高考物理一轮复习专题练习 专题三 牛顿第三定律 共点力的平衡

牛顿第三定律共点力的平衡基础巩固1.[2025·浙江杭州模拟]关于下图的描述中,不正确的是 ()A.甲图中港珠澳大桥钢绳对桥面产生拉力的原因是钢绳发生了形变B.乙图中站在电梯水平台阶上的人随电梯一起匀速上楼过程,人没有受到静摩擦力作用C.丙图中马拉板车在地面上加速前进,马对车的拉力和车对马的拉力是一对相互作用力D.丁图中跳高运动员能够跳离地面,是因为人对地面的压力小于地面对人的支持力2.(多选)[2025·安徽合肥模拟]“竹蜻蜓”是中国一种流传甚广的民间儿童玩具.如图所示,“竹蜻蜒”由竹柄和“翅膀”两部分组成.先双手夹住竹柄一搓,然后松开双手,“竹蜻蜓”就会靠旋转“翅膀”的作用飞上天空,过一会儿再落下来.松手后“竹蜻蜓”开始向上飞时,关于“竹蜻蜓”和空气间的相互作用力,下列说法中正确的是 ()A.“竹蜻蜓”对空气的作用力大于“竹蜻蜓”的重力B.“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力大小相等C.“竹蜻蜓”对空气的作用力与“竹蜻蜓”的重力是作用力与反作用力D.“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力是一对平衡力3.[2025·山东日照模拟]手工课上几个同学搭积木,他们将三棱柱C放在最下面,上面放着三棱柱B,最上面是圆柱A,三块积木的截面如图所示.已知三块积木均处于静止状态,则下列说法正确的是 ()A.三棱柱C受到地面向右的摩擦力B.三棱柱B与三棱柱C之间一定有摩擦力C.若用水平向右的力推三棱柱C,系统仍保持静止,则三棱柱B与三棱柱C之间的相互作用力可能发生改变D.若用水平向右的力推三棱柱C,系统保持相对静止向右做匀加速直线运动,则三棱柱B一定受到4个力的作用4.如图所示,半球形光滑碗固定在桌子的边缘,MN为碗口水平直径,跨过光滑碗口N的细线两端分别连接着小球A、B,两球均处于静止状态且可视为质点,O为圆心,O、A连线与竖直方向夹角为30°,则A、B两球质量关系正确的是 ()A.mB=33mB.mB=3mAC.mB=32mD.mB=12m5.[2023·江苏卷]如图所示,“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处.已知探测器质量为m,四条腿与竖直方向的夹角均为θ,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的16,每条腿对月球表面压力的大小为 (A.mg4 B.mg4cosθ C.mg6cos6.[2025·山西大同模拟]学校门口水平地面上有一质量为m的石礅,石礅与水平地面间的动摩擦因数为μ.两位工作人员用轻绳按图甲所示的方式匀速移动石礅时,两根轻绳水平,延长线之间的夹角为2θ,俯视图如图乙所示.重力加速度大小为g,忽略轻绳与石墩之间的摩擦,则轻绳的拉力大小为 ()A.μmg2cosθ B.μmgcosθ C.μmg2sin7.如图所示,甲、乙两个小球的质量均为m,两球间用细线2连接,甲球用细线1悬挂在天花板上.现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球,平衡时细线都被拉紧.则平衡时两球的可能位置是下列选项中的()ABCD综合提升8.[2025·湖南衡阳模拟]如图所示,某创新实验小组制作了一个半径为8cm的圆环,将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点,另外一端连接于同一点,结点恰好在圆心O处.将圆环水平放置,在结点O处悬挂一瓶矿泉水,缓慢释放直至平衡时测得结点下降了6cm.已知轻弹簧的原长为8cm,矿泉水的重力为6N,则弹簧的劲度系数为()A.500N/m B.5003C.5N/m D.539.如图是15kg的正棱台形金砖,a、b侧面与底面的夹角为78.5°.某大力士可用单手的食指和拇指按住金砖的a、b面,保持c面水平将其提起.已知手指与金砖之间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin78.5°=0.98,cos78.5°=0.2,g取10m/s2.提起金砖时,手指施加给金砖单侧的压力至少为 ()A.150NB.259NC.300ND.518N10.[2022·湖南卷]2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边,有一根系有飘带的风力指示杆,教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况.若飘带可视为粗细一致的匀质长绳,其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变.当飘带稳定时,飘带实际形态最接近的是 ()11.[2022·海南卷]我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为m',不计石块间的摩擦,则m∶m'为 ()A.3B.3C.1D.212.质量均为1kg的A、B、C三个物体静止叠放在水平面上,如图,现给B物体施加一拉力F,大小为10N,方向斜向右上方与水平方向成37°角,A、B、C仍处于静止状态,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是 ()A.物体C对B的摩擦力大小为8NB.物体C与地面间的摩擦力大小为6NC.物体C对地面的压力大小为30ND.物体B对A的摩擦力大小为8N拓展挑战13.