课时跟踪检测 （十五） 牛顿第三定律

课时跟踪检测（十五）牛顿第三定律A组—重基础·体现综合1．(多选)2019年9月29日，中国女排在2019年女排世界杯成功卫冕，夺下队史上的排球三大世界赛事第10冠。如图所示为我国著名排球运动员朱婷扣球的情景。在排球比赛中，运动员用手掌将排球奋力击出。关于排球与运动员手掌之间的作用力，下列说法正确的是 ()A．排球对运动员手掌的作用力大于运动员手掌对排球的作用力B．排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力大小相等C．排球对运动员手掌的作用力比运动员手掌对排球的作用力产生稍晚D．排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力同时消失答案：BD2.如图所示，某学校教室里的磁性黑板上粘挂一些小磁铁(如图中“笑脸”)，“笑脸”被吸在黑板上可以用于“贴”挂图等辅助教学。下列关于“笑脸”的说法中正确的是()A．“笑脸”受到黑板的吸引力大于黑板对其的弹力才能被吸在黑板上B．“笑脸”与黑板间存在三对作用力与反作用力C．“笑脸”受到三个力的作用D．“笑脸”受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力答案：B3.“掰手腕”是中学生课余非常喜爱的一项游戏。如图所示，甲、乙两同学正在进行“掰手腕”游戏，关于他们的手之间的力，下列说法正确的是 ()A．甲掰赢了乙，是因为甲手对乙手的作用力大于乙手对甲手的作用力B．只有当甲、乙僵持不分胜负时，甲手对乙手的作用力才等于乙手对甲手的作用力C．甲、乙比赛对抗时，无法比较甲手对乙手的作用力和乙手对甲手的作用力的大小关系D．无论谁胜谁负，甲手对乙手的作用力大小总是等于乙手对甲手的作用力大小答案：D4.如图所示，在水平桌面上将两个形状不规则的石块成功叠放在一起，下列说法正确的是()A．石块c受到水平桌面向右的摩擦力B．石块b可能受2个力作用，也可能受3个力作用C．石块b对c的压力与c对b的支持力是一对平衡力D．石块c所受的重力与桌面对c的支持力是一对平衡力答案：B5.如图所示，船夫用撑杆撑船前行，则()A．船对人的力小于人对船的力B．船对水的力大于水对船的力C．人对撑杆的力与撑杆对人的力大小相等D．撑杆对河底的力大于河底对撑杆的力答案：C6.人们通常认为一个大人和一个小孩拔河比赛，小孩胜出那是异想天开。如图所示，顽皮的小孩就让大人踩着滑板拔河比赛，小孩竟然拉着大人往左边加速运动，大人心服口服，下列说法正确的是()A．小孩拉大人的力一定大于大人拉小孩的力B．大人拉小孩的力还是大于小孩拉大人的力C．决定胜负的关键是双方力气大小、质量大小的较量D．决定胜负的关键是拉力大小和受到地面最大静摩擦力的较量解析：选D小孩拉大人的力与大人拉小孩的力是一对作用与反作用力，总是大小相等、方向相反，故选项A、B错误；对于双方拔河者来说，当所受的拉力大于其与地面的最大静摩擦力时就要被拉动而失败，则决定胜负的关键是拉力大小和受到地面最大静摩擦力的较量，选项C错误，D正确。7．(多选)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．书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力解析：选BD书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的，选项A错误；书对桌面的压力在数值上等于书受到的重力，选项B正确；书保持静止是由于书的重力与桌面对书的支持力是一对平衡力，选项C错误；书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力，选项D正确。8．(多选)如图所示，质量均为m的两木块a与b叠放在水平地面上，a、b分别受到两个水平拉力的作用，两力大小均为F，两木块保持静止状态，则 ()A．a、b之间一定存在静摩擦力B．b与地面之间一定存在静摩擦力C．b与地面之间一定不存在静摩擦力D．