全程学习方略2015-2016学年高中物理 第5章 力与运动（课件+试题+素材）（打包44套）鲁科版必修1.zip

- 1 -超重与失重基础达标1.关于超重和失重，下列说法正确的是( )A.物体处于超重状态时，是指物体的重力增大了B.物体处于失重状态时，是指物体的“视重”减小了C.物体在完全失重的条件下，对支持它的支持面压力为零D.物体处于完全失重时，地球对它的引力消失了 2. 如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行的过程中，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小，这一现象表明( )A.电梯一定是在下降B.电梯可能是在上升 C.小铁球处于超重状态D.小铁球处于失重状态3. 在升降机中，一人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了 20%，则下列判断 可能正确的是(g 取 10 m/s2)( )A.升降机以 8 m/s2的加速度加速上升B.升降机以 2 m/s2的加速度加速下降C.升降机以 2 m/s2的加速度减速上升D.升降机以 8 m/s2的加速度减速下降4. (2012·济南高一检测)在轨道上运行的人造地球卫星中,下列哪些仪器能够使用( )A.天平 B.弹簧测力计C.水银温度计 D.水银气压计 5. 在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为 50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是( )A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为 g/5，方向一定竖直向下6.如图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景.宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是( )A.火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B.飞船加速下落时，宇航员处于失重状态C.飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力大于其重力D.火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力 7.如图所示，倾斜索道与水平方向成 37°角，当载人车厢加速向上运动时，人对车厢底板的压力为体重的 1.25 倍，这时人与车厢仍然是相对静止.则车厢对人的静摩擦力是人体重的多少倍?- 2 -能力提升8.如图所示，一个容器装了一定量的水，容器中有空气，把这个容器放到在轨道上运行的宇宙飞船中，则容器中的空气形状是下列的哪一幅图( )9.(2012·密云高一检测)一个人站在磅秤上，在他蹲下的过程中,磅秤的示数将( )A.先小于体重，后大于体重，最后等于体重B.先大于体重，后小于体重，最后等于体重C.先小于体重，最后等于体重D.先大于体重，最后等于体重10.不习惯乘坐电梯的人，在电梯起动或停止时，会有不舒服的感觉，其实这是由于人体超重或失重造成的.超重或失重时，人体的内脏器官在身体内的位置较正常状态下发生了一些轻微的上移或下移，这种“五脏挪位”才是使人感觉不舒服的原因.关于“五脏挪位”跟电梯运动情况的关系，下列叙述正确的是( )A.当电梯向上加速运动时，乘电梯的人处于超重状态，有内脏下压的不舒服感B.当电梯向上减速运动时，乘电梯的人处于超重状态，有内脏下压的不舒服感C.当电梯向下加速运动时，乘电梯的人处于失重状态，有内脏上顶的不舒服感D.当电梯向下减速运动时，乘电梯的人处于失重状态，有内脏上顶的不舒服感11.广州亚运会男子蹦床比赛中，我国选手董栋和徐潇包揽了该项目的金银牌.假设表演时，运动员仅在竖直方向上运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间的变化规律在计算机上绘制出如图所示的曲线.当地重力加速度 g 取 10 m/s2，试结合图象，求：(1)运动员的质量.(2)运动员在运动过程中最大加速度的大小.(3)运动员离开弹簧床上升的最大高度.- 3 -答案解析1.【解析】选 B、C.所谓“超重”和“失重” ，并非是指物体在同一位置的重力变大或变小，而是物体的“视重”变大或变小了.所谓“视重”是指人从弹簧测力计等量具上看到的读数，实际上物体所受的重力并未改变，A 错 B 对；“完全失重”是一种视重等于零的现象，物体处于完全失重时，对支持面的压力或对悬绳的拉力等于零，但并不是地球对它的引力消失了，C 对 D 错.