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一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题至少一个答案正确,选不全得3分)
1.(2013·揭阳模拟)在物理学史上,正确认识运动和力的关系且推翻“力是维
持物体运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是( )
A.亚里士多德、伽利略
B.伽利略、牛顿
C.伽利略、爱因斯坦
D.亚里士多德、牛顿
2.以下几种情况中,不需要对物体施加力的是 ( )
A.物体从静止变为运动
B.物体从运动变为静止
C.物体的运动方向不断改变
D.物体的速度大小和运动方向都不改变
3.下面关于作用力和反作用力的说法中正确的是 ( )
A.先有作用力,后有反作用力
B.物体间的作用力和反作用力总是同时变化的
C.只有物体接触时,物体间才存在作用力和反作用力
D.两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力
4.如图所示,用质量不计的轻细绳l1和l2将A、B两重物悬挂起来,下列说法正确的是 ( )
A.l1对A的拉力和l2对A的拉力是一对平衡力
B.l2对A的拉力和l2对B的拉力是一对作用力与反作用力
C.l1对A的拉力和A对l1的拉力是一对平衡力
D.l2对B的拉力和B对l2的拉力是一对作用力和反作用力
5.(2013·鹤壁模拟)关于运动状态与所受外力的关系,下面说法中正确的是
( )
A.物体受到恒定的力作用时,它的运动状态不发生改变
B.物体受到不为零的合力作用时,它的运动状态要发生改变
C.物体受到的合力为零时,它一定处于静止状态
D.物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同
6.(2013·珠海模拟)“严禁超载,严禁超速,严禁疲劳驾驶”是预防车祸的有效办法。下列说法正确的是 ( )
A.汽车超速会增大汽车的惯性
B.汽车超载会减小汽车的刹车距离
C.疲劳驾驶会缩短司机的反应时间
D.汽车超载会增大汽车的惯性
7.计算机已经应用于各个领域。如图所示是利用计算机记录的某作用力和反作用力变化图线,根据图线可以得出的结论是 ( )
A.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.牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用
8.(2013·西安模拟)一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面,桌面上的A处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点。则由此可以判断列车的运行情况是 ( )
A.减速行驶,向北转弯 B.减速行驶,向南转弯
C.加速行驶,向南转弯 D.加速行驶,向北转弯
9.(2013·潍坊模拟)如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上。A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧,此时弹簧伸长了2 cm。已知A、B两物体的重力分别是3N和5 N。则细线的拉力及B对地面的压力分别是 ( )
A.8 N和0 N B.5 N和7 N
C.5 N和3 N D.7 N和7 N
10.2012年6月16日18时37分,“神舟九号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升
空。2012年6月18日约11时左右转入自主控制飞行,14时左右与“天宫一号”实施自动交会对接,这是中国实施的首次载人空间交会对接。下面关于飞船与火箭起飞的情形,叙述正确的是 ( )
A.火箭尾部向下喷气,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,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但也无法获得前进的动力
D.飞船进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力
二、计算题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
11.(15分)如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑,求竿对“底人”的压力大小。
12.(能力挑战题)(15分)如图所示,两块小磁铁质量均为0.5kg,A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上,B磁铁在A正下方的地板上,弹簧的原长L0=10cm,劲度系数k=
100N/m。当A、B均处于静止状态时,弹簧的长度为L=11cm。不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力,求B对地面的压力大小。(g取10N/kg)
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答案解析
