文档内容
考点 10 牛顿第一定律 牛顿第三定律
1. 3年真题考点分布
题型 选择题
伽利略理想斜面实验的理解;牛顿第一定律的理解;惯性的理解;牛顿第三
高考考点 定律的理解;相互作用力和平衡力的区分;牛顿第一、第三定律在实际生活
中的应用及分析
2023 浙江2题
新高考 2022 浙江卷6题、海南卷1题、浙江卷3题
2021 广东卷3题、浙江春招卷4题
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计6次,主要考查:
1. 相互作用力和平衡力的区分;
2. 牛顿第一、第三定律在实际生活中的应用及分析;
【备考策略】能灵活判断物体是否做机械运动和参考系的选择;能正确区分时间与时刻的不同点;能正确
区分矢量和标量的区别;熟练掌握位移和路程的区别并掌握其计算方法;能正确区分速度和
速率、平均速度和瞬时速率的概念并掌握其计算方法;理解并掌握加速度的概念和计算的方
法并能根据图像判断物体的运动情况。
【命题预测】2021——2023年牛顿第一、第三定律均在了浙江春季或夏季高考中出现,2024年浙江卷同样
会议较大概率出现,一般出现在1-4题,浙江考生需要引起重视,在复习时,注重物理基础知
识的复习。除浙江以外考生,本节内容单独出现概率不大,一般会与涉及受力分析的题型出
现。本节知识属于基础性知识,各省考生都需要熟练掌握,为掌握好别的题型提供知识储备。
1考法 1 牛顿第一定律 惯性
一、对力和运动关系的认识历程
1. 亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因;
2. 伽利略的观点;如果没有摩擦、水平面上的物体一旦具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去,
即力不是维持物体运动的原因。
3. 笛卡儿的观点:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将地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。
二、伽利略的理想实睑
如图所示,让小球沿斜面 AB 从静止状态开始滚下,小球将浪上
斜面BC,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度,减小第二个斜面的
倾角(如BD、BE),小球达到同一高度时会离得更远,若第二个斜面放平
(如BF),小球将以恒定的速率永远运动下去。
三、牛顿第一定律
1. 内容:一切物体在不受外力时,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态
为止,牛顿第一定律又叫惯性定律。
2. 意义
(1)揭示了力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因(即力是产生加速度的原因),而不是维持物体
运动的原因
(2)定义了惯性:任何物体都具有保持原来运动状态的性质——惯性
2四、惯性与质量
1. 惯性:物体所具有的保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.
2. 对惯性的理解
(1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关;
(2)质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小;
(3)惯性不是力,不能说物体受惯性力;
(4)惯性大小反映了物体运动状态改变的难易程度,惯性大,运动状态难改变;惯性小,运动状态易改
变;
(5)物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来。
【典例1】(2022·山东·模拟预测)伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究,开创了科学
实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别展示了这两项研究中实验和逻辑推理的过程,
对这两项研究,下列说法中正确的是( )
A.图甲的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出力是改变物体运动状态的原因
B.图甲中的实验,可以在实验室中真实呈现
C.图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使速度的测量更容易
D.图乙中通过逐渐改变斜面的倾角,合理外推得出自由落体运动是匀变速运动
【答案】D
【详解】AB.分析甲图可知,伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需
要力来维持,由于不存在没有阻力的斜面,所以无法在实验室中真实呈现,故AB错误;
CD.伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学
推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比。由于当时用滴水法计算,无法记录自由
落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来冲淡重力的作用效果,而小球在斜面上
运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长得多,所以容易测量。伽利略做了上百次实验,
并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推,故C错误,D正确。
故选D。
【典例2】(2023·浙江·模拟预测)某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球,一只手拿着球筒的中部,
另一只手用力击打羽毛球筒的上端,则下列判断正确的是( )
3A.此同学无法取出羽毛球
B.羽毛球会从筒的下端出来
C.羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来
D.该同学是在利用惯性取羽毛球
【答案】D
【详解】该同学一只手拿着球筒的中部,一只手用力击打羽毛球筒的上端,羽毛球筒被手击打后迅速向下
运动,而羽毛球由于惯性要保持原来的静止状态,所以羽毛球会从筒的上端出来,ABC错误,D正确。
故选D。
惯性与惯性定律的比较
(1)惯性是物体的固有属性,而惯性定律是物体运动的一条动力学规律.