【总结提升】正确理解超重和失重(1)发生超重或失重时，物体的重力并不改变，只是改变了对悬线的拉力或对支持面的压力.(2)发生超重时，加速度方向竖直向上或有竖直向上的加速度分量，但速度方向不一定竖直向上；发生失重时，加速度方向竖直向下或具有竖直向下的加速度分量，但速度方向并不一定竖直向下.2.【解析】选 B、D.弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小，说明小铁球受到的拉力小于重力，处于失重状态，C 错、D 对；物体发生失重现象时，加速度的方向向下，物体可能加速下降，也可能减速上升，A 错、B 对.3.【解析】选 B、C.人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了 20%，即人受到的支持力为重力的 80%，由牛顿第二定律，有 mg－0.8mg＝ma，得 a＝2 m/s 2，方向竖直向下，可能加速下降，也可能减速上升，B、C 对.4.【解析】选 B、C.在轨道上运行的人造地球卫星中的物体处于失重状态,凡是工作原理与重力有关的仪器在卫星中均不能正常使用,凡是与重力有关的实验,在卫星中都无法进行，故 A、D 不能使用.B、C 与重力无关，可以使用.5.【解析】选 D. 晓敏对体重计的压力变小了，说明晓敏在这段时间内处于失重状态，而晓敏的重力没有改变，A 错；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，B 错；以竖直向下为正方向，有：mg－F＝ma，即 50g－40g＝50a，解得 a＝g/5，方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C 错，D 对.6.【解析】选 B、C.加速上升或减速下降，加速度均是向上，处于超重状态；加速下降或减速上升，加速度均是向下，处于失重状态，由此知选项 B、C 正确.7.【解析】对人受力分析如图所示，建立如图所示的直角坐标系，沿 x 方向：f=macosθ.沿 y 方向：N-mg=masinθ，N=1.25mg.由以上各式联立可得1fmg3，即车厢对人的静摩擦力是人体重的 13倍.答案： 8.【解析】选 C.在完全失重的情况下液体的压强消失，但气体的压强仍存在，且在各方向压强相同，所以气泡呈球形.9.【解题指南】解答本题应把握以下两点：(1)正确分析人蹲下经历的运动过程并确定各运动阶段的加速度方向.(2)根据加速度方向，判断人处于超重状态还是失重状态.【解析】选 A.把人看做一整体，受到重力和磅秤支持力的作用，若重心加速下降，处于失重状态，则支持力小于重力；若重心减速下降，处于超重状态，则支持力大于重力.人下蹲的过程较复杂，首先必定加速，但最后人又静止，所以必定还有减速过程，即人的重心先加速下降后减速下降，最后静止.因此，磅秤示数先小于体重,后大于体重,最后等于体重.故正确选项是 A.- 4 -10.【解析】选 A、C.当加速度向上时处于超重状态，当加速度向下时处于失重状态.电梯向上加速运动时，乘电梯的人处于超重状态，有内脏下压的不舒服感，向下减速与向上加速情况相同.当电梯向下加速运动时，乘电梯的人处于失重状态，有内脏上顶的不舒服感，向上减速与向下加速情况相同，选项 A、C 正确.11.【解析】(1)由图象可知，运动员的重力为 F=mg=500 N，质量 m=50 kg.(2)由图象可知，弹簧床对运动员的最大弹力为Fmax=2 500 N，由牛顿第二定律得：F max-mg=mamax，则运动员的最大加速度 amax=40 m/s2，方向竖直向上；(3)由图象可知，运动员离开弹簧床的时间为 t=2.1 s，则上升的最大高度为 21tHg()5. m.答案：(1)50 kg (2)40 m/s2 (3)5.51 m- 1 -超重与失重1.下面关于超重与失重的判断正确的是 ( )A.物体做变速运动时，必处于超重或失重状态B.物体向下运动时，必处于失重状态C.做竖直上抛运动的物体，处于超重状态D.物体斜向上做匀减速运动，处于失重状态【解析】选 D。判断物体是否处于超重或失重状态，就是看物体有没有竖直方向上的加速度。若物体的加速度向下，则处于失重状态。若物体的加速度向上，则处于超重状态。A、B 两项均未指明加速度方向，无法判定是否发生超重和失重现象。D 项物体的加速度斜向下，有竖直向下的分量，故处于失重状态。C项中 a=g，且加速度方向向下，故处于完全失重状态。2.下列说法正确的是 ( )A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【解析】选 B。运动员是否超重或失重取决于加速度方向，A、C、D 三个选项中，运动员均处于平衡状态，不超重也不失重，只有 B 正确。3.