2020届高考物理总复习作业11牛顿第一定律牛顿第三定律（含解析） 7页

作业11　牛顿第一定律　牛顿第三定律　　　　　　　　　　　　一、选择题1．科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还需要运用科学的方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，如图11－1所示．图11－1①两个对接的斜面，静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球会沿水平面做持续的匀速运动通过对这个实验的分析，我们可以得到的最直接结论是(　　)A．自然界的一切物体都具有惯性B．光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力C．如果小球受到力的作用，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，它的加速度越小解析：伽利略理想斜面实验，以可靠的实验事实为基础，通过推理得到小球在不受摩擦力的作用时将在水平面内做匀速直线运动的结论，选项B正确．答案：B2．关于物体惯性的大小，下列说法中正确的是(　　)A．因为运动速度大的物体比运动速度小的物体难停下来，所以运动速度大的物体惯性大B．因为物体受到的力越大，要使它停下来就越困难，所以物体受到的力越大，惯性越大C．行驶中的车辆突然刹车，乘客前倾，这是惯性引起的D．材料不同的两个物体放在地面上，用相同的水平力分别推它们，难以被推动的物体惯性较大解析：惯性与物体速度大小及物体受到的力无关，选项A、B错误；行驶中的车辆突然刹车，由于惯性，乘客向前倾，选项C正确；材料不同的两个物体放在地面上，用相同的水平力分别推它们，则难以被推动的物体受到的摩擦力较大，但其质量不一定较大，即惯性不一定较大，选项D错误．答案：C3．关于牛顿第一定律的说法中正确的是(　　)A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态B．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此，物体在不受力时才有惯性D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因解析：牛顿第一定律揭示了两方面问题：①物体在任何时候都有惯性，故C错误．不受力时惯性表现为物体处于静止状态或匀速直线运动状态，故选项A错误．②揭示了力和运动的关系即力是改变物体运动状态的原因，所以D正确．牛顿第一定律揭示了这两方面问题，n不只是反映惯性大小，故B错误．答案：D4．下列说法正确的是(　　)A．凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力，必定是一对作用力和反作用力B．凡是大小相等、方向相反、作用在同一个物体上的两个力，必定是一对作用力和反作用力C．凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力，才是一对作用力和反作用力D．相互作用的一对力中，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别作用在两个物体上的相互作用力，即两个物体互为施力物体和受力物体．其中的一个力叫作用力时，另一个力叫反作用力，故只有D正确．答案：D5．(2019年江苏海门中学调研)如图11－2所示是一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动．若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是(　　)图11－2A．向左行驶、突然刹车B．向右行驶、突然刹车C．向左行驶、匀速直线运动D．向右行驶、匀速直线运动解析：简化模型如题图所示，当小球在虚线位置时，小球、车具有向左的加速度，车的运动情况可能为：向左加速行驶或向右减速行驶，A错，B对；当车匀速运动时，无论向哪个方向，小球均处于竖直位置不摆动，C、D错．答案：B6．(2019年福建六校联考)我国在太原卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭，成功将“遥感二十二号”卫星发射升空并送入预定轨道．关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是(　　)图11－3A．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nB．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．卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用力解析：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A正确，选项B、C错误；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，即卫星吸引地球，地球吸引卫星，这是一对作用力与反作用力，故选项D错误．答案：A图11－47．(2019年湖北襄阳检测)跳水一直是我国的优势项目，如图11－4所示，一运动员站在3m跳板上，图中F1表示人对跳板的弹力，F2表示跳板对人的弹力，则(　　)A．F1和F2是一对平衡力B．F1和F2是一对作用力和反作用力C．先有力F1，后有力F2D．F1和F2方向相反，大小不相等解析：F1和F2是一对作用力和反作用力，同时产生，同时消失，大小相等，方向相反，故B项正确．答案：B图11－58．如图11－5所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球(　　)A．