2020屆高考物理總復(fù)習(xí) 作業(yè)11 牛頓第一定律 牛頓第三定律（含解析）

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1、 作業(yè)11　牛頓第一定律　牛頓第三定律　 　　　　　　　　　　　 6 一、選擇題 1．科學(xué)思維和科學(xué)方法是我們認(rèn)識(shí)世界的基本手段．在研究和解決問題過程中，不僅需要相應(yīng)的知識(shí)，還需要運(yùn)用科學(xué)的方法．理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映自然規(guī)律，伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，如圖11－1所示． 圖11－1 ①兩個(gè)對(duì)接的斜面，靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面 ②如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨? ③減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然會(huì)達(dá)到原來的高度 ④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球會(huì)沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng) 通過對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的分析，

2、我們可以得到的最直接結(jié)論是(　　) A．自然界的一切物體都具有慣性 B．光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的小球，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的維持并不需要外力 C．如果小球受到力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變 D．小球受到的力一定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小 解析：伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)，以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，通過推理得到小球在不受摩擦力的作用時(shí)將在水平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)論，選項(xiàng)B正確． 答案：B 2．關(guān)于物體慣性的大小，下列說法中正確的是(　　) A．因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)速度大的物體比運(yùn)動(dòng)速度小的物體難停下來，所以運(yùn)動(dòng)速度大的物體慣性大 B．因?yàn)槲矬w受到的力越大，要使它停下來就越困難，所以物體受到的力越大，慣性越大

3、C．行駛中的車輛突然剎車，乘客前傾，這是慣性引起的 D．材料不同的兩個(gè)物體放在地面上，用相同的水平力分別推它們，難以被推動(dòng)的物體慣性較大 解析：慣性與物體速度大小及物體受到的力無關(guān)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；行駛中的車輛突然剎車，由于慣性，乘客向前傾，選項(xiàng)C正確；材料不同的兩個(gè)物體放在地面上，用相同的水平力分別推它們，則難以被推動(dòng)的物體受到的摩擦力較大，但其質(zhì)量不一定較大，即慣性不一定較大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：C 3．關(guān)于牛頓第一定律的說法中正確的是(　　) A．由牛頓第一定律可知，物體在任何情況下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) B．牛頓第一定律只是反映慣性大小的，因此也叫慣性定律 C

4、．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此，物體在不受力時(shí)才有慣性 D．牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，又揭示了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因 解析：牛頓第一定律揭示了兩方面問題：①物體在任何時(shí)候都有慣性，故C錯(cuò)誤．不受力時(shí)慣性表現(xiàn)為物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．②揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，所以D正確．牛頓第一定律揭示了這兩方面問題，不只是反映慣性大小，故B錯(cuò)誤． 答案：D 4．下列說法正確的是 (　　) A．凡是大小相等、方向相反、分別作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力，必定是一對(duì)作用力和反作用力 B．凡是大小相等、方向相反、

5、作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，必定是一對(duì)作用力和反作用力 C．凡是大小相等、方向相反、作用在同一直線上且分別作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力，才是一對(duì)作用力和反作用力 D．相互作用的一對(duì)力中，作用力和反作用力的命名是任意的 解析：作用力和反作用力是分別作用在兩個(gè)物體上的相互作用力，即兩個(gè)物體互為施力物體和受力物體．其中的一個(gè)力叫作用力時(shí)，另一個(gè)力叫反作用力，故只有D正確． 答案：D 5．(2019年江蘇海門中學(xué)調(diào)研)如圖11－2所示是一種汽車安全帶控制裝置的示意圖，當(dāng)汽車處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，擺錘豎直懸掛，鎖棒水平，棘輪可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，安全帶能被拉動(dòng)．當(dāng)汽車突然剎車時(shí)，擺錘由于慣性繞軸擺動(dòng)，

