高中物理必修一第四章第五节知能演练轻松闯关

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1.关于作用力与反作用力,下列说法中正确的是()A.物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,故这两个力合力为零C.作用力与反作用力可以是不同性质的力,如作用力是弹力,其反作用力可能是摩擦力D.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解析:选D.作用力与反作用力同时产生,同时消失,故A错误;作用力与反作用力作用在不同物体上,不能求合力,故B错误;作用力与反作用力的性质一定相同,故C错误;作用力与反作用力的“同时性”和“异体性”表明两力同时作用在两个物体上,故D正确.故选D.2.物体静止于一斜面上,如图所示,则下列说法正确的是()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.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力解析:选B.根据作用力和反作用力、平衡力的特点可知,物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力,以及物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力,分别作用在斜面和物体上,因此它们是两对作用力和反作用力,故A错误、B正确.物体的重力是地球施加的,它的反作用力应作用在地球上,由此可知C是错误的.对重力分解其分力也是作用在物体上的,不可能产生作用在斜面上的压力,D的说法错误.故选B.3.关于反作用力在日常生活和生产技术中应用的例子,下列说法中错误的是() A.运动员在跳高时总是要用力蹬地面,才能向上弹起B.大炮发射炮弹时,炮身会倒退C.农田灌溉用的自动喷水器,当水从弯管的喷嘴里喷射出来时,弯管会自动旋转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解析:选B.运动员跳高依靠的是地面对其的支持力,它的反作用力即运动员对地面的压力,所以选项A正确;同理可得选项C是正确的;炮身后退是因为受到了内部炸药的推动作用,所以选项B错误;乌贼吸水和排水时存在着相同的作用,即对水有作用力,它的反作用力作用于乌贼,使其发生转向,D正确.故选B.4.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 .电扇静止时,固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力D .电扇水平转动后,固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力解析:选C.电扇不转时,显然有F =G ,而扇叶转动起来后,向下吹风,对空气有向下的作用力,根据牛顿第三定律,空气对叶片有向上的作用力,此时杆对电扇的拉力F ′<G ,得F ′<F ,B 错误;固定杆对电扇的作用力与电扇对固定杆的作用力为一对作用力和反作用力,故两者总是等大反向,C 正确.故选C.5.一个质量为75 kg 的人,站立在水平地面上,某一瞬间突然竖直跳起,已知刚跳起时速度为3.0 m/s ,起跳时间为0.5 s ,求此人在起跳瞬间对地面的压力的平均值.(人的运动近似看做匀加速运动,g 取10 m/s 2)解析:以人为研究对象,人在起跳瞬间只受到重力和支持力,如图所示.起跳瞬间,人的运动可等效成初速度为零的匀加速运动,其加速度为a =v t =3.00.5m/s 2=6 m/s 2 据牛顿第二定律得F N -mg =ma故F N =m (g +a )=75×(10+6) N =1 200 N据牛顿第三定律知,人对地面的平均压力为1 200 N ,方向与F N 相反,竖直向下. 答案:1 200 N 竖直向下一、选择题1.(单选)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下显示出来的解析: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状态无关,所以C 、D 均错误.故选B.2.(多选)如图所示,P 和Q 叠放在一起,静止在水平面上,在下列各对力中,属于作用力与反作用力的有( )A .P 所受的重力和Q 对P 的支持力B .P 所受的重力和P 对Q 的压力C.P对Q的压力和Q对P的支持力D.Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力解析:选CD.P所受重力的施力物体是地球,Q对P的支持力的施力物体是Q,它们是一对平衡力,A错误.P对Q的压力的施力物体是P,受力物体是Q,P所受的重力和P对Q的压力大小相等,方向相同,它们不是一对作用力与反作用力,B错误.P对Q的压力和Q对P的支持力都是弹力,它们分别作用于Q和P,是一对作用力与反作用力,C正确.Q 对桌面的压力和桌面对Q的支持力都是弹力,分别作用于桌面和Q,受力物体分别是桌面和Q,施力物体分别是Q和桌面,它们是一对作用力与反作用力,D正确.故选CD.3.(单选)在日常生活中,小巧美观的冰箱贴使用广泛.一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时,它受到的磁力()A.小于受到的弹力B.大于受到的弹力C.和受到的弹力是一对作用力与反作用力D.