地面对b的支持力一定大于2mg解析：选AC由于两木块静止，对a进行受力分析可知，a受向右的拉力作用而有向右的运动趋势，故a一定受到b对a的向左的静摩擦力作用，选项A正确；对a、b整体分析可知，整体受水平方向上的拉力的合力为0，故b与地面间没有摩擦力，选项B错误，C正确；对a、b整体分析可知，竖直方向受力平衡，故地面对b的支持力一定等于2mg，选项D错误。9.有人做过这样一个实验：如图所示，把生鸡蛋A快速向另一个完全一样的静止的生鸡蛋B撞去(用同一部位撞击)，结果每次都是鸡蛋B被撞破，这是为什么呢？解析：假设用鸡蛋A去碰静止的鸡蛋B，由于鸡蛋A在碰撞前有速度，碰撞瞬间停下了。由于惯性，鸡蛋A里面的物质仍然有向原来运动方向运动的趋势，虽然两鸡蛋接触处的碰撞力大小相等，但接触处鸡蛋A受到鸡蛋里面物质对它的作用力，使鸡蛋A所受合外力小于鸡蛋B所受合外力，所以鸡蛋A不会破，而鸡蛋B会破。答案：见解析B组—重应用·体现创新10.如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱子和杆总质量为M，环的质量为m。已知环沿着杆加速下滑，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱子对地面的压力为 ()A．Mg B．(M＋m)gC．(M＋m)g－Ff D．Mg＋Ff解析：选D以箱子为研究对象，它受向下的重力Mg、环给它向下的摩擦力Ff和地面的支持力FN三个力的作用而平衡，FN＝Mg＋Ff，由牛顿第三定律知，箱子对地面的压力FN′＝FN＝Mg＋Ff，D正确。11．(多选)物体C置于水平地面上，A、B由轻绳通过固定在C上的光滑定滑轮相连，C的上表面水平，连接B的轻绳水平，整个系统处于静止状态，如图所示。下列说法正确的是()A．B与C之间的接触面一定是粗糙的B．B与C之间的接触面可以是光滑的C．C与地面之间的接触面一定是粗糙的D．C与地面之间的接触面可以是光滑的解析：选ADB受到C对它向右的静摩擦力作用，故B、C之间一定是粗糙的，A对，B错；整体考虑，系统无运动趋势，C与地面间无摩擦力作用，故不能确定C与地面间粗糙与否，C错，D对。12.如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重G＝10N的金属块，使金属块的一部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢出)。若弹簧测力计的示数变为FT′＝6N，则台秤的示数与未挂金属块时相比()A．保持不变B．增加10NC．增加6ND．增加4N解析：选D金属块浸入水杯中后，水对金属块产生向上的浮力F，由弹簧测力计的示数可知，浮力的大小为F＝G－FT′＝10N－6N＝4N。根据牛顿第三定律，金属块对水也施加一个反作用力F′，其大小F′＝F＝4N，通过水杯的传递，对台秤产生压力，所以台秤的示数增加4N，D正确。13．(多选)如图所示，人所受重力为600N，木板所受重力为400N，人与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为0.2。绳与滑轮的质量及它们之间的摩擦均不计。现在人用水平拉力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，则 ()A．人拉绳的力是200NB．人拉绳的力是100NC．人的脚给木板的摩擦力方向水平向右D．人的脚给木板的摩擦力方向水平向左解析：选BC选取人和木板组成的整体为研究对象，设绳中弹力大小为FT，则2FT＝μ(G人＋G木板)＝0.2×(600＋400)N＝200N，所以FT＝100N，选项A错误，B正确；选取人为研究对象，水平方向上，人共受到两个力的作用：绳水平向右的弹力和木板对人的脚的摩擦力，因为二力平衡，所以该摩擦力与弹力等大反向，即摩擦力方向水平向左，根据牛顿第三定律，人的脚给木板的摩擦力方向水平向右，选项C正确，D错误。14.如图所示，只有物体B左面是光滑的，其余各接触面都是粗糙的。如果用水平力F将物体A和B压紧在竖直墙上不动，则物体A受到的摩擦力的情况是 ()A．左、右两侧都受向上的摩擦力B．