高考物理专题31牛顿第一定律 牛顿第三定律热点题型和提分秘籍Word格式文档下载.docx

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【举一反三】

（多选）在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。

现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是（　　）

A．小车匀速向左运动　　B．小车可能突然向左加速

C．小车可能突然向左减速D．小车可能突然向右减速

BD　

热点题型二牛顿第三定律的理解

例2、某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（　　）

A．只有在桶匀速上升的过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力

B．不管桶匀速上升还是加速上升，绳子对桶的拉力都等于桶对绳子的拉力

C．不管桶匀速上升还是加速上升，绳子对桶的拉力都大于桶的重力

D．只要桶能上升，人对绳子的拉力就大于桶对绳子的拉力

解析：

绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，不管桶匀速上升还是加速上升，大小都相等，A项错、B项对；

当桶匀速上升时，绳子对桶的拉力和桶的重力才是一对平衡力，若桶加速上升，绳子对桶的拉力才大于桶的重力，C项错；

因为不计绳子的重力，人对绳子的拉力总等于桶对绳子的拉力，D项错。

B　

【提分秘籍】

1．作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”

（1）六同

（2）三异

（3）二无关

2．作用力、反作用力与一对平衡力的比较

作用力和反作用力

一对平衡力

不同点

作用在两个物体上

作用在同一物体上

力的性质一定相同

对力的性质无要求

作用效果不可抵消

作用效果相互抵消

相同点

大小相等、方向相反，作用在同一直线上

两人的拔河比赛正在进行中，两人均保持恒定拉力且不松手，而脚下开始移动。

下列说法正确的是（　　）

A．两人对绳的拉力大小相等，方向相反，是一对作用力和反作用力

B．两人对绳的拉力是一对平衡力

C．拔河的胜利取决于谁的力量大

D．拔河的胜利取决于地面对人的摩擦力大小

热点题型三应用牛顿第三定律转换研究对象

例3．建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。

质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为（g取10m/s2）（　　）

A．510N　　　　　　B．490N

C．890ND．910N

【答案】B

如果不能直接求解物体受到的某个力时，可先求它的反作用力，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。

可见利用牛顿第三定律转换研究对象，可以使我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔。

如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力大小一定为（　　）

A．μ1（m＋M）gB．μ2mg

C．μ1mgD．μ1mg＋μ2Mg

1．[2016·

天津卷]我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（　　）

图1

A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2

C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比

D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2

【答案】BD　

【解析】列车启动时，乘客随着车厢加速运动，乘客受到的合力方向与车运动的方向一致，而乘客受到车厢的作用力和重力，所以启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动方向成一锐角，A错误；

动车组运动的加速度a＝

＝

－kg，则对第6、7、8节车厢的整体有f56＝3ma＋3kmg＝0.75F，对第7、8节车厢的整体有f67＝2ma＋2kmg＝0.5F，故第5、6节车厢与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2，B正确；

根据动能定理得

Mv2＝kMgs，解得s＝

，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的二次方成正比，C错误；

8节车厢有2节动车时的最大速度为vm1＝

，8节车厢有4节动车的最大速度为vm2＝

，则

，D正确．

2．（2014·

北京·

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6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（　　）

图6

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

【答案】A

3．（2013·

山东·

14）伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（　　）

A．力不是维持物体运动的原因

B．物体之间普遍存在相互吸引力

C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快

D．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反

【答案】AC

【解析】伽利略利用理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因．伽利略利用实验和归谬法得到在忽略空气阻力的情况下，轻的物体和重的物体下落的同样快．故选项A、C正确．

4．（2013·

海南·

7）科学家关于物体运动的研究对树立正确的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

【答案】BCD

【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．

1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（　　）

A．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

B．牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点

C．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比

D．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快

【答案】C

2．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，冰面可看成光滑平面，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

【解析】甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，故选项A错误．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B错误．设绳子的张力为F，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F，若m甲>

m乙，则由a＝

得a甲<

a乙，由x＝

at2得在相等时间内甲的位移小，因为开始时甲、乙距分界线的距离相等，则乙会先过分界线，所以甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故选项C正确．收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项D错误．

3．（多选）设想能创造一理想的没有摩擦力的环境，用一个人的力量去推一万吨的巨轮，则从理论上可以说（　　）

A．巨轮惯性太大，所以完全无法推动

B．一旦施力于巨轮，巨轮立即产生一个加速度

C．由于巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过很长一段时间后才会产生一个明显的加速度

D．由于巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过很长一段时间后才会产生一个明显的速度

【解析】由牛顿第二定律可知物体受力必产生加速度，即加速度与力为瞬时对应关系；

而速度的获得需要时间的积累．

【答案】BD

4．科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还需要运用科学的方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，如图所示．

①两个对接的斜面，静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；

②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；

③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球会沿水平面做持续的匀速运动．通过对这个实验分析，我们可以得到的最直接结论是（　　）