小明乘电梯从一楼上升到三楼，在电梯启动和制动时，他所处的状态是 ( )A.超重、超重 B.失重、失重 C.超重、失重 D.失重、超重【解析】选 C。电梯启动时，加速上升，超重；制动时，减速上升，失重，故选 C。4.如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行的过程中，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小，这一现象表明 ( )A.电梯一定是在下降B.电梯一定是在上升C.小铁球处在超重状态- 2 -D.小铁球处在失重状态【解析】选 D。弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小，说明小铁球受到的拉力小于重力，处于失重状态，C 错，D 对；电梯发生失重现象时，加速度的方向向下，电梯可能加速下降，也可能减速上升，A、B 错。5.在升降机中测人的体重，已知人的质量为 40kg。(g 取 10m/s2)(1)若升降机以 2.5m/s2的加速度匀加速下降，台秤的示数是多少?(2)若升降机自由下落，台秤的示数又是多少?【解析】当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知：mg-F=ma所以 F=mg-ma当 a1=2.5m/s2时，F 1=300N当自由下落时，a 2=g，F 2=0根据牛顿第三定律可知，台秤的示数分别为 300N 和 0。答案：(1)300N (2)0- 1 -超重与失重(15 分钟·50 分)一、选择题(本题共 5 小题，每小题 8 分，共 40 分)1.(2015·贵港高一检测)站在电梯上的人，当电梯竖直减速下降时，下面说法中正确的是 ( )A.电梯对人的支持力小于人对电梯的压力B.电梯对人的支持力大于人对电梯的压力C.电梯对人的支持力等于人对电梯的压力D.电梯对人的支持力等于人的重力【解析】选 C。减速下降时，加速度向上，物体处于超重状态，所以电梯对人的支持力大于人受到的重力，而人对电梯的压力和电梯对人的支持力是相互作用力，大小必定相等，故 A、B、D 错误，C 正确。2.(2015·哈尔滨高一检测)如图所示，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长量为 10cm，运动时弹簧伸长量为 9cm，则升降机的运动状态可能是(g 取 10m/s2) ( )A.以 a=1m/s2的加速度加速上升B.以 a=1m/s2的加速度加速下降C.以 a=9m/s2的加速度减速上升D.以 a=9m/s2的加速度减速下降【解析】选 B。根据运动时弹簧伸长量为 9cm，小于静止时弹簧伸长量可知升降机加速度向下，则升降机的运动状态可能是以 a=1m/s2的加速度加速下降，也可能是以 a=1m/s2的加速度减速上升，选项 B 正确。3.在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为 50kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是 ( )A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C.电梯一定在竖直向下运动- 2 -D.电梯的加速度大小为 ，方向一定竖直向下【解析】选 D。由题知体重计的示数为 40kg 时，人对体重计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力并没有变化，A 错；由牛顿第三定律知 B 错；电梯具有向下的加速度，但不一定是向下运动，C 错；由牛顿第二定律 mg-N=ma，可知 a= ，方向竖直向下，D 对。4.(多选)在轨道上运行的人造地球卫星中，下列哪些仪器能够使用 ( )A.天平 B.弹簧测力计C.水银温度计 D.水银气压计【解析】选 B、C。在轨道上运行的人造地球卫星中的物体处于失重状态，凡是工作原理与重力有关的仪器在卫星中均不能正常使用，凡是与重力有关的实验，在卫星中都无法进行。故选 B、C。5.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是 ( )A.箱内物体对箱子底部始终没有压力B.箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大C.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大D.若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”【解析】选 C。刚投下时箱子不受阻力，整体加速度为 g，对于物体有：mg-N=mg，即 N=0，因此此时物体受到的支持力为零，故 B 错。