高中物理必修：第4章 第5節(jié)同步練習(xí)及解析

PAGEPAGE1高中物理必修一同步練習(xí)及解析1．下列敘述中正確的是()A．作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力B．作用力與反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失C．作用力與反作用力有時(shí)可以是平衡力D．作用力與反作用力方向一定是相同的解析：選AB.據(jù)作用力與反作用力的同性質(zhì)和同時(shí)性可知，作用力與反作用力的性質(zhì)一定相同，且同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，A、B正確．作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在兩個(gè)物體上，故它們不可能是平衡力，C、D錯(cuò)誤．2．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(yùn)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(yuǎn)，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(shí)間小于乙推甲的時(shí)間C．在剛分開時(shí)，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解析：選C.作用力、反作用力總是等大、反向，且同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、作用時(shí)間相等，故A、B錯(cuò)；對兩小孩分開后應(yīng)用牛頓第二定律得μmg＝ma，所以a＝μg，因?yàn)閮砂迮c冰面間的動摩擦因數(shù)相同，故加速度相同，D錯(cuò)；分開后，甲、乙都做勻減速運(yùn)動直到停下，由2ax＝v2，x甲＞x乙，v甲＞v乙，C對．3．物體靜止于一斜面上，如圖4－5－6所示，則下列說法正確的是()圖4－5－6A．物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力B．物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力是一對作用力和反作用力C．物體所受重力和斜面對物體的作用力是一對作用力和反作用力D．物體所受的重力可以分解為沿斜面向下的力和對斜面的壓力解析：選B.根據(jù)作用力和反作用力、平衡力的特點(diǎn)可知，物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力，以及物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力，分別作用在斜面和物體上，因此它們是兩對作用力和反作用力，故A錯(cuò)、B對．物體的重力是地球施加的，它的反作用力應(yīng)作用在地球上，由此可知C是錯(cuò)的．對重力分解其分力也是作用在物體上的，不可能產(chǎn)生作用在斜面上的壓力，D的說法是錯(cuò)的．4.如圖4－5－7所示，一個(gè)箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個(gè)環(huán)．箱和桿質(zhì)量是M，環(huán)的質(zhì)量為m，已知環(huán)沿著桿以加速度a下滑，環(huán)受桿的摩擦阻力大小為F，則此時(shí)箱對地面的壓力為()圖4－5－7A．Mg＋F B．(M＋m)g－FC．(M＋m)g D．(M＋m)g－ma解析：選AD.由牛頓第三定律可知，環(huán)對桿的摩擦力大小為F，方向向下，箱對地面的壓力為Mg＋F，故A對；對環(huán)利用牛頓第二定律得：mg－F＝ma，解得F＝m(g－a)，代入A項(xiàng)中得壓力為(M＋m)g－ma，故D對．5．一個(gè)質(zhì)量為75kg的人，站立在水平地面上，某一瞬間突然豎直跳起，已知?jiǎng)偺饡r(shí)速度為3.0m/s，起跳時(shí)間為0.5s，求此人在起跳瞬間對地面的壓力的平均值．(人的運(yùn)動近似看做勻加速運(yùn)動，g取10m/s2)解析：以人為研究對象，人在起跳瞬間只受到重力和支持力，如圖所示．起跳瞬間，人的運(yùn)動可等效成初速度為零的勻加速運(yùn)動，其加速度為a＝eq\f(v,t)＝eq\f(3.0,0.5)m/s2＝6m/s2據(jù)牛頓第二定律得FN－mg＝ma故FN＝m(g＋a)＝75×(10＋6)N＝1200N據(jù)牛頓第三定律知，人對地面的平均壓力為1200N，方向與FN相反，豎直向下．答案：1200N豎直向下一、單項(xiàng)選擇題1．人走路時(shí)，人和地球間的作用力和反作用力的對數(shù)有()A．一對 B．兩對C．