第四章牛頓運動定律 課時練習題含答案解析 教科版必修第一冊

第四章牛頓運動定律

1.牛頓第一定律.........................................................1

2.牛頓第二定律.........................................................5

3.力學單位制..........................................................12

4.牛頓第三定律........................................................15

5.牛頓運動定律的應用..................................................22

6.超重與失重..........................................................30

1.牛頓第一定律

◎考點一亞里士多德的觀點和伽利略的研究

1.（多選）如圖所示的裝置可以演示伽利略的理想斜面實驗，裝置為兩個對接

的斜面，讓小球沿左邊的斜面滑下，并滾上右邊的斜面，然后改變右邊斜面的傾

角，重復操作，利用曝光頻率一定的相機拍下小球在運動過程中的圖片，則（）

A.該實驗為牛頓第一定律的提出提供了有力的依據(jù)，因此牛頓第一定律是

實驗定律

B.由圖可知小球在右側(cè)的斜面上的速度逐漸減小，因此證實了“物體的運

動需要力維持”

C.當右側(cè)的斜面水平時，小球近似做勻速直線運動，說明“如果沒有外力

的作用，小球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h運動下去”

D.如果沒有摩擦，小球在右邊的斜面上將運動到與左邊釋放點相同的高度

CD[該實驗為牛頓第一定律的提出，提供了有力的依據(jù)，但沒有摩擦力，

只是一種假設，所以該實驗是一種理想化實驗，牛頓第一定律不是實驗定律，A

錯誤；小球在右側(cè)的斜面上的速度逐漸減小是因為受力的作用，說明力是改變物

體運動狀態(tài)的原因，B錯誤；根據(jù)實驗，右側(cè)的斜面水平時，小球近似做勻速直

線運動，如果沒有外力作用，小球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h運動下去，C正確；如果沒

有摩擦，小球一定會上升到相同的高度，D正確.]

2.伽利略理想實驗揭示了（）

A.若物體運動，那么它一定受力

B.力不是維持物體運動的原因

C.只有受力才能使物體處于靜止狀態(tài)

D.只有受力才能使物體運動

B[伽利略理想實驗指出：如果水平面沒有摩擦，那么在水平面上的物體一

旦獲得某一速度，物體將保持這一速度一直運動下去，而不需要外力來維持，故

A、D錯誤；運動和靜止都不需要力來維持，故B正確，C錯誤.]

◎考點二牛頓第一定律慣性

3.關于慣性和牛頓第一定律，下列說法中正確的是（）

A.靜止的物體可能沒有慣性

B.速度越大的物體慣性越大

C.同一物體在地球上和月球上慣性不同

D.伽利略的斜槽實驗以可靠的事實為基礎并把實驗探究和邏輯推理和諧地

結(jié)合在一起

D[慣性是物體的固有屬性，它的大小只取決于質(zhì)量，與運動狀態(tài)、是否受

力及地理位置無關，故A、B、C錯誤；伽利略的斜槽實驗是在實驗探究的基礎上

加以科學推理，故D正確.]

4.下列說法正確的是（）

A.高速行駛的公共汽車緊急剎車時，乘客都要向前傾倒，說明乘客受到慣

性力的作用

B.短跑運動員最后沖刺時，速度很大，很難停下來，說明速度越大，慣性

越大

C.慣性的大小僅與質(zhì)量有關，質(zhì)量越大，慣性越大

D.把手中的球由靜止釋放后，球能豎直下落，是由于球具有慣性的緣故

C[高速行駛的公共汽車緊急剎車時，乘客都要向前傾倒，是由于慣性，不

是受到慣性力的作用，故A錯誤；慣性的大小僅與質(zhì)量有關，與速度無關，質(zhì)量

越大，慣性越大.故B錯誤，C正確；把手中的球由靜止釋放后，球能豎直下落,

是由于球受重力的原因，故D錯誤.]

5.如圖所示，在勻速行駛的火車車廂內(nèi)，有一人從8點正上方相對車廂靜止

釋放一個小球，不計空氣阻力，則小球（）

A.可能落在［處

B.一定落在8處

C.可能落在。處

D.以上都有可能

B［勻速行駛的火車車廂內(nèi)，相對車廂靜止釋放一個小球，由于慣性，小球

在水平方向保持與車速相同的速度，因此在下落這段時間內(nèi)，水平位移相等，即

落回到3點，故B正確.］

6.下列說法中正確的是（）

A.慣性是物體只有在勻速運動或靜止時才表現(xiàn)出來的性質(zhì)

B.物體的慣性是指物體不受外力作用時保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)

的性質(zhì)

C.物體不受外力作用時，保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，有慣性；受

到外力作用時，不能保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，因此無慣性

D.慣性是物體的屬性，與物體的運動狀態(tài)和是否受力均無關

D［慣性是物體的固有屬性，與物體的運動狀態(tài)和受力情況無關，故D正

確.］

7.月球表面上的重力加速度為地球表面上的重力加速度的：，同一個飛行器

在月球表面上時與在地球表面上時相比較（）

A.慣性減小為在地球上的《，重力不變

B.慣性和重力減小為在地球上的!

C.慣性不變，重力減小為在地球上的!

D.慣性和重力都不變

C［物體的慣性大小僅與物體的質(zhì)量大小有關，因質(zhì)量是恒量，同一物體的

質(zhì)量與它所在位置及運動狀態(tài)無關，所以這個飛行器從地球到月球，其慣性大小

不變，物體的重力是個變量,這個飛行器在月球表面上的重力為6月=儂月="?看

=?,故C正確.]