随着箱子的下落，因受空气阻力作用，对整体应用牛顿第二定律得：(M+m)g-kv2=(M+m)a，随着下落速度的增大，加速度越来越小，对物体应用牛顿第二定律得：mg-N=ma，随着加速度的减小，支持力越来越大，由牛顿第三定律可得压力也越来越大，故 A 错、C 对。若下落距离足够长，最后重力与阻力平衡，加速度 a 为零，箱子将做匀速直线运动，此时对物体有：mg=N，因此物体不可能“飘起来” ，故 D 错。二、非选择题(10 分)6.举重运动员在地面上能举起 120kg 的重物，而在运动着的升降机中却只能举起 100kg 的重物，求：(1)升降机运动的加速度。- 3 -(2)若在以 2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物?(g 取 10m/s2)【解析】运动员在地面上能举起 m0=120kg 的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力F=m0g=1 200N。(1)在运动着的升降机中只能举起 m1=100kg 的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度，设此加速度为 a1，对物体由牛顿第二定律得：F-m1g=m1a1，解得 a1=2m/s2。(2)当升降机以 a2=2.5m/s2的加速度加速下降时，重物失重，设此时运动员能举起的重物质量为 m2，对物体由牛顿第二定律得：m 2g-F=m2a2，解得：m 2=160kg。答案：(1)2m/s 2 (2)160kg(25 分钟·50 分)一、选择题(本题共 4 小题，每小题 7 分，共 28 分)1.小军在校秋季运动会上跳过了 1.8m 的高度，夺得了男子组跳高冠军。则小军 ( )A.在下降过程中处于失重状态B.在离地后的上升过程中处于超重状态C.起跳过程中，地面对他的平均支持力等于他的重力D.起跳过程中，地面对他的平均支持力小于他的重力【解析】选 A。小军上升过程中或下降过程中加速度方向均向下，加速度等于重力加速度，故处于完全失重状态，选项 A 正确，B 错误。起跳过程中，加速度向上，平均支持力大于重力，处于超重状态，故C、D 错误。2.让钢球从某一高度竖直落下进入液体中，图中表示的是闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置。则下列说法正确的是 ( )A.钢球进入液体中先做加速运动，后做减速运动B.钢球进入液体中先做减速运动，后做加速运动C.钢球在液体中所受的阻力先大于重力，后等于重力- 4 -D.钢球在液体中所受的阻力先小于重力，后等于重力【解题指南】解答本题应把握以下两点：(1)根据图示分析物体的运动情况。(2)由运动情况判断物体是超重还是失重。【解析】选 C。从题图可以看出钢球在相同时间间隔内通过的位移先是越来越小，之后是相等。说明其运动是先减速后匀速，进而推知阻力先是大于重力，后来等于重力。3.(2015·日照高一检测)2014 年 2 月 15 日凌晨，在索契冬奥会自由滑雪女子空中技巧比赛中，中国选手徐梦桃以 83.50 分夺得银牌。比赛场地可简化为如图所示的助滑区、弧形过渡区、着陆区、减速区等组成。若将运动员看作质点，且忽略空气阻力，下列说法正确的是 ( )A.运动员在助滑区加速下滑时处于超重状态B.运动员在弧形过渡区运动过程中处于失重状态C.运动员在跳离弧形过渡区至着陆区之前的过程中处于完全失重状态D.运动员在减速区减速过程中处于失重状态【解析】选 C。运动员在助滑区加速下滑时，加速度有向下的分量，处于失重状态，故 A 错误；运动员在弧形过渡区做圆周运动，加速度有向上的分量，处于超重状态，故 B 错误；运动员在跳离弧形过渡区至着陆区之前的过程中，离开轨道，只受重力，处于完全失重状态，故 C 正确；运动员在减速区减速过程中，加速度有向上的分量，处于超重状态，故 D 错误。4.(2015·杭州高一检测)如图是“神舟十号”飞船返回舱成功返回地面时的情景。返回舱返回时，先靠降落伞减速，竖直落地前还靠反冲火箭使其速度进一步降低。假设返回舱速度是 8m/s，反冲火箭工作0.3s 后，速度降为 2m/s，在这个过程中，返回舱中的航天员 ( )A.处于超重状态，对座椅的平均压力约是自身体重的 3 倍B.处于失重状态，对座椅的平均压力约是自身体重的C.处于超重状态，对座椅的平均压力约是自身体重的 2 倍- 5 -D.处于失重状态，对座椅的平均压力约是自身体重的【解析】选 A。反冲火箭工作过程中，返回舱做竖直向下的减速运动，具有竖直向上的加速度，处于超重状态，设竖直向下为正，则 0.3s 内的速度变化量为Δv=-6m/s，由加速度定义式知，返回舱的加速度为 a=-20m/s2，负号表示方向竖直向上。