【高一】人教版物理必修一第四章牛顿运动定律作业题及答案解析- 第四章第5节.docx

第5节　牛顿第三定律

1．两个物体之间的作用都是相互的．一个物体对另一个物体施加了力，后一物体也一定同时对前一个物体___________________________________________________________．
将一对相互作用的力中的一个叫做________，则另一个就叫做它的__________．
2．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__________、__________，作用在____________．这就是牛顿第三定律．
3．理解作用力和反作用力的关系时，注意以下几点：
(1)作用力和反作用力______产生，________消失，________变化，无先后之分．
(2)作用力和反作用力总是大小________，方向________，与物体是处于平衡状态还是处于非平衡状态没有关系．
(3)作用力和反作用力分别作用在________物体和________物体上，其作用效果分别体现在各自的受力物体上，所以作用力和反作用力产生的效果不能________．
(4)作用力和反作用力一定是________性质的力，如果作用力是弹力，其反作用力必定为________；如果作用力为摩擦力，其反作用力必定为__________；如果作用力为引力，其反作用力也一定为________．
4．关于一对作用力和反作用力，下列说法中正确的是(　　)
A．它们大小相等、方向相同
B．它们总是作用在同一个物体上
C．它们同时产生、同时消失
D．它们的大小相等、方向相反
5.

图1
如图1所示，一个大人甲跟一个小孩乙站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了．对这个过程中作用于双方的力的关系，正确的说法是(　　)
A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B．大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力
C．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等
D．只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大
6．一本书静置于水平桌面上，则(　　)
A．桌面对书的支持力大小等于书的重力，这两个力是一对平衡力
B．书对桌面的压力就是书的重力，这两个力是同一种性质的力
C．书所受的重力与桌面的支持力是一对作用力和反作用力
D．书所受的重力与它对地球的吸引力是对平衡力

【概念规律练】
知识点一　作用力与反作用力
1．关于作用力与反作用力，下列说法正确的是(　　)
A．物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力
B．作用力与反作用力一定是同种性质的力
C．作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上
D．匀速上升的气球所受到的浮力没有反作用力
2．放在水平桌面上的物体，受到桌面对它的支持力，对支持力的反作用力说法正确的是(　　)
A．反作用力是物体受到的重力，作用在地球上
B．反作用力是物体对桌面的压力，作用在桌面上
C．反作用力是物体对地球的引力，作用在物体上
D．支持力没有反作用力
知识点二　作用力、反作用力和平衡力
3．下列选项中关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识，正确的是(　　)
A．一对平衡力的合力为零，作用效果相互抵消，一对作用力与反作用力的合力也为零，作用效果也相互抵消
B．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且性质相同，平衡力的性质却不一定相同
C．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且一对平衡力也是如此
D．先有作用力，接着才有反作用力，一对平衡力却是同时作用在同一个物体上
4.

图2
如图2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跟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．物体的重力跟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
知识点三　牛顿第三定律
5．关于车拉马、马拉车的问题，下列说法中正确的是(　　)
A．马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力
B．马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力
C．马拉车，不论车动还是不动，马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小
D．马拉车不动或车匀速前进时，马拉车的力与车拉马的力才大小相等
6．在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动，假定两板与冰面间的动摩擦因数相同，已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于(　　)
A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力
B．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间
C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度
D．在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小
【方法技巧练】
一、利用牛顿第三定律转换研究对象
7．水平射出一颗质量为50 g的子弹，经测定，子弹在长为1 m的枪膛内运动，出枪口时的速度达600 m/s，如果子弹在枪膛内的运动看做是匀变速直线运动，射击时人将枪扛在肩头，求此时枪对人水平方向的作用力．

图3
二、牛顿第二定律、第三定律的综合应用
8．一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如图3所示，在这一瞬间悬绳断了，设木杆足够长，由于小猫继续上爬，所以小猫离地面高度不变，则木杆下降的加速度大小为________．方向为________．(设小猫质量为m，木杆的质量为M)

1．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．作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，因此这二力平衡
D．相互作用的一对力，究竟称哪一个力为作用力是任意的
2.

