备考2020年高考物理一轮专题: 第11讲 牛顿第三定律
高考物理复习牛顿第三定律知识点
-高考物理复习牛顿第三定律知识点牛顿第三运动定律的常见表述是:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
以下是整理的牛顿第三定律知识点,请考生及时学习。
作用力和反作用力总是互相依存、同时存在的。
牛顿第三定律定义:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
第六节用牛顿运动定律解决问题(一) 从受力确定运动情况
从运动情况确定受力
第七节用牛顿运动定律解决问题(二) 共点力的平衡条件平衡状态:一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态时所处的状态。
在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。
超重和失重超重定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。
加速度方向:竖直向上。
失重定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。
加速度方向:竖直向下。
从动力学看自由落体运动物体时从静止开始下落的,即运
动的初速度是0。
运动过程中它只受重力的作用。
牛顿第三定律知识点的全部内容就是这些,预祝考生可以取得更好的成绩。
2020高中物理人教版必修一4.5牛顿第三定律-PPT(16页)
作用在同一条直线上。 • 2、公式:F=-F' • 四、作用力与反作用力和平衡力的异同
• 甲乙拔河比赛,甲赢了是不是因为甲对乙的拉力大?
• 根据牛顿第三定律可知,甲队拉乙队的力与乙队拉甲队的力总是大小相等的。拔河比赛 时,由于地面给甲队的最大静摩擦力大于地面给乙队的最大静摩擦力,所以当甲对乙的 拉力大于地面给的最大静摩擦力时,乙队被拉动,而甲队还没被拉动,甲队就能获胜.
总结
• 一、作用力与反作用力的概念 • 二、作用力与反作用力的关系 • 大小相等、方向相反作用在同一直线上,同时产生、消失、改变;作用在
2、哪些是作用力与反作用力?
3、平衡力与作用力和反作用 力之间的相同点与不同点是 什么?
作用力和反作用力与平衡力的异同
平衡力
N(桌子对物体的 支持力)
O
G(物体所受到的 重力)
桌子对物体的支 持力
作用力与反作用力
N₁(桌子对物体的 支持力)
O₁
O₂
N₂(物体对桌面的 压力)
桌子对物体的支 持力
物体所受到的重 力
牛顿第三定律
• 力是物体对物体的作用 • 受力物体和施力物体
弹簧:施力物体
手:受力物体
弹簧:受力物体
手:施力物体
一、作用力和反作用力
二、作用力与反作用力的关系(定性)
FN1桌面对书的支持力
FN2书对桌子的压力 结论1、弹力的作用是相互的。
演示实验(1)
结论2、摩擦力的作用是相互的。
现象:车在向前运动的同时,木板向后运动,并且同时停止。
思考
• 石头与鸡蛋相撞会发生什么?为什么?
2019-2020学年高一物理人教版(2019)必修第一册同步学典:(11)牛顿第三定律 Word版含答案
人教版(2019)高中物理必修第一册同步学典(11)牛顿第三定律1、关于两个物体间作用力与反作用力的说法中,正确的是( )A.有作用力才有反作用力,因此先有作用力后产生反作用力B.只有两个物体处于平衡状态中,作用力与反作用才大小相等C.作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间D.作用力与反作用力的性质一定相同2、一根绳子吊着一只桶悬空时,在下述几对力中,属于作用力与反作用力的是( )A.绳对桶的拉力,桶所受的重力B.桶对绳的拉力,绳对桶的拉力C.绳对桶的拉力,桶对地球的作用力D.桶对绳的拉力,桶所受的重力3、用计算机辅助实验系统(DIS)做探究作用力与反作用力的关系的实验,把两个测力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果如图所示。
观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线,以下结论中正确的是( )A.作用力与反作用力大小相等,方向相同B.作用力与反作用力的效果相互抵消C.作用力与反作用力作用在同一物体上D.作用力与反作用力同时产生,同时消失4、火箭助推载人航天飞船的成功发射,实现了中国宇航员太空行走的梦想.下面关于飞船与火箭起飞的情形叙述正确的是( )A.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C.火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但也无法获得前进的动力D.飞船进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力5、当人站立在体重计上称重时,下列说法正确的是( )A.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力C.人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D.人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力6、跳水一直是我国的体育优势项目,如图所示,一运动员站在3m 跳板上,图中1F 表示人对跳板的弹力, 2F 表示跳板对人的弹力,则( )A. 1F 和2F 是一对平衡力B. 1F 和2F 是一对作用力与反作用力C.先有力1F ,后有力2FD. 1F 和2F 方向相反,大小不相等7、如图所示,光滑小球与水平面AC 和斜面AB 接触,并处于静止状态。
高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第11讲 牛顿第一定律 牛顿第三定律课件
第七页,共七十一页。
13.P98~99 阅读“误差和有效数字”部分,什么是偶然误差和系统误 差?
提示:由偶然因素造成的误差叫做偶然误差,例如实验人操作和读数 的不准确造成的误差;系统误差是由仪器结构缺陷、实验方法不完善造成 的,例如天平两臂不完全等长会造成系统误差,测量重力加速度时由于没 有消除空气等阻力的影响,也会引起系统误差。
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3.作用力与反作用力的特点
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4.相互作用力与平衡力的比较
一对平衡力
一对作用力和反作用力
作用在同一物体上
作用在两个相互作用的不同物体上
力的性质不一定相同 不同点
不一定同时产生、同时消失
一定是相同性质的力 一定同时产生、同时消失
或电磁场相结合考查,单独命题一般限于单物体多过程
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或连接体问题、临界问题等等。
第三页,共七十一页。
重读教材 定方法 (jiàocái)
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1.P68~69 伽利略利用了什么方法揭示了力和运动的关系? 提示:理想实验的方法。 2.P72“实验数据的分析”一段,怎样证明加速度 a 与质量 m 成反比? 提示:若加速度 a 与质量 m 成反比,则加速度 a 一定与质量 m 的倒数
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解析
4.(多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是( ) A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 B.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变 C.在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于没有外力维持木块运 动 D.奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他 改变原来的运动状态
考向11 动能定理 机械能-备战2023年高考物理一轮复习考点微专题(全国通用)(解析版)
考向11动能定理机械能【重点知识点目录】1.对动能、动能定理的理解及动能定理的应用2.动能定理的图像问题3.机械能守恒的理解与判断4.单个物体、多个物体的机械能1.(2022•甲卷)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。
运动员从a处由静止自由滑下,到b处起跳,c点为a、b之间的最低点,a、c两处的高度差为h。
要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍,运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力,则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于()A.B.C.D.【答案】D。
【解析】解:从a到c根据动能定理有:mgh=在c点根据牛顿第二定律有:kmg﹣mg=联立解得:R=故ABC错误,D正确;2.(2022•浙江)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中,如图所示,倾斜滑轨与水平面成24°角,长度l1=4m,水平滑轨长度可调,两滑轨间平滑连接。
若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑,其与滑轨间的动摩擦因数均为μ=,货物可视为质点(取cos24°=0.9,sin24°=0.4)。
(1)求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小;(2)求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小;(3)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s,求水平滑轨的最短长度l2。
【答案】(1)货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小为2m/s2;(2)货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小为4m/s;(3)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s,则水平滑轨的最短长度为2.7m。
【解析】解:(1)倾斜滑轨与水平面成θ=24°角,对货物根据牛顿第二定律可得:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma1代入数据解得:a1=2m/s2;(2)根据速度—位移关系可得:v2=2a1l1代入数据解得:v=4m/s;(3)货物在水平轨道上运动时,根据动能定理可得:﹣μmgl2=﹣,其中v′=2m/s代入数据解得:l2=2.7m。
高中物理高考复习课件:牛顿第三定律
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A、B、C错误;由弹力的产生可知,脚对 毽子的作用力是由于脚发生形变产生的,故D正确.
4.如图所示,小明撑杆使船离岸,下列说法正确是( ) A.小明与船之间存在摩擦力 B.杆弯曲是由于杆对小明施加了力 C.杆对岸的力大于岸对杆的力 D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
答案,故选项A错误;猴子受的重力施力物体 是地球,故选项B错误;猴子处于静止状态受重力和树枝的拉力两个力,故选项 C正确;树枝对猴子的拉力与猴子对树枝的拉力是一对作用力和反作用力,故选 项D错误.
例 4 [2023·江苏连云港高一上期中] 如图所示,杂技演员有高超的技术,能轻松地单手撑在凳子上,前 臂保持竖直状态,下列说法正确的是( ) A.杂技演员对凳子的压力就是杂技演员受到的重力 B.杂技演员的重心一定在前臂所在直线方向上 C.杂技演员受到凳子的支持力是手掌形变产生的 D.杂技演员对凳子的压力和地面对凳子的支持力是一对平衡力
依赖 关系
两个力一定同时产生、同时变 化、同时消失,不可能单独存 在
不存在依赖关系,撤除一个 力时,另一个力可依然存在, 只是受力不再平衡
共同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
【典例】 例 3 [教材P67图3.3-8改编] 猴子吊在空中静止,下列说法正确的是( ) A.猴子受的拉力施力物体是猴子 B. 猴子受的重力施力物体是树枝 C. 猴子处于静止状态受两个力 D.树枝对猴子的拉力与猴子对树枝的拉力是一对相互平衡的力
科学探究
通过实验探究,了解两个物体间作用力与反 作用力大小和方向的关系.
科学态度与 责任
能应用牛顿第三定律分析和解决实际问题.