由牛顿第二定律知 mg-N=ma，则 N=3mg，航天员受到座椅的支持力是自身重力的 3 倍，根据牛顿第三定律可知，航天员对座椅的压力是其自身重力的 3 倍，选项 A 正确。【总结提升】正确判定超重和失重状态下与接触面间的作用(1)先根据物体的运动状态，确定竖直方向的加速度的大小和方向。(2)分析物体受力，实际重力不变。(3)利用牛顿运动定律列方程，求出物体对悬绳的拉力或对水平面的压力。(4)与重力比较，得出超重或失重的数值。二、非选择题(本题共 2 小题，共 22 分)5.(10 分)(2015·福州高一检测)一质量为 m=40kg 的小孩在电梯内的体重计上，电梯从 t=0 时刻由静止开始上升，在 0～6s 内体重计示数 F 的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少?(重力加速度 g 取 10m/s2)【解析】由题图可知，在 0～2s 内，体重计的示数大于 mg，故电梯应做向上的加速运动。设在这段时间内体重计作用于小孩的力为 N1，电梯及小孩的加速度为 a1，根据牛顿第二定律得 N1-mg=ma1在这段时间内电梯上升的高度 h1= a1在 2～5s 内，体重计的示数等于 mg，故电梯应做匀速上升运动，速度为 t1时刻的电梯的速度 v1=a1t1在这段时间内电梯上升的高度 h2=v1(t2-t1)在 5～6s 内，体重计的示数小于 mg，故电梯应做减速上升运动。设这段时间内体重计作用于小孩的力为N2，电梯及小孩的加速度为 a2，由牛顿第二定律得mg-N2=ma2在这段时间内电梯上升的高度h3=v1(t3-t2)- a2(t3-t2)2电梯上升的总高度 h=h1+h2+h3- 6 -代入数据解得 h=9m。答案：9m【总结提升】电梯内的超、失重问题的处理方法(1)系统处于超重、失重状态时，系统内物体所受重力没有任何变化，是物体对悬绳的拉力或对支撑面的压力发生了变化。(2)判断物体处于超重还是失重状态时，只看加速度，不看速度。加速度向上，物体超重；加速度向下(a≤g)，物体失重。(3)如果电梯是一个全封闭环境，电梯内的人只能根据台秤的读数判断电梯运行的加速度方向，不能判断速度方向。(4)电梯内人的举力是不变的，他能举起的物体质量的最大值不仅和举力有关，还和系统的加速度有关。6.(12 分)一位同学的家住在一座 25 层的高楼内，他每天乘电梯上楼，随着所学物理知识的增多，有一天他突然想到，能否用所学物理知识较为准确地测出这座楼的高度呢?在以后的一段时间内他进行了多次实验测量，经过仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律，他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼的高度。他将台秤放在电梯内，将重物放在台秤的托盘上，电梯从第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层。在整个过程中，他记录了台秤在不同时间段内的示数，记录的数据如表所示。但由于 0～3.0s 段的时间太短，他没有来得及将台秤的示数记录下来，假设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的，重力加速度 g 取 10m/s2。时间/s 台秤示数/kg电梯启动前 5.00～3.03.0～13.0 5.013.0～19.0 4.619.0 以后 5.0(1)电梯在 0～3.0s 时间段内台秤的示数应该是多少?(2)根据测量的数据计算该楼每一层的平均高度。【解析】(1)电梯启动前，台秤示数为 5.0kg，则物体重力 G=mg=50N，由于表中各段时间内台秤的示数恒定，所以在时间 t1(0～3.0s)内，物体做匀加速运动，在时间 t2(3.0～13.0s)内物体做匀速直线运动，在时间 t3(13.0～19.0s)内物体做匀减速直线运动。19.0s 末速度减为零。在 13.0～19.0s 内，物体所受的支持力 N3=46N，根据牛顿第二定律 mg-N3=ma3- 7 -得在时间 t3内物体的加速度 a3=0.8m/s2，13.0s 末物体的速度 v2=a3t3=4.8m/s。而由于电梯在 13.0s 末的速度与 3.0s 末的速度相同。因此根据匀变速运动规律，物体在 0～3.0s 内的加速度 a1= =1.6m/s2，根据牛顿第二定律 N1-mg=ma1。解得：N 1=58N，即台秤的示数为 5.8kg。(2)0～3.0s 内物体的位移 s1= a1 =7.2m，3.0～13.0s 内物体的位移 s2=v2t2=48m，13.0～19.0s 内物体的位移 s3= t3=14.4m，则电梯上升的总高度(实际为 24 层的总高度)为s=s1+s2+s3=69.6m，平均每层楼高 h= =2.9m。