人教版 高中物理必修1随堂演练 第四章第五节知能演练轻松闯关

1．下列叙述中正确的是( )A．作用力与反作用力一定是同种性质的力B．作用力与反作用力总是同时产生，同时消失C．作用力与反作用力有时可以是平衡力D．作用力与反作用力方向一定是相同的解析：选AB.据作用力与反作用力的同性质和同时性可知，作用力与反作用力的性质一定相同，且同时产生，同时消失，A、B正确．作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在两个物体上，故它们不可能是平衡力，C、D错误．2．在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动．假定两板与冰面间的动摩擦因数相同．已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于( )A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D．在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小解析：选C.作用力、反作用力总是等大、反向，且同时产生、同时消失、作用时间相等，故A、B错；对两小孩分开后应用牛顿第二定律得μmg＝ma，所以a＝μg，因为两板与冰面间的动摩擦因数相同，故加速度相同，D错；分开后，甲、乙都做匀减速运动直到停下，由2ax＝v2，x甲＞x乙，v甲＞v乙，C对．3．物体静止于一斜面上，如图4－5－6所示，则下列说法正确的是( )图4－5－6A．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、B对．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的说法是错的．4.如图4－5－7所示，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．箱和杆质量是M，环的质量为m，已知环沿着杆以加速度a下滑，环受杆的摩擦阻力大小为F，则此时箱对地面的压力为( )图4－5－7A．Mg＋F B．(M＋m)g－FC．(M＋m)g D．(M＋m)g－ma解析：选AD.由牛顿第三定律可知，环对杆的摩擦力大小为F，方向向下，箱对地面的压力为Mg＋F，故A对；对环利用牛顿第二定律得：mg －F＝ma，解得F＝m(g－a)，代入A项中得压力为(M＋m)g－ma，故D 对．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/s2)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＝＝ m/s2＝6 m/s2据牛顿第二定律得F N－mg＝ma故F N＝m(g＋a)＝75×(10＋6) N＝1200 N据牛顿第三定律知，人对地面的平均压力为1200 N，方向与F N相反，竖直向下．答案：1200 N　竖直向下1．如图4－5－8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( )图4－5－8A．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．2．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．3．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．4．(改编题)2012年1月9日，“长征四号乙”运载火箭点火起飞，成功将“资源三号”卫星送入太空．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．5．(2011·高考上海综合卷)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，所以D正确，A、B、C错误．6．下列说法正确的是( )A．走路时，只有地对脚的作用力大于脚蹬地的力时，人才能往前走B．走路时，地对脚的作用力与脚蹬地的力总是大小相等，方向相反的C．物体A静止在物体B上，A的质量是B的质量的10倍，则A对B的作用力大于B对A的作用力D．以卵击石，石头没有损伤而鸡蛋破了，是因为鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力解析：选B.地对脚的作用力与脚蹬地的力是作用力和反作用力，由牛顿第三定律，这两个力总是大小相等、方向相反的，A不正确，B正确．物体A对B的作用力总是等于B对A的作用力，与A、B两物体的质量无关，C不正确，以卵击石时，鸡蛋对石头的作用力等于石头对鸡蛋的作用力，但鸡蛋的承受能力较小，所以鸡蛋会破，D不正确．7．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( )图4－5－9A．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．8.如图4－5－10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( )图4－5－10A．(M＋m)g B．(M＋m)g－maC．(M＋m)g＋ma D．(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．(2011·高考浙江卷)如图4－5－11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( )图4－5－11A．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；B项中的两力是一对平衡力，B错；因m甲＞m乙，由a＝知a甲＜a乙，因x＝at2得x乙＞x ，C项正确；由x＝at2知x与收绳的速度无关，D项错．甲二、非选择题10．如图4－5－12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＝5 m/s2上升时，人对地面的压力是多少？(g取10 m/s2)图4－5－12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＋5) N＝300 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＝300 N.由牛顿第三定律知，人对地面的压力为300 N.11．如图4－5－13所示，两个质量均为m的物块A、B叠放在一个直立着的劲度系数为k的轻弹簧上面而静止．今用一竖直向下的力压物块A，弹簧又缩短了Δl(仍在弹性限度内)而静止．若突然撤去此力，则在撤去此力的瞬间A对B的压力为多大？图4－5－13解析：设未用力压A时弹簧的压缩量为x，对A、B整体，根据二力平衡条件和胡克定律有2mg＝kx设用力F向下压A时，对A、B整体的静止状态有F＋2mg＝k(x＋Δl)突然撤去F的瞬间，对A、B整体，因重力和弹力不变，其合力向上，加速度向上，有k(x＋Δl)－2mg＝2ma对物体A有F N－mg＝ma联立解得B对A的支持力F N＝mg＋根据牛顿第三定律，A对B的压力大小也为mg＋，方向竖直向下．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4－5－14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：图4－5－14(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。