牛顿三大定律、牛顿第二定律的瞬时性问题(解析版)--2024年高考物理一轮复习热点重点难点
牛顿三大定律、牛顿第二定律的瞬时性问题特训目标特训内容目标1牛顿第一定律(1T -4T )目标2牛顿第三定律(5T -8T )目标3牛顿第二定律(9T -12T )目标4牛顿第二定律瞬时性的问题(13T -16T )目标5应用牛顿第二定律分析动态过程(17T -20T )【特训典例】一、牛顿第一定律1甲瓶子盛满水,在密封塞上用细绳悬挂一个铁球,乙瓶子盛满水,在密封塞上用等长细绳悬挂与小铁球体积相同的小泡沫塑料球,且将乙瓶子倒置,如图所示,甲、乙两个瓶子均固定在小车上。
当小车突然向前运动时,则两球的存在状态为()A. B.C. D.【答案】A【详解】对A 选项所示情况,可设想一个与金属小球等体积的水球。
金属球位置的变化,必然代替这个水球的位置。
而同体积的水球和金属球,金属球的质量大,惯性大,运动状态不容易改变,故相对水球来说滞后。
同理,由于同体积水球的质量大于泡沫塑料球的质量,水球惯性大,相对泡沫塑料球来说水球滞后,泡沫塑料球相对水球在前,故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
2如图所示,滑冰运动员用力将冰刀后蹬,可以向前滑行;停止用力,会逐渐停下,且滑行的速度越大,停下所需时间越长,滑的越远。
有四位同学对此过程发表了自己的看法,你认为正确的是()A.运动员的运动需要力来维持B.停止用力,运动员停下来是具有惯性的表现C.停止用力,运动员停下来是由于摩擦力的作用D.速度越大,停下所需时间越长,说明惯性的大小和速度有关【答案】C【详解】A.力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的,故A错误;BC.停止用力,运动员停下来是由于摩擦力的作用,而继续运动是因为惯性,故B错误,C正确;D.摩擦力一定时,根据运动学公式可知,速度越大,停下所需时间越长,但惯性与自身的质量有关,与速度无关,故D错误。
故选C。
3墨子是春秋战国时期著名的思想家,他的著作《墨经》中写道:“力,刑之所以奋也。
”“刑”同“形”,即物体:“奋”,意思是“(物体)动也”,即开始运动或者运动加快。
2020届高考物理总复习第三单元牛顿运动定律课时1牛顿第一定律牛顿第三定律课件
答 案
素养达成
解 析
设人对绳的拉力大小为F,对重物运用牛顿第二定律得mg-F=ma;由
牛顿第三定律可知,绳对人向上的拉力F'与人对绳的拉力F大小相等,
方向相反,设地面对人的支持力为FN,对人受力分析可得F'+FN=Mg, 解得FN=Mg-mg+ma=280 N,由牛顿第三定律可知,人对地面的压
力大小为280 N,B项正确。
素养达成
例4
如图甲所示,两块小磁铁质量均为0.5 kg,A磁铁用轻质弹簧吊
在天花板上,B磁铁在A正下方的地板上,弹簧的原长L0=10 cm, 劲度系数k=100 N/m。当A、B均处于静止状态时,弹簧的长
度L=11 cm。不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互
作用的磁力,求B对地面的压力大小。(g取10 m/s2)
答 案
知识清单
2.(2018江西南昌五校联考)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的
实验,如图所示是把两个测力探头的挂钩勾在一起,向相反方向拉动,观察显示器 屏幕上出现的结果。观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线,以 下结论不正确的是( C )。
A.作用力与反作用力大小相等 B.作用力与反作用力方向相反 C.作用力与反作用力作用在同一物体上 D.作用力与反作用力同时存在,同时消失
4.牛顿第三定律
内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一 条直线上。
知识清单
基础过关
1.(2018山东枣庄质量调研)下列关于惯性的说法,正确的是( D )。
A.人走路时没有惯性,被绊倒时有惯性 B.物体的速度越大惯性越大 C.物体不受外力时有惯性,受外力后惯性被克服了 D.物体的惯性与物体运动状态及受力情况均无关
2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习课件:第三章 第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律
第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律素养提升基础知识一、牛顿第一定律1.内容一切物体总保持 状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它 这种状态.2.意义(1)指出力不是维持物体运动的原因,而是 物体运动状态的原因,即力是产生 的原因.(2)指出了一切物体都有 ,因此牛顿第一定律又称惯性定律.基础过关 紧扣教材·自主落实匀速直线运动改变改变加速度惯性3.惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的 .(2)量度:质量是物体惯性大小的 量度.(3)普遍性:惯性是物体的 属性,一切物体都有惯性.与物体的运动情况和受力情况无关.4.物理学史:对力和运动关系的认识,各物理学家的观点如下:(1)亚里士多德:必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止在一个地方.(2)伽利略:力 维持物体运动的原因.(3)笛卡儿:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿 运动,既不停下来也不偏离原来的方向.性质唯一固有 不是同一直线二、牛顿第三定律1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 ,方向 ,作用在 .2.表达式:F=-F′.相等相反同一条直线上 教材解读把A,B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定,用手拉测力计A.如图所示,可以看到两个测力计的指针同时移动.则两个弹簧测力计的读数有什么关系?它们受力的方向有什么关系?答案:读数总是相等,方向相反.(1)在水平面上运动的物体最终停下来,是因为水平方向没有外力维持其运动的结果.( )(2)物体的惯性越大,状态越难改变.( )(3)环绕地球运动的宇宙飞船处于完全失重状态,没有惯性.( )(4)作用力与反作用力可以作用在同一物体上.( )(5)作用力与反作用力的作用效果不能抵消.( )过关巧练×1.思考判断√××√2.(多选)小华坐在一列正在行驶的火车车厢里,突然看到原来静止在水平桌BCD面上的小球向后滚动,假设桌面是光滑的,则下列说法正确的是( ) ArrayA.小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动B.小球所受的合力为零,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变C.火车一定是在向前加速D.以火车为参考系,此时牛顿第一定律已经不能适用3.(多选)用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验,点击实验菜单中“力的相互作用”.如图(甲)所示,把两个力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果[图(乙)].分析两个力传感器的相互作用ACD力随时间变化的曲线,以下结论正确的是( )A.作用力与反作用力大小时刻相等B.作用力与反作用力作用在同一物体上C.作用力与反作用力大小同时变化D.作用力与反作用力方向相反考点研析 核心探究·重难突破考点一 牛顿第一定律的理解与应用1.明确了惯性的概念:牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性.2.揭示了力的本质:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因.3.理想化状态:牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态,而物体不受外力的情形是不存在的.如果物体所受的合外力等于零,其效果跟不受外力作用时相同.4.惯性的两种表现形式(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变.(2)物体受到外力时,惯性表现为反抗运动状态的改变.惯性大,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态容易改变.【典例1】 对一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中C正确的是( )A.采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车(质量不变)的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度.这表明,可以通过科学手段使小质量的物体获得大惯性B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性D.摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的解析:采用大功率的发动机,能够提高赛车的最大速度,质量不变,则惯性不变,选项A错误;射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,原因是子弹的动能过小,但惯性不变,选项B错误;货运列车摘下或加挂一些车厢,列车的质量改变了,其惯性也改变了,选项C正确;摩托车转弯时,车手控制速度,调控人和车的重心位置,但整体的惯性不变,选项D错误.D【针对训练】 下列说法正确的是( )A.在高速公路上高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性大B.牛顿第一定律是根据理论推导出来的C.在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球具有惯性D.物体的速度逐渐增大同时加速度逐渐减小是有可能的解析:惯性是物体的固有属性,质量是其唯一量度,选项A错误;牛顿第一定律是牛顿在伽利略理想斜面实验的基础上,加上逻辑推理得出的规律,选项B错误;小球在粗糙水平面上受到摩擦力是小球停下来的原因,选项C错误;物体可以做加速度逐渐减小的加速运动,选项D正确.考点二 牛顿第三定律的理解与应用1.定律的普适性牛顿第三定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何情况下牛顿第三定律都是成立的,与物体受力情况和运动状态无关.2.相互作用力的“三同、三异”(1)三同⎧⎪⎨⎪⎩同大小同时产生、变化、消失同性质(2)三异 ⎧⎪⎨⎪⎩反向异体,即作用力、反作用力作用在不同物体上不同效果3.平衡力与作用力和反作用力的比较 名称项目 一对平衡力作用力与反作用力相同点大小相等,方向相反,作用在同一条直线上不同点作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消【典例2】 (2019·河北保定模拟)如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”.两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢.若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是( )A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D.若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利C【针对训练】 如图所示,水平地面上质量为m的物体,与地面间的动摩擦因数为μ,在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动.弹簧没有超出弹性限度.则( )B考点三 “转换研究对象法”在受力分析中的应用1.解题的思路在对物体进行受力分析时,如果不便于分析物体受到的某个力,则可以通过分析其反作用力来解决问题,使得我们对问题的分析思路更清晰、简捷.2.解题步骤(1)选择合适的研究对象,分析受力情况,判断物体的受力是否可以直接求出.(2)转换研究对象,分析待求力的反作用力.(3)由牛顿第三定律求出待求力.【典例3】 杂技“顶杆”表演中,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直杆,当杆上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,杆对“底人”的压力大小为( )A.(M+m)gB.(M+m)g-maC.(M+m)g+maD.(M-m)g解析:对杆上的人受力分析,其受重力mg、向上的摩擦力Ff ,且有mg-Ff=ma,对杆受力分析,其受重力Mg、支持力FN 、摩擦力Ff′,且Ff′=Ff,方向向下,由平衡条件得Mg+Ff ′=FN,又因为杆对“底人”的压力和“底人”对杆的支持力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律得FN ′=FN=(M+m)g-ma,B项正确.B【针对训练】 置于水平面上的小车上有一弯折角度为θ的细杆,如图所示,细杆一端固定了一个质量为m的小球.当小车以加速度a向左加速前进时,小球对细杆的作用力多大?方向如何?素养提升 学科素养·演练提升核心素养【思维拓展】 惯性的“相对性”(1)质量是物体惯性大小的唯一量度,物体的质量越大,惯性越大,状态越难改变.(2)悬挂在空气中的实心铁球和木球的惯性都比相应的“空气球”的惯性大,但悬挂在水中的实心木球的惯性不如相应的“水球”的惯性大.类型一 空气中的铁球和木球【示例1】 如图所示,一个容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂一个铁球P和一个木球Q,容器中铁球和木球都处于静止状态,当容器随小车突然向右运动时,两球的运动情况是(以小车为参考系)( ) A.P球向右偏移 B.两球均向左偏移C.Q球向右偏移D.两球均向右偏移B解析:由于惯性,当容器随小车突然向右运动时,P球和Q球都相对容器向左偏移,选项B正确.类型二 水中的铁球和木球【示例2】 如图所示,一个盛水的容器固定在一个小车上,水中放入P和Q两个实心小球,P球为铁球,Q球为木球,它们用细线分别系于容器的上、下底部,当容器静止时,细线均伸直处于竖直方向,当容器随小车突然以一定的加速度向右匀加速运动时,P,Q两球相对容器( )A.P球向右偏移B.两球均向左偏移C.Q球向右偏移D.两球均向右偏移C解析:因为小车突然向右运动,铁球和木球都有向右运动的趋势,但由于与同体积的“水球”相比,铁球质量大、惯性大,铁球的运动状态难改变,即速度变化慢,而同体积的“水球”的运动状态容易改变,即速度变化快,而且水和车一起加速运动,所以小车向右加速运动时,铁球相对容器向左偏移.同理,由于木球与同体积的“水球”相比,质量小,惯性小,木球相对容器向右偏移,选项C正确.高考模拟1.(2018·浙江4月选考)通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原B因”的科学家是( )A.亚里士多德B.伽利略C.笛卡儿D.牛顿解析:伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的说法,得出“力不是维持物体运动的原因”.2.(2014·北京卷,19)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1,2,3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小A解析:由于斜面上先后铺垫粗糙程度逐渐降低的材料,可理解为斜面越来越光滑,小球沿右侧斜面上升的最高位置依次为1,2,3,即依次升高,所以得到的最直接的结论是:如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置,选项A正确;B,C,D选项都不能根据三次实验结果的对比直接得到,选项B,C,D错误.3.(2019·河北冀州模拟)(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的BCD自然观具有重要作用.下列说法符合历史事实的是( )A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质解析:亚里士多德认为物体的运动需要力来维持,A错误;伽利略通过“理想实验”得出:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,B正确;笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,C正确;由牛顿第一定律知,D正确.点击进入课时训练。
牛顿第三定律 共点力的平衡(原卷版)—2025年高考物理一轮复习
牛顿第三定律 共点力的平衡素养目标:1.理解牛顿第三定律的内容,并能区分作用力和反作用力与一对平衡力。
2.熟练掌握受力分析的步骤,会灵活应用整体法、隔离法并结合牛顿第三定律进行受力分析。
3.理解共点力平衡的条件,会解决共点力平衡问题。
1.(2024·河北·高考真题)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为30°,挡板与斜面夹角为60°.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为1.0N,g取210m/s,挡板对球体支持力的大小为()A B.1.0N C D.2.0N考点一 牛顿第三定律 受力分析1.牛顿第三定律的内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
2.表达式:F=-F′3.一对平衡力与作用力和反作用力的比较名称项目一对平衡力作用力和反作用力作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消4.受力分析的一般步骤例题1. (多选)物体静止在固定的斜面上,如图所示,则下述说法中正确的是( )A .物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B .物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力C .物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力D .物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力【易错分析】1.作用力和反作用力的施力物体和受力问题恰好互换。
2.一对平衡力一定作用在同一个物体上,大小相等方向相反。
考点二 共点力的平衡1.共点力的平衡(1)平衡状态:物体静止或做匀速直线运动。
(2)平衡条件:F 合=0或F x =0,F y =0。
(3)常用推论①若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n -1)个力的合力大小相等、方向相反。
高考物理复习课件:牛顿第三运动定律
2020/9/5
•再 •见 •!
2020/9/5
(1)作用物体不同.作用力和反作用 力是作用在两个不同物体上,而平衡力 只作用在同一物体上. (2)力的性质不同.作用力和反作用 2020/9/5 力必是同性质的力,而平衡力可以是性
(3)力的作用时间不同.作用力和反作 用力同时产生,同时变化,同时消失, 而一对平衡力中的一个消失,另一个可 以存在.
A、运动员给地面的压力等于运动员受的重力 B、地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力 C、地面给运动员的支持力大于运动员受的重力 D、地面给运动员的支持力等于运动员给地面的压力
2020/9/5
探究学习: 1.飞机为什么能飞起来?
2020/9/5
探究学习: 2.到底谁会赢,为什么?
2020/9/5
解析:
作用力与反作用力总是大小相等 的,大人与小孩手拉手比力气时,无论 是相持阶段还是小孩被大人拉过来的过 程中,大入拉小孩的力与小孩拉大人的 力总是相等的.大人为什么能把小孩拉 过来呢?关键在于地面对两者的最大静 摩擦力不同.
所以,答案为A、B.