8.如圖所示，一個劈形物體亂各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水

平，在上表面放一個光滑小球以劈形物體由靜止開始釋放，則小球在碰到斜面

前的運動軌跡是（）

A.沿斜面向下的直線

B.豎直向下的直線

C.無規(guī)則的曲線

D.拋物線

B[由于小球處在物體"上，接觸面光滑，在,"滑下過程中，由于小球水平

方向上不受外力作用，該方向上運動狀態(tài)不會改變，原來靜止，則下滑過程中，

小球在水平方向上沒有位移，故B正確.]

9.（多選）如圖所示，一個盛水的容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛

和拴住一個鐵球和一個乒乓球.容器中的水、鐵球和乒乓球都處于靜止狀態(tài)，當

容器隨小車突然向右運動時，兩球的運動狀況是（以小車為參考系）（）

A.鐵球向左B.鐵球向右

C.乒乓球向左D.乒乓球向右

AD[因為小車突然向右運動，鐵球和乒乓球都有向右運動的趨勢，但由于

與同體積的“水球”相比，鐵球質(zhì)量大、慣性大，鐵球的運動狀態(tài)難改變，即速

度變化慢，而同體積的水球的運動狀態(tài)容易改變，即速度變化快，而且水和車一

起加速運動，所以小車加速運動時，鐵球相對小車向左運動，A正確；同理，由

于乒乓球與同體積的“水球”相比，質(zhì)量小，慣性小，乒乓球相對小車向右運動,

D正確.]

10.如圖所示，一較高木塊在小車上和小車一起做勻速直線運動，當小車碰

到一障礙物的瞬間(設小車碰后立即停下)，則:

(1)若小車上表面粗糙，則木塊將如何運動？

(2)若小車上表面光滑，則木塊將如何運動？

［解析］當小車碰到障礙物時，小車將停下.

(1)如果上表面粗糙，則木塊上部由于慣性將繼續(xù)前進向右運動，木塊下部

雖然也要繼續(xù)向右運動，但下部受到一個向左的摩擦力，使得下部的運動狀態(tài)發(fā)

生改變，很快停止，故此時木塊將向右傾倒.

(2)如果小車上表面光滑，則木塊下部不受摩擦力，此時整個木塊都將由于

慣性而保持向右的勻速直線運動狀態(tài).

［答案］(1)木塊將向右傾倒

(2)木塊將向右做勻速直線運動

2.牛頓第二定律

◎考點一牛頓第二定律

1.關于牛頓第二定律，以下說法中正確的是()

A.由牛頓第二定律可知，加速度大的物體，所受的合外力一定大

B.牛頓第二定律說明了，質(zhì)量大的物體，其加速度一定小

C.由尸=儂可知，物體所受到的合外力與物體的質(zhì)量成正比

D.對同一物體而言，物體的加速度與物體所受到的合外力成正比，而且在

任何情況下，加速度的方向始終與物體所受的合外力方向一致

D［由Qzaa知，只有當加一定時，a與尸成正比，故選項A錯誤；同理當

少一定時，加越大，a越小，故選項B錯誤；物體所受的合外力與其質(zhì)量無關，

故選項C錯誤；由牛頓第二定律內(nèi)容知選項D正確.］

2.(多選)在牛頓第二定律的數(shù)學表達式尸=癡a中，有關比例系數(shù)k的說法,

正確的是（）

A.4的數(shù)值由尺加、a的數(shù)值決定

B.A的數(shù)值由尺加、a的單位決定

C.在國際單位制中A=1

D.在任何情況下4都等于1

BC［物理公式在確定物理量之間的數(shù)量關系的同時也確定了物理量的單位

關系.在.F=k/na中,只有勿的單位取kg,a的單位取m/s:￡的單位取N時，k

才等于1.即在國際單位制中左=1,故B、C正確.］

3.根據(jù)牛頓第二定律，下列敘述正確的是（）

A.物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比

B.物體所受合外力必須達到一定值時，才能使物體產(chǎn)生加速度

C.物體加速度的大小跟它所受作用力中的任何一個力的大小成正比

D.當物體的質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時，物體的水平加速度

的大小與其質(zhì)量成反比

D［根據(jù)牛頓第二定律得知，當物體受力不變時，物體加速度的大小跟質(zhì)量

成反比，與速度無關，選項A錯誤；力是產(chǎn)生加速度的原因，加速度與力成正比，

只要有力，就會產(chǎn)生加速度，選項B錯誤；物體加速度的大小跟物體所受的合外

力成正比，而不是跟它所受作用力中的任何一個力的大小成正比，選項C錯誤；

當物體的質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時，根據(jù)牛頓第二定律可知，物

體水平加速度的大小與其質(zhì)量成反比，選項D正確.］

4.如圖所示，在光滑的水平桌面上，有一個靜止的物體，給物體施以水平作

用力，在力作用到物體上的瞬間，則（）

A.物體同時具有加速度和速度

B.物體立即獲得加速度，速度仍為零

C.物體立即獲得速度，加速度仍為零

D.物體的速度和加速度均為零

B［由牛頓第二定律的瞬時性可知，合外力和加速度是瞬時對應關系，二者

同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失，所以當外力作用在物體上的瞬間，物體立即獲

得加速度；速度與加速度的關系可表示為v=at,可以看出，速度是加速度在時

間上的積累，外力作用在物體上的瞬間1=0,所以速度為零，故B正確.]