答案：(1)5.8kg (2)2.9m- 1 -牛顿第三定律基础达标1.(2012·昆明高一检测)以卵击石，鸡蛋破碎，对此现象下列说法正确的是( )A.由于石头表面坚硬，所以石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力B.鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力是一对平衡力，大小相等、方向相反C.鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力总是大小相等、方向相反,是一对相互作用力D.鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等，此作用力足以使鸡蛋破碎2.物体放在水平桌面上，静止不动，下列说法中正确的是( )A.桌面对物体支持力的大小等于物体的重力，它们是一对平衡力B.物体所受的重力和桌面对它的支持力，是一对作用力与反作用力C.物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同种性质的力D.物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对平衡力3.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 4.如图所示，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( )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时显示出来的5.神舟八号飞船于 2011 年 11 月 1 日 5 时 58 分 10 秒由改进型“长征二号”F 遥八火箭顺利发射升空.升空后， “神八”与 “天宫一号”成功实现交会对接，并将和此后的神舟九号、十号一起组成中国首个空间实验室.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6.如图所示，一个箱子在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱和杆的质量为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 F，则此- 2 -时箱对地面的压力为( )A.Mg B.(M+m)gC.(M+m)g-F D.Mg+F7.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为 70.0 kg 的工人站在地面上，通过定滑轮将 20.0 kg 的建筑材料以 0.50 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮与绳之间的摩擦，则工人对地面的压力大小为多少？(g 取 10 m/s2)能力提升8.马拉车，车匀速前进时，下列说法中正确的有( )A.马拉车的力与车拉马的力是一对平衡力B.马拉车的力与车拉马的力是一对作用力与反作用力C.马拉车的力与地面对车的阻力是一对平衡力D.马拉车的力与地面对车的阻力是一对作用力与反作用力9.甲、乙两人质量相等，分别站在质量也相同的两条小船上.如图，开始时两船均静止.甲的力气远比乙的力气大.让甲、乙二人各自握紧绳子的一端，并用力拉对方.两人均相对船静止，则下列判断中正确的是( )A.甲船先到达中点 B.乙船先到达中点C.两船同时到达中点 D.无法判断10.(2012·滨州高一检测)一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如图所示，在这一瞬间悬绳断了，木杆足够长，由于小猫继续向上爬，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)11.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.一根不可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，如图所示.设运动员的质量为65 kg，吊椅的质量为 15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取 g=10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度 a=1 m/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.答案解析1.【解析】选 C、D.