(2)惯性与物体的受力情况、运动状态及所处的位置无关;惯性定律是有条件的,其成立的条件是物体
不受外力或所受的合外力为零.
(3)惯性的大小取决于物体的质量,而惯性定律所描述的物体的匀速直线运动状态或静止状态,则取决
于物体是否受力或所受合外力是否为零.
1.(2023·云南丽江·华坪县第一中学校考一模)如图所示,在一辆表面光滑的小车上,放有质量分别为
m、m 的两个球,随车一起匀速运动,当车突然停止运动,其他阻力不计,设车无限长,则两小球
1 2
( )
A.一定相碰 B.一定不相碰
C.若m>m,则肯定相碰 D.若mmg
0 1 N 2
故选A。
【基础过关】
1.(2023·山东泰安·统考模拟预测)2022年12月18日卡塔尔世界杯决赛在亿万球迷的欢呼声中落下帷幕,
最终经过点球大战,阿根廷队以 的成绩击败法国队夺得冠军。关于足球的运动,下列说法正确的是(
)
A.在研究香蕉球和电梯球的形成原因时,足球都可以被看成质点
B.阻力作用下足球运动速度逐渐变小,说明力是改变物体运动状态的原因
C.守门员用双手将足球以原速率扑出的过程,足球的动量、动能均保持不变
D.运动员间互相传球过程中,足球的动量发生变化时动能也一定发生变化
【答案】B
【详解】A.在研究香蕉球和电梯球的形成原因时,足球的旋转和姿态占主要因素,因此不能把足球当成
质点,故A错误;
B.运动状态包括物体运动速度的大小和速度的方向,任何一项发生改变都将表明物体的运动状态发生了
改变,足球运动过程中因受阻力速度变小,则可说明力是改变物体运动状态的原因,故B正确;
CD.动量是矢量,既有大小又有方向,当守门员用双手将足球以原速率扑出时,足球的速率不变,但是方
向发生了改变,因此足球的动量发生了改变;动能是标量,此时足球的动能不变,可知足球的动量发生变
化时动能不一定发生变化,故C、D错误。
故选B。
2.(2023·天津静海·静海一中校考模拟预测)下列表格中,关于物理学史与物理思想方法,叙述正确的是
( )
A.“牛顿第一定律”是牛顿通过大量的试验得出的
B.开普勒测出了万有引力常量的数值,被称为测定地球质量的第一人
C.爱因斯坦的相对论否定了牛顿力学理论,成功解决了宏观物体的高速运动问题
D.麦克斯韦认为磁场变化会在空间激发一种电场,这种电场不是由电荷产生的
【答案】D
【详解】A.“牛顿第一定律”是牛顿在伽利略和笛卡儿工作基础上,提出的动力学的一条基本定律,不
能用实验完全得出,故A错误;
B.卡文迪什测出了万有引力常量的数值,被称为测定地球质量的第一人,故B错误;
10C.爱因斯坦的相对论证明了牛顿力学理论的局限性,成功解决了宏观物体的高速运动问题,故C错误;
D.麦克斯韦认为变化的电场能在空间激发磁场,磁场变化会在空间激发一种电场,这种电场不是由电荷
产生的,是由电磁感应现象产生的,故D正确。
故选D。
3.(2023·浙江·模拟预测)航天员在舱外机械臂上,一手拿小钢球,一手拿羽毛,双手用同样的力作用相
同的一小段时间后,向同一方向扔出,预定目标为扔出正前方的两米处,谁先抵达?对此,你的理解是(
)
A.小钢球先到达,因为小钢球的惯性比羽毛大
B.羽毛先到达,因为离开手之后羽毛的速度大
C.不能到达,因为在舱外小钢球和羽毛没有惯性
D.同时到达,因为没有阻力影响,轻、重物体运动一样快
【答案】B
【详解】ABD.由于用相同的力作用相同的一段时间,人对物体的冲量相同,由动量定理 ,可知质