6、使得鎖棒鎖定棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，安全帶不能被拉動(dòng)．若擺錘從圖中實(shí)線位置擺到虛線位置，汽車的可能運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是(　　) 圖11－2 A．向左行駛、突然剎車 B．向右行駛、突然剎車 C．向左行駛、勻速直線運(yùn)動(dòng) D．向右行駛、勻速直線運(yùn)動(dòng) 解析：簡化模型如題圖所示，當(dāng)小球在虛線位置時(shí)，小球、車具有向左的加速度，車的運(yùn)動(dòng)情況可能為：向左加速行駛或向右減速行駛，A錯(cuò)，B對(duì)；當(dāng)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，無論向哪個(gè)方向，小球均處于豎直位置不擺動(dòng)，C、D錯(cuò)． 答案：B 6．(2019年福建六校聯(lián)考)我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征四號(hào)丙”運(yùn)載火箭，成功將“遙感二十二號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射升空并送入預(yù)定軌道．關(guān)于這次

7、衛(wèi)星與火箭上天的情形敘述正確的是(　　) 圖11－3 A．火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過來對(duì)火箭產(chǎn)生一個(gè)反作用力，從而讓火箭獲得了向上的推力 B．火箭尾部噴出的氣體對(duì)空氣產(chǎn)生一個(gè)作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動(dòng)力 C．火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無法獲得前進(jìn)的動(dòng)力 D．衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道之后，與地球之間不存在相互作用力 解析：火箭升空時(shí)，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對(duì)相互作用的物體，火箭向下噴氣時(shí)，噴出的氣體同時(shí)對(duì)火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動(dòng)力，此動(dòng)力并不是由周圍的空氣提供的，因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關(guān)

8、，因而選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；火箭運(yùn)載衛(wèi)星進(jìn)入軌道之后，衛(wèi)星與地球之間依然存在相互吸引力，即衛(wèi)星吸引地球，地球吸引衛(wèi)星，這是一對(duì)作用力與反作用力，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：A 圖11－4 7．(2019年湖北襄陽檢測)跳水一直是我國的優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目，如圖11－4所示，一運(yùn)動(dòng)員站在3 m跳板上，圖中F1表示人對(duì)跳板的彈力，F(xiàn)2表示跳板對(duì)人的彈力，則(　　) A．F1和F2是一對(duì)平衡力 B．F1和F2是一對(duì)作用力和反作用力 C．先有力F1，后有力F2 D．F1和F2方向相反，大小不相等 解析：F1和F2是一對(duì)作用力和反作用力，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，大小相等，方向相反，故B項(xiàng)正確． 答

9、案：B 圖11－5 8．如圖11－5所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球(m1>m2)隨車一起勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然停止時(shí)，若不考慮其他阻力，則兩個(gè)小球(　　) A．一定相碰　　　　　　　B.一定不相碰 C．不一定相碰 D．無法確定 解析：因小車表面光滑，因此小球在水平方向上不會(huì)受到外力作用，原來兩小球與小車有相同的速度，當(dāng)車突然停止時(shí)，由于慣性，兩小球的速度將不變，所以不會(huì)相碰． 答案：B 9．在水平的路面上有一輛勻速行駛的小車，車上固定一盛滿水的碗．現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)碗中的水灑出，水灑出的情況如圖11－6所示，則關(guān)于小車在此種情況下的運(yùn)

10、動(dòng)，下列敘述正確的是(　　) 圖11－6 A．小車勻速向左運(yùn)動(dòng) B．小車可能突然向左加速 C．小車可能突然向左減速 D．小車一定突然向右減速 解析：原來水和小車相對(duì)靜止以共同速度運(yùn)動(dòng)，水突然向右灑出有兩種可能：①原來小車向左運(yùn)動(dòng)，突然加速，碗中水由于慣性保持原速度不變，故相對(duì)碗向右灑出．②原來小車向右運(yùn)動(dòng)，突然減速，碗中水由于慣性保持原速度不變，相對(duì)于碗向右灑出，故B正確，C、D錯(cuò)誤，小車勻速時(shí)，水不會(huì)灑出，A錯(cuò)誤． 答案：B 圖11－7 10．如圖11－7所示為英國人阿特伍德設(shè)計(jì)的裝置，不考慮繩與滑輪的質(zhì)量，不計(jì)軸承、繩與滑輪間的摩擦．初始時(shí)兩人均站在水平地面上