◎考點二牛頓第二定律的簡單應用

5.如圖所示，質(zhì)量為〃=10kg的物體在水平面上向左運動，物體與水平面

間動摩擦因數(shù)為0.2.與此同時物體受到一個水平向右的推力廠=20N的作用，

則物體產(chǎn)生的加速度是（）

B.4m/s2,水平向右

2m/s2,水平向左D.2m/s2,水平向右

B[取向右為正方向，由牛頓第二定律得尸上￡=磔，而/i=4儂，解得a=

卜+少&=4巾人?，故物體的加速度大小是4m/s2,方向向右，B正確.]

m

6.（多選）一質(zhì)點在外力作用下做直線運動，其速度〃隨時間大變化的圖像如

圖所示.在題圖中標出的時刻中，質(zhì)點所受合外力的方向與速度方向相同的有

AC[已知質(zhì)點在外力作用下做直線運動，根據(jù)它的速度一時間圖像可知，

在圖中標出的G時刻所在的過程中，質(zhì)點的速度越來越大，但斜率越來越小，

說明質(zhì)點做加速度越來越小的變加速直線運動，因此時刻質(zhì)點所受合外力的

方向與速度方向相同，A選項正確；在圖中標出的七時刻所在的過程中，質(zhì)點在

做勻減速直線運動，因此質(zhì)點所受合外力方向與速度方向相反，B選項錯誤；在

圖中標出的心時刻所在的過程中，質(zhì)點在做反向的勻加速直線運動，所以右時

刻質(zhì)點所受合外力的方向與速度方向也相同，C選項正確；同理。時刻所在的過

程中，質(zhì)點在做反向變減速直線運動，因此合外力的方向與速度的方向相反，D

選項錯誤.]

7.一個物體沿平直道路行駛，如圖所示，近似描寫了物體在0時刻到40s

這段時間運動的片t圖像.這物體所受合力為零的時間為（）

B［在10?30s內(nèi)，物體做勻速直線運動，合力為零，所以這物體所受合

力為零的時間為20s.

A.10s,與結(jié)論不相符，選項A錯誤；

B.20s,與結(jié)論相符，選項B正確；

C.30s,與結(jié)論不相符，選項C錯誤；

D.40s,與結(jié)論不相符，選項D錯誤.］

8.趣味運動會上運動員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速跑，設球拍和球質(zhì)

量分別為以加，球拍平面和水平面之間夾角為0,球拍與球保持相對靜止，它

們間摩擦力及空氣阻力不計，則（）

A.運動員的加速度為依an0

B.球拍對球的作用力為儂

C.運動員對球拍的作用力為（〃+勿）鴕osS

D.若加速度大于能in9,球一定沿球拍向上運動

A［網(wǎng)球受力如圖甲所示，根據(jù)牛頓第二定律得抵in0=ma,又比os0

=mg,解得a=/an0,N=—/故A正確，B錯誤；以球拍和球整體為研

COS〃

究對象，受力如圖乙所示，根據(jù)平衡，運動員對球拍的作用力為尸=---J-/+-IU六,R

cosu

故C錯誤；當a>/an〃時，網(wǎng)球才向上運動，由于等in0,故球

不一定沿球拍向上運動，故D錯誤.

N

mg

甲乙］

9.如圖所示，物塊加放在斜面體上處于靜止，現(xiàn)用力拉著斜面體使之水平向

右加速運動的過程中，加速度a逐漸增大，物塊勿仍相對斜面靜止，則物塊所受

支持力平和摩擦力f的大小變化情況是（）

A.N增大，『減小B.“增大，f增大

C./V減小，，不變D.A，減小，f增大

D［物塊加受力情況如圖所示，將Mf正交分解，并由牛頓第二定律得:

mg

/cos0—A§in0=ma

fsin0+Afcos0—mg

即f=mgs.ir\9+macos0

N=mgcos0-masin0.

所以，當加速度a逐漸增大時，及減小，f增大，D正確.］

10.（多選）物體在力產(chǎn)作用下運動，尸的方向與物體運動方向一致，其足￡

圖像如圖所示，則物體（）

A.在G時刻加速度最大

B.在0?3時間內(nèi)做勻加速運動

C.從G時刻后便開始返回運動

D.在0?友時間內(nèi)，速度一直在增大

AD［根據(jù)牛頓第二定律得，質(zhì)量一定時，力越大，加速度越大，由圖像可

知0?小時間內(nèi)力￡逐漸增大，小時刻力￡最大，加速度最大，所以物體做加速

度逐漸增大的變加速運動，A正確，B錯誤；G時刻后力尸開始減小，但方向未

發(fā)生變化，所以物體繼續(xù)向前加速運動，C錯誤，D正確.］

11.如圖所示，一傾角為。的光滑斜面向右做勻加速運動，物體4相對于斜

面靜止，則斜面運動的加速度為()

gsmaB.gsoso

^tanQ

tana

c［物體隨斜面體一起沿水平方向運動，則加速度一定在水平方向，物體受

到重力和垂直斜面向上的支持力，兩者合力方向一定水平向右，如圖所示.

由牛頓第二定律得建tana=ma,則a=^tana,選項C正確，A、B、D

錯誤.］

12.如圖所示，一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的足夠長的直桿上，小

球與桿間的動摩擦因數(shù)〃=0.5,直桿與水平面夾角，為37°.現(xiàn)小球在豎直向

上的拉力/=15N作用下從4點由靜止出發(fā)沿桿向上運動；g取10m/s2,試求

小球的加速度的大小.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

［解析］對小球受力分析：

y

X

夕\JV

mg\

/cos37°=N+/ngcos37°

Fsin37°-/ngsin37°—f=ma

f=NN

解得a=1m/s2.

［答案］1m/s2

13.質(zhì)量為加的鐵塊靜止在水平面上，在鐵塊上施加豎直向上的恒力/=2加g,

恒力產(chǎn)作用時間Z時突然反向，鐵塊再運動一段時間后返回地面.已知重力加速

度為g，求：

(1)恒力￡反向后，鐵塊返回地面的時間；

(2)鐵塊上升的最大高度.