量与速度成反比,故质量小的羽毛获得的速度大,舱外没有空气,离开手以后,在飞行过程中小钢球和羽
毛的运动都可看作匀速直线运动,故羽毛先到达正前方两米处,AD错误,B正确;
C.惯性是物体本身固有的属性,在任何状态下都具有惯性,C错误。
故选B。
4.(2023·广东佛山·佛山市高明区第一中学校联考模拟预测)挂钩在生活中随处可见,如图为家中挂钩悬
空挂一斜挎手提包,下列说法正确的是( )
A.背带对手提包的拉力与手提包的重力是一对相互作用力
B.手提包的背带越长,背带所受的拉力越大
C.挂钩对背带支持力与背带对挂钩的拉力是一对平衡力
D.缩短背带的长度,背带对挂钩的拉力不变
【答案】D
【详解】A.背带对手提包的拉力与手提包的重力是一对平衡力,选项A错误。
B.手提包的背带越长,背带与竖直方向的夹角越小,故背带所受的拉力越小,选项B错误。
C.挂钩对背带支持力与背带对挂钩的拉力是一对相互作用力,选项C错误。
D.背带对挂钩的拉力等于背包的重力大小,大小不变,方向竖直向下,即缩短背带的长度,背带对挂钩
的拉力不变,选项D正确。
故选D。
115.(2023·广东深圳·深圳中学校考三模)舞蹈《只此青绿》表演中,需要舞者两脚前后分开,以胯部为轴,
上半身缓慢后躺,与地面近乎平行,在舞者缓慢后躺的过程中,下列说法正确的是( )
A.舞者对地面的压力就是舞者的重力 B.地面对舞者的支持力和舞者的重力是一对平衡力
C.舞者受到地面的摩擦力向前 D.舞者处于失重状态
【答案】B
【详解】A.舞者缓慢后躺,始终处于平衡状态,则舞者所受的支持力大小始终等于舞者的重力大小,而
舞者对地面的压力和地面对舞者的支持力是一对作用力与反作用力,故舞者对地面的压力大小等于舞者的
重力大小,故A错误;
B.地面对舞者的支持力和舞者的重力二者大小相等,方向相反,作用在不同物体上,作用在同一直线上,
故是一对平衡力,故B正确;
CD.舞者缓慢后躺,始终处于平衡状态,重力大小和支持力大小相等,不是失重状态,且水平方向上不受
摩擦力,故CD错误。
故选B。
6.(2023·江苏·模拟预测)据历史文献和出土文物证明,踢毽子起源于中国汉代,盛行于南北朝、隋唐。
毽子由羽毛、金属片和胶垫组成。如图是同学练习踢毽子,毽子离开脚后,恰好沿竖直方向运动,假设运
动过程中毽子所受的空气阻力大小不变,则下列说法正确的是( )
A.脚对毽子的作用力大于毽子对脚的作用力,所以才能把毽子踢起来
B.毽子在空中运动时加速度总是小于重力加速度g
C.毽子上升过程的动能减少量大于下落过程的动能增加量
D.毽子上升过程中重力冲量大于下落过程中的重力冲量
【答案】C
【详解】A.脚对毽子的作用力与毽子对脚的作用力是一对作用力和反作用力,等大反向,故A错误;
B.因为空气阻力存在,毽子在空中上升段阻力向下,加速度大于重力加速度g,而下降阶段阻力向上,加
速度小于重力加速度g,故B错误;
C.根据动能定理,毽子上升过程的动能减少量
12下落过程的动能增加量
则 ,故C正确;
D.毽子上升过程中加速度大小大于下降过程中加速度大小,上升过程中时间小于下降过程中时间,毽子
上升过程中重力冲量小于下落过程中的重力冲量,故D错误。
故选C。
7.(2023·浙江·校联考三模)2022年6月17日,我国第三艘航母“福建号”正式下水,预计今年会进行
第一次海试.假设“福建号”离港进行近海海试,航母在海面上航行时,不考虑其质量的变化,下列说法
正确的是( ).