[2025·宁夏银川一中模拟]如图所示,在房檐上M、N两点间固定一根不可伸长的轻绳,在轻绳的中点O用细线系住鸟笼B,在O点两侧与其间距相同的P、Q两点系住相同的鸟笼A、C.稳定后MP、NQ间轻绳与水平方向夹角均为θ1,OP、OQ间轻绳与竖直方向夹角均为θ2,已知鸟笼质量均为m,重力加速度为g,则 ()A.MP间轻绳弹力为3B.OP间轻绳的弹力大小为3C.tanθ1·tanθ2=3D.如果逐渐增大各鸟笼的质量,则θ1、θ2都增大14.[2025·辽宁抚顺模拟]擦玻璃机器人可以帮助人们解决高层和户外擦玻璃难的问题.如图甲所示,一栋大厦表面均为玻璃材料,机器人牵引擦子(未画出)清洁玻璃时,将大厦某一表面简化为如图乙所示的正三角形ABC,与水平面夹角为30°.已知机器人对擦子的牵引力平行于玻璃表面,擦子质量为m,与玻璃间的动摩擦因数为33,重力加速度为g.则机器人在该表面由B点匀速运动到AC中点D的过程中,擦子所受的牵引力大小为 ()A.12mg B.14mg C.32mg D

答案解析1.D[解析]甲图中港珠澳大桥钢绳对桥面产生拉力的原因是钢绳发生了形变,对与之接触的桥面产生了弹力作用,故A正确;乙图中站在电梯水平台阶上的人随电梯一起匀速上楼过程,人受到竖直向下的重力与竖直向上的支持力,这两个力平衡,人在水平方向没有运动趋势,人没有受到静摩擦力作用,故B正确;丙图中马拉板车在地面上加速前进,根据牛顿第三定律可知,马对车的拉力和车对马的拉力是一对相互作用力,故C正确;丁图中跳高运动员能够跳离地面,根据牛顿第三定律可知,人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力,两个力大小相等,故D错误.2.AB[解析]“竹蜻蜓”对空气的作用力与空气对“竹蜻蜓”的作用力是作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故B正确,D错误;松手后“竹蜻蜓”开始向上飞时空气对“竹蜻蜓”的作用力大于“竹蜻蜓”的重力,即“竹蜻蜓”对空气的作用力大于“竹蜻蜓”的重力,故A正确,C错误.3.B[解析]以A、B、C整体为研究对象,可知重力和支持力平衡,不受摩擦力,故A错误;以A、B整体为研究对象,A、B在斜面上满足mA+mBgsinθ-FfAB=0,可知三棱柱B与三棱柱C之间一定有摩擦力,故B正确;水平力作用在C上,对A、B整体研究,A、B受力并没有发生变化,因此三棱柱B与三棱柱C之间的相互作用力不会发生改变,故C错误;对A而言,加速度水平向右,因此合力向右,故一定受到B的水平摩擦力,因此B一定受到A的摩擦力和A的压力,而B本身受到重力以及C对B的支持力,但除此之外,B还可能受到C沿斜面的摩擦力,4.A[解析]根据力的平衡可知2mBgcos30°=mAg,解得mB=33mA,故选A5.D[解析]对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN=mg月,则对一条腿有FN1=14FN=14mg月=mg24,根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力大小为mg246.A[解析]根据题意,设轻绳的拉力大小为F,由平衡条件有2Fcosθ=Ff=μmg,解得F=μmg2cosθ,故选7.A[解析]以整体为研究对象,受到向左和向右的拉力、重力和细线1的拉力而静止,向左和向右的拉力等大反向,合力为零,重力和细线1的拉力合力也为零,所以细线1的拉力应竖直向上;再隔离乙球分析,受向下的重力、水平向右的拉力和细线2的拉力而平衡,所以细线2的拉力应斜向左上方,故A正确,B、C、D错误.8.B[解析]由几何关系可知每根弹簧此时的长度为l=l02+h2=10cm,此时每根弹簧与竖直方向夹角的正切值为tanθ=86=43,可知θ=53°,由平衡可知3k(l-l0)cos53°=mg,可得9.B[解析]对金砖受力分析如图所示,由平衡条件可得2Ffsin78.5°=mg+2Fcos78.5°,又Ff=μF,联立解得手指施加给金砖单侧的压力至少为F≈259N,故选B.10.A[解析]由于飘带可视为粗细一致的匀质长绳,设单位长度绳子的质量为m.因所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变,设单位长度绳子受风力为k.飘带上任意选取一点P,以P点及P点以下的部分飘带为研究对象,其长度为x,其重力为G=mgx,风力为F风=kx,绳子拉力为F,受力分析如图所示,重力与风力的合力与水平方向的夹角为θ,则tanθ=GF风=mgxkx=mgk,因为tanθ处处相等,所以当飘带稳定时呈直线状态,11.D[解析]六块形状完全相同的石块组成半圆对应的圆心角为180°,每块石块对应的圆心角为30°,对石块3受力分析如图甲所示,可知tan60°=F4m'g,对石块2和石块3整体受力分析如图乙所示,tan30°=F4(m+12.A[解析]由平衡可知,物体C对B的摩擦力与物体C与地面间的摩擦力大小均等于拉力的水平分力,即Ff=Fcos37°=8N,A正确,B错误;对整体,竖直方向有3mg=FN+Fsin37°,得FN=24N,根据牛顿第三定律,物体C对地面的压力大小为24N,C错误;A水平方向不受外力作用,则物体B对A的摩擦力为零,D错误.13.C[解析]对三个鸟笼整体分析可知2FMPsinθ1=3mg,对P点分析可知FMPcosθ1=FOPsinθ2、FMPsinθ1=mg+FOPcosθ2,解得FOP=mg2cosθ2、FMP=3mg2sinθ1,则tanθ1·tanθ2=3,故C正确,A、B错误;因为tanθ1·tanθ2=14.C[解析]在垂直玻璃表面的方向,擦子的重力的