图4
物体静止于一斜面上，如图4所示，则下列说法中正确的是(　　)
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
C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力
3．吊在大厅天花板上的电扇所受重力为G，静止时固定杆对它的拉力为F，扇叶水平转动起来后，杆对它的拉力为F′，则(　　)
A．F＝G，F′＝F B．F＝G，F′>F
C．F＝G，F′<F D．F′＝G，F′>F
4.

图5
如图5所示，2025奥运会男子马拉松由肯尼亚选手塞缪尔·卡马乌以2小时6分32秒的成绩获得金牌，并打破保持24年的奥运记录．则他在奔跑时与地球间的作用力和反作用力的对数为(　　)
A．一对 B．二对
C．三对 D．四对
5．一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改为匀速运动，再改为减速运动，则下列说法中正确的是(　　)
A．加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B．减速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力
C．只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等
D．不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等
6．如图6所示，是利用传感器记录的两个物体间的作用力和反作用力变化图线，根据图线可以得出的结论是(　　)

图6
A．作用力大时，反作用力小
B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D．此图线一定是在两个物体都处于静止状态下显示出来的
7．春天，河边上的湿地很松软，人在湿地上行走时容易下陷，在人下陷时(　　)
A．人对湿地地面的压力就是他受的重力
B．人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力
C．人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力
D．人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力
8．下面关于“神州七号”飞船和火箭上天的情况叙述正确的是(　　)
A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体对火箭产生一个向上的推力
B．火箭的推力是由于喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力作用于火箭而产生的
C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽向后喷气也不会产生推力
D．飞船进入轨道后和地球间存在一对作用力与反作用力
9．跳高运动员从地面跳起，这是由于(　　)
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
题　号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答　案

10.2025年8月23日，奥运会皮划艇静水比赛进入最后一天的争夺，在男子双人划艇500米决赛中，中国队的雅典奥运会英雄孟关良、杨文军再度联袂上阵，他们最终成功卫冕．孟关良和杨文军与艇的总质量为180 kg，他们启动时的加速度可达8 m/s2，设水的阻力是水给他们桨的推力的0.1倍，求他们的桨对水的推力是多少？

11.