2020/9/5
3 、 跳 高 运 动 员 从 地 面 跳 起 , 这 是 由 于 (CD)
2020/9/5
(2)定律中的“总是”这两个字是强 调对于任何物体,在任何条件下,这 两个相等的关系都成立.即:
不管物体大小形状如何,例如大物 体与大物体之间,或大物体与小物体 间,还是任何形状的物体之间,其相 互作用力总是大小相等.
不管物体的运动状态如何.例如静 止的物体之间,运动的物体之间或静 止物体与运动物体之间的相互作用力 都是大小相等的.
2.牛顿第三定律的数学表达式: F = -F' (负号表示反作用力 F' 与作用力 F 的方向相
物理试题 人教版 高考专题复习练习题3-牛顿运动定律
第1讲牛顿第一定律、牛顿第三定律知识巩固练1.(2020年湖北部分重点中学联考)伽利略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家,巧合的是牛顿就出生在伽利略去世后第二年.下列关于力和运动关系的说法中,不属于他们观点的是( ) A.自由落体运动是一种匀变速直线运动B.力是使物体产生加速度的原因C.物体都具有保持原来运动状态的属性,即惯性D.力是维持物体运动的原因【答案】D2.(2020届黄山质检)关于物体的惯性,下列说法正确的是( )A.骑自行车的人,上坡前要快速蹬几下,是为了增大惯性冲上坡B.子弹从枪膛中射出后在空中飞行,速度逐渐减小,因此惯性也减小C.物体惯性的大小,由物体质量的大小决定D.物体由静止开始运动的瞬间,它的惯性最大【答案】C3.(2020年成都外国语学校模拟)下列说法正确的是( )A.凡是大小相等、方向相反,分别作用在两个物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力B.凡是大小相等、方向相反,作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力C.即使大小相等、方向相反,作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力也不一定是一对作用力和反作用力D.相互作用的一对力究竟称哪一个力是反作用力不是任意的【答案】C4.火车在长直的水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为 ( )A.人跳起后,车厢内空气给他一向前的力,带着他随同火车一起向前运动B.人跳起的瞬间,车厢的底板给他一向前的力,推动他随同火车一起向前运动C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离很小,不明显而已D.人跳起后直到落地,在水平方向上始终具有和车相同的速度【答案】D5.如图所示的装置,不考虑绳与滑轮的质量,不计轴承、绳与滑轮间的摩擦.初始时两人均站在水平地面上,当位于左侧的甲用力向上攀爬时,位于右侧的乙始终用力抓住绳子,最终至少一人能到达滑轮.下列说法正确的是 ( )A.若甲的质量较大,则乙先到达滑轮B.若甲的质量较大,则甲、乙同时到达滑轮C.若甲、乙质量相同,则乙先到达滑轮D.若甲、乙质量相同,则甲先到达滑轮【答案】A6.(多选)一根轻质弹簧竖直悬挂在天花板上,下端悬挂一小球,弹簧和小球的受力如图所示,下列说法正确的是( )A.F1的施力者是弹簧B.F2的反作用力是F3C.F3的施力者是小球D.F4的反作用力是F1【答案】BC7.水平放置的密闭玻璃管内充有水,它的中间有一气泡,如图所示,当玻璃管由静止开始向右沿水平方向运动时,气泡相对于玻璃管将要( )A.向右运动B.向左运动C.保持不动D.无法判断【答案】A 【解析】管中的气泡和相同体积水相比,其质量很小,气泡的惯性要比管中的水的惯性小的多,当玻璃管由静止开始向右沿水平方向运动时,玻璃管中的水由于惯性,仍然要保持原来的静止状态,使水涌向管的左端,气泡由于惯性较小,则相对于管子向右运动,故A正确.8.(2020年保定模拟)(多选)如图,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,则( )A.箱子对木板的摩擦力方向向右B.木板对地面的摩擦力方向向左C.木板对地面的压力大小为3mgD.若人用斜向下的力推箱子,则木板对地面的压力会大于3mg【答案】AC 【解析】以箱子为研究对象,水平方向上木板对箱子的摩擦力与人推箱子的力平衡,所以,木板对箱子的摩擦力方向向左,根据牛顿第三定律,箱子对木板的摩擦力方向向右,A正确;以整体为研究对象,地面对木板的支持力与整体所受的重力平衡,所以地面对木板的支持力为3mg,根据牛顿第三定律,木板对地面的压力大小为3mg,C正确,D错误;以整体为研究对象,地面对木板的摩擦力为0,所以木板对地面的摩擦力为0,B错误.综合提升练9.如图所示,两块小磁铁质量均为0.5 kg,A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上,B磁铁在A正下方的地板上,弹簧的原长L0=10 cm,劲度系数k=100 N/m.当A、B均处于静止状态时,弹簧的长度L=11 cm.不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力,求B对地面的压力大小.(g取10 N/kg)解:对A受力分析如图所示,由平衡条件,得k(L-L0)-mg-F=0,解得F=-4 N,故B对A的作用力大小为4 N,方向竖直向上.由牛顿第三定律得A对B的作用力F′=-F=4 N,方向竖直向下.对B受力分析如图所示,由平衡条件,得F N-mg-F′=0,解得F N=9 N.由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9 N.第2讲 牛顿第二定律、两类动力学问题知识巩固练1.由牛顿第二定律表达式F =ma 可知( ) A .质量m 与合外力F 成正比,与加速度a 成反比 B .合外力F 与质量m 和加速度a 都成正比 C .物体的加速度的方向总是跟它速度的方向一致D .物体的加速度a 跟其所受的合外力F 成正比,跟它的质量m 成反比 【答案】D2.(2020届沈阳四校联考)如图所示,当小车向右加速运动时,物块M 相对车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时 ( )A .M 受静摩擦力增大B .M 对车厢壁的压力减小C .M 仍相对于车厢静止D .M 受静摩擦力减小【答案】C3.(2020年上海浦东新区一模)如图所示,小球沿不同倾角θ的光滑斜面滑下,小球的加速度a 及对斜面的压力N ,与各自最大值的比值y 随θ变化的图像分别对应y -θ图中的( )A .①和②B .①和④C .②和③D .③和④【答案】A 【解析】对小球进行受力分析,根据牛顿第二定律得a =mgsin θm =gsin θ,当θ=90°时,加速度最大为g ,则比值为y =ag =sin θ,随着θ的增大,y 增大,对应①;支持力N =mgcos θ,支持力的最大值为mg ,则有y =mgcos θmg=cos θ,随着θ的增大,y 减小,对应②.A 正确.4.一质量为m 的物块在倾角为θ的足够长斜面上匀减速下滑.现对物块施加一个竖直向下的恒力F ,如图所示,则物块减速为零的时间将( )A .变大B .变小C .不变D .不能确定【答案】B5.中国载人深潜器“蛟龙”号7 000 m 级海试中下潜深度达7 062 m ,再创中国载人深潜纪录.设潜水器在下潜或上升的过程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用,已知海水浮力大小为F ,设海水阻力与潜水器的速率成正比.当潜水器的总质量为m 时恰好匀速下降,若使潜水器以同样速率匀速上浮,则需要抛弃物体的质量为(重力加速度为g)( )A .2Fg -mB .2⎝ ⎛⎭⎪⎫m -F g C .m -FgD .2m -Fg【答案】B6.(2020年保定安国中学月考)(多选)如图,小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止,弹簧与竖直方向夹角为θ.设重力加速度为g ,下列正确的是( )A .剪断弹簧OA 瞬间,小球的加速度大小为g ,方向竖直向下B .剪断弹簧OA 瞬间,小球的加速度大小为gcos θ,方向与竖直方向成θ角斜向右下 C .剪断OB 绳瞬间,小球的加速度大小为gsin θ,方向与OA 垂直斜向左下 D .剪断OB 绳瞬间,小球的加速度大小为gtan θ,方向水平向左【答案】AD 【解析】剪断弹簧OA 瞬间,绳的拉力变为零,小球只受重力,由牛顿第二定律得a =g ,方向竖直向下,故A 正确,B 错误;以球为研究对象,由平衡条件得F OB -F OA sin θ=0,F OA cos θ-mg =0,联立解得F OB =mgtan θ.剪断轻绳OB 瞬间,弹簧的弹力没有变化,小球所受的合外力是重力与弹力的合力,与原来细绳的拉力大小相等,方向相反,由牛顿第二定律得a =mgtan θm =gtan θ,方向水平向左,故C错误,D 正确.综合提升练7.(2020年山东山师大附中月考)(多选)如图所示,一折杆固定在小车上,∠A =θ,B 端固定一个质量为m 的小球,设小车向右的加速度为a ,AB 杆对小球的作用力大小为F ,则下列说法正确的是( )A .当a =0时,F =mgcos θ,方向沿AB 杆B .当a =gtan θ时,F =mgcos θ,方向沿AB 杆C .无论a 取何值,F 都等于m g 2+a 2,方向都沿AB 杆D .无论a 取何值,F 都等于m g 2+a 2,方向与AB 杆所在直线无关【答案】BD 【解析】对小球受力分析,小球一共受两个力:重力和杆对球的弹力;因为小车和球相对静止,小车有向右的加速度,小球也有向右的加速度.设弹力与竖直方向夹角为α,画出小球的受力示意图如图,则Fcos α=mg 、Fsin α=ma ,解得F =mg2+ma2、tan α=ag.当a =0时,F =mg 、α=0,即力F 的方向竖直向上,故A 错误.当a =gtan θ时,F =mg 2+ma2=mgcos θ、α=θ,即力F 的方向沿AB 杆,故B 正确;无论a 取何值,F 都等于mg2+ma 2,方向与a 取值大小有关,与AB 杆所在直线无关,故C 错误,D 正确.8.(2020年天津滨海七校联考)一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶.在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定.上一层只有一只桶C ,自由地摆放在A 、B 之间,和汽车一起保持静止,如图所示,当C 与车共同向左加速时( )A .A 对C 的支持力变大B .B 对C 的支持力不变 C .当向左的加速度达到32g 时,C 将脱离A D .当向左的加速度达到33g 时,C 将脱离A 【答案】D 【解析】对C 进行受力分析,如图所示.设B 对C 的支持力与竖直方向的夹角为θ,根据几何关系可得sin θ=R 2R =12,所以θ=30°;同理可得,A 对C 的支持力与竖直方向的夹角也为30°.原来C 处于静止状态,根据平衡条件可得N B sin 30°=N A si n 30°;令C 的加速度为a ,根据正交分解以及牛顿第二定律有N B ′sin 30°-N A ′sin 30°=ma ,可见A 对C 的支持力减小、B 对C 的支持力增大,故A 、B 错误;当A 对C 的支持力为零时,根据牛顿第二定律可得mgtan 30°=ma ,解得a =33g ,故C 错误,D 正确. 9.为研究运动物体所受的空气阻力,某研究小组的同学找来一个倾角可调、斜面比较长且表面平整的斜面体和一个滑块,并在滑块上固定一个高度可升降的风帆,如图甲所示.他们让带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑,下滑过程帆面与滑块运动方向垂直.假设滑块和风帆总质量为m.滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,帆受到的空气阻力与帆的运动速率成正比,即F f =kv.(1)写出滑块下滑过程中加速度的表达式;(2)求出滑块下滑的最大速度,并指出有哪些措施可以减小最大速度;(3)若m =2 kg ,斜面倾角θ=30°,g 取10 m/s 2,滑块从静止下滑的速度图像如图乙所示,图中的斜线为t =0时v -t 图线的切线,由此求出μ、k 的值.(结果保留2位有效数字)甲 乙解:(1)由牛顿第二定律,有 mgsin θ-μmgcos θ-kv =ma , 解得a =gsin θ-μgcos θ-kvm .(2)当a =0时速度最大 v m =mg sin θ-μcos θk,减小最大速度的方法:适当减小斜面倾角θ(保证滑块能静止下滑);风帆升起一些. (3)当v =0时,a =gsin θ-μgcos θ=3 m/s 2, 解得μ=2315≈0.23.最大速度v m =2 m/s ,即v m =mgsin θ-μcos θk=2 m/s解得k =3.0 N·s/m .第3讲牛顿运动定律的应用知识巩固练1.(2020年济南期末)在升降机底部安装一个加速度传感器,其上放置了一个质量为m小物块,如图甲所示.升降机从t=0时刻开始竖直向上运动,加速度传感器显示加速度a随时间t变化如图乙所示.取竖直向上为正方向,重力加速度为g,以下判断正确的是( )A.在0~2t0时间内,物块先处于失重状态,后处于超重状态B.在t0~3t0时间内,物块先处于失重状态,后处于超重状态C.t=t0时刻,物块所受的支持力大小为mgD.t=3t0时刻,物块所受的支持力大小为2mg【答案】D 【解析】由乙图可知,在0~2t0时间内,物块的加速度方向向上,先处于超重状态,A 错误;由乙图可知,在t0~3t0时间内,物块的加速度方向向上,处于超重状态,B错误;由乙图可知,t =t0时刻,物块的加速度a=g,根据牛顿第二定律N-mg=mg,得N=2mg,C错误;由乙图可知,t=3t0时刻,物块的加速度a=g,根据牛顿第二定律N-mg=mg,得N=2mg,D正确.2.a、b两物体的质量分别为m1、m2,由轻质弹簧相连.当用恒力F竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,如图所示,则( )A.x1一定等于x2B.x1一定大于x2C.若m1>m2,则x1>x2D.若m1<m2,则x1<x2【答案】A 【解析】当用恒力F竖直向上拉着a时,先用整体法,有F-(m1+m2)g=(m1+m2)a1,再隔离b,有kx1-m2g=m2a1,联立得x1=m2Fk m1+m2.