［解析］(1)施加恒力少時，根據(jù)牛頓第二定律有：F—mg=ma

根據(jù)運動學公式有：

v=at

12

X\=~at

恒力少反向后，根據(jù)牛頓第二定律有F+mg=nia'

根據(jù)運動學公式有一4=『，-jazt'2

聯(lián)立解得t'=t.

(2)恒力產(chǎn)反向后，鐵塊沿豎直方向向上運動的最大距離為尼，根據(jù)運動學

公式有

0—v—2(—a')x2

則鐵塊上升的最大高度為

h=%+而

聯(lián)立解得

L22

h=Rgt.

0

［答案］（1）恒力尸反向后，鐵塊返回地面的時間為C

2

（2）鐵塊上升的最大高度為

3.力學單位制

◎考點一對單位制的理解

1.下列各組屬于國際單位制的基本單位的是（）

A.千克、米、秒B.克、牛頓、米

C.質(zhì)量、長度、時間D.質(zhì)量、力、位移

A［選項C、D中所給的都是物理量，不是物理單位，C、D錯誤；千克、米、

秒分別為質(zhì)量、長度、時間三個基本物理量的單位，A正確；B項中牛頓是導出

單位，B錯誤.］

2.（多選）下列關于力學單位制的說法中正確的是（）

A.在有關力學的分析計算中，只能采用國際單位，不能采用其他單位

B.力學單位制中，其單位選為基本單位的物理量有長度、質(zhì)量和速度

C.力學單位制中，采用國際單位制的基本單位有千克、米、秒

D.所有導出單位都可用基本單位表示

CD［計算中只要單位統(tǒng)一即可，不一定都采用國際單位，故選項A錯誤；

力學單位制中，其單位選為基本單位的物理量為長度、時間和質(zhì)量，故選項B

錯誤；在力學單位制中，采用國際單位制的基本單位為kg、s、m,選項C正確；

因所有物理量的單位均由基本量的單位構成，故所有導出單位都可用基本單位表

示，選項D正確.］

3.關于力學單位制，下列說法正確的是（）

A.kg、m/s、m/s°都是導出單位

B.后人為了紀念牛頓，把N作為力學中的基本單位

C.在國際單位制中，時間的基本單位可以是s,也可以是h

D.只有在國際單位制中，牛頓第二定律的表達式才是/=儂

D［kg是基本單位，m/s,m/s2是導出單位，故A錯誤；N為力學單位，但

不是基本單位，故B錯誤；在國際單位制中，時間的基本單位是s,故C錯誤；

只有在國際單位制中，牛頓第二定律的表達式才是夕=儂，故D正確.]

4.導出單位是由基本單位組合而成的，則下列說法正確的是()

A.加速度的單位是m/s',是由m、s兩個基本單位組合而成的

B.加速度的單位是m/s2,由公式a=答可知它是由m/s和s兩個基本單位

組合而成的

C.加速度的單位是m/s?,由公式a=(可知，它是由N、kg兩個基本單位組

合而成的

D.以上說法都是錯誤的

A[國際單位制中，m、kg、s是基本單位，N是導出單位，故A正確.]

◎考點二單位制的應用

5.初中物理課中我們學習過一個重要的物理量“壓強”，它的單位是“帕

斯卡”，符號“Pa”，以下用國際單位制中基本單位表達“帕斯卡”正確的是

()

A.kg/(s2,m)B.kg/(s2,m1)

C.kg,m1/s2D.kg,m/s~

A[由于1Pa=1g,而1N=1kg?m/s2,則1Pa=1-1

mm

kg/(s'?m),選項A正確.]

6.雨滴在空氣中下落，當速度比較大的時候，它受到的空氣阻力與其速度

的二次方成正比，與其橫截面積成正比，即f=kSF,則比例系數(shù)4的單位是

()

A.kg/m1B.kg/m:i

C.kg/m2D.kg/m

B[由f=4S正知，4sd最終結(jié)果的單位應為kg?m/s2；由f=4S落代入S、

(/單位可得A的單位為kg/m",故選項B正確.]

7.(多選)在研究勻變速直線運動的實驗中，取計數(shù)時間間隔為0.1s,測

得相鄰相等時間間隔的位移差的平均值AXMI.2cm,若還測出小車的質(zhì)量為500

g,則關于加速度、合外力大小及單位，既正確又符合一般運算要求的是()

^x1.2

△x1.2X10

B.3=—Q_pm/s2=1.2m/s

C.夕=儂=500XL2N=600N

D.b=3=0.5X1.2N=0.6N

BD[在應用公式進行數(shù)量運算的同時，也要把單位帶進去運算.帶單位運

算時，單位換算要準確，可以把題中已知量的單位都用國際單位表示，計算結(jié)果

的單位就是用國際單位表示的.這樣在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必一一寫出各

個量的單位，只在數(shù)字后面寫出正確單位即可.選項A中△%=1.2cm沒變成國

際單位，C項中的小車質(zhì)量加=500g沒變成國際單位，故A、C錯誤，B、D正確.]

8.聲音在空氣中的傳播速度u與空氣密度。、壓強。有關，下列速度的表

達式々為比例系數(shù)，無單位）中可能正確的是（）

A.v=k^-B.r=A叵

kP

D.v=yjkPp

B[由各物理量的單位之間的關系確定算式是否正確.壓強。可由公式0=

合得，則其單位為3；m/'=kg/（m?s2）.密度p可由公式。=缽得，則P

的單位為kg/ml由于題中A無單位，則號的單位為m7s2,顯然不是速度的單位,

組的單位為s/m,也不是速度的

A錯誤；而，，■的單位為m/s,B正確；又

單位，C錯誤；單位為kg/GnJs）,不是速度的單位，D錯誤.]