A.航母加速航行时,其惯性变大
B.航母由于体型巨大,一定不能看做质点
C.航母所受重力和浮力是一对相互作用力
D.航母上停放的舰载机相对于海面是运动的
【答案】D
【详解】A.航母的惯性大小与质量有关,与其运动状态无关,质量不变,惯性不变,故A错误;
B.航母能不能看作质点,主要由研究问题而定,若航母的尺寸相对研究问题可忽略,则可看作质点,故B
错误;
C.航母所受重力和浮力都作用在航母上,不是相互作用力,故C错误;
D.航母上停放的舰载机相对于海面的位置有变化,故相对于海面是运动的,故D正确;
故选D。
8.(多选)(2023·海南海口·校考模拟预测)某学生尝试用所学过的物理知识去解释下列情景。图甲为起
重机匀速吊重物时的工作场景;图乙为汽车突然加速时窗帘可以在无人操作的情况下自己拉开;图丙是火
车在轨道上转弯时的场景;图丁为打羽毛球时的场景。下列说法正确的是( )
A.图甲中货物被匀速吊起时,其机械能守恒
B.图乙中窗帘能自己拉开是由于惯性的原因
C.图丙中火车转弯处轨道内低外高以减小火车轮缘对外轨的压力
D.图丁中羽毛球从最高点下落的运动过程可以认为是平抛运动
【答案】BC
【详解】A.货物动能不变,重力势能增加,机械能增加,A项错误;
B.汽车在突然启动,或者紧急刹车时,有可能观察到这种现象,这是由于物体本身具有惯性导致的,B项
正确;
13C.火车转弯处轨道内低外高,可让火车重力、支持力的合力充当向心力,能够防止火车脱轨,还能减小
火车轮缘对外轨的压力从而减少外轨磨损增加轨道使用寿命,C项正确;
D.实际情景中,羽毛球的运动不能忽略空气阻力,不能认为是平抛运动。D项错误。
故选BC。
9.(2023·辽宁大连·育明高中校考一模)“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,春天正是踏青放风筝的
好时节。如图所示,在细线拉力的作用下,风筝静止在空中,若气流对风筝的作用力大小不变,下列说法
正确的是( )
A.地面受到人的作用力方向斜向右上方
B.细线由实线位置变为虚线位置,细线的拉力变小
C.细线由实线位置变为虚线位置,地面对人的支持力变大
D.细线由实线位置变为虚线位置,地面对人的摩擦力变大
【答案】B
【详解】A.人在地面上受竖直向下的重力、向上的支持力、向右的摩擦力和斜向左上方的细线拉力,所
以人受到地面的作用力即支持力和摩擦力的合力,方向应斜向右上方,由牛顿第三定律可知,地面受到人
的作用力方向斜向左下方,故A错误;
B.当细线由实线位置变为虚线位置,对风筝分析,绳子拉力T与风筝重力G的夹角减小,若气流对风筝
的作用力大小不变,作出力的三角形,如图所示
由此可知,细线的拉力减小,故B正确;
CD.对人和风筝整体分析,则有 ,
细线由实线位置变为虚线位置,气流对风筝的作用力F大小不变,方向与竖直方向的夹角 变小,所以地
面对人的摩擦力 减小,地面对人的支持力N减小,故CD错误。
14故选B。
10.(2023·广东·统考二模)操纵如图所示的无人机,使其沿竖直方向匀速上升。设无人机(含照相机)
的重力大小为G,无人机对空气的作用力大小为F,空气对无人机的作用力大小为T。则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】无人机沿竖直方向匀速上升,则空气对无人机的作用力与无人机的重力二力平衡,有 ,
无人机对空气的作用力和空气对无人机的作用力是相互作用力,所以有
故选A。
【能力提升】
1.(2023·全国·模拟预测)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力的促进了人类
科学认识的发展。利用如图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( )
A.若小球不受力,它将一直保持匀速直线运动或静止状态
B.若斜面光滑,小球在右侧斜面将上升到与O点等高的位置