当沿水平方向拉着a时,先用整体法,有F=(m1+m2)a2,再隔离b,有kx2=m2a2,联立得x2=m2Fk m1+m2,故x1=x2,故A正确.3.如图所示,质量为M的长木板位于光滑水平面上,质量为m的物块静止在长木板上,两者之间的动摩擦因数为μ,现对物块m施加水平向右的恒力F,若恒力F超过某一临界数值,长木板与物块将出现相对滑动.已知重力加速度大小为g ,物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力,则恒力F 的临界数值为( )A .μmgB .μMgC .μmg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+m MD .μmg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+M m 【答案】C 【解析】以物块m 为研究对象,根据牛顿第二定律,有F -μmg=ma 1,以长木板M 为研究对象,根据牛顿第二定律,有μmg=Ma 2,若两者出现相对滑动应有a 1≥a 2,联立解得F≥μmg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+m M ,故C 正确.4.(2020年湖南师大附中月考)如图所示,一同学用双手(手未画出)水平对称地用力将两长方体课本夹紧,且同时以加速度a 竖直向上匀加速捧起.已知课本A 质量为m ,课本B 质量为2m ,手的作用力大小为F ,书本A 、B 之间动摩擦因数为μ,用整体法与隔离法可分析出此过程中,书A 受到书B 施加的摩擦力大小为( )A .μFB .2μFC .12m(g +a) D .m(g +a)【答案】C5.(2020年顺县二中期末)(多选)如图所示,在光滑平面上有一静止小车,小车质量为M =5 kg ,小车上静止地放置着质量为m =1 kg 的木块,和小车间的动摩擦因数为μ=0.2,用水平恒力F 拉动小车,下列关于木块的加速度a m 和小车的加速度a M 可能正确的有( )A .a m =1 m/s 2,a M =1 m/s 2B .a m =1 m/s 2,a M =2 m/s 2C .a m =2 m/s 2,a M =4 m/s 2D .a m =3 m/s 2,a M =5 m/s 2【答案】AC 【解析】当拉力较小时,两物体一起加速度运动;当拉力增大到一定值时,两物体发生相对滑动,此后m 受到的是滑动摩擦力,故其加速度恒定为a =μmg m =2 m/s 2,因此当系统加速度小于等于2 m/s 2时,两物体一起运动,加速度相同,故A 正确,B 错误;发生相对滑动后,m 的加速度大小恒为2m/s 2且a m <a M ,故C 正确,D 错误.6.如图所示,质量为m 1=2 kg 的物体A 经跨过定滑轮的轻绳与质量为M =5 kg 的箱子B 相连,箱子底板上放一质量为m 2=1 kg 的物体C ,不计定滑轮的质量和一切阻力,在箱子加速下落的过程中,g 取10 m/s 2,下列说法正确的是( )A .物体A 处于失重状态,加速度大小为10 m/s 2B .物体A 处于超重状态,加速度大小为20 m/s 2C .物体C 处于失重状态,对箱子的压力大小为5 ND .轻绳对定滑轮的作用力大小为80 N 【答案】C7.粗糙水平面上放有P 、Q 两个木块,它们的质量依次为m 1、m 2,与水平面的动摩擦因数依次为μ1、μ2.分别对它们施加水平拉力F ,它们的加速度a 随拉力F 变化的规律如图所示.下列判断正确的是( )A .m 1>m 2,μ1>μ2B .m 1>m 2,μ1<μ2C .m 1<m 2,μ1>μ2D .m 1<m 2,μ1<μ2【答案】B 【解析】根据牛顿第二定律可知,加速度a 与拉力F 变化的规律,即为F -μmg=ma ,则a 与F 图像的斜率表示1m ,图像与横坐标的含义为摩擦力的大小,因此则有m 1>m 2,而μ1m 1g <μ2m 2g ,所以μ1<μ2,故B 正确,A 、C 、D 错误.综合提升练8.(2021年广东一模)(多选)研究“蹦极”运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小.根据传感器收集到的数据,得到如图所示的“速度—位移”图像.若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略,根据图像信息,下列说法正确的有( )A.弹性绳原长为15 mB.当运动员下降10 m时,处于失重状态C.当运动员下降15 m时,绳的弹性势能最大D.当运动员下降20 m时,其加速度方向竖直向上【答案】BD 【解析】15 m时速度最大,此时加速度为零,合外力为零,弹力不为零,弹力等于重力,弹性绳处于伸长状态,故A错误;当运动员下降10 m时,速度向下并且逐渐增大,处于失重状态,故B 正确;当运动员下降15 m时,速度不为零,运动员继续向下运动,弹性绳继续伸长,弹性势能继续增大,故C错误;当运动员下降20 m时,运动员向下减速运动,其加速度方向竖直向上,故D正确.9.(2020年中山纪念学校质检)(多选)如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两个滑块放在斜面上,中间用一个轻杆相连,A、B与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,它们在斜面上加速下滑.关于杆的受力情况,下列分析正确的是( )A.若μ1>μ2,m1=m2,则杆受到压力B.若μ1=μ2,m1>m2,则杆受到拉力C.若μ1<μ2,m1<m2,则杆受到压力D.若μ1=μ2,m1≠m2,则杆不受到作用力【答案】AD 【解析】假设杆无弹力,滑块受重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有m1gsin θ-μ1m1gcos θ=m1a1,解得a1=g(sin θ-μ1cos θ),同理a2=g(sin θ-μ2cos θ),若μ1>μ2,则a1<a2,B加速度较大,则杆受到压力,故A正确;若μ1=μ2,则a1=a2,两个滑块加速度相同,说明无相对滑动趋势,故杆无弹力,故B错误,D正确;若μ1<μ2,则a1>a2,A加速度较大,则杆受到拉力,故C错误.10.(2020届赣州名校一模)(多选)如图所示,传送带与水平面之间的夹角θ=30°,传送带两端A、B间的距离l=5 m,传送带在电动机的带动下以v=1 m/s的速度沿顺时针方向匀速运动,现将一质量m=10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带上的A点,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=32,在传送带将小物体从A点输送到B点的过程中(g取10 m/s2)( )A.小物体在传送带上运动的时间为5 sB.传送带对小物体做的功为255 JC.电动机做的功为255 JD .小物体与传送带间因摩擦产生的热量为15 J【答案】BD 【解析】物体刚放上A 点时,受到的滑动摩擦力沿传送带向上,物体做匀加速直线运动,此时a 1=μmgcos θ-mgsin θm =g(μcos θ-sin θ)=2.5 m/s 2,假设物体能与皮带达到相同的速度,则物体加速上滑的位移x 1=v 22a 1=0.2 m<l =5 m ,假设成立,物体加速到v =1 m/s ,用时t 1=va 1=0.4 s ,因为μmgcos θ>mgsin θ,故之后小物体将向上做匀速运动,运动的时间t 2=l -x 1v =4.8 s ,故运动的总时间t =t 1+t 2=5.2 s ,故A 错误;小物体运动到B 点的速度为1 m/s ,从A 到B ,由动能定理,有W 传-mgLsin θ=12mv 2-0,解得W 传=255 J ,故B 正确;在相对滑动时,s 相=vt 1-x 1=0.2 m ,则物体与传送带间因摩擦产生的热量Q =μmgcos θ·s 相=15 J ,故D 正确;由功能关系,可知电动机做的功等于物体增加的机械能和因滑动摩擦而产生的热量,则W 电=W 传+Q =270 J ,故C 错误.11.(2020届重庆南开中学期末)如图所示,质量M =1 kg 的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m =1 kg 、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,g 取10 m/s 2,在铁块上加一个水平向右的拉力,则:(1)F 增大到多少时,铁块能在木板上发生相对滑动?(2)若木板长L =1 m ,水平拉力恒为8 N ,经过多长时间铁块运动到木板的右端?解:(1)设F =F 1时,铁块、木板恰好保持相对静止,此时两者的加速度相同,两者间的静摩擦力达到最大.对木板,根据牛顿第二定律,得 μ2mg -μ1(m +M)g =Ma , 解得a =2 m/s 2.以铁块和木板整体为研究对象,根据牛顿第二定律,有 F 1-μ1(m +M)g =(m +M)a , 解得F 1=6 N.(2)铁块的加速度大小a 1=F -μ2mg m =4 m/s 2,木板的加速度大小a 2=μ2mg -μ1m +M g M =2 m/s 2,设经过时间t 铁块运动到木板的右端,则有 12a 1t 2-12a 2t 2=L , 解得t =1 s.实验4 验证牛顿运动定律知识巩固练1.在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时,下列说法错误的是 ( ) A.平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C.平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动D.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车【答案】A2.在验证牛顿第二定律的实验中,如图所示分别是甲、乙、丙、丁四个实验小组根据实验数据画出的图像.对于这四个图像,分析正确的是( )甲乙丙丁A.甲未平衡摩擦力B.乙平衡摩擦力过度C.丙是小车质量太大了D.丁是不满足m≪M的条件【答案】D 【解析】甲平衡摩擦力时倾角过大,乙平衡摩擦力时倾角过小,丁图出现弯曲是由于砝码质量过大,不满足m≪M的条件.3.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系,弹簧测力计固定在一合适的木块上,桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮,细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线P、Q,并测出间距d.开始时将木块置于P处,现缓慢向瓶中加水,直到木块刚刚开始运动为止,记下弹簧测力计的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木块放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧测力计的示数F,然后释放木块,并用秒表记下木块从P运动到Q处所用的时间t.(1)木块的加速度可以用d和t表示为a=________.(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧测力计示数F的关系.下图中能表示该同学实验结果的是________.A B C D(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是________. A .可以改变滑动摩擦力的大小 B .可以更方便地获取更多组实验数据 C .可以更精确地测出摩擦力的大小 D .可以获得更大的加速度以提高实验精度 【答案】(1)2dt2 (2)C (3)BC4.如图所示为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.沙和沙桶的总质量为m ,小车和砝码的总质量为M.实验中用沙和沙桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是( )A .将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m 的大小,使小车在沙和沙桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B .将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去沙和沙桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C .将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带、沙和沙桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m 和M 的选取,以下最合理的一组是( ) A .M =200 g ;m =10 g,15 g,20 g,25 g,30 g,40 g B .M =200 g ;m =20 g,40 g,60 g,80 g,100 g,120 g C .M =400 g ;m =10 g,15 g,20 g,25 g,30 g,40 g D .M =400 g ;m =20 g,40 g,60 g,80 g,100 g,120 g(3)如图是实验中得到的一条纸带,A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点,相邻计数点之间还有4个点未画出.量出相邻计数点之间的距离分别为x AB =4.22 cm ,x BC =4.65 cm ,x CD =5.08 cm ,x DE =5.49 cm ,x EF =5.91 cm ,x FG =6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz ,则小车的加速度a =________m/s 2(结果保留2位有效数字).【答案】(1)B (2)C (3)0.42综合提升练5.如图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图.实验步骤如下:①用天平测量物块和遮光片的总质量M ,重物的质量m ,用游标卡尺测量遮光片的宽度d ,用米尺测量两光电门之间的距离s ;②调整轻滑轮,使细线水平;③让物块从光电门A 的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ,求出加速度a ;④多次重复步骤③,求a 的平均值a ; ⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ. 