9.在解一文字計算題中（由字母表達結(jié)果的計算題），一個同學解得x=/（t,

2m

+幻，用單位制的方法檢查，這個結(jié)果（）

A.可能是正確的

B.一定是錯誤的

C.如果用國際單位制，結(jié)果可能正確

D.用國際單位制，結(jié)果錯誤，如果用其他單位制，結(jié)果可能正確

B［可以將右邊的力尺時間t和質(zhì)量R的單位代入公式看得到的單位是否

VX

和位移X的單位一致；還可以根據(jù)夕=3、a=7、V=~,全部都換成基本物理量

的單位.分析x=/（G+協(xié)可知，左邊單位是長度單位，而右邊單位是速度單

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位，所以結(jié)果一定是錯誤的，選用的單位制不同，只影響系數(shù)，故A、C、D錯誤,

B正確.］

10.質(zhì)量為1.5t的汽車在前進中所受到的阻力是車重的0.05,汽車在水

平地面上做勻加速直線運動時，5s內(nèi)速度由36km/h增至54km/h.求汽車所受

牽引力的大小.（g取lOm/s?）

［解析］因匕=%+a￡,F—f=ma

故F=ma+f=~~-+0.05mg

已知％=36km/h=10m/s

匕=54km/h=15m/s

t=5s,m=1.5t=l.5X10lkg

代入以上數(shù)據(jù)，計算得

1.5X103X15-10,3、

F=-------------------N+0.05X1.5X103X10N=2.25X103N.

5

［答案］2.25X103N

4.牛頓第三定律

◎考點一作用力與反作用力

1.關于兩個物體間作用力與反作用力的下列說法中，正確的是（）

A.有作用力才有反作用力，因此先有作用力后產(chǎn)生反作用力

B.作用力與反作用力的性質(zhì)一定相同

C.作用力與反作用力只存在于相互接觸的兩個物體之間

D.只有兩個物體處于平衡狀態(tài)中，作用力與反作用力才大小相等

B[作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，同時產(chǎn)生、同時消失，是

同一性質(zhì)的力，兩個物體不相互接觸也可以產(chǎn)生作用力與反作用力，無論兩個物

體處于平衡狀態(tài)還是非平衡狀態(tài)，作用力與反作用力大小均相等，故選項B正

確.]

2.一根輕質(zhì)彈簧豎直懸掛一小球，小球和彈簧的受力如圖所示，下列說法

正確的是（）

F;4

r

Y

U

A.￡的施力者是彈簧B.￡的反作用力是人

C.￡的施力者是地球D.K的反作用力是E

B[￡是小球的重力，其施力物體是地球，選項A錯誤；￡是彈簧對小球的

拉力，￡是小球?qū)椈傻睦?，兩力是一對作用力與反作用力，選項B正確；F3

是小球?qū)椈傻睦?，所以K的施力物體是小球，選項C錯誤；￡與￡沒有直

接關系，不是一對作用力與反作用力，選項D錯誤.]

◎考點二作用力與反作用力和平衡力的比較

3.人站在地面上，先將兩腳彎曲，再用力蹬地，向上跳離地面.人能跳離

地面的原因是（）

A.人對地面的作用力大于地面對人的作用力

B.地面對人的作用力大于人對地面的作用力

C.地面對人的作用力大于人的重力

D.人除受地面的彈力外，還受到一個向上的力

C[人用力蹬地時，人對地面的作用力和地面對人的作用力是一對作用力與

反作用力，大小相等、方向相反.之所以會跳離地面是因為地面對人的作用力大

于人的重力，故C正確.]

4.如圖所示，有人用一簇氣球通過繩使一座小屋成功升空，成為“會飛的小

屋”.下列說法正確的是（）

A.小屋受到繩的拉力和小屋對繩的拉力是一對作用力和反作用力

B.小屋受到繩的拉力和小屋所受重力是一對作用力和反作用力

C.小屋對繩的拉力和小屋所受重力是一對作用力和反作用力

D.小屋對繩的拉力和小屋所受重力是一對平衡力

A[小屋受到繩的拉力和小屋對繩的拉力是一對作用力和反作用力，故A

正確；小屋受到繩的拉力和小屋所受重力的受力物體都是小屋，不是作用力和反

作用力，故B錯誤；小屋對繩的拉力的施力物體是小屋，受力物體是繩子，小屋

所受重力的施力物體是地球，受力物體是小屋，不是作用力和反作用力，也不是

平衡力，故C、D錯誤.]

5.將重力均為G的兩個磁環(huán)48先后套在光滑的木支架上，并使兩磁環(huán)相

對面的極性相同，此時可以看到上方的磁環(huán)/“懸浮”在空中，如圖所示.設磁

環(huán)6對木支架底座的壓力為6對4的排斥力為關于這些力的大小關系正

確的是（）

A.￡>2G,F2=GB.F\=2G,3G

C.F,2G,C>GD.￡=2G,F〉G

B[對于磁環(huán)A,受到重力G和磁環(huán)6對磁環(huán)A的排斥力根據(jù)平衡條件

可知，￡=G；對于磁環(huán)氏受到重力G、磁環(huán)力對磁環(huán)6的排斥力尸2及木支架

底座對磁環(huán)6的支持力U?的作用，根據(jù)平衡條件得，P根據(jù)作

用力與反作用力關系知￡=￡+G,則有￡=2G,選項B正確.]