三對 D．四對解析：選C.物體間的作用力和反作用力是相互的，總是成對出現(xiàn)的．人走路時(shí)受到三個(gè)力的作用，即重力、地面的支持力和地面對人的摩擦力，力的作用總是相互的，這三個(gè)力的反作用力分別是：人對地球的吸引力的一部分、人對地面的壓力和人對地面的摩擦力，所以人走路時(shí)與地球間有三對作用力和反作用力，故C選項(xiàng)正確．分析人受到的力，每個(gè)力都存在反作用力，即作用力和反作用力總是成對出現(xiàn)．2．春天，河邊上的濕地很松軟，人在濕地上行走時(shí)容易下陷，在人下陷時(shí)()A．人對濕地地面的壓力就是他所受的重力B．人對濕地地面的壓力大于濕地地面對他的支持力C．人對濕地地面的壓力等于濕地地面對他的支持力D．人對濕地地面的壓力小于濕地地面對他的支持力解析：選C.人對濕地地面的壓力和濕地地面對他的支持力是一對作用力和反作用力，故大小相等，選項(xiàng)C正確．3．(2011·高考上海卷)在日常生活中，小巧美觀的冰箱貼使用廣泛．一磁性冰箱貼貼在冰箱的豎直表面上靜止不動時(shí)，它受到的磁力()A．小于受到的彈力B．大于受到的彈力C．和受到的彈力是一對作用力與反作用力D．和受到的彈力是一對平衡力解析：選D.因磁性冰箱貼靜止不動，在水平方向上受到兩個(gè)力：磁力與彈力，應(yīng)為平衡力，所以D正確，A、B、C錯(cuò)誤．4.圖4－5－8如圖4－5－8所示為雜技“頂桿”表演，一人站在地上，肩上為一質(zhì)量為M的豎直竹竿，當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時(shí)，竿對“底人”的壓力大小為()A．(M＋m)g B．(M＋m)g－maC．(M＋m)g＋ma D．(M－m)g解析：選B.竿上的人與竿的相互作用力為Ff，則底下的人受到的壓力為FN＝Mg＋Ff，對質(zhì)量為m的人有：mg－Ff＝ma.解得：FN＝(m＋M)g－ma.二、雙項(xiàng)選擇題5．如圖4－5－9所示，是利用傳感器記錄的兩個(gè)物體間的作用力和反作用力變化圖線，根據(jù)圖線可以得出的結(jié)論是()圖4－5－9A．作用力與反作用力總是大小相等的B．作用力和反作用力的方向總是相反的C．作用力和反作用力是作用在同一個(gè)物體上的D．此圖線一定是在兩個(gè)物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)下顯示出來的解析：選AB.由圖線關(guān)于t軸對稱可以得出：作用力與反作用力一定大小相等、方向相反，故A、B正確；作用力與反作用力一定作用在兩個(gè)物體上，且其大小和方向的關(guān)系與物體所處的狀態(tài)無關(guān)，所以C、D均錯(cuò)誤．6．(改編題)2012年1月9日，“長征四號乙”運(yùn)載火箭點(diǎn)火起飛，成功將“資源三號”衛(wèi)星送入太空．下面關(guān)于衛(wèi)星與火箭上天的情形敘述正確的是()A．火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產(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)的動力D．衛(wèi)星進(jìn)入運(yùn)行軌道之后，與地球之間仍然存在一對作用力與反作用力解析：選AD.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相互作用的物體．火箭向下噴氣時(shí)，噴出的氣體同時(shí)對火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動力．此動力并不是由周圍的空氣對火箭的反作用力提供的，因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關(guān)．因而選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)A正確．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，即地球吸引衛(wèi)星，衛(wèi)星吸引地球，這是一對作用力與反作用力，故選項(xiàng)D正確．7．下列說法正確的是()A．走路時(shí)，只有地對腳的作用力大于腳蹬地的力時(shí)，人才能往前走B．走路時(shí)，地對腳的作用力與腳蹬地的力總是大小相等，方向相反的C．物體A靜止在物體B上，A的質(zhì)量是B的質(zhì)量的10倍，則A對B的作用力仍等于B對A的作用力D．以卵擊石，石頭沒有損傷而雞蛋破了，是因?yàn)殡u蛋對石頭的作用力小于石頭對雞蛋的作用力解析：選BC.地對腳的作用力與腳蹬地的力是作用力和反作用力，由牛頓第三定律，這兩個(gè)力總是大小相等、方向相反的，A不正確，B正確．