左侧受向上的摩擦力，右侧受向下的摩擦力C．左、右两侧都受向下的摩擦力D．左侧受向下的摩擦力，右侧受向上的摩擦力解析：选D物体B左面是光滑的，说明物体B左侧只受水平力F的作用，由于物体B静止不动，故物体B右侧受到向上的摩擦力，与其所受重力的合力为零。物体A左侧受物体B右侧施加的向下的摩擦力，物体A还受到向下的重力，故物体A右侧一定受向上的摩擦力，D正确。第三章综合提升物理思想方法一、共点力平衡问题的解答方法静态平衡问题解答静态平衡问题的四种方法：①合成法；②分解法；③正交分解法；④力的三角形法．例1如图所示，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连．甲、乙两物体质量相等．系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α＝70°，则β＝()A．45°B．55°C．60°D．70°例2光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆的圆心处，如图所示．将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳的拉力()A．逐渐增大B．大小不变C．先减小后增大D．先增大后减小二、轻绳和轻杆模型1．活结和死结模型结点模型可分为活结(滑轮)和死结模型，这两种模型经常考查，均可以用平衡条件进行处理．(1)活结是由绳子跨过光滑滑轮、绳子跨过光滑钉子(挂钩)的组合模型，绳子跨过光滑的滑轮，看起来是两根绳子，实际上仍为同一根绳子，张力大小处处相等，如图甲所示，图乙为图甲的拓展模型．活结模型特点如下：①两绳中拉力T相等，2Tsinθ＝G，其中θ为绳与水平方向的夹角．②两绳与水平方向的夹角相等，均为θ.③设两端点A、B间的水平距离为d，绳长为l，则cosθ＝dl(2)如果是绳子系在另一根绳子上或系在某点时为“死结”，此时几段绳子不是同一根绳子，每段绳上的张力大小可能不相等，如图丙所示．例3[2023·浙江诸暨高一上期中](多选)如图所示，晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上A、B两点，绳子质量及绳与衣架挂钩间的摩擦均忽略不计，衣服处于静止状态；如果保持绳子A端、B端在杆上位置不变，将右侧杆平移到虚线位置，稳定后衣服仍处于静止状态．则()A．B端移到B1位置时，且杆位置不变，绳子张力变大B．B端移到B2位置时，且杆位置不变，绳子张力大小不变C．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大D．B端的杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小例4如图所示，能承受最大拉力为10N的细线OA与竖直方向成45°角，能承受最大拉力为5N的细线OB水平，细线OC能承受足够大的拉力，为使OA、OB均不被拉断，OC下端所悬挂物体的最大重力是多少？2．固定杆和活动杆模型根据轻杆与墙壁连接的方式不同，杆连模型可以分为固定杆和活动杆模型．(1)活动杆是用铰链将轻杆与墙壁连接，特点是杆上的弹力方向一定沿杆的方向，否则杆将发生转动，如图甲所示．(2)固定杆是将轻杆固定在墙壁上，特点是杆的弹力方向不一定沿杆，弹力方向视具体情况而定，如图乙所示．例5[2023·辽宁重点高中协作校高一上期末](多选)甲图中，轻杆AB一端通过铰链固定在墙上，另一端用轻绳系住，轻绳与杆之间的夹角为30°，在B点下方悬挂质量为m的重物．乙图中轻杆CD一端插入墙内，另一端装有轻质小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物，轻绳与杆之间的夹角也为30°.甲、乙图中杆都垂直于墙，重物都静止，则下列说法中正确的是()A．与轻杆AB连接的铰链受到杆的弹力大小为3mgB．轻杆CD上的小滑轮受到杆的弹力大小为mgC．两杆中弹力方向均沿杆方向D．若甲、乙图中轻绳能承受的最大拉力相同，则重物加重时，乙图中轻绳更容易断裂核心素养提升情境1与生活相关的物理问题——科学态度与责任日常生活中的家用电器或工具等，往往蕴含着丰富的物理知识．