◎考點三牛頓第三定律及應用

6.在滑冰場上，甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上，原來靜止不動，在相互

猛推一下后分別向相反方向運動.假定兩板與冰面間的動摩擦因數(shù)相同，已知甲

在冰上滑行的距離比乙遠，這是由于（）

A.在推的過程中，甲推乙的力小于乙推甲的力

B.在推的過程中，甲推乙的時間小于乙推甲的時間

C.在剛分開時，甲的初速度大于乙的初速度

D.在分開后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小

C[在推的過程中，甲推乙的力和乙推甲的力是一對作用力和反作用力，根

據(jù)牛頓第三定律，作用力和反作用力大小相等、方向相反，故A錯誤；作用力與

反作用力具有等時性，故B錯誤；分開后，兩人受到的合力都是摩擦力，根據(jù)牛

頓第二定律，a=~=Pg,所以甲、乙的加速度大小相等，由運動學公式一2〃gx

m

=0—「知，剛分開時，甲的初速度大于乙的初速度，故C正確，D錯誤.]

7.（多選）隨著計算機技術的發(fā)展與傳感器技術的有機結(jié)合，就可以把看不

見、摸不到的作用力與反作用力顯示在計算機屏幕上.現(xiàn)把兩個相互作用的彈簧

掛鉤與傳感器接在計算機屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果如圖所示，通過觀察分析兩個力傳感

器的變化曲線，可得結(jié)論（）

A.作用力與反作用力大小始終相等，因此物體受力平衡

B.作用力與反作用力大小始終相等、方向相反，作用在同一條直線上

C.作用力與反作用力始終作用在一個物體上，合力為0

D.牛頓第三定律研究的是物體間的相互作用，因此不論物體如何運動，物

體間相互作用的關系相同

BD[兩個相互作用的彈簧間的作用力一定為作用力和反作用力，兩個力的

效果不能抵消，故選項A、C錯誤，B、D正確.]

8.如圖所示，臺秤上放一個裝有水的容器，有一個金屬球掛在彈簧測力計

下面，現(xiàn)將金屬球浸沒在水中，比較在金屬球浸入水中前、后的情況是（）

A.彈簧測力計的示數(shù)減小，臺秤的示數(shù)不變

B.彈簧測力計的示數(shù)不變，臺秤的示數(shù)增加

C.彈簧測力計的示數(shù)減小，臺秤的示數(shù)增大，且減少的示數(shù)等于增加的示

數(shù)

D.彈簧測力計的示數(shù)增大，臺秤的示數(shù)減小，且增加的示數(shù)等于減少的示

數(shù)

C［當金屬球浸入水中后，受到向上的浮力作用，故彈簧測力計的示數(shù)減??；

由牛頓第三定律，在水對球有向上的浮力的同時，金屬球?qū)λ邢蛳碌淖饔昧Γ?/p>

這兩個力大小相等、方向相反，故使得臺秤的示數(shù)增大，且彈簧測力計減少的示

數(shù)等于臺秤增加的示數(shù)，選項C正確.］

9.一條不可伸長的輕繩跨過質(zhì)量可忽略不計的定滑輪，繩的一端系一質(zhì)量加

=15kg的重物，重物靜止于地面上，有一質(zhì)量0=10kg的猴子，從繩子的另

一端沿繩向上爬，如圖所示.不計滑輪摩擦，在重物不離開地面的條件下，猴子

向上爬的最大加速度是多少？（g取10m/s2）

［解析］重物剛好要離開地面時，猴子有最大加速度，設此加速度為a.此

時，對于重物有7=儂，對于猴子有7'-0g=0a,由牛頓第三定律知7=7',

~…in—iihg,,

所以a==5m/s*.

周

［答案］5m/s2

10.如圖所示，兩車廂的質(zhì)量相同，其中一個車廂內(nèi)有一人拉動繩子使兩車

廂相互靠近.若不計繩子質(zhì)量及車廂與軌道間的摩擦，下列對于哪個車廂里有人

的判斷正確的是()

(ooLoo

777777777777777777777777777/

A.繩子的拉力較大的那一端車廂里有人

B.先開始運動的車廂里有人

C.后到達兩車中點的車廂里有人

D.不去稱量質(zhì)量無法確定哪個車廂有人

C[根據(jù)牛頓第三定律，兩車之間的拉力大小相等，故A錯誤；有拉力后,

兩車同時受到拉力，同時開始運動，故B錯誤；兩車之間的拉力大小相等，根據(jù)

牛頓第二定律，總質(zhì)量大，加速度小，由己相同時間內(nèi)位移小，后到達

中點.即后到達兩車中點的車廂里有人，故C正確，D錯誤.]

11.質(zhì)量為"的人站在地面上，用繩通過定滑輪將質(zhì)量為m的重物從高處放

下，如圖所示，若重物以加速度a下降(水則人對地面的壓力大小為()

A.(M+ni)g—ma

B.M{g—a)—ma

C.(M—m)g+ma

D.Mg-ma

C[對重物，設繩的拉力為T,由牛頓第二定律知：mg—T=ma,所以，繩

的拉力為7=儂一儂.對人受力分析，受重力、繩的拉力及地面的支持力而平衡，

則Mg=N+7,所以N=Mg~T=向g+ma.人對地面的壓力與地面對人的支持

力為一對作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律知，人對地面的壓力大小也為("

—ni)g+ma,故C正確.]

12.如圖所示，一只質(zhì)量為勿的貓，抓住用繩吊在天花板上的一根質(zhì)量為"

的豎直桿.當懸繩突然斷裂時，小貓急速沿桿豎直向上爬，以保持它離地面的高

度不變.則桿下降的加速度為()

M

m

M+mmM—m

A.gB."g°宓D."g

B［設貓急速上爬時，對桿的作用力為￡方向向下，桿，廣

對貓的作用力大小為「，方向向上.繩斷裂后，貓和桿的受

力情況如圖所示.由于貓急速上爬，保持對地面的高度不變，mg?