C.若小球受到力的作用,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,它的运动状态就越难改变
【答案】B
【详解】AC.本实验并不能得到力与运动状态的关系,故AC错误;
B.根据题意,先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球上升高度一直增加,可推知,当斜面光滑,
小球将上升到与O点等高的位置,故B正确;
D.本实验质量是固定的,不能得到质量与运动状态之间的关系,故D错误。
故选B。
2.(2023·广东·一模)车厢内用不可伸长的绳子悬挂一小球,小球与车一起沿水平公路匀速前进。当车子
突然刹车时(假设刹车过程可看成匀减速运动),下列说法中正确的是( )
A.绳子拉力突然增大
B.小球速度突然减小
C.小球将相对车厢向着车厢加速度方向荡起
15D.如果刚刹车时绳子断裂,小球将相对车厢做直线运动
【答案】A
【详解】A.小球与车一起沿水平公路匀速前进,绳子拉力与重力等大平衡,车突然刹车时,小球相对于
车子的悬点做圆周运动,所以车刹车时,绳子的拉力与小球的重力提供向上的向心力,故绳子拉力突然大
于小球的重力,故A正确;
B.车子刹车时,小球由于惯性,还要保持原来的运动状态,所以小球速度不会突然减小,故B错误;
C.车突然刹车时,车子的加速度方向向后,而小球由于惯性保持原有的运动状态,所以小球相对于车子
向前摆动,故C错误;
D.小球与车原来的速度相同,如果刚刹车时绳子断裂,则水平方向小球相对车厢做初速度为零的匀加速
直线运动,竖直方向小球做自由落体运动,所以小球相对车厢的初速度为零,根据运动的合成可知,小球
相对车厢斜向下做直线运动;车停止后,如果小球还未落地,则小球相对车厢做曲线运动,故D错误。
故选A。
3.(2023·广东·校联考模拟预测)机器人服务人类的场景正步入现实生活中,例如餐厅中使用机器人来送
餐,就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人,将其结构简化为如图乙所示的示意图,机器人的
上表面保持水平。则下列说法中正确的是( )
A.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用
B.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力
C.菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时,菜品的惯性逐渐增大
D.菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时,机器人对菜品的作用力大于菜品的重力
【答案】D
【详解】A.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,不受摩擦力作用。A错误;
B.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对作用力
与反作用力。B错误;
C.菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时,菜品的惯性不变。惯性大小由物体的质量决定,质量不变,
物体的惯性不变。C错误;
D.菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时,机器人对菜品的支持力
由牛顿第二定律 ,机器人对菜品的作用力为支持了和静摩擦力的合力
,D正确。
故选D。
4.(2023·福建·一模)短道速滑场地是由直跑道和两端圆弧形弯道组成的环形跑道在2022年北京冬奥会
16短道速滑男子1000米决赛中,任子威在直线起跑阶段,左右脚向后交替蹬冰,滑行一段时间后进入弯道时
身体向内侧倾斜,通过圆弧形弯道,如图所示,最终夺得该项目冠军,则任子威( )