A．自然界的一切物体都具有惯性

B．光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力

5．如图所示，用质量不计的轻细绳l1和l2将A、B两重物悬挂起来，下列说法正确的是（　　）

A．l1对A的拉力和l2对A的拉力是一对平衡力

B．l2对A的拉力和l2对B的拉力是一对作用力与反作用力

C．l1对A的拉力和A对l1的拉力是一对平衡力

D．l2对B的拉力和B对l2的拉力是一对作用力和反作用力

【解析】l1对A的拉力与l2对A的拉力及A的重力是平衡的，故A错误；

l2对A的拉力与A对l2的拉力是作用力与反作用力，故B错误；

l1对A的拉力与A对l1的拉力是一对作用力与反作用力，故C错误．

【答案】D

6．“严禁超载，严禁超速，严禁疲劳驾驶”是预防车祸的有效办法．下列说法正确的是（　　）

A．汽车超速会增大汽车的惯性

B．汽车超载会减小汽车的刹车距离

C．疲劳驾驶会缩短司机的反应时间

D．汽车超载会增大汽车的惯性

【解析】惯性的大小是用质量衡量的，故A错，D对．刹车阻力与汽车质量无关，所以汽车质量越大，刹车加速度越大，故B错；

疲劳驾驶会延长汽车司机反应时间，故C错．

7．下列说法正确的是（　　）

A．速度变化越快的物体惯性越小

B．物体做曲线运动的条件是所受合力与速度既不垂直也不在同一直线上

C．吊扇工作时向下压迫空气，空气对吊扇产生竖直向上的托力，减轻了吊杆对电扇的拉力

D．两个小球A和B，中间用弹簧连接，并用细线将A球悬于天花板上，则弹簧对A的力和弹簧对B的力是作用力和反作用力

8．一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了．对这一现象，下列说法正确的是（　　）

A．榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎

B．榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂

C．榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂

D．因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小

【解析】这里要明确作用力和反作用力的作用效果的问题，因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同，所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系．故选项C正确．

9．如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上．A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了2cm.已知A、B两物体的重力分别是3N和5N．则细线的拉力及B对地面的压力分别是（　　）

A．8N和0NB．5N和7N

C．5N和3ND．7N和7N

【解析】对A由平衡条件得FT－GA－kx＝0，解得FT＝GA＋kx＝3N＋100×

0.02N＝5N，对B由平衡条件得kx＋FN－GB＝0，解得FN＝GB－kx＝5N－100×

0.02N＝3N，由牛顿第三定律得B对地面的压力是3N，故选项C正确．

10．如图所示，物体A、B叠放在物体C上，C置于水平地面上，水平力F作用于B，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间摩擦力的情况是（　　）

A．B对C有向左的摩擦力

B．C对A有向左的摩擦力

C．物体C受到三个摩擦力作用

D．C对地面有向右的摩擦力

11．我国有一种传统的民族体育项目叫做“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（　　）

图5

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．甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力，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

解析　根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力与乙对甲的拉力大小相等，只是由于地面对甲、乙的摩擦力大小不同。

实际上，甲获胜的原因是甲、乙所受合力指向甲这一方。

答案　BD

12．关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是（　　）

A．在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动

B．汽车行驶时，通过排气筒向后排出燃气，从而获得向前的反作用力即动力

C．如图6所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管会自动转向

D．软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去

水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管在水的反作用力的推动下会自动旋转，大大增加了喷水的面积，选项C正确；

乌贼通过身体侧面的孔把水吸入鳃腔，然后用力把水经过小孔压出体外，根据牛顿第三定律可知，乌贼就获得了方向相反的反作用力，从而向排水的相反方向游去，选项D正确。

答案　ACD

13．搭载着“嫦娥三号”的“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空，下面关于卫星与火箭升空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，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力

D．卫星进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力

解析　火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体。

火箭向下喷气时，喷出的气体对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力。

此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，B、C两项错误，A项正确；

火箭运载卫星进入轨道之后，卫星与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引卫星，卫星吸引地球，这就是一对作用力与反作用力，故D项正确。

答案　AD

14．A、B、C三个物体如图7所示放置，所有接触面均不光滑。

有一个水平力F作用在物体C上，使A、B、C一起向右做匀速直线运动，则（　　）

图7

A．B对A的摩擦力方向水平向左

B．B对A的摩擦力方向水平向右

C．C对A的摩擦力方向水平向左

D．C对A的摩擦力方向水平向右

15．如右图所示，竖直悬挂的弹簧测力计吊一物体，处于静止状态，弹簧测力计示数表示物体对弹簧的拉力，其大小为F，试论证物体受到重力大小等于F，每一步推导都要写出所根据的物理规律．

【解析】弹簧测力计的示数F等于弹簧受到的拉力，设物体受到弹簧的拉力为F′，物体受到的重力为G

【答案】G＝F

16．如图所示是一种研究劈的作用的装置，

托盘A固定在细杆上，细杆放在固定的圆孔中，下端有滚轮，细杆只能在竖直方向上移动，在与托盘连接的滚轮正下面的底座上也固定一个滚轮，轻质劈放在两滚轮之间，劈背的宽度为a，侧面的长度为L，劈尖上固定的细线通过滑轮悬挂总质量为m的钩码，调整托盘上所放砝码的质量M，可以使劈在任何位置时都不发生移动．忽略一切摩擦和劈、托盘、细杆与滚轮的重力，若M∶m＝1∶5，试求L是a的多少倍．

【解析】分析托盘和劈的受力，如图甲、乙所示．托盘受向下的压力F3＝Mg，劈对滚轮的支持力F1，圆孔的约束力F2.劈受两个滚轮的作用力F4、F5，细线的拉力F6＝mg.

对托盘有：

F3＝Mg＝F1cosα，则Mg＝

F1

对劈有：

F6＝mg＝2F5sinα，则mg＝aF5/1

因为F1与F5是作用力与反作用力，所以F1＝F5

由上三式得：

M＝

m，代入数据得：

L＝

a.

【答案】