意味著這個過程中，貓對地無加速度，處于平衡狀態(tài)，所以f

=〃g.桿僅受兩個豎直向下的力的作用，由牛頓第三定律知f

=f',根據(jù)牛頓第二定律知，桿的加速度大小為&=二千=三-取其方向豎

直向下，故B正確.］

13.如圖所示，質(zhì)量為物的平板小車放在傾角為0的光滑斜面上（斜面固定）,

一質(zhì)量為力的人在車上沿平板向下運動時，小車恰好靜止，求人的加速度.

［解析］小車靜止在斜面上，對小車進行受力分析如圖甲所示，根據(jù)合力為

零得尸一/磨sin&=0,

人的受力情況如圖乙所示，根據(jù)牛頓第二定律得F+儂sinO=ma,

J/4-jj］

根據(jù)牛頓第三定律得/=f,解得a=〒等in0.

..M+m.八

［rA答案n〕gsin0

m

14.如圖所示，圓環(huán)的質(zhì)量為必經(jīng)過環(huán)心的豎直鋼絲/方上套有一個質(zhì)量為

/〃的小球，今讓小球沿鋼絲力以質(zhì)量不計）以初速度■。豎直向上運動，要使圓環(huán)

對地面無壓力，則小球的加速度和小球能達到的最大高度是多少？（設小球不會

到達1點）

B

［解析］由牛頓第三定律知圓環(huán)對地面無壓力，則地面對圓環(huán)無支持力，取

小球為研究對象，受重力儂和鋼絲對小球豎直向下的摩擦力f.

由牛頓第二定律得：mg+f=ma,由牛頓第三定律可知小球?qū)︿摻z豎直向上

的摩擦力f=f.對圓環(huán)受力分析可知，圓環(huán)受重力.監(jiān)和豎直向上的摩擦力f

作用，則：，磨=f',由以上各式解得：且=下名小球沿鋼絲做勻減速運動，由

2

運動公式可得上升的最大高度k或=5

M+mg

財+切力謚

［答案］加g2M+mg

5.牛頓運動定律的應用

◎考點一已知受力確定運動情況

1.用30N的水平外力尸拉一靜止在光滑的水平面上質(zhì)量為20kg的物體,

力/作用3秒后消失，則第5秒末物體的速度和加速度分別是（）

A.卜=7.5m/s,a=l.5m/s2

B.。=4?5m/s,H=1,5m/s2

C.v=4.5m/s,a=0

D.v=7.5m/s,a=0

p30

C［由牛頓第二定律知前3秒內(nèi)F=勿且即可m/s?1.5m/s；3秒

末物體速度2=1.5m/s2X3s=4.5m/s；3秒后尸消失，物體所受合外

力為零，則必=0,物體做勻速直線運動，故選項C正確.］

2.（多選）如圖所示，光滑斜面俏、DA、劭都以力6為底邊.三個斜面的傾角

分別為75°、45°、30°.物體分別沿三個斜面由頂端從靜止滑到底端，下面說

法中正確的是（）

A.物體沿的滑到底端時具有最大速率

B.物體沿劭滑到底端所需時間最短

C.物體沿。下滑，加速度最大

D.物體沿刃滑到底端所需時間最短

CD[設底邊力8長為￡,則傾角為。的斜面長度為x=—由牛頓第二

COS8

定律得，物體沿斜面下滑時加速度a=^ine,故當夕=75°時加速度最大，

故選項C正確；由/=2ax可得，物體沿斜面滑到底端時的速度為v=y[2^c=

破in。?（、/〃=q2g￡tan_,當，=75°時，v最大，選項A錯誤；由

2L/4L

器in9cos。'gsin2，'

當，=45°時，t最小，選項B錯誤，選項D正確.]

3.如圖所示，放在光滑水平面上的一個物體，同時受到兩個水平方向力的作

用，其中水平向右的力￡=5N,水平向左的力￡=10N,當￡由10N逐漸減

小到零的過程中，物體的加速度大小是（）

A.逐漸減小B.逐漸增大

C.先減小后增大D.先增大后減小

C[月由10N減到5N的過程中/合=￡—￡=儂，a方向沿￡方向且逐漸

減?。划擪〈5N后，F(xiàn)『F\一F尸ma,a方向沿E方向且逐漸增大；故加速度先

減小后反向增大，選項C正確.]

4.在液體中下落的物體最終會達到一個恒定的速度，稱之為收尾速度.一

小鐵球質(zhì)量為力，用手將它完全放入水中后靜止釋放，最后鐵球的收尾速度為％

若鐵球在水中所受浮力保持不變恒為E重力加速度為g,關于小鐵球，下列說

法正確的是（）

A.若測得小鐵球從釋放至達到收尾速度所用時間為t,則小鐵球下落的位

yt

移為萬

B.若測得小鐵球下落方時的加速度為a,則小鐵球此時的速度為，通

C.若測得某時刻小鐵球的加速度大小為a,則小鐵球此時受到的水的阻力

為m{a+g）—F

D.若測得小鐵球下落t時間，通過的位移為y,則該過程的平均速度一定

用

D[小球釋放到達收尾速度過程中，阻力增大，加速度減小，做加速度減小

的加速運動，不能通過勻變速直線運動的運動學公式和推論進行求解，故A錯誤;

因為該過程中的加速度在變化，不能通過聲=2a7?求解小球的速度，故B錯誤；

根據(jù)牛頓第二定律得，mg—F—f=ma,解得小鐵球受到水的阻力f=mg-F—ma,

故C錯誤；根據(jù)平均速度的定義式，位移為必時間為t,則平均速度為，，故D

正確.]

