2024-2025学年高中物理第三章牛顿运动定律第四节牛顿第三定律课时作业含解析教科版必修1

PAGEPAGE8课时作业18牛顿第三定律时间：45分钟一、单项选择题1．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(B)A．磁铁受到的电磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上B．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．磁铁受到五个力的作用D．磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力解析：磁铁受到重力、电磁吸引力、黑板的弹力和静摩擦力共四个力的作用，其中重力与静摩擦力、电磁吸引力与弹力分别是一对平衡力，它们大小相等、方向相反，故选项A、C错误；磁铁与黑板间在水平方向上存在着相互的电磁吸引力和弹力这样两对作用力与反作用力，故选项B正确；磁铁受到的支持力和黑板受到的压力都是弹力，施力物体与受力物体互换，是一对作用力与反作用力，而不是一对平衡力，一对平衡力必需是同一个物体受到的两个力，故选项D错误．2．一根轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，下端悬挂一小球，小球和弹簧的受力如图所示，下列说法正确的是(B)A．F1的施力者是弹簧B．F2的反作用力是F3C．F3的施力者是地球D．F4的反作用力是F1解析：F1是小球的重力，其施力物体是地球，故选项A错误；F2是弹簧对小球的拉力，F3是小球对弹簧的拉力，两力是一对作用力与反作用力，故选项B正确；F3是小球对弹簧的拉力，所以F3的施力物体是小球，故选项C错误；F4与F1没有干脆关系，不是一对作用力与反作用力，故选项D错误．3．如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上，当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人都会向相反方向运动，这是因为A推B时(A)A．A与B之间有相互作用力B．A对B的作用在先，B对A的作用在后C．B对A的作用力小于A对B的作用力D．A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力解析：一个人A从背后轻轻推另一个人B时，A与B之间有相互作用力，故选项A正确；作用力与反作用力同时产生同时消逝，故选项B错误；作用力与反作用力大小相等，方向相反，故选项C错误；作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，既不能合成，也不能抵消，不是一对平衡力，故选项D错误．4．如图所示，两车厢的质量相同，其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近．不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦，下列说法正确的是(B)A．绳子的拉力较大的那一端车厢里有人B．先到达两车中点的车厢里没有人C．先起先运动的车厢里没有人D．不去称量质量无法确定哪个车厢有人解析：依据牛顿第三定律，两车之间的拉力大小相等，故选项A错误；两车之间的拉力大小相等，依据牛顿其次定律，总质量大，加速度小，由x＝eq\f(1,2)at2，相同时间内位移小，后到达中点．即后到达两车中点的车厢里有人，故选项B正确，选项D错误；有拉力后，两车同时受到拉力，同时起先运动，故选项C错误．5．在机场和海港，常用输送带运输旅客和行李、货物．如图所示，图甲为水平输送带，图乙为倾斜输送带．当一个行李箱随输送带一起匀速运动时，下列几种推断中正确的是(D)A．甲、乙两种状况中的行李箱都受到两个力作用B．甲、乙两种状况中的行李箱都受到三个力作用C．图甲中的行李箱受到三个力作用，图乙中的行李箱受到四个力作用D．图甲中的行李箱受到两个力作用，图乙中的行李箱受到三个力作用解析：如图，在图甲中，行李箱随输送带一起做匀速直线运动，两者没有相对运动或相对运动的趋势，输送带对箱子不会产生摩擦力．因此，图甲中的行李箱仅受重力和支持力共两个力作用．在图乙中，行李箱虽然同样随输送带一起做匀速直线运动，但它时刻都有沿输送带下滑的趋势，只是由于输送带静摩擦力的阻碍作用才没有下滑．因此，图乙中的行李箱受重力、支持力和摩擦力共三个力作用．所以，正确选项是D.二、多项选择题6．对静止在水平地面上的汽车，下列分析正确的是(CD)A．汽车的重力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力B．汽车的重力和汽车对地面的压力是一对相互作用力C．汽车和地球之间有两对相互作用力D．汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对作用力与反作用力解析：推断两个力是不是一对相互作用力，首先看这两个力是不是作用在互为施力物体和受力物体的两个物体上，然后再看这两个力是不是同性质的．A、B两项所说重力和支持力(或压力)性质就不同，A、B两项错．汽车受重力和支持力，这两个力均是地球给的，那么地球也受到汽车施加的引力和压力，故C、D两项正确．7．有人做过这样一个试验：如右图所示，把一个鸡蛋A快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋B撞去(用同一部分撞击)，结果每次都是被撞击的静止鸡蛋B被撞破，则下面说法正确的是(ACD)A．