由牛顿第三定律知，石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力是一对相互作用力，大小相等、方向相反，不是一对平衡力，故 A、B 错，C 正确.在受力大小相等的情况下，鸡蛋比石头易破碎，故 D 正确.2.【解析】选 A.平衡力作用在同一物体上，且大小相等、方向相反，作用力、反作用力分别作用在两个物体上，桌面对物体的支持力和物体的重力受力物体都是桌面上的物体，A 对，B 错；物体对桌面的- 3 -压力与桌面对物体的支持力作用在两个物体上，是一对作用力与反作用力，D 错；物体对桌面的压力是弹力，与重力性质不同，C 错.3.【解析】选 C、D.作用力 F 与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， 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，这两个力不是一对平衡力，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，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， 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，D 正确.4.【解析】选 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运动状态无关，所以 C、D 均错误.5.【解析】选 A、D.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，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推力，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，是否在空气中飞行无关，因而 B、C项错误，A 项正确；当飞船进入轨道后，飞船与地球之间依然存在着相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船也吸引地球，这是一对作用力和反作用力，故 D 项正确.6.【解析】选 D.取箱子为研究对象，它受向下的重力 Mg、环给它的向下的摩擦力 F 和地面的支持力 N三个力的作用而平衡，N=Mg+F.由牛顿第三定律知，箱子对地面的压力 N′=N=Mg+F，故 D 正确.7.【解析】对于建筑材料，F T-mg=ma ①对于人，F N+FT=Mg， ②联立①②解得 FN=490 N，由牛顿第三定律可知，工人对地面的压力 FN′=F N=490 N.答案：490 N8.【解析】选 B、C. 马拉车的力与车拉马的力是相互作用力，分别作用在车和马上，A 错，B 对.马拉车的力与地面对车的阻力都作用在车上，是一对平衡力，C 对,D 错.9.【解题指南】解答本题应把握以下三点：(1)由牛顿第三定律判断甲、乙二人受力大小关系.(2)由牛顿第二定律分析甲、乙二人的加速度关系.(3)由运动学公式分析到达中点的时间.【解析】选 C.甲对绳的作用力与绳对甲的作用力是作用力和反作用力，总是等大反向.乙对绳的作用力与绳对乙的作用力是作用力和反作用力，也总是等大反向.而由轻绳状态可知，绳上各处的拉力大小处处相等，由此可知绳对甲、乙两人的力等大，两船运动的加速度大小时刻相等，因而只能是同时到达中点.10.【解析】对猫进行受力分析，由于猫相对地面高度不变，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，如图甲所示，则f=G 1=mg对木杆进行受力分析，如图乙所示，木杆受重力 G2=Mg 作用，由于木杆对猫有向上的摩擦力，由牛顿第三定律可知，猫对木杆有向下的摩擦力 f′,且 f′=f由牛顿第二定律，木杆的加速度为 2fGMmag,方向竖直向下.答案： 竖直向下11.【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.以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(M+m)g，向上的拉力为 2F，根据牛顿第二定律 2F-(M+m)g=(M+m)a- 4 -解得 F=440 N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为 440 N，方向竖直向下.(2)以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小 Mg、绳的拉力 F、吊椅对运动员的支持力 N.