◎考點二已知運動情況確定受力情況

5.質(zhì)量為1kg的物體，受水平恒力作用，由靜止開始在光滑的水平面上做

加速運動，它在￡s內(nèi)的位移為xm,則6的大小為（）

2x2x2x2x

A.C-----n

a2Z-12t+l7Tl

a=9x

A[由得:~^m/s)對物體由牛頓第二定律得少=儂=1*7N

=彳N,故A正確.]

6.（多選）如圖所示，質(zhì)量為色的物體2放在正沿平直軌道向右行駛的車廂

底板上，并用豎直細繩通過光滑定滑輪連接質(zhì)量為0的物體1,與物體1相連接

的繩與豎直方向成，角，貝h）

A.車廂的加速度為依an0

B.繩對物體1的拉力為

COSu

C.底板對物體2的支持力為（也一加g

D.物體2所受底板的摩擦力為色哭in0

AB[對物體1受力分析知，儂tan0=ma,得a=0;an0,故選項A正確;

繩的拉力設為凡則有產(chǎn)?cos9=m,g,故選項B正確；對物體2

COS〃

受力分析知，豎直方向上，F(xiàn)+R=nkg,得斥=色1g------故選項C錯誤；水

平方向上/1=z^a=z%/an。,故選項D錯誤.]

7.某消防隊員從一平臺上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲

的方法緩沖，使自身重心又下降了0.5m,在著地過程中地面對他雙腳的平均作

用力估計為（）

A.自身所受重力的2倍

B.自身所受重力的5倍

C.自身所受重力的8倍

D.自身所受重力的10倍

B[消防隊員下落"=2m后末速度為％由運動學公式F=2g〃；緩沖減速

下降了A=0.5m；由運動學公式得0—/=-2a力而a=￥；由牛頓第二定律得

緩沖過程/儂=儂，解得“=勿g+Ra=〃（l+Wg=5%g，故選項B正確.]

8.某旅游景區(qū)新開發(fā)了一個游樂項目，可簡化為圖示坡道模型，整個坡道由

三段傾角不同的傾斜直軌道組成，滑車從坡頂4點由靜止滑下，48段做勻加速

直線運動，寬段做勻速直線運動，修段做勻減速直線運動，滑到坡底。點時速

度減為零，不計空氣的阻力，則（）

A.坡道對滑車的作用力沿坡面向下

B.坡道比對滑車的作用力為零

C.坡道a'對滑車作用力豎直向上

D.坡道切對滑車的作用力可能垂直坡道斜面向上

C［滑車從坡頂/點由靜止滑下，段做勻加速直線運動，從受力分析角

度，受到重力、支持力與滑動摩擦力，因此做勻加速直線運動，則車受到的支持

力與滑動摩擦力的合力在豎直向上偏右方向，這樣再與重力求合力，才能產(chǎn)生向

下的加速度，故A錯誤；車在回段做勻速直線運動，因此車受到的支持力與滑

動摩擦力的合力與重力等值反向，則坡道a'對滑車作用力豎直向上，故B錯誤,

C正確；車在坡道"做勻減速直線運動，車受到支持力與滑動摩擦力的合力，

即對滑車的作用力，應該在豎直向上偏左方向，這樣再與重力求合力才能產(chǎn)生向

上的加速度，因此對滑車的作用力不可能垂直坡道斜面向上，故D錯誤.］

9.某研究性學習小組利用力傳感器研究小球與豎直擋板間的作用力，實驗裝

置如圖所示，已知斜面傾角為45°,光滑小球的質(zhì)量面=3kg,力傳感器固定在

豎直擋板上(g取10m/s2).求:

(1)當整個裝置靜止時，力傳感器的示數(shù)；

(2)當整個裝置向右勻加速直線運動時，力傳感器示數(shù)為36N,此時裝置的

加速度大?。?/p>

(3)某次整個裝置在水平方向做勻加速直線運動時，力傳感器示數(shù)恰好為0,

此時整個裝置的運動方向如何？加速度為多大？

［解析］(1)以小球為研究對象，設小球與力傳感器靜止時的作用力大小為

“小球與斜面間的作用力大小為N,對小球受力分析如圖所示，由幾何關系可

知：

F=/ng=3X10N=30N.

(2)豎直方向快os45°=mg

水平方向廠一肱in45°=ma

解得a=2m/s2.

(3)要使力傳感器示數(shù)為0,則有：

Afcos45°=mg

Afein45°=ma

解得a=10m/s2,方向向左.

［答案］(1)30N(2)2m/s2(3)方向向左10m/s2

10.(多選)在光滑水平面上有一物體受水平恒力廠的作用而運動，在其正前

方固定一個足夠長的輕質(zhì)彈簧，如圖所示，當物體與彈簧接觸并將彈簧壓至最短

的過程中，下列說法正確的是()

一ivwwvw

//Z/////Z//////////Z//Z//ZZ

A.物體接觸彈簧后即做減速運動

B.物體接觸彈簧后先加速后減速

C.當彈簧處于壓縮量最大時，物體的加速度不等于零

D.當物體的速度為零時，它所受的合力不為零

BCD［由牛頓第二定律知物體先做加速度減小的加速運動，后做加速度增大

的減速運動，故選項A錯誤，B正確；當拉力廠等于彈簧彈力時，物體加速度為

零，但速度最大；由于慣性，物體會繼續(xù)運動，彈簧會進一步被壓縮，當物體速