1.【解析】选B。伽利略通过斜面实验正确认识了运动和力的关系,从而推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观点;牛顿在归纳总结伽利略、笛卡尔等科学家的结论基础上得出了经典的牛顿第一定律,即惯性定律,故选项B正确。
2.【解析】选D。物体从静止变为运动,从运动变为静止,表明物体的速度大小变化;物体的运动方向不断改变,表明物体的速度方向变化。力是使物体速度发生变化的原因。所以,物体的速度发生变化,一定受到力的作用。A、B、C错误,D正确。
3.【解析】选B、D。作用力和反作用力是同时产生、同时消失、同时变化的,选项A错误,B正确;作用力和反作用力与运动状态无关,也不一定需要相互接触,选项C错误;作用力与反作用力一定是同性质的力,选项D正确。
4.【解析】选D。重物A在l1的拉力、l2的拉力和自身重力三个力作用下处于平衡状态,故A错。A、B之间是通过l2发生作用的,没有直接作用,B错。l1对A的拉力和A对l1的拉力是一对作用力和反作用力,不是平衡力,故C错。l2对B的拉力和B对l2的拉力是B和l2之间相互作用而产生的,因而是一对作用力与反作用力,D正确。
【变式备选】一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一个灯泡,则 ( )
A.灯泡受到的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B.灯泡受到的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
【解析】选C。一对作用力与反作用力的特点是:成对出现在相互作用的物体之间,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;分别作用在相互作用的两个物体上;同时存在,同时消失;一定是同一种性质的力。灯泡受到的重力与绳对灯泡的拉力是一对平衡力,灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力与反作用力,A、B错误,C正确;绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力与反作用力,D错误。
5.【解析】选B、D。力是改变物体运动状态的原因,只要物体受力(合力不为零),它的运动状态就一定会改变,A错误,B正确;物体不受力或合力为零,其运动状态一定不变,处于静止或匀速直线运动状态,C错误;物体的运动方向与它所受合力方向可能相同,也可能相反,还可能不在一条直线上,D正确。
6.【解析】选D。质量是惯性大小的唯一量度,与运动状态无关,选项A错误,D正确;汽车刹车的加速度大小a=μg,与汽车的质量无关,故汽车超载不会改变汽车的刹车距离,选项B错误;疲劳驾驶会增长司机的反应时间,选项C错误。
7.【解析】选B。由图线可以看出作用力与反作用力总是大小相等,方向相反的,
选项A错误,选项B正确;作用力与反作用力分别作用在两个相互作用的物体上,
选项C错误;牛顿第三定律反映的规律与运动状态无关,选项D错误。
8.【解析】选B。小球具有惯性,相对于列车向前运动,故列车在减速,相对于列车向北运动,故列车向南转弯,选项B正确。
9.【解析】选C。对A由平衡条件得FT-GA-kx=0,解得FT=GA+kx=3N+100×0.02 N=
5 N,对B由平衡条件得kx+FN-GB=0,解得FN=GB-kx=5N-100×0.02 N=3 N,由牛顿第三定律得B对地面的压力是3N,故选项C正确。
10.【解析】选A、D。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,即火箭上升的推力,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,是否在空气中飞行无关,故选项B、C错误,A正确;当飞船进入轨道后,飞船与地球之间仍然存在着相互吸引力,即地球吸引飞船,飞船也吸引地球,这是一对作用力和反作用力,故选项D正确。
【总结提升】判断作用力和反作用力的方法
判断一对作用力和反作用力,主要看两个方面:
一看受力物体,作用力和反作用力应作用在两个相互作用的物体上;
二看产生的原因,作用力和反作用力是由于相互作用而产生的,一定是同种性质的力。
11.【解析】对竿上的人由牛顿第二定律得:
mg-Ff=ma (4分)
由牛顿第三定律得人对竿的摩擦力大小等于竿对人的摩擦力Ff (2分)
对竿由平衡条件得:
Mg+Ff=FN (4分)
解得:FN=(M+m)g-ma (3分)
由牛顿第三定律得竿对“底人”的压力大小为
(M+m)g-ma (2分)
答案：(M+m)g-ma
12.【解题指南】解答本题可按以下思路分析:
(1)分析A的受力情况,由平衡条件确定B对A的作用力大小、方向。
(2)由牛顿第三定律确定A对B的作用力大小、方向。
(3)分析B的受力情况,由平衡条件确定地面对B的支持力。
(4)由牛顿第三定律确定B对地面的压力。
【解析】A受力如图所示,由平衡条件得:
k(L-L0)-mg-F=0 (3分)
解得:F=-4N (2分)
故B对A的作用力大小为4N,方向竖直向上。 (1分)
由牛顿第三定律得A对B的作用力
F′=-F=4N
方向竖直向下 (2分)
B受力如图所示,由平衡条件得:
FN-mg-F′=0 (3分)
解得:FN=9N (2分)
由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9N。 (2分)
答案：9N
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