，再由动能定理求竖直管道AB的长度；(2)由机械能守恒定律求得C点速度，根据向心力公式结合牛顿第二定律和第三定律求解C点弹力；(3)从A到碰撞点，根据动能定理求出碰撞时的速度，由于没有能量损失，则碰撞后做平抛运动的初速度即为碰撞时的速度，再根据平抛运动基本公式结合数学知识求解。

如图所示，水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接，AB段长x=10m，半圆形轨道半径R=2.5m。质量m=0.10kg的小滑块(可视为质点)在水平恒力F作用下，从A点由静止开始运动，经B点时撤去力F，小滑块进入半圆形轨道，沿轨道运动到最高点C，从C