A.在直线起跑加速过程中,随着速度增大,惯性也增大
B.在直线起跑蹬冰过程中,冰面对他的作用力大于他对冰面的作用力
C.通过圆弧形弯道时,冰面对他的作用力与他所受的重力是一对平衡力
D.若沿半径不变的圆弧匀速通过弯道时,速度越大身体与冰面的夹角 越小
【答案】D
【详解】A.物体的惯性大小仅与物体的质量有关,与速度大小无关,故A错误;
B.冰面对他的作用力与他对冰面的作用力为一对相互作用力,大小相等,方向相反,故B错误;
C.通过圆弧形弯道时,冰面对他的作用力与他所受的重力的合力提供向心力,不是处于平衡状态,故C
错误;
D.若沿半径不变的圆弧匀速通过弯道时,根据 ,解得
可知速度越大身体与冰面的夹角 越小,故D正确。
故选D。
5.(2023·江苏南京·模拟预测)质量为M、半径为R的光滑匀质球,用一根长度也为R的细线悬挂在互相
垂直的两竖直墙壁交线处的P点,则球对任一墙壁的压力大小为( )
A. Mg B. Mg C. Mg D. Mg
【答案】B
【详解】对球进行受力分析,球受重力Mg、绳子的拉力T及两个墙壁对它的支持力,两个支持力大小相
等,夹角为 ,设支持力的大小为N、绳子与竖直墙壁交线的夹角 ,根据几何知识可知球心到竖直墙壁
交线的垂直距离为
故 ,解得
17在竖直方向上根据受力平衡可得 ,解得
在水平方向上根据受力平衡可知两个墙壁对球的支持力的合力大小等于绳子拉力T的水平分力的大小,即
,解得
根据牛顿第三定律可得则球对任一墙壁的压力大小为 。
故选B。
6.(2023·湖南邵阳·统考三模)在楼房维修时,为防止重物碰撞阳台,工人经常使用如图所示的装置提升
重物。跨过光滑定滑轮的a绳和b、c绳子连结在O点,工人甲拉动绳的一端使重物上升,工人乙在地面某
固定位置用力拉着b绳的一端,保证重物沿竖直方向匀速上升,则下列说法正确的是( )
A.a绳的拉力先变大后变小0
B.b绳的拉力越来越小
C.工人乙对地面的压力越来越大
D.工人乙对地面的摩擦力越来越大
【答案】D
【详解】AB.重物沿竖直方向匀速上升,O点受到c绳的拉力大小等于重物的重力,受力分析如下图所示,
当物体上升时,a绳与竖直方向的夹角变大,b绳与竖直方向的夹角变小,根据平行四边形法则可知ab绳
中的拉力都变大,AB错误;
C.根据前面分析可知工人乙在竖直方向上受到的b绳拉力沿竖直方向的分量越来越大,根据平衡条件可知
地面对乙的支持力越来越小,结合牛顿第三定律可知工人乙对地面的压力越来越小,C错误;
D.由于a绳与竖直方向的夹角变大,a绳的拉力也变大,所以其水平方向上的分力越来越大,对重物和乙
整体分析,水平方向上根据平衡条件可知工人乙水平方向上受到地面的摩擦力等于a绳沿水平方向上的分
力,所以工人乙受到地面的摩擦力越来越大,结合牛顿第三定律可知工人乙对地面的摩擦力越来越大,D
正确。
故选D。
187.(2023·广东惠州·统考模拟预测)图左侧为不锈钢砧板架实物图。在图右侧图中,质量为M的圆形砧板
稳稳地竖立在砧板架上,砧板架两侧横梁近似光滑,间距为d,取重力加速度为g,下列说法正确的是(
)
A.砧板对砧板架一侧横梁的作用力一定小于Mg
B.若增大横梁的间距d,砧板对两侧横梁的作用力均增大
C.若增大横梁的间距d,砧板架对地面的压力增大
D.若换一个质量相同直径更大的砧板,两侧横梁受到的压力均增大
【答案】B
【详解】A.设每侧砧板架对砧板的支持力均为 , 垂直接触面指向砧板圆心, 与竖直方向夹角为 ,
根据平衡条件有
根据牛顿第三定律可得砧板对砧板架一侧横梁的作用力大小为
所以可得砧板对砧板架一侧横梁的作用力不一定小于Mg,A错误;
BD.若增大横梁的间距d, 变大,可知 变大;同理,若换一个质量相同直径更大的砧板可知 变小,
变小,B正确,D错误;
C.若增大横梁的间距d,对砧板和砧板架整体分析可得地面对砧板架的支持力等于砧板和砧板架的总重力,
根据牛顿第三定律可得砧板架对地面的压力不变,C错误。
故选B。