一定相碰　　　　　　　B.一定不相碰C．不一定相碰D．无法确定解析：因小车表面光滑，因此小球在水平方向上不会受到外力作用，原来两小球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度将不变，所以不会相碰．答案：B9．在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗．现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图11－6所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是(　　)图11－6A．小车匀速向左运动nB．小车可能突然向左加速C．小车可能突然向左减速D．小车一定突然向右减速解析：原来水和小车相对静止以共同速度运动，水突然向右洒出有两种可能：①原来小车向左运动，突然加速，碗中水由于惯性保持原速度不变，故相对碗向右洒出．②原来小车向右运动，突然减速，碗中水由于惯性保持原速度不变，相对于碗向右洒出，故B正确，C、D错误，小车匀速时，水不会洒出，A错误．答案：B图11－710．如图11－7所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦．初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮．下列说法中正确的是(　　)A．若甲的质量较大，则乙先到达滑轮B．即使甲的质量较大，甲、乙也同时到达滑轮C．若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮D．若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮解析：由于滑轮光滑，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，若甲的质量大，则由甲拉绳子的力等于乙受到的绳子拉力，得甲攀爬时乙的加速度大于甲，所以乙会先到达滑轮，选项A正确，选项B错误；若甲、乙的质量相同，甲用力向上攀爬时，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，甲、乙具有相同的加速度和速度，所以甲、乙应同时到达滑轮，选项C、D错误．答案：A图11－811．如图11－8所示，固定在汽车上与汽车共同前进的油箱中有一气泡，当汽车突然加速时，关于气泡相对于油箱的运动情况，下列说法中正确的是(　　)A．向前B．向后C．静止D．不能确定解析：气泡与同体积的燃油相比质量小，即气泡的惯性小，所以当汽车突然加速时气泡的加速度大，容易改变运动状态，而燃油的惯性大，加速度小，故气泡相对油箱的运动情况是向前．答案：An图11－912．建筑工人用如图11－9所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10m/s2)(　　)A．510NB．490NC．890ND．910N解析：以物体为研究对象，其受力图如图11－10甲所示F1－mg＝ma，绳子对物体的拉力F1＝m(g＋a)＝210N，绳子对人的拉力F2＝F1＝210N．人处于静止，受力情况如图11－10乙，则地面对人的支持力FN＝Mg－F2＝490N，由牛顿第三定律知；人对地面的压力FN′＝FN＝490N，故B项正确．图11－10答案：B二、非选择题图11－1113．如图11－11所示，物体A、B质量分别是5kg和12kg，不计滑轮与绳间摩擦及绳的重力，整个系统静止．(g取10m/s2)求：(1)地面对B的摩擦力的大小；(2)物体B对地面的压力．(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)解析：(1)由于A处于平衡状态，受力分析可知，绳子上的拉力：FT＝mAg①对物体B受力分析，如图11－12所示，图11－12由于B静止，则有：水平方向：FTcos53°＝f②n由①②两式得，地面对B的摩擦力：f＝30N.(2)对物体B，在竖直方向分析，有：mBg＝FTsin53°＋FN代入数据解得FN＝80N由牛顿第三定律可知，FN′＝－FN，故物体B对地面的压力大小为80N，方向竖直向下．答案：(1)30N　(2)80N，方向竖直向下图11－1314．一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11－13所示．设运动员质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g＝10m/s2.当运动员与吊椅一起以a＝1m/s2的加速度上升时，试求：(1)运动员竖直向下拉绳的力的大小；(2)运动员对吊椅的压力．解析：(1)设运动员和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运动员的力为F.以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(M＋m)g，向上的拉力为2F，根据牛顿第二定律2F－(M＋m)g＝(M＋m)a解得F＝440N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力的大小为440N，方向竖直向下．(2)以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力Mg、绳的拉力F、吊椅对运动员的支持力FN.根据牛顿第二定律F＋FN－Mg＝Ma，解得FN＝275N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力大小为275N，方向竖直向下．答案：(1)440N　(2)275N　方向竖直向下n