A对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小B．A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小C．A蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用力D．A蛋碰撞部位除受到B对它的作用力外，还受到A蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小解析：A对B的作用力和B对A的作用力为作用力与反作用力，肯定大小相等，A正确，B错误；在撞击瞬间，A蛋内蛋黄和蛋白由于惯性，会产生对A蛋壳向前的作用力，使A蛋壳接触处所受的合力比B蛋壳的小，因此B蛋壳易被撞破，故C、D正确．8．在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑半圆球B，整个装置处于平衡状态．已知A、B两物体的质量分别为M和m，则下列说法正确的是(BD)A．A物体对地面的压力大小为MgB．A物体对地面的压力大小为(M＋m)gC．B物体对A物体的压力小于mgD．A物体对地面的摩擦力可能大于mg解析：把A、B两个物体看做一个整体分析受力，可知在竖直方向上只受重力和地面对整体的支持力，由平衡条件可得，地面对A的支持力大小为(M＋m)g；由牛顿第三定律可知，A物体对地面的压力大小也为(M＋m)g，所以选项A错误，选项B正确；隔离物体B分析受力，应用平衡条件，可得A对B的支持力大于mg，由牛顿第三定律可知，B物体对A物体的压力大于mg，选项C错误；由于B、A两物体球心连线与水平方向的夹角未知，所以A物体对地面的摩擦力可能大于mg，选项D正确．三、非选择题9．一条不行伸长的轻绳跨过质量可忽视不计的定滑轮，绳的一端系一质量m＝15kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m1＝10kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图所示．不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度是多少？(g取10m/s2)答案：5m/s2解析：重物刚好要离开地面时，猴子有最大加速度，设为a.此时，对于重物有FT＝mg，对于猴子有FT′－m1g＝m1由牛顿第三定律知FT＝FT′，所以a＝eq\f(m－m1g,m1)＝5m/s2.10．如图所示，圆环的质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一个质量为m的小球，今让小球沿钢丝AB(质量不计)以初速度v0竖直向上运动，要使圆环对地面无压力，则小球的加速度和小球能达到的最大高度是多少？(设小球不会到达A点)答案：eq\f(M＋m,m)geq\f(mv\o\al(2,0),2M＋mg)解析：由牛顿第三定律知圆环对地面无压力，则地面对圆环无支持力，取小球为探讨对象，受重力mg和钢丝对小球竖直向下的摩擦力Ff作用．由牛顿其次定律得，mg＋Ff＝ma.①由牛顿第三定律可知，小球对钢丝竖直向上的摩擦力Ff′＝Ff.②对圆环受力分析可知，圆环受重力Mg和竖直向上的摩擦力Ff′作用，则Mg＝Ff′.③由①②③式解得，a＝eq\f(M＋m,m)g.小球沿钢丝做匀减速运动，由运动公式可得上升的最大高度x＝eq\f(v\o\al(2,0),2a)＝eq\f(mv\o\al(2,0),2M＋mg).11．如图所示，一斜面体固定在水平放置的平板车上，斜面倾角为θ，质量为m的小球处在竖直挡板和斜面之间，当小车以加速度a向右加速运动时，小球对斜面和对竖直挡板的压力各是多大？答案：eq\f(mg,cosθ)ma＋mgtanθ解析：若干脆求小球对斜面的压力和对挡板的压力，则需分别以斜面和挡板为探讨对象，而它们的受力状况较为困难，题设条件有限，可利用牛顿第三定律中的作用力与反作用力的关系，先求斜面对小球的支持力，挡板对小球的弹力，故转换探讨对象，以小球为探讨对象进行分析．以小球为探讨对象，其受力分析如图所示，由牛顿其次定律：F2－F1sinθ＝ma①F1cosθ－mg＝0②由①②可得：F1＝eq\f(mg,cosθ)，F2＝ma＋mgtanθ.由牛顿第三定律得，小球对斜面的压力F1′＝F1＝eq\f(mg,cosθ)；小球对竖直挡板的压力为F2′＝F2＝ma＋mgtanθ.12．在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神．为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化．一根不行伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如右图所示．设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g＝10m/s2.当运动员与吊椅一起以加速度a＝1m/s2上升时，试求(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力．答案：(1)440N，方向竖直向下(2)275N，方向竖直向下解析：(1)设运动员和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运动员的力为F.