11、，當(dāng)位于左側(cè)的甲用力向上攀爬時(shí)，位于右側(cè)的乙始終用力抓住繩子，最終至少一人能到達(dá)滑輪．下列說法中正確的是(　　) A．若甲的質(zhì)量較大，則乙先到達(dá)滑輪 B．即使甲的質(zhì)量較大，甲、乙也同時(shí)到達(dá)滑輪 C．若甲、乙質(zhì)量相同，則乙先到達(dá)滑輪 D．若甲、乙質(zhì)量相同，則甲先到達(dá)滑輪 解析：由于滑輪光滑，甲拉繩子的力等于繩子拉乙的力，若甲的質(zhì)量大，則由甲拉繩子的力等于乙受到的繩子拉力，得甲攀爬時(shí)乙的加速度大于甲，所以乙會(huì)先到達(dá)滑輪，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若甲、乙的質(zhì)量相同，甲用力向上攀爬時(shí)，甲拉繩子的力等于繩子拉乙的力，甲、乙具有相同的加速度和速度，所以甲、乙應(yīng)同時(shí)到達(dá)滑輪，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 答

12、案：A 圖11－8 11．如圖11－8所示，固定在汽車上與汽車共同前進(jìn)的油箱中有一氣泡，當(dāng)汽車突然加速時(shí)，關(guān)于氣泡相對(duì)于油箱的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法中正確的是(　　) A．向前 B．向后 C．靜止 D．不能確定 解析：氣泡與同體積的燃油相比質(zhì)量小，即氣泡的慣性小，所以當(dāng)汽車突然加速時(shí)氣泡的加速度大，容易改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而燃油的慣性大，加速度小，故氣泡相對(duì)油箱的運(yùn)動(dòng)情況是向前． 答案：A 圖11－9 12．建筑工人用如圖11－9所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料．質(zhì)量為70.0 kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略繩子

13、和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對(duì)地面的壓力大小為(g取10 m/s2)(　　) A．510 N B．490 N C．890 N D．910 N 解析：以物體為研究對(duì)象，其受力圖如圖11－10甲所示F1－mg＝ma，繩子對(duì)物體的拉力F1＝m(g＋a)＝210 N，繩子對(duì)人的拉力F2＝F1＝210 N．人處于靜止，受力情況如圖11－10乙，則地面對(duì)人的支持力FN＝Mg－F2＝490 N，由牛頓第三定律知；人對(duì)地面的壓力FN′＝FN＝490 N，故B項(xiàng)正確． 圖11－10 答案：B 二、非選擇題 圖11－11 13．如圖11－11

14、所示，物體A、B質(zhì)量分別是5 kg和12 kg，不計(jì)滑輪與繩間摩擦及繩的重力，整個(gè)系統(tǒng)靜止．(g取10 m/s2)求： (1)地面對(duì)B的摩擦力的大小； (2)物體B對(duì)地面的壓力．(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6) 解析：(1)由于A處于平衡狀態(tài)，受力分析可知，繩子上的拉力：FT＝mAg① 對(duì)物體B受力分析，如圖11－12所示， 圖11－12 由于B靜止，則有：水平方向： FTcos53°＝f② 由①②兩式得，地面對(duì)B的摩擦力： f＝30 N. (2)對(duì)物體B，在豎直方向分析，有： mBg＝FTsin53°＋FN 代入數(shù)據(jù)解得FN＝80 N 由牛頓第三定

15、律可知，F(xiàn)N′＝－FN， 故物體B對(duì)地面的壓力大小為80 N，方向豎直向下． 答案：(1)30 N　(2)80 N，方向豎直向下 圖11－13 14．一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖11－13所示．設(shè)運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為65 kg，吊椅的質(zhì)量為15 kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取g＝10 m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起以a＝1 m/s2的加速度上升時(shí)，試求： (1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力的大小； (2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力． 解析：(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m，繩拉運(yùn)動(dòng)員的力為F.以運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體為研究對(duì)象，受到重力的大小為(M＋m)g，向上的拉力為2F，根據(jù)牛頓第二定律2F－(M＋m)g＝(M＋m)a 解得F＝440 N 根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員拉繩的力的大小為440 N，方向豎直向下． (2)以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，運(yùn)動(dòng)員受到三個(gè)力的作用，重力Mg、繩的拉力F、吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力FN.根據(jù)牛頓第二定律F＋FN－Mg＝Ma，解得FN＝275 N 根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力大小為275 N，方向豎直向下． 答案：(1)440 N　(2)275 N　方向豎直向下 7