回答下列问题:(1) 测量d 时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图所示.其示数为________cm.(2)物块的加速度a 可用d ,s ,Δt A 和Δt B 表示为a =________________. (3)动摩擦因数μ可用M ,m ,a 和重力加速度g 表示为μ=________________.(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”). 【答案】见解析【解析】(1)d =0.9 cm +12×0.05 mm=0.9 cm +0.060 cm =0.960 cm . (2)因为v A =d Δt A ,v B =d Δt B ,又由2as =v 2B -v 2A ,解得a =12s ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt B 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt A 2.(3)设细线上的拉力为F T ,则 mg -F T =m a ,F T -μMg=M a , 两式联立,解得μ=mg -M +ma Mg.(4)由实验装置引起的误差为系统误差.6.某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为M ,砝码及砝码盘的总质量为m ,所使用的打点计时器所接的交变电流的频率为50 Hz.实验步骤如下:A .按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;C.挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度;D.改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度.根据以上实验过程,回答以下问题:(1)对于上述实验,下列说法正确的是________.A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等B.实验过程中砝码盘处于超重状态C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D.弹簧测力计的示数应为砝码和砝码盘总重力的一半E.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量(2)实验中打出的一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度为________m/s2.(结果保留2位有效数字)(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像,与本实验相符合的是________.A B C D【答案】(1)C (2)0.16 (3)A。
2020年高考山东版高考理科物理 专题三 牛顿运动定律
例3 如图所示,是某同学站在压力传感器上做下蹲—起立的动作时记 录的力随时间变化的图像,纵坐标为力(单位为牛顿),横坐标为时间。由 图像可知 ( )
A.该同学做了两次下蹲—起立的动作 B.该同学做了一次下蹲—起立的动作 C.下蹲过程中人处于失重状态 D.下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
解析 在一次下蹲过程中,该同学要先后经历失重状态和超重状态,所 以对压力传感器的压力先小于自身重力后大于自身重力,而在一次起立 过程中,该同学又要先后经历超重状态和失重状态,所以对压力传感器 的压力先大于自身重力后小于自身重力,所以题图记录的是一次下蹲— 起立的动作。
考向突破
考向一 对牛顿运动定律的理解 1.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系 (1)牛顿第一定律不是实验定律,它是以伽利略的“理想实验”为基础, 经过科学抽象、归纳推理而总结出来的;牛顿第二定律是通过探究加速 度与力和质量的关系得出的实验定律。 (2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是不受任何外力的理想 情况,在此基础上,牛顿第二定律定量地指出了力和运动的联系:F=ma。
方向相反
(2)三异 不同物体
不同效果
(3)二无关 与 与物 物体 体的 是运 否动 受状 其态 他无 力关 无关
2.一对作用力、反作用力和一对平衡力的区别
作用力与反作用力
一对平衡力
相同点
等大、反向,作用在⑩ 同一条直线 上
受力物体 作用在两个不同的物体上 作用在同一个物体上
解题导引
解析 方法一 以人为研究对象,受力分析如图(a)所示,建立如图所示 的坐标系,并将加速度分解为水平方向加速度ax和竖直方向加速度ay,如 图(b)所示,则ax=a cos θ,ay=a sin θ。
由牛顿第二定律得F静=max,mg-FN=may 求得F静=ma cos θ,FN=m(g-a sin θ)。
高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律
考力和运动的综合题,重点考查综合运用知识的能力,如为使物体变为某一运动状态,应选择怎样的施力方案;
二是联系实际,以实际问题为背景命题,重点考查获取并处理信息,去粗取精,把实际问题转化成物理问题的
能力。
§1 牛顿第一定律 牛顿第三定律
一、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律(惯性定律)的内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
看,要求准确理解牛顿第一定律;加深理解牛顿第二定律,熟练掌握其应用,尤其是物体受力分析的方法;理
解牛顿第三定律;理解和掌握运动和力的关系;理解超重和失重。本章内容的高考试题每年都有,对本章内容
单独命题大多以选择、填空形式出现,趋向于用牛顿运动定律解决生活、科技、生产实际问题。经常与电场、
磁场联系,构成难度较大的综合性试题,运动学的知识往往和牛顿运动定律连为一体,考查推理能力和综合分
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高考物理第一轮复习教案
第三章 牛顿运动定律
张建设编写
这个定律有两层含义: (1)保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性;物体的运动不需要用力来维持。 (2)要使物体的运动状态(即速度包括大小和方向)改变,必须施加力的作用,力是改变物体运动状态的 原因,是使物体产生加速度的原因。 2.牛顿第一定律的几点说明 (1)物体不受外力是该定律的条件。 (2)物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果。 (3)惯性:一切物体都有保持原有运动状态的性质。 惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,与物体的运动状态及受力情况无关。 惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。 质量是物体惯性大小的惟一量度。 (4)牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态,而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力 和物体所受合外力为零是有区别的。 (5)牛顿第一定律成立的参考系是惯性参考系。 (6)应注意: ①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础,加之高度的抽象思维, 概括总结出来的,不可能由实际的实验来验证; ②牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是不受外力时的理想化状态。 例 1.下列说法正确的是 A.运动得越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大 B.小球在做自由落体运动时,惯性不存在了 C.把一个物体竖直向上抛出后,能继续上升,是因为物体仍受到一个向上的冲力 D.物体的惯性仅与质量有关,质量大的惯性大,质量小的惯性小 解析:惯性是物体保持原来运动状态的性质,仅由质量决定,与它的受力状况与运动状况均无关。一切物 体都有惯性。答案:D 例 2. 火车在长直水平轨道上匀速行驶,车厢内有一个人向上跳起,发现仍落回到车上原处(空气阻力不 计),这是因为 A.人跳起后,车厢内的空气给人一个向前的力,这力使他向前运动 B.人跳起时,车厢对人一个向前的摩擦力,这力使人向前运动 C.人跳起后,车继续向前运动,所以人下落后必定向后偏一些,只是由于时间很短,距离太小,不明显而 已。 D.人跳起后,在水平方向人和车水平速度始终相同 解析:人向上跳起,竖直方向做竖直上抛运动,水平方向不受外力作用,由于惯性,所以水平方向与车速 度相同,因而人落回原处。 答案:D 例 3. 下面说法正确的是 A.静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用 B.物体的速度为零时一定处于平衡状态 C.物体的运动状态发生变化时,一定受到外力的作用 D.物体的位移方向一定与所受合力方向一致 解析:物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态,但处于这些状态时不一定不受外力作用,所以 A 错; 物体是否处于平衡状态是看其受力是否为零,而不是看它的速度是否为零,如竖直上抛物体到达最高点时速度
2024高考物理一轮复习牛--顿三大定律(解析版)
2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题14 牛顿三大定律导练目标导练内容目标1牛顿第一定律和惯性目标2牛顿第三定律目标3牛顿第二定律及瞬时加速度问题【知识导学与典例导练】一、牛顿第一定律和惯性1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(1)揭示了物体的惯性:不受力的作用时,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)揭示了力的作用对运动的影响:力是改变物体运动状态的原因。
2.对惯性的理解(1)保持“原状”:物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)反抗改变:物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态改变。
惯性越大,物体的运动状态越难以被改变。
(3)惯性的量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,与物体的速度和受力情况无关。
3.牛顿第一、第二定律的关系(1)牛顿第一定律是以理解实验为基础,经过科学抽象、归纳推理总结出来的,牛顿第二定律是实验定律。
(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响;牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。
【例1】如图所示,小华坐在一列正在行驶的火车车厢里,突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动,假设桌面是光滑的,则下列说法错误..的是()A.小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动B.小球所受的合力为零,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变C .火车一定是在向前加速D .以火车为参考系,此时牛顿第一定律已经不能适用【答案】A【详解】A .小球在水平方向上没有施力物体,所以不受力。
A 错误,符合题意;B .小球水平方向不受力,所受的合力为零,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变。
B 正确,不符合题意;C .小球因为有惯性,要保持原来的匀速直线运动状态,若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动,是小球相对于火车向后运动,说明火车正在向前做加速运动。
高中物理《牛顿第3定律》ppt
力是物体对物体的相互作用。
问题二:请说出力的三要素。
大小、方向、作用点。
请利用给出的实例说明力的作用是相互的
实例分析1
FN1 FN2 FN1 Ff1
桌子对书的 支持力
结论1.弹力的作用是相互的。 实例分析2
书对桌子的 压力
结论2.摩擦力的作用是相互的
FN2
实例分析3
F
F′
甲
结论3.磁力的作用是相互的
三、对惯性的理解
1 .概念:惯性是一种性质,保持原有运动状态不变的 性质,是物体的固有属性. 2 .决定因素:由质量唯一决定,与运动状态无关,与 是否受力无关. 3.表现形式: (1)在不受力条件下,惯性表现出“保持”“原来的”运
动状态,有“惰性”的意思.
(2)在受力条件下,惯性表现运动状态改变的难易程度,
实验结论
作用力反作用力的特点
等大、反向、共线、异物、
同生、同灭、同变化、同性质
三 牛顿第三定律 内容: 两物体之间的作用力和反作用力总 是大小相等的。方向相反,作用在同一直 线上。
公式表达为: F = -F′
拔河比赛到底比什么?
拔河问题解析:
假设甲队胜出:
拔河比赛到底比什么?
f甲m>f乙m
f甲m> F甲
牛顿第一定律
牛顿第一定律
1、内容: 一切物体在没有受到外力时,总保持匀速 直线运动状态或静止状态。直到有外力迫 使它改变这种状态为止。 2、理解: (1)“一切物体” ——所有物体普遍适用 (2)“没有受到外力” —— 一个特定的条件 (3)“总” ——总是这样,没有例外!
(4)“或” ——两者必居其一,且只是其一,并不 是同时存在
绳 子 对 灯 的 拉 力
2020年高中物理新人教版必修第一册 3.3 牛顿第三定律 精品课件
3. 受力分析的结果如何呈现?