图7
如图7所示，质量为M的木板放在倾角为θ的光滑斜面上，一个质量为m的人站在木板上，若人相对于木板静止，木板的加速度为多大？人对木板的摩擦力多大？

第5节　牛顿第三定律
课前预习练
1．施加了反作用力　作用力　反作用力
2．大小相等　方向相反　同一直线上
3．(1)同时　同时　同时　(2)相等　相反　(3)受力　施力　抵消　(4)同种　弹力　摩擦力　引力
4．CD
5．BC　[作用力和反作用力总是大小相等的．大人与小孩手拉手比力气时，无论是在相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的大小总是相等的，所以选项A、D是错误的，原因是对牛顿第三定律不理解．
既然大人拉小孩与小孩拉大人的力一样大，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，分别画出两者在水平方向上的受力情况(如题图)，显然，只有当F甲′>F乙′时，小孩受力不平衡，才会被大人拉过来，如果让大人穿上旱冰鞋站在水泥地面上，两人再比力气时，小孩就可以轻而易举地把大人拉过来，所以正确答案为B、C.]
6．A　[桌面对书本的支持力等于书本的重力，这两个力是一对平衡力，A对．书对桌面的压力等于书的重力，但不是重力，压力是弹力，这两个力的性质不同，B错．书所受的重力与桌面的支持力是一对平衡力，不是一对作用力和反作用力，C错．书所受的重力与它对地球的吸引力是一对作用力和反作用力，不是平衡力，D错．]
课堂探究练
1．BC
2．B
点评　作用力与反作用力具有“四同”和“三异”的关系：
“四同”
1．等大：大小相等，不能认为只有物体处于平衡状态时作用力和反作用力才大小相等．
2．共线：作用在同一条直线上．
3．同时：同时产生、同时消失、同时变化．不能认为先有作用力后有反作用力．
4．同性质：不同性质的力不可能成为作用力和反作用力的关系．
“三异”
1．反向：方向相反．
2．异体：作用在不同的物体上．
3．不同效果：在不同的物体上分别产生不同的作用效果，不能相互抵消，因此，不能认为作用力和反作用力的合力为零．
3．B　[作用力与反作用力是作用在两个不同物体上，作用效果不能抵消，A错；作用力与反作用力具有同时性、同性质的特点，而平衡力不一定具备这些特点，B对，C、D错．]
点评　(1)作用力和反作用力一定作用在两个不同物体上，不能抵消，而平衡力一定作用在同一物体上，合力一定为零．
(2)作用力和反作用力一定是同种性质的力，而平衡力不一定是同种性质的力．
(3)作用力和反作用力总是同时产生，同时消失，而一对平衡力则不一定．
4．CD　[作用力F跟墙壁对物体的压力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，在一条直线上，是一对平衡力，因此选项A错误；作用力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不能成为平衡力(且由于不是两个物体间的相互作用力，因此也不是作用力与反作用力)，选项B错误；在竖直方向上物体受重力，方向竖直向下，还受墙壁对物体的静摩擦力，方向竖直向上，由于物体处于平衡状态，因此这两个力是一对平衡力，选项C正确；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力，因此是一对作用力与反作用力，选项D正确．]
5．C　[由牛顿第三定律可知，马拉车和车拉马的力是一对作用力和反作用力，大小始终相等．而车的运动状态的变化，是由车受到的合外力决定的．当马拉车的力较小时或拉车的力与车受到地面的摩擦力大小相等时，车保持静止；当马拉车的力大于车所受到的地面摩擦力时，车就开始启动并加速前进．
根据牛顿第三定律作出判断，马拉车和车拉马的力是一对作用力和反作用力，大小始终相等．正确选项为C.]
点评　某一物体是否发生运动状态的变化，是由该物体所受力的合力决定的，合力为零，状态不变，否则状态就会发生变化．而该物体与其他物体之间的作用力与反作用力始终符合牛顿第三定律．其效果分别体现在彼此作用的两物体上，彼此不能抵消．
6．C　[甲、乙相互推的过程中作用力和反作用力一定大小相等，且作用时间也一定相同，故选项A、B均错误．由于两板与冰面间的动摩擦因数相同，故二者的加速度也相等，都等于μg，故选项D错误．甲在冰上滑行的距离比乙远，一定是刚分开时甲的初速度大于乙的初速度．]
7．见解析
解析　直接选人为研究对象，求枪对人的作用力很困难．因此，选子弹为研究对象，子弹在水平方向受到枪身的作用力F使子弹加速，子弹的加速度a可由公式v2－v＝2ax求出，再根据牛顿第二定律求出F；根据牛顿第三定律，子弹对枪身的作用力F′与F是一对作用力和反作用力；而人受到枪的水平方向作用力与F′大不相等，方向相同．
由v2－v＝2ax，得a＝＝ m/s2
＝1.8×105 m/s2.
根据牛顿第二定律F＝ma＝50×10－3×1.8×105 N＝9000 N．力F的方向跟子弹前进的方向相同．因此枪对人水平方向的作用力大小为9000 N，方向与子弹运动方向相反．
方法总结　有些问题直接求解或分析研究对象所受的某个力比较困难，可以根据牛顿第三定律转换研究对象，通过分析该力的反作用力来求解所求的力的大小和方向．
8.g　向下
解析　先对猫进行分析，由于猫相对地面高度不变，即猫处于平衡状态，而猫受重力G1＝mg和木杆对猫向上的摩擦力F的作用，如下图甲所示，故G1与F二力平衡，即
F＝G1＝mg①