8.(2023·山东·模拟预测)两个质量分别为 =3kg, =2kg的物体置于光滑的水平地面上,中间用轻质
弹簧测力计连接。两个大小分别为 的水平拉力分别作用在 上,如图所示。两物
体在水平地面上运动,则下列说法正确的是( )
19A.稳定后两个物体的加速度大小相等方向相反
B.弹簧测力计的示数为25N
C.弹簧对 的弹力与弹簧对 的弹力是一对平衡力
D.弹簧对 的弹力与弹簧对 的弹力大小相等方向相反,作用在两个不同物体上,是一对作用力和反作
用力
【答案】B
【详解】A.稳定后把两个物体看成整体,稳定后合力向右,则加速度大小相等,方向向右,A错误;
B.根据牛顿第二定律 ,解得 ,
选 为对象 ,解得 ,B正确;
C.弹簧对 的弹力作用在 上,弹簧对 的弹力作用在 上,作用在不同的物体上,不是一对平衡
力,C错误;
D.作用力和反作用力是两个相同物体之间的相互作用,弹簧对 的弹力与弹簧对 的弹力不是两个相同
物体之间的相互作用,不是相互作用力,D错误。
故选B。
9.(多选)(2023·江西上饶·统考一模)世界上第一个想利用火箭飞行的人是明朝的士大夫万户。如图所
示,他把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝,设想利用火箭的推力,竖直飞
上天空,当自己运动到最高点时展开风筝平稳着陆。假设万户及所携设备:火箭(含燃料)、椅子、风筝
等总质量为 ,点燃火箭后在极短的时间内,将质量为 的炽热燃气相对地面以
的速度竖直向下喷出。上升阶段忽略空气阻力的影响,重力加速度g取 。下列说法正确的是
( )
A.燃气喷出后,万户上升过程中处于超重状态
B.火箭的推力来源于燃气对它的反作用力
C.喷出燃气后,万户及所携设备能上升的最大高度为
D.在火箭喷气结束后的上升过程中,万户及所携设备机械能增大
【答案】BC
【详解】A.燃气喷出后,万户将减速上升,加速度方向向下,可知万户上升过程中处于失重状态,A错误;
20B.炽热的燃气向下喷出过程中,火箭对燃气的作用力与燃气对火箭的作用力是一对相互作用力,火箭的
推力来源于燃气对它的反作用力,B正确;
C.由于点燃火箭后,喷气过程在极短的时间内完成,则内力远远大于外力,该过程动量近似守恒,则有
上升阶段忽略空气阻力的影响,之后火箭做竖直上抛运动,则有 ,解得 ,C正确;
D.在火箭喷气结束后的上升过程中,由于上升阶段忽略空气阻力的影响,即只有重力做功,则万户及所
携设备的机械能守恒,即机械能不变,D错误。
故选BC。
10.(2023·山西·统考一模)借助木板从卡车上往地面卸货时,长木板A表面粗糙,一端放在卡车车厢的
底板上,另一端置于水平地面上。将小货箱B从车厢底板推到木板上,用平行于A绳拉B,可使B沿A匀
速下滑;若改用与A成一定的角度绳拉B,同样可使B沿A匀速下滑。已知A始终保持静止,则在两次B
沿A下滑的过程中( )
A.第二次绳拉力的值可能小于第一次绳拉力的值
B.第二次B受到摩擦力的值小于第一次B受到摩擦力的值
C.第二次B对A作用力的值小于第一次B对A作用力的值
D.前、后两次B对A作用力的值大小不变
【答案】BC
【详解】A.设小货箱B的质量为m,长木板A与水平面的夹角为 ,第一次拉货箱时有 ,
第二次拉货箱时,设绳与长木板的夹角为 ,此时有 , ,
可得 ,即 ,A错误;
B.第一次B受到的摩擦力为
第二次B受到的摩擦力为 ,B正确;
CD.根据前面分析结合牛顿第三定律可知第一次B对A作用力的值为
第二次B对A作用力的值为
因为有 ,所以可得 ,C正确,D错误。
故选BC。
21【真题感知】
1.(2023·浙江·统考高考真题)在足球运动中,足球入网如图所示,则( )
A.踢香蕉球时足球可视为质点 B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
【答案】B
【详解】A.在研究如何踢出“香蕉球”时,需要考虑踢在足球上的位置与角度,所以不可以把足球看作
质点,故A错误;