金太阳画教出育物体的受力示意图
3.3 牛顿第三定律
4. 隔离法受力分析
(1)研究对象:选择你要分析受力情况的物体
(2)隔离:将研究对象与周围环境划清界限,便于分析弹力、摩擦力等 接触力。
(3)分析顺序:按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序,逐个审查 确认,确认存在的力画出其示意图。若是多个物体,一般是从上到下, 从外到内,从简单到复杂的顺序分析各个物体。
作用力与反作用力分别作用在不同的两个物体 上,作用效果不能相互抵消。
金太阳教育
三、牛顿第三定律
3.3 牛顿第三定律
1. 内容: 两个物体间的作用力与反作用力总是大 小相等,方向相反,作用在一条直线上。
2.数学表达式:
F=-F’ (“—”表示方向相反)
金太阳教育
作用力与反作用力和平衡力的区别
3.3 牛顿第三定律
体,分析A、B及整体的受力情况。
B
NAB
A N地A
N地A NAB
mBg
金太阳教育
mAg NBA
NBA mBg mAg
3.3 牛顿第三定律
内力:整体内几个物体之间的相互作用力。 外力:整体之外的物体对整体内几个物体的作用力。 技巧:整体法受力分析不分析内力,只需要找到整体受到的外力
金太阳教育
3.3 牛顿第三定律
一对相互作用力
一对平衡力
相 同
等值、反向、同一直线
点
作用在两个物体上
不
同
性质相同
点 具有同时性
不能求合力(效果不能抵消)
金太阳教育
作用在一个物体上 性质不一定相同 不一定具有同时性
能求合力(效果能抵消)
高中物理牛顿第三定律听课记录及反思
牛顿第三定律听课记录及反思导入新课[教师活动]提出问题1:拍手鼓掌的感觉怎样?提出问题2:用脚踢球的感觉怎样?[学生活动]每个小组成员根据自己的体验说出各种感受.(设计意图:根据学生感受的共性引出物体的作用是相互的,提出作用力与反作用力的概念)推进新课[教师活动]左手疼痛,是左手受到力的作用所产生的一种效果,这说明左手受到了力的作用.问(紧接提):请你分析一下,这个力是谁施加给它的?(答:右手)出示:问:刚才鼓掌时,你的左手痛,那右手痛不痛?(答:也痛)[教师活动]那也就是说,你的右手也受到了力的作用.那请你分析一下谁是施力物体.(答:左手)出示:小结:左手对右手有力的作用,右手对左手也有力的作用.问:这说明什么问题?(请学生回答:力的作用是相互的)肯定学生的回答.一、物体间的作用是相互的1.两个物体间的作用总是相互的问:在刚才这个例子中,左手对右手有力的作用,右手对左手也有力的作用,这里出现了几个力?答:两个.(强调:两个力,F1、F2)引:这说明物体间的作用力总是成对出现的.问:自然界的作用力的个数若用数学中的方法怎么表示?答:2 N,必然是偶数.引:物体间的作用力总是成对出现的,两个物体间相互作用的这一对力,叫做作用力与反作用力.若把其中一个力叫做作用力,则另一个就叫做反作用力.(电脑出示)2.两个物体间相互作用的这一对力,叫做作用力与反作用力.若把其中一个力叫做作用力,则另一个就叫做反作用力.今天我们要学习的牛顿第三定律就是研究两个物体间的一对作用力与反作用力的规律.二、牛顿第三定律[教师活动]提出问题3:如果班级中力气大的同学与力气小的同学进行拔河比赛,预测比赛结果. 合作探究学生活动:学生分小组开始实验;力气大的同学穿上旱冰鞋(或站在比较光滑的平面上)重复实验.(设计意图:让学生亲自去体会作用力与反作用力大小的定性关系)自然界的物体是相互联系、相互影响、相互作用的.举例:地球对人有吸引作用,人对地球也有吸引作用重力的作用是相互的;用手打排球弹力的作用是相互的;刹车时车轮受地面的摩擦而停止摩擦力的作用是相互的;同名磁极相斥,异名磁极相吸磁力的作用是相互的;带电的通草球之间的作用静电力的作用是相互的. [教师活动]提出问题4:设计实验探讨作用力与反作用力的定量关系(提供学生实验所需的测量器材如弹簧秤),并亲自去指导每个小组的实验.[学生活动]学生以小组为单位进行设计、实施实验.(设计意图:让学生自己去探究本节课的重点并能分析实验得出结论)教师精讲结论:学生根据自己的实验得出结论,教师加以恰当的指导,最后给出完整的牛顿第三定律.两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,作用在一条直线上.强调说明:任何情况都是如此.讨论:A.以卵击石;B.以拳击脸.注意:(1)反向性——作用力和反作用力方向相反;(2)相等性——作用力和反作用力大小总相等;(3)同时性——作用力和反作用力同时产生,同时消失;(4)同性质——作用力和反作用力性质相同.合作探究作用力与反作用力和一对平衡力的区别:知识拓展解决实际问题:分析马拉车和车拉马的力的大小关系;分析人走路的受力情况.(最好让学生提出生活中涉及到的有关牛顿第三定律的问题)课堂小结这节课我们认识了作用力和反作用力,而这节课的重点是了解牛顿第三定律.牛顿第三定律揭示了作用力与反作用力之间的关系,说明作用力与反作用力是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上的,以及作用力与反作用力的相互性、同时性和同一性.并要注意作用力与反作用力跟我们初中学过的一对平衡力的区分.我们可以根据作用力与反作用力的性质来区分.[例题剖析1]一个大汉(甲)跟一个女孩(乙)站在水平地面上手拉手比力气,结果大汉把女孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系,不正确的说法是( )A.大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大B.大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大C.大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等D.只有在大汉把女孩拉动的过程中,大汉的力才比女孩的力大,在可能出现的短暂相持过程中,两人的拉力一样大分析:作用力与反作用力总是大小相等的.大汉与女孩手拉手比力气时,无论是在相持阶段还是女孩被大汉拉过来的过程中,大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力的大小总是相等的,所以说法B、C正确.答案:AD说明:既然大汉拉女孩和女孩拉大汉的力一样大,大汉为什么能把女孩拉过来呢?关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同.如图6-3-1分别画出两者在水平方向上的受力情况,显然,只有当f甲>f乙时,女孩才会被大汉拉过来.如果让大汉穿上溜冰鞋站在磨光水泥地上,两人再比力气时,女孩就可以轻而易举地把大汉拉过来.图6-3-1[例题剖析2]一辆汽车沿山坡加速上行,不计空气阻力,汽车受到哪几个力?指出各个力的反作用力.分析:以汽车为研究对象,根据对汽车发生作用的物体,找出汽车受到的力,然后由“甲对乙和乙对甲”的关系,找出各自的反作用力.解答:汽车受到的力和各个力的反作用力列表如下:画出汽车和山坡隔离体的受力图,如图6-3-2所示.图6-3-2说明:常有些学生会把汽车受到的牵引力,说成是“发动机对汽车的力”,这是不正确的.发动机作为汽车的一部分,它与车身之间的作用力是内力,根据牛顿第二定律,内力不可能使整体产生加速度.这正像自己用手揪住头发向上拉,不会使自己离开地面一样.汽车前进的机理是:发动机工作,通过传动装置带动车轮旋转,车轮旋转时力图把地面向后推,地面施力使车向前,正像人行走时也是依靠从地面获得推力一样.[例题剖析3]如图6-3-3所示,用弹簧秤悬挂一个重力为G=10 N 的金属块,使金属块部分地浸在台秤上的水杯中(水不会溢出).若弹簧秤的示数变为T′=6 N,则台秤的示数( )图6-3-3A.保持不变B.增加10 NC.增加6ND.增加4 N分析:金属块浸入水中后,水对金属块产生浮力F.由弹簧秤的示数知,浮力的大小为F=G=T′=10 N-6 N=4 N.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=4 N.通过水和缸的传递,对台秤产生附加压力.所以,台秤的示数增加4 N.答案:D说明:任何力都是成对出现的,对液体和气体的作用同样遵循着牛顿第三定律.本题可以通过实验精确验证,请同学们自己去完成.讨论:牛顿第三定律中的作用力与反作用力,指的都是实际物体间的相互作用力,每一个力都有明确的施力者与受力者.它们不同于在力的分解与合成中,根据力的作用效果而引入的“合力”与“分力”.因此,合力与分力都没有单独的反作用力.布置作业根据本课和以后的学习要求提出以下两个作业:(1)分析火箭为什么能够升空;(2)总结区分牛顿第三定律和二力平衡.思考题:1.甲、乙两位同学在课间休息时相互打闹,甲失手将乙打痛了.甲狡辩说:“力的作用是相互的,我给了你多大的力,你同样给了我多大的力;我把你打痛了,你同样也把我打痛了.”你对此如何评判?2.在拔河比赛中,甲队胜了乙队,是不是由于甲队作用于乙队的力大于乙队作用于甲队的力.为什么?如果不是那是由于什么原因?教材习题讲解1.答:1.棒球2.直升机3.火箭4.斜面上推物体5.手推车6.踢球7.跑步8.起吊重物……2.答:当人在船上跑的时候,船对人有一个向前的静摩擦力,对人来说是动力;同样人对船也有一个反作用力,此力对船来说也是动力,故人加速跑的同时船也反向加速运动.3.答:此题主要是让学生区别一对平衡力和一对作用力、反作用力的不同.这两对力的区别在于1.前者不一定是同性质的力,后者一定是同性质的力;2.前者力的作用点在同一个物体上,而后者则在不同物体上.故A对.板书设计牛顿第三定律一、力是物体间的相互作用二、作用力与反作用力三、牛顿第三定律相互性、同时性、同一性四、平衡力跟作用力和反作用力的区别。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版):牛顿第三定律 共点力平衡
第4讲 牛顿第三定律 共点力平衡目标要求 1.理解牛顿第三定律的内容,并能区分作用力和反作用力与一对平衡力.2.熟练掌握受力分析的步骤,会灵活应用整体法、隔离法并结合牛顿第三定律进行受力分析.3.理解共点力平衡的条件,会解共点力平衡问题.考点一 牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力.2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上. 3.相互作用力的特点 (1)三同⎩⎪⎨⎪⎧同大小同时产生、变化、消失同性质(2)三异⎩⎪⎨⎪⎧反向异体,即作用力、反作用力作用在不同物体上不同效果(3)二无关⎩⎪⎨⎪⎧与相互作用的两物体的运动状态无关与是否和其他物体相互作用无关1.作用力与反作用力的效果可以相互抵消.( × )2.人走在松软土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力.( × ) 3.物体静止在水平地面上,受到的重力和支持力为一对作用力和反作用力.( × )一对平衡力与作用力和反作用力的比较名称项目 一对平衡力 作用力和反作用力 作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消考向1牛顿第三定律的理解例1(多选)如图所示,体育项目“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.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,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解析甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等,与二者的运动状态无关,即不管哪个获胜,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力时,甲才能获胜,故A、C错误,B、D正确.考向2相互作用力与一对平衡力的比较例2(2023·浙江省十校联盟联考)春节晚会上杂技《绽放》表演了花样飞天,如图是女演员举起男演员的一个场景,两位杂技演员处于静止状态.下列说法正确的是()A.水平地面对女演员的摩擦力水平向右B.水平地面对女演员的支持力和女演员所受重力是一对平衡力C.女演员对男演员的作用力大小小于男演员对女演员的作用力大小D.女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小答案 D解析对男、女演员整体分析,根据平衡条件可知,水平地面对女演员的摩擦力为零,水平地面对女演员的支持力与男、女演员重力之和是一对平衡力,故A、B错误;女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律可知,女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力大小相等、方向相反,故C错误;对男演员分析,根据平衡条件得,女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小,故D正确.考向3转换研究对象在受力分析中的应用例3(2023·河北邢台市质检)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,箱与杆的质量为M,环的质量为m,如图所示.已知重力加速度为g,环沿杆以加速度a匀加速下滑,则此时箱子对地面的压力大小为()A.Mg+mg-ma B.Mg-mg+maC.Mg+mg D.Mg-mg答案 A解析环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力f,受力情况如图甲所示,根据牛顿第三定律,环应给杆一个竖直向下的摩擦力f′,故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′,受力情况如图乙所示.以环为研究对象,有mg -f=ma,以箱子和杆整体为研究对象,有N=f′+Mg=f+Mg=Mg+mg-ma.根据牛顿第三定律,箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小,即N′=Mg+mg-ma,故选项A正确.在对物体进行受力分析时,如果不便直接通过分析求出物体受到的某些力时,可先求它的反作用力,再反过来求待求力.如求压力时,可先求支持力,在许多问题中,摩擦力的求解亦是如此.可见牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用,使得我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔.考点二受力分析1.受力分析的一般步骤2.整体法与隔离法整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或求系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用力3.受力分析的三个技巧(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆.(2)除了根据力的性质和特点进行判断,假设法是判断弹力、摩擦力的有无及方向的常用方法.(3)善于转换研究对象,尤其是在弹力、摩擦力的方向不易判定的情形中,可以分析与其接触物体的受力,再应用牛顿第三定律判定.