平时应注意分析家用电器等的工作原理，这样可以在实际生活中深化知识，激发学习物理的兴趣，培养物理学科核心素养中的物理观念．例6[选自教科版新教材“发展空间”]自行车是一种常用的交通工具，各部分零件的功能不同，在使用过程中，有些部分需要增大摩擦力，有些部分需要减小摩擦力．请对此进行研究，说说哪些部分需要增大摩擦力，如何增大摩擦力；哪些部分需要减小摩擦力，如何减小摩擦力．例7[2023·福建漳州高一上质量检测](多选)筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一．筷子在先秦时称为“梜”，汉代时称“箸”，明代开始称“筷”．如图所示，用筷子夹质量为m的小球，筷子均在竖直平面内，且筷子和竖直方向的夹角均为θ，重力加速度大小为g，小球静止，则()A.若小球光滑，每根筷子对小球的压力N＝mgB．若小球光滑，只增大筷子对小球的压力N，小球仍能静止C．若小球不光滑，筷子对小球的摩擦力不可能为零D．若小球不光滑，筷子对小球的摩擦力可能沿接触面向下情境2与科技相关的物理问题——科学态度与责任物理学是科学技术的基础，在学习过程中要多关注现代科技的发展，关注物理学的技术应用带来的社会问题，认识科学·技术·社会·环境的关系，培养社会参与意识和社会责任感．例8[2023·山东临沂高一上期末]随着生活品位的提升，玻璃房逐渐受到人们的青睐，玻璃窗户的清洁可由如图所示的自动擦窗机器人完成．某型号自动擦窗机器人的质量为1.5kg，它的“腹部”有吸盘．当自动擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上不动(重力加速度g取10m/s2)．则下列说法符合事实的是()A．此时摩擦力大于15NB．此时机器人对玻璃的压力和玻璃对机器人的作用力是一对作用力和反作用力C．当自动擦窗机器人不动时，若真空泵继续向外抽气，则自动擦窗机器人受到的摩擦力将变大D．当自动擦窗机器人竖直向下运动时，若真空泵继续向外抽气，则自动擦窗机器人受到的摩擦力将变大第三章综合提升物理思想方法[例1]解析：取O点为研究对象，在三力的作用下处于平衡状态，对其受力分析如图所示，上方两细绳的合力方向竖直向上．由于甲、乙两物体的质量相等，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子夹角的角平分线上，可知2β＋α＝180°，解得β＝55°.答案：B[例2]解析：当悬点A缓慢向上移动过程中，小球始终处于平衡状态，小球所受重力mg的大小和方向都不变，支持力FN的方向不变，对小球进行受力分析如图所示，由图可知，拉力FT先减小后增大，C项正确．答案：C[例3]解析：对挂钩进行受力分析，如图所示，设绳长为L，两杆之间的距离为d，绳子与竖直方向的夹角为θ，根据图中几何关系可得sinθ＝dL，同一条绳子上拉力相等，竖直方向上，根据平衡条件可得2Fcosθ＝mg，解得F＝mg2cosθ.B端移到B1位置或B端移到B2位置时，杆位置不变，两杆之间的距离d不变，则θ不变，绳子张力大小不变，故A错误，B正确；B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，两杆之间的距离d减小，则θ答案：BD关键点拨：本题属于活结模型中的晾衣绳模型，根据几何关系，得到两种移动方式下，绳子与竖直方向的夹角的变化情况，然后根据平衡条件列式求解．[例4]解析：如图所示，将重力G按效果分解为FA、FB，则有FA＝Gcos45°＝2G，FB＝G当FA＝10N时，物体重力G1＝FA2＝5当FB＝5N时，物体重力G2＝FB＝5N，所以悬挂物体的最大重力为Gmax＝5N．答案：5N[例5]解析：甲图中的杆为“活杆”，弹力方向沿杆方向，乙图中的杆为“死杆”，弹力方向不沿杆方向，而是沿两根轻绳合力的反方向，故C错误；图甲中，以B点为研究对象，受到重物的拉力、轻绳的拉力和AB杆的弹力，根据平衡条件得，杆的弹力F弹＝mgtan30°＝3mg，由牛顿第三定律可知，与轻杆AB连接的铰链受到杆的弹力大小为3mg；图乙中，以D点为研究对象