如图乙，再对木杆进行受力分析：木杆受重力G2＝Mg作用，由于杆对猫有向上的摩擦力F，由牛顿第三定律可知，猫对杆有向下的摩擦力F′，且
F′＝F.②
由牛顿第二定律，杆的加速度为
a＝.③
由①②③式可得a＝g
即杆下降的加速度为g，方向向下．
方法总结　两物体相互作用时，要讨论其运动状态，往往需分析受力情况，然后综合应用牛顿第二定律和牛顿第三定律．
课后巩固练
1．D　[作用力与反作用力是相互作用的两个物体之间的彼此的作用．虽然它们大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上，但并不是凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力就必定是一对作用力和反作用力．]
2．B　[物体对斜面的压力作用于斜面上，斜面对物体的支持力作用于物体上，两力作用于两个物体，不是平衡力，物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对相互作用力，故B正确，A错误；C项中物体的重力与斜面对物体的作用力是一对平衡力，C错误；物体的重力作用于物体上，不可分解为物体对斜面的压力，D错误．]
3．C　[电扇静止时处于平衡状态，可知F＝G，当电扇转动起来后，扇叶对空气有向下的作用力，由牛顿第三定律可知，空气对电扇有向上的反作用力，故F′<G，所以选项C正确．]
4．C　[运动员在长跑时受到三个力的作用：重力、支持力和地面的摩擦力，力的作用总是相互的，这三个力的反作用力分别是运动员对地球的吸引作用力、运动员对地面的压力和运动员对地面的摩擦力，所以运动员跑步时与地球间有三对作用力与反作用力，故C正确．]
5．D　[不论物体加速、匀速还是减速运动，绳拉物体的力与物体拉绳的力总是作用力和反作用力，大小相等、方向相反，故D正确，A、B、C均错误．]
6．B　[由图线关于t轴对称可以得出：作用力与反作用力一定大小相等、方向相反，故A错误，B正确；作用力与反作用力一定作用在两个物体上，且其大小和方向的关系与物体所处的状态无关，所以C、D均错误．]
7．C　[人对湿地地面的压力和湿地地面对他的支持力是一对作用力和反作用力，故大小相等，选项C正确．]
8．AD　[火箭尾部向外喷气，给喷出的气体一个作用力，而喷出的气体给火箭一个反作用力，火箭就是受到这个反作用力(推力)才克服空气阻力向前飞行的，故A正确；飞船进入轨道后，与地球之间存在引力作用，故D正确．]
9．CD　[跳高运动员要从地面跳起，必须具有竖直向上的加速度，根据牛顿第二定律可以理解，运动员必定受到了向上的合外力；运动员在地面上时，受到本身的重力和地面对他的支持力的作用，因为合外力向上，则地面给运动员的支持力必定大于运动员的重力；地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力是一对作用力与反作用力，必定大小相等、方向相反；根据以上分析，容易确定本题正确的选项是C、D.]
10．1.6×103 N
解析　设水对他们桨的推力为F，则水的阻力为0.1F，根据牛顿第二定律得，F－0.1F＝ma，代入数据得F＝1.6×103 N，根据牛顿第三定律，他们的桨对水的推力大小F′＝F＝1.6×103 N.
11．gsin θ　零
解析　先以M、m为一整体，受力分析如下图甲所示，取沿斜面向下为正方向，由牛顿第二定律得：
(M＋m)gsin θ＝(M＋m)a
a＝gsin θ

以人为研究对象，设木板对人的摩擦力为F人，方向沿斜面向下，受力分析如图乙所示．
由牛顿第二定律得：
mgsin θ＋F人＝ma且a＝gsin θ.
可得F人＝0，由牛顿第三定律得：人对木板的摩擦力也为零．