例4(多选)如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是()A.A一定受到四个力B.B可能受到四个力C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D.A与B之间一定有摩擦力答案AD解析由题可知,A、B均处于平衡状态,对A、B整体受力分析,如图甲所示,受到向下的重力和向上的推力F,由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力,因此也不可能有摩擦力,C错误;对B受力分析,如图乙所示,受到重力、A对B的弹力及摩擦力,故B受到三个力,B错误;对A受力分析,如图丙所示,受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力,共四个力,A、D正确.例5(2023·湖南师范大学附属中学高三月考)如图所示,a、b两个小球穿在一根粗糙的固定杆上(球的小孔比杆的直径大),并且通过一条细绳跨过定滑轮连接.已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计滑轮的一切摩擦,重力加速度为g.当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.a一定受到4个力的作用B.b只可能受到2个力的作用C.绳子对a的拉力大小有可能等于mgD.a的质量一定为m tan θ答案 C解析对a和b受力分析可知,a可能受重力、杆的支持力、绳的拉力3个力的作用,可能还受摩擦力共4个力的作用,b受重力、绳的拉力2个力或重力、绳的拉力、杆的支持力、摩擦力4个力的作用,选项A、B错误;对b受力分析可知,b受绳子拉力大小可能等于mg,因此绳子对a 的拉力大小可能等于mg ,选项C 正确;对a 受力分析,如果a 、b 所受摩擦力均为零,则由G a sin θ=mg cos θ可得G a =mg tan θ,即m a =mtan θ,选项D 错误.考点三 共点力的平衡条件及应用1.共点力的平衡(1)平衡状态:物体静止或做匀速直线运动. (2)平衡条件:F 合=0或F x =0,F y =0.(3)常用推论①若物体受n 个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n -1)个力的合力大小相等、方向相反.②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形. 2.处理共点力平衡问题的基本思路确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论.求解共点力平衡问题的常用方法:1.合成法:一个力与其余所有力的合力等大反向,常用于非共线三力平衡. 2.正交分解法:F x 合=0,F y 合=0,常用于多力平衡.3.矢量三角形法:把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形,常用于非特殊角的一般三角形.考向1 合成法例6 (2020·全国卷Ⅲ·17)如图,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等于( )A.45°B.55°C.60°D.70°答案 B解析取O点为研究对象,O点在三力的作用下处于平衡状态,对其受力分析如图所示,T1=T2,两力的合力与F等大反向,根据几何关系可得2β+α=180°,所以β=55°,故选B.考向2矢量三角形法例7(2023·广东省模拟)如图所示的装置,杆QO沿竖直方向固定,且顶端有一光滑的定滑轮,轻杆OP用铰链固定于O点且可绕O点转动,用两根轻绳分别拴接质量分别为m1、m2的小球并系于P点,其中拴接m1小球的轻绳跨过定滑轮,已知O点到滑轮顶端Q的距离等于OP,当系统平衡时两杆的夹角为α=120°,则m1∶m2为()A.1∶2 B.3∶2C.1∶1 D.3∶1答案 D解析以结点P为研究对象,受力分析如图所示,则拴接小球m1轻绳的拉力大小等于m1g,由力的平衡条件将杆OP的支持力与轻绳的拉力合成,可得m1g=2m2g cos 30°,解得m1∶m2=3∶1,故A、B、C错误,D正确.考向3 正交分解法例8 如图,一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F 的大小不变,而将方向变成与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.则物块与桌面间的动摩擦因数为( )A .2- 3 B.36 C.33 D.32答案 C解析 当F 水平时,根据平衡条件得F =μmg ;当保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角时,由平衡条件得F cos 60°=μ(mg -F sin 60°),联立解得μ=33,故选项C 正确.考向4 整体法、隔离法解决静态平衡问题例9 如图所示,两个质量均为m 的小球通过两根轻弹簧A 、B 连接,在水平外力F 作用下,系统处于静止状态,弹簧实际长度相等.弹簧A 、B 的劲度系数分别为k A 、k B ,且原长相等.弹簧A 、B 与竖直方向的夹角分别为θ与45°.设A 、B 中的拉力分别为F A 、F B ,小球直径相比弹簧长度可忽略,重力加速度为g ,则( )A .tan θ=12B .k A =k BC .F A =3mgD .F B =2mg答案 A解析 对下面的小球进行受力分析,如图甲所示.根据平衡条件得F =mg tan 45°=mg ,F B =mg cos 45°=2mg ;对两个小球整体受力分析,如图乙所示,根据平衡条件得tan θ=F2mg ,又F =mg ,解得tan θ=12,F A =(2mg )2+F 2=5mg ,由题可知两弹簧的形变量相等,则有x =F Ak A=F B k B ,解得k A k B =F A F B =52,故A 正确,B 、C 、D 错误.课时精练1.如图所示是厨房用来悬挂厨具的小吸盘,其原理是排开吸盘与墙壁之间的空气,依靠大气压紧紧地将吸盘压在厨房的竖直墙壁上,可用来悬挂比较轻的厨具,安装拆卸都很方便,以下说法正确的是( )A .墙壁对吸盘的作用力的合力竖直向上B .大气压变大,吸盘受到的摩擦力也变大C .吸盘与墙壁之间只有一对作用力与反作用力D .空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力 答案 D解析 墙壁对吸盘的作用力有竖直向上的摩擦力和水平方向的支持力,合力方向不是竖直向上,故A 错误;吸盘受到的摩擦力与吸盘和物体所受重力大小相等,不会变化,故B 错误;吸盘与墙壁之间有水平方向和竖直方向两对作用力与反作用力,故C错误;空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力,故D正确.2.如图所示,一块长木板两端分别固定在水平面上,两块相同的磁体甲和乙各自被吸附在木板正对的两个面上且处于静止状态.若磁体之间的作用力与木板垂直,则()A.磁体乙可能受到三力的作用B.两块磁体受到的摩擦力方向相反C.撤去磁体乙,磁体甲一定保持静止D.木板对磁体甲的作用力大于木板对磁体乙的作用力答案 D解析磁体乙受到重力、磁体甲的吸引力、木板的弹力和摩擦力共四个力的作用,选项A错误.两块磁体受到的摩擦力均沿斜木板向上,方向相同,选项B错误.撤去磁体乙,磁体甲对木板的压力减小,最大静摩擦力减小,则磁体甲不一定保持静止,选项C错误.木板对磁体甲的作用力等于甲向下的重力和磁体乙对甲的垂直木板向下的引力的合力;木板对磁体乙的作用力等于乙向下的重力和甲对乙的垂直木板向上的引力的合力;虽然两磁体的重力相等,乙对甲的引力大小等于甲对乙的引力大小,但甲的重力与磁体乙对甲的引力之间的夹角小于90°,而乙的重力与磁体甲对乙的引力之间的夹角大于90°,可知磁体甲的重力与磁体乙对甲的引力的合力大于磁体乙的重力与磁体甲对乙的引力的合力,即木板对磁体甲的作用力大于木板对磁体乙的作用力,选项D正确.3.(多选)如图所示,在水平力F作用下,A、B保持静止.若A与B的接触面是水平的,且F≠0,则B的受力个数可能为()A.3个B.4个C.5个D.6个答案BC解析先对A、B整体受力分析,受重力、水平力F、支持力;当水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力时,有上滑趋势,此时受到沿斜面向下的静摩擦力;当水平力F平行斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力时,有下滑趋势,此时受到沿斜面向上的静摩擦力;当水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时,无相对滑动趋势,此时与斜面间无摩擦力;再对A受力分析,受水平力F、重力、支持力和向左的静摩擦力,共4个力;最后对B受力分析,受重力、A对它的压力和向右的静摩擦力,斜面对B的支持力,若B相对斜面有滑动趋势,则还要受到斜面的静摩擦力,若B相对斜面无滑动趋势,则不受斜面的摩擦力,即B可能受4个力,也可能受5个力,故选B、C.4.(2022·广东卷·1)如图是可用来制作豆腐的石磨.木柄AB静止时,连接AB的轻绳处于绷紧状态.O点是三根轻绳的结点,F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°.下列关系式正确的是()A.F=F1B.F=2F1C.F=3F1D.F=3F1答案 D解析以O点为研究对象,受力分析如图所示,由几何关系可知θ=30°,在竖直方向上,由平衡条件可得F1cos 30°+F2cos 30°=F,又F1=F2,可得F=3F1,故D正确,A、B、C错误.5.(2022·浙江6月选考·10)如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角θ=60°.一重为G的物体悬挂在横杆中点,则每根斜杆受到地面的()A .作用力为33GB .作用力为36GC .摩擦力为34G D .摩擦力为38G 答案 B解析 设斜杆的弹力大小为F ,以水平横杆和物体为整体,在竖直方向上根据受力平衡可得4F cos 30°=G ,解得F =36G ,以其中一斜杆为研究对象,其受力如图所示,可知每根斜杆受到地面的作用力应与F 平衡,即大小为36G ,每根斜杆受到地面的摩擦力大小为f =F sin 30°=312G ,B 正确,A 、C 、D 错误.6.(多选)(2023·福建连城县第一中学模拟)如图所示,将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑、半径为R 的半球形容器底部O ′处(O 为球心),弹簧另一端与质量为m 的小球相连,小球静止于P 点.已知容器与水平面间的动摩擦因数为μ,OP 与水平方向间的夹角θ=30°,重力加速度为g ,弹簧处于弹性限度内.下列说法正确的是( )A .水平面对容器有水平向左的摩擦力B .弹簧对小球的作用力大小为12mgC .容器对小球的作用力大小为mgD .弹簧原长为R +mgk答案 CD解析 对小球受力分析,受重力G 、弹簧的弹力F 和容器的支持力N ,如图,由几何关系知N =F =mg ,B 错误,C 正确;以容器和小球整体为研究对象,受力分析可知,在竖直方向上整体受总重力、地面的支持力,水平方向上水平面对半球形容器没有摩擦力,A 错误;由胡克定律得,弹簧的压缩量Δx =F k =mg k ,则弹簧的原长为R +Δx =R +mgk ,D 正确.7.(2023·福建省模拟)对小明家的自建房进行房屋改造,工人们采用如图所示的方式把建材运送到楼上.站在楼上的工人甲(未画出)用细绳AO 把建材缓慢往上提,同时为防止建材与墙碰撞,站在地面上的工人乙用绳BO 把建材拉离墙面一定距离.某时刻细绳AO 与竖直方向的夹角α=37°,细绳BO 与竖直方向的夹角为β=53°,已知建材质量为21 kg ,工人甲、乙的质量均为60 kg.两个工人均保持静止,细绳质量忽略不计,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8,重力加速度g 取10 m/s 2.则( )A .细绳AO 中的拉力大小为450 NB .细绳BO 中的拉力大小为600 NC .地面对工人乙的支持力大小为300 ND .地面对工人乙的摩擦力大小为360 N 答案 D解析 以结点O 为研究对象,受到竖直向下的拉力F 、细绳OA 和OB 的拉力,如图所示;由题意知F =m 建g ,在竖直方向根据平衡条件可得F A cos α=m 建g +F B cos β,在水平方向根据平衡条件可得F A sin α=F B sin β,联立解得F A =600 N ,F B =450 N ,A 、B 错误;以工人乙为研究对象,水平方向根据平衡条件可得工人乙受到地面的摩擦力为f=F B′sin β=450×0.8 N=360 N,方向向左,地面对工人乙的支持力大小为N=m乙g-F B′cos β=330 N,C错误,D正确.8.(多选)张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后,挂在如图所示的晾衣架上晾晒,A、B为竖直墙壁上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,CO为一根轻杆.转轴C在AB中点D的正下方,AOB在同一水平面上.∠AOB=60°,∠DOC=30°,衣服质量为m,重力加速度为g.则()A.CO杆所受的压力大小为2mgB.CO杆所受的压力大小为233mgC.AO绳所受的拉力大小为3mgD.BO绳所受的拉力大小为mg答案AD解析以O点为研究对象,O点受到衣服的拉力T、CO杆的支持力F1和绳AO、BO的拉力,设绳AO和绳BO拉力的合力为F,作出O点的受力示意图如图甲所示,根据平衡条件得F1=mgcos 60°=2mg,由牛顿第三定律知CO杆所受的压力大小为2mg,故A正确,B错误;由图甲分析可知F=mg tan 60°=3mg,将F沿OA、OB方向分解,如图乙所示,设绳AO 和绳BO所受拉力分别为F2、F2′,且F2=F2′,则F=2F2cos 30°,解得F2=mg,故C错误,D正确.9.(多选)(2023·吉林松原市模拟)如图所示,穿过光滑动滑轮的轻绳两端分别固定在M、N两点,质量为m的物块通过轻绳拴接在动滑轮的轴上,给物块施加一个水平向左的拉力F,系统静止平衡时,滑轮到固定点M 、N 的两部分轻绳与水平方向的夹角分别为53°和37°,滑轮质量忽略不计,重力加速度为g ,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8.下列说法正确的是( )A .跨过滑轮的轻绳中的张力大小为5mg 7B .作用在物块上的水平拉力大小为mgC .物块与滑轮间的轻绳中的张力大小为10mg7D .物块与滑轮间的轻绳与竖直方向夹角的正切值为34答案 AB解析 把动滑轮及物块看作一个整体,设跨过滑轮的轻绳上的张力大小为T ,整体在竖直方向上受力平衡,则有T sin 53°+T sin 37°=mg ,解得T =57mg ,水平方向上有T cos 53°+T cos 37°=F ,求得作用在物块上的水平拉力大小为F =mg ,故A 、B 正确;隔离物块进行受力分析,则由平衡条件可得物块与滑轮间的轻绳中的张力大小为T ′=(mg )2+F 2=2mg ,由数学知识可知物块与滑轮间的轻绳中的张力与竖直方向成45°角,则tan 45°=1,故C 、D 错误. 10.(2023·重庆市西南大学附中高三检测)挂灯笼的习俗起源于西汉.如图所示,由五根等长的轻质细绳悬挂起质量分别为m 、km 、km 、m (k >0)的灯笼A 、B 、C 、D ,下面细绳是水平的,上面两细绳与水平方向夹角均为θ1,A 、B 及C 、D 间两细绳与竖直方向夹角均为θ2.下列关系式正确的是( )A .θ1=θ2B .kθ1=θ2C .tan θ1·tan θ2=k +1kD.tan θ1tan θ2=k k +1答案 C解析 对A 、B 整体受力分析,设下面细绳上的拉力为T ,由几何关系得tan θ1=(k +1)mgT ,对B 受力分析,由几何关系得tan θ2=Tkmg,所以tan θ1·tan θ2=k +1k,故选C.11.(2023·重庆市三峡联盟模拟)如图所示,一轻杆两端固定两个小球A 、B ,A 球的质量是B 球质量的3倍,轻绳跨过滑轮连接A 和B ,一切摩擦不计,平衡时OA 和OB 的长度之比为( )A .1∶2B .2∶1C .1∶3D .1∶4 答案 C解析 设绳上拉力为T ,OA 长L 1,OB 长L 2,过O 点作竖直向下的辅助线交AB 于C 点,如图所示,由三角形相似有T m A g =L 1OC ,T m B g =L 2OC ,得L 1L 2=13,故A 、B 、D 错误,C 正确.12.如图所示,质量为2m 的物块A 静置于水平台面上,质量为M 的半球体C 静置于水平地面上,质量为m 的光滑小球B (可视为质点)放在半球体C 上,P 点为三根轻绳P A 、PB 、PO 的结点.系统在图示位置处于静止状态,P 点位于半球体球心的正上方,PO 竖直,P A 水平,PB 刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ=30°.已知物块A 与台面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g ,则( )A .绳OP 的拉力大小为mgB .A 受到的摩擦力大小为2μmgC .C 受到的摩擦力大小为34mg D .地面对C 的支持力大小为(M +m )g 答案 C解析 对小球B 受力分析,如图所示,绳PB 的拉力大小F =mg cos θ=32mg ,对结点P 受力分析可知,绳AP 的拉力大小为T 1=F sin θ=34mg ,绳OP 的拉力大小T 2=F cos θ=34mg ,故A 错误;对物块A 受力分析可知,物块A 所受摩擦力f A =T 1=34mg ,故B 错误;对绳PB 、结点P 和小球B 、半球体C 整体受力分析可知,半球体C 受到的摩擦力大小f C =T 1=34mg ,地面对半球体C 的支持力大小为N C =(M +m )g -T 2=Mg +14mg ,故C 正确,D 错误.。