和受到的弹力是一对平衡力解析:选D.因磁性冰箱贴静止不动,在水平方向上受到两个力:磁力与弹力,应为平衡力,故选D.4.(单选)人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有()A.一对B.两对C.三对D.四对解析:选C.物体间的作用力和反作用力是相互的,总是成对出现的.人走路时受到三个力的作用,即重力、地面的支持力和地面对人的摩擦力,力的作用总是相互的,这三个力的反作用力分别是:人对地球的吸引力的一部分、人对地面的压力和人对地面的摩擦力,所以人走路时与地球间有三对作用力和反作用力,故C选项正确.分析人受到的力,每个力都存在反作用力,即作用力和反作用力总是成对出现.5.(单选)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所受的重力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解析:选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.6.(多选)马拉车运动时,设马对车的作用力为F,车对马的作用力为F′.关于F和F′的说法正确的是()A.F和F′是一对作用力与反作用力B.当马与车做加速运动时,F>F′C.当马与车做减速运动时,F<F′D.无论做什么运动,F和F′的大小总是相等的解析:选AD.马与车之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,这两个力大小一定相等,故选项A、D正确,选项B、C错误,车做加速运动的原因是马拉车的力大于车所受的阻力.故选AD.7.(多选)(改编题)下面关于卫星与火箭上天的情形叙述正确的是()A.火箭尾部向外喷气,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:选AD.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.因而选项B 、C 错误,选项A 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,这是一对作用力与反作用力,故选项D 正确.故选AD.☆8.(单选)如图所示为杂技“顶杆”表演,一人站在地上,肩上为一质量为M 的竖直竹竿,当竿上一质量为m 的人以加速度a 加速下滑时,竿对“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:选B.竿上的人与竿的相互作用力为F f ,则底下的人受到的压力为F N =Mg +F f ,对质量为m 的人有:mg -F f =ma .解得:F N =(m +M )g -ma .☆9.(单选)(2011·高考浙江卷)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”比赛的胜利解析:选C.A 项中两力是一对作用力与反作用力,A 错误;B 项中的两力是一对平衡力,B 错误;因m 甲>m 乙,由a =F m 知a 甲<a 乙,因x =12at 2得x 乙>x 甲,C 项正确;由x =12at 2知x 与收绳的速度无关,D 项错误.故选C.二、非选择题10.如图所示,质量M =60 kg 的人通过光滑的定滑轮用绳拉着m =20 kg 的物体.当物体以加速度a =2 m/s 2上升时,人对地面的压力是多少?(g 取10 m/s 2)解析:对物体m ,由牛顿第二定律知:F -mg =ma .绳的拉力F =m (g +a )=20×(10+2) N =240 N.对人,由于人静止,则Mg =F N +F .则地面对人的弹力F N =Mg -F =360 N.由牛顿第三定律知,人对地面的压力为360 N.答案:360 N 11.一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,已知环沿杆匀加速下滑时,环与杆间的摩擦力大小为F f,则此时箱子对地面压力大小为多少?解析:环在竖直方向上受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力F 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 f′,故箱子在竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力F N,及环给它的摩擦力F f′,受力情况如图乙所示,由平衡条件如:F N=Mg+F f′,F f=F f′.再由牛顿第三定律可得箱子对地面的压力为F N′=F N,F′N=Mg+F f.答案:Mg+F f☆12.在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.为了探究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大小.解析:(1)设运动员受到绳向上的拉力大小为F,由于跨过定滑轮的两段绳子的拉力大小相等,故吊椅受到绳的拉力大小也是F.对运动员和吊椅整体进行受力分析,如图所示,则有2F-(m人+m椅)g=(m人+m椅)a解得F=440 N根据牛顿第三定律知,运动员竖直向下拉绳的力的大小F′=440 N.(2)设吊椅对运动员的支持力为F N,对运动员进行受力分析,如图所示,则有F+F N-m人g=m人a解得F N=275 N根据牛顿第三定律知,运动员对吊椅的压力大小为275 N. 答案:(1)440 N(2)275 N。