B.惯性只与质量有关,足球在飞行和触网时质量不变,则惯性不变,故B正确;
C.足球在飞行时脚已经离开足球,故在忽略空气阻力的情况下只受重力,故C错误;
D.触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力,大小相等,故D错误。
故选B。
2.(2022·海南·高考真题)在冰上接力比赛时,甲推乙的作用力是 ,乙对甲的作用力是 ,则这两个力
( )
A.大小相等,方向相反 B.大小相等,方向相同
C. 的冲量大于 的冲量 D. 的冲量小于 的冲量
【答案】A
【详解】根据题意可知 和 是相互作用力,根据牛顿第三定律可知 和 等大反向、具有同时性;根
据冲量定义式 可知 和 的冲量大小相等,方向相反。
故选A。
3.(2022·浙江·统考高考真题)如图所示,鱼儿摆尾击水跃出水面,吞食荷花花瓣的过程中,下列说法正
确的是( )
A.鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡
B.鱼儿摆尾出水时浮力大于重力
22C.鱼儿摆尾击水时受到水的作用力
D.研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点
【答案】C
【详解】A.鱼儿吞食花瓣时处于失重状态,A错误;
BC.鱼儿摆尾出水时排开水的体积变小,浮力变小,鱼儿能够出水的主要原因是鱼儿摆尾时水对鱼向上的
作用力大于重力,B错误、C正确;
D.研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可以把鱼儿视为质点,否则就无动作可言,D错误。
故选C。
4.(2021·浙江·统考高考真题)如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左
加速运动时,长木板保持静止,此时( )
A.小车只受重力、支持力作用
B.木板对小车的作用力方向水平向左
C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
【答案】D
【详解】A.小车加速向左运动,受到自身的重力和电机的驱动力,受到长木板对小车的支持力和阻力,A
错误;
B.木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力,根据平行四边形定则可知合力方向一
定不在水平方向,B错误;
CD.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力,等大反向,C错误,D正确。
故选D。
5.(2021·广东·高考真题)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大小
相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为 和 , ,如图所示,忽略耕索
质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
23C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
【答案】B
【详解】A.将拉力F正交分解如下图所示
则在x方向可得出F = Fsinα,F = Fsinβ
曲 直
在y方向可得出F = Fcosα,F = Fcosβ
曲 直
由题知α < β则,sinα < sinβ,cosα > cosβ
则可得到F < F F > F ,A错误、B正确;
曲 直, 曲 直
CD.耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力,它们大小相等,方向相反,无论是加速还是匀
速,则CD错误。
故选B。
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