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备考2020年高考物理一轮专题:第11讲牛顿第三定律一、单选题(共6题;共12分)1.关于牛顿第三定律,下列说法中正确的是()A. 作用力和反作用力总是大小相等B. 作用力和反作用力是一对平衡力C. 作用力和反作用力作用在同一物体上D. 作用力和反作用力可以独立存在2.物体静止在斜面上,以下的几种分析中正确的是()A. 物体所受到静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力B. 物体所受重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力C. 物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力D. 物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力3.如图所示,小车放在水平地面上甲乙二人用力向相反方向拉小车,不计小车与地面之间的摩擦力,下面说法正确的是()A.甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力B.小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力C.若小车加速向右运动表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力D. 若小车加速向右运动表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力4.如图所示,一小孩用水平力推置于水平地面上的木箱,未推动,下列说法中正确的是()A.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力不是一对作用力和反作用力B.小孩对木箱的推力和地面对木箱的摩擦力是一对平衡力。
C.木箱对地面的压力就是木箱所受的重力D. 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力5.如图所示是我国一种传统的民族体育项目“押加”,实际上相当于两个人拔河。
如果绳质量不计,且保持水平,甲、乙两人在“押加”比赛中甲获胜。
则下列说法中正确的是()A. 甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力B. 甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小C. 甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D. 只有当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小6.如图所示,杯子从空中落到水平桌面时,杯子对桌面的作用力F1,杯底受到的作用力F2。
则下列说法正确的是()A. 力F1是桌子发生形变而产生的B. 力F1和力F2是一对平衡力C. 力F1和力F2是一对作用力和反作用力D. 力F1的大小大于力F2的大小二、多选题(共5题;共15分)7.关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中,正确的是( )A. 作用力与反作用力一定是同一性质的力B. 两个物体相碰时,由于作用力和反作用力大小相等,两物体损坏的程度一定相同C. 相互平衡的两个力的性质,可以相同,也可以不同D. 相互平衡的两个力大小相等、方向相反,同时出现、同时消失8.甲乙两队拔河比赛,甲队胜,若不计绳子的质量,下列说法正确的是()A. 甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力B. 甲队对地面的摩擦力大于乙队对地面的摩擦力C. 甲乙两队与地面间的最大静摩擦力大小相等、方向相反D. 甲乙两队拉绳的力大小相等9.如图所示,水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列说法中正确的是()A. 作用力F与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B. 作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力C. 物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D. 物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力10.均匀长杆一端搁在地面上,另一端用细线系在天花板上,如图所示的受力分析示意图中,正确的是()A. B. C. D.11.如图所示,竖直放置的轻质弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P与斜放其上的固定档板MN接触且处于静止状态。
则斜面体P此刻所受力的个数有可能为()A. 2个B. 3个C. 4个D. 5个三、填空题(共1题;共4分)12.如图所示,把两个弹簧测力计A和B联结在一起,用手拉弹簧A.结果发现,两个弹簧测力计的示数是________的.改变手拉弹簧的力,弹簧测力计的示数也都随________,但两个示数总________,这说明作用力和反作用力大小________,方向相反.四、解答题(共1题;共5分)13.溜冰是一项非常好的健体,时尚运动,深受青少年小朋友的喜爱,质量分别为40 kg和50 kg的甲、乙两个小孩都穿着冰鞋站在溜冰场的冰面上,其中甲小孩用100 N的水平力推乙小孩,则两个小孩各得到怎样的加速度?五、综合题(共5题;共48分)14.静止在粗糙的水平桌面上的物体,受到木棒的水平推力后仍保持静止。
(1)物体的重力和桌面对它的支持力是一对________。
(2)物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对________。
(3)木棒对物体的推力和________是一对作用力和反作用力。
15.如图所示,物体A、B质量分别是4kg和10kg,不计滑轮与绳间摩擦及绳的重力,若整个系统静止,g 取10N/kg.求:(1)地面对B的摩擦力的大小;(2)B对地面压力的大小.16.如图所示,质量m=3kg的光滑球放在水平地面上,并用轻绳AB拴在地面上,绳AB与地面夹角为30o,且延长线过球心.现有F=8 N、方向水平向右的拉力作用在球面上,其作用力延长线通过球心.求(1)轻绳AB对球拉力的大小;(2)球对地面的压力.17.如图所示,质量为3kg的小车静止在光滑的斜面上,细线与斜面平行,斜面倾角为30°,重力加速度g 取10m/s2,求:(1)细线对小车的拉力;(2)小车对斜面的压力.18.如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上放一质量为m=2kg的小球,球被竖直挡板挡住,若斜面足够长,g取10m/s2,求:(1)球对挡板的压力N1;(2)撤去挡板后,斜面对小球的支持力N2的大小;(3)撤去挡板起2s末小球的速度v的大小.答案解析部分一、单选题1.【答案】A【解析】【解答】两个物体之间的作用力和反作用力,总是作用在同一条直线上,大小相等,A符合题意;两个物体之间的作用力和反作用力,作用在两个物体上,作用的效果不可能相互抵消,不是平衡力,B不符合题意;作用力和反作用力作用在两个物体上,C不符合题意;力的作用是相互的。
同时出现,同时消失,不可以独立存在,D不符合题意。
所以A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A【分析】牛顿第三定律是相互作用力,是作用在两个物体上面,大小相同,方向相同,作用在同一条直线上,并且同时产生同时消失。
2.【答案】D【解析】【解答】物体受到的静摩擦力的反作用力是物体对斜面的静摩擦力,A不符合题意;物体所受重力沿垂直斜面的分力施力物体是地球,物体对斜面的压力受力物体是斜面,两者不是同一个受力物体,所以不是同一个力,B不符合题意;物体所受重力的反作用力就是物体对地球的吸引力,C不符合题意;物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力,D符合题意。
故答案为:D【分析】作用力和反作用力作用在两个物体上,大小相等,方向相反。
3.【答案】B【解析】【解答】甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力,A不符合题意;小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力,B符合题意;若小车加速向右运动,因为小车拉甲的力和甲拉小车的力是一对作用和反作用力,故仍然是相等的,C不符合题意;同理,若小车加速向右运动,则乙拉小车的力还是等于小车拉乙的力,D不符合题意;故答案为:B.【分析】大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上的两个力是一对平衡力;大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上的两个力是一对相互作用力。
4.【答案】B【解析】【解答】AD、木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力,AD不符合题意;B、木箱受重力、支持力、推力和静摩擦力,重力和支持力是一对平衡力,推力和静摩擦力也是一对平衡力,B符合题意;C、压力与重力等大、同向,但性质不同,不是同一个力,C不符合题意。
故答案为:B【分析】平衡力是作用在同一个物体上两个等大反向共线的两个力,而作用力和反作用力是作用在两个物体上的两个等大反向共线的两个力。
5.【答案】B【解析】【解答】甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力,大小始终相等,与运动状态无关,ACD不符合题意,B符合题意;故答案为:B。
【分析】根据牛顿第三定律可知,甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
6.【答案】C【解析】【解答】A、力F1是杯子对桌子的压力,是杯子发生形变而产生的,A不符合题意;B、力F1是杯子对桌子的压力,力F2是桌子对杯子的支持力,是一对作用力和反作用力,B不符合题意,C符合题意;D、力F1和力F2是一对作用力和反作用力,大小相等、方向相反.D不符合题意;故答案为:C【分析】该题目的易错点是平衡力和相互作用力的区分上,相互作用力等大反向,作用在两个物体上。
平衡力也是等大反向,但是作用在同一个物体上。
二、多选题7.【答案】A,C【解析】【解答】A、一对作用力和反作用力一定是同性质的力,A符合题意;B、虽然作用力和反作用力大小相等,但不同的物体受到相同大小的力产生的效果不一定相同,B不符合题意;C、D、一对平衡力是作用于同一物体上等大、反向、共线的两个力,性质可能相同,也可能不同,一个力变化时另一个力可以不变,C符合题意,D不符合题意.故答案为:AC。
【分析】本题考查平衡力和作用力与反作用力的区别,作用力与反作用力同时存在同时消失,且性质相同,作用在两个物体上;平衡力不一定同时存在同时消失,性质不一定相同,但作用在同一物体上。
8.【答案】B,D【解析】【解答】解:A、甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力,大小相等,故A错误,D 正确;B、对甲、乙两队及绳子为一整体进行研究,水平方向的外力就是地面分别对甲、乙两队的摩擦力.整体从静止到运动起来产生了加速度,故受外力不平衡,由此可判断甲队所受摩擦力大于乙队所受摩擦力,故B正确,C错误;故选:BD.【分析】拔河比赛中两队对绳子的拉力等大反向,之所以甲获胜,原因是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力.9.【答案】C,D【解析】【解答】解:A、物体在水平方向受到作用力F跟墙壁对物体的压力两个力,它们是一对平衡力,不是一对作用力和反作用力,故A错误.B、作用力F与物体对墙壁的压力不是作用在同一个物体上,不是平衡力;故B错误.C、物体竖直方向受到重力和墙壁对物体的静摩擦力两个作用,物体处于静止状态,则这两个力是一对平衡力,故C正确.D、物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力.故D正确.故选:CD【分析】解答本题关键应分析物体的受力情况:物体竖直方向受到重力和墙壁对物体的静摩擦力,是一对平衡力;物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是物体与墙壁之间的相互作用力,不是平衡力;作用力F跟墙壁对物体的压力是平衡力关系;作用力F跟物体对墙壁的压力没有直接关系.10.【答案】A,C,D【解析】【解答】因为重力mg和地面支持力F N的方向都在竖直方向上,若拉力F在竖直方向上,则地面对木棒就没有摩擦力作用(木棒对地面无相对运动趋势),所以A符合题意;若拉力F的方向与竖直方向有夹角,则必然在水平方向上有分力,使得木棒相对地面有运动趋势,则木棒将受到地面的静摩擦力F f,且方向与F的水平分力方向相反,才能使木棒在水平方向上所受合力为零,故C、D符合题意,B不合题意。