物體A對B的作用力總是等于B對A的作用力，與A、B兩物體的質(zhì)量無關(guān)，C正確，以卵擊石時(shí)，雞蛋對石頭的作用力等于石頭對雞蛋的作用力，但雞蛋的承受能力較小，所以雞蛋會破，D不正確．圖4－5－108．吊在大廳天花板上的電扇所受重力為G，靜止時(shí)固定桿對它的拉力為F，扇葉水平轉(zhuǎn)動起來后，桿對它的拉力為F′，則()A．F＝G、F＝F′B．F＝G、F>F′C．電扇靜止時(shí)，固定桿對它的作用力等于它對固定桿的作用力D．電扇水平轉(zhuǎn)動后，固定桿對它的作用力小于它對固定桿的作用力解析：選BC.電扇不轉(zhuǎn)時(shí)，顯然有F＝G，而扇葉轉(zhuǎn)動起來后，向下吹風(fēng)，對空氣有向下的作用力，根據(jù)牛頓第三定律，空氣對葉片有向上的作用力，此時(shí)桿對電扇的拉力F′＜G，得F′＜F，B正確；固定桿對電扇的作用力與電扇對固定桿的作用力為一對作用力和反作用力，故兩者總是等大反向，C正確．9．(改編題)如圖4－5－11所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”．兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方過分界線者為贏．若繩子質(zhì)量不計(jì)，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是()圖4－5－11A．甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對作用力與反作用力B．甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力C．若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利D．若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利解析：選AC.A項(xiàng)中兩力是一對作用力與反作用力，A對；B項(xiàng)中的兩力是一對平衡力，B錯(cuò)；因m甲＞m乙，由a＝eq\f(F,m)知a甲＜a乙，因x＝eq\f(1,2)at2得x乙＞x甲，C項(xiàng)正確；由x＝eq\f(1,2)at2知x與收繩的速度無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)．三、非選擇題10.圖4－5－12如圖4－5－12所示，質(zhì)量M＝60kg的人通過光滑的定滑輪用繩拉著m＝20kg的物體．當(dāng)物體以加速度a＝5m/s2上升時(shí)，人對地面的壓力是多少？(解析：對物體m，由牛頓第二定律知：F－mg＝ma.繩的拉力F＝m(g＋a)＝20×(10＋5)N＝300N.對人，由于人靜止，則Mg＝FN＋F.則地面對人的彈力FN＝Mg－F＝300N.由牛頓第三定律知，人對地面的壓力為300N.答案：300N11.圖4－5－13如圖4－5－13所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、B疊放在一個(gè)直立著的勁度系數(shù)為k的輕彈簧上面而靜止．今用一豎直向下的力壓物塊A，彈簧又縮短了Δl(仍在彈性限度內(nèi))而靜止．若突然撤去此力，則在撤去此力的瞬間A對B的壓力為多大？解析：設(shè)未用力壓A時(shí)彈簧的壓縮量為x，對A、B整體，根據(jù)二力平衡條件和胡克定律有2mg＝kx設(shè)用力F向下壓A時(shí)，對A、B整體的靜止?fàn)顟B(tài)有F＋2mg＝k(x＋Δl)突然撤去F的瞬間，對A、B整體，因重力和彈力不變，其合力向上，加速度向上，有k(x＋Δl)－2mg＝2ma對物體A有FN－mg＝ma聯(lián)立解得B對A的支持力FN＝mg＋eq\f(kΔl,2)根據(jù)牛頓第三定律，A對B的壓力大小也為mg＋eq\f(kΔl,2)，方向豎直向下．答案：mg＋eq\f(kΔl,2)圖4－5－1412．在北京殘奧會開幕式上，運(yùn)動員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動員堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神．為了探究上升過程中運(yùn)動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化．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)動員拉住，如圖4－5－14所示．設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦．重力加速度取g＝10m/s2.當(dāng)運(yùn)動員與吊椅一起正以加速度a＝1(1)運(yùn)動員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動員對吊椅的壓力大小．解析