根据牛顿第二定律 F+N-Mg=Ma解得 N=275 N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅压力大小为 275 N，方向竖直向下.答案：(1)440 N，竖直向下 (2)275 N，竖直向下【总结提升】牛顿第二定律和牛顿第三定律的综合应用(1)对于两个相互作用的物体，为了分析其中一个物体的受力可先选另一个受力较少、分析较易的物体为研究对象.(2)对先选的研究对象分析其受力并画出受力分析图.(3)建立坐标，正交分解后运用牛顿第二定律解出未知力.(4)再以另一个物体为研究对象，分析其受力情况，利用牛顿第三定律分析反作用力，此时这些力便成为已知条件.(5)对于不宜直接分析的物体，如地面，可先转化研究对象分析与之直接接触的物体，解出作用力以后，再运用牛顿第三定律说明反作用力的大小和方向.- 1 -牛顿第三定律1.一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，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】选 C。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。2.两个小球 A 和 B 中间用弹簧连接，并用细线悬于天花板上，如图所示，下面四对力中，属于作用力与反作用力的是 ( )A.绳对 A 的拉力和弹簧对 A 的拉力B.弹簧对 A 的拉力和弹簧对 B 的拉力C.弹簧对 B 的拉力和 B 对弹簧的拉力D.B 的重力和弹簧对 B 的拉力【解析】选 C。A 受三个力：绳子拉力，竖直向上；自身重力，竖直向下；弹簧对 A 竖直向下的拉力，所以绳子对 A 的拉力应该与重力和弹簧拉力的合力平衡，A 错。弹簧对 A 的拉力和弹簧对 B 的拉力，不满足牛顿第三定律，不是作用力和反作用力，B 错；弹簧对 B 的拉力与 B 对弹簧的拉力满足牛顿第三定律，是一对作用力和反作用力，C 对；B 的重力和弹簧对 B 的拉力是一对平衡力，D 错。3.在航空展开幕式上，飞行员驾驶新研制的战机在空中进行十分钟飞行表演。由于战机安装了喷管可改变方向的新型矢量发动机，能任意改变推进方向。在飞行表演中，飞行员向公众展示了独一无二的飞行动作，飞行中，战机像直升机一样突然悬浮在天空。当战机悬浮在空中时，下列说法正确的是 ( )A.发动机向下喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力与战机的重力平衡，从而战机悬浮在空中B.发动机向下喷气，给喷出的气体一个作用力，而喷出的气体给战机一个反作用力与战机的重力平衡，从而战机悬浮在空中- 2 -C.发动机向下喷出的气体对地面产生一个作用力，地面的反作用力与战机的重力平衡，从而战机悬浮在空中D.发动机向下喷气，给喷出的气体的作用力与喷出的气体给战机的作用力是一对平衡力，从而战机悬浮在空中【解析】选 B。战机喷气时给喷出的气体一个向下的作用力，由牛顿第三定律可知，喷出的气体给战机一个向上的反作用力，这个力与战机的重力是一对平衡力，从而战机悬浮在空中，所以选项 B 正确。【补偿训练】某同学从底楼静止开始乘电梯到第九层楼静止，在此过程中，下列正确的有 ( )A.在开始的较短时间内，电梯对该同学的支持力大于该同学对电梯的压力B.在开始的较短时间内，电梯对该同学的支持力大于该同学的重力C.在中间匀速运动过程中，该同学对电梯的压力与该同学的重力是一对平衡力D.在静止前的较短时间内，电梯对该同学的支持力大于该同学的重力【解析】选 B。电梯对该同学的支持力与该同学对电梯的压力是一对作用力与反作用力，无论人与电梯怎样运动，二者的大小总是相等的，选项 A 错误；在开始的较短时间内，电梯和该同学一起加速，该同学受到的合外力竖直向上，因此，电梯对该同学的支持力大于该同学的重力，选项 B 正确；在匀速运动过程中，电梯对该同学的支持力与其重力平衡，该同学对电梯的压力与电梯对该同学的支持力是一对作用力与反作用力，选项 C 错误；在静止前的较短时间内，电梯和该同学一起向上减速，电梯对该同学的支持力小于该同学的重力，选项 D 错误。4.某人驾驶一辆新型电动汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，汽车行驶了 5 s 时速度达到10 m/s。若人与汽车的总质量 m=800kg，汽车所受阻力为 F 阻 =160N。求：(1)汽车的加速度大小 a。(2)汽车的牵引力大小 F。(3)汽车牵引力的反作用力作用在哪个物体上?【解析】(1)由 v=at 得汽车的加速度a= =2m/s2。(2)由牛顿第二定律得F-F 阻 =maF=F 阻 +ma=1760N(3)汽车牵引力的反作用力作用在水平路面上答案：(1)2m/s 2 (2)1760N (3)汽车牵引力的反作用力作用在水平路面上