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第三章第一讲牛顿第一定律牛顿第三定律一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)1．做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图1所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子将()图1A．向前运动B．向后运动C．无相对运动D．无法判断解析：用惯性知识来分析．由于惯性的大小与质量有关，而水的质量远大于气泡的质量，因此水的惯性远大于气泡的惯性，当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势，远大于气泡向前运动的趋势，水相对瓶子向前运动，水将挤压气泡，使气泡相对瓶向后运动．B项正确．答案：B2．如图2所示，一个劈形物ABC各面光滑，放在固定的斜面上，AB成水平并放上一个光滑小球，把劈形物ABC从静止开始释放，则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是()图2A．沿斜面的直线B．竖直的直线C．弧形曲线D．折线解析：因小球在劈形物ABC从静止释放的过程中，水平方向不受力的作用，由于惯性，水平方向仍保持静止而没有运动，所以小球在碰到斜面前在支持力和重力作用下的运动轨迹是竖直的直线，故选B项．答案：B3．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，其中有一个是经验事实，其余是推论．如图3所示．小球运动至斜面最低点时，没有速度损失．图3①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度．②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动．在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列对理想实验各步骤顺序的排列以及关于事实和推论的分类正确的是()A．顺序②①③④，①是事实，②③④是推论B．顺序②③①④，②是事实，①③④是推论C．顺序③②①④，③是事实，①②④是推论D．顺序③①②④，④是事实，①②③是推论解析：伽利略的理想实验是以经验事实为基础，设想实验步骤和过程，运用分析推理得出结论的．之所以称之为理想实验，是因为实验的结果是无法用实际的实验进行验证的．但是，分析推理的过程是合乎逻辑的，是严密的，是对实际过程的科学的抽象，因此得出的结论是对客观世界真实的反映．本题实验的四个步骤中，只有②是经验事实，其余都是推理，实验步骤的正确顺序为②③①④.分类正确的选项是B项．答案：B4．如图4所示为杂技“顶竿”表演的示意图：一人站在地上，肩上扛一质量为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()A．(M＋m)gB．(M＋m)g－ma图4C．(M＋m)g＋maD．(M－m)g解析：对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力Ff，有mg－Ff＝maFf＝m(g－a)竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力Mg、竿上的人对杆向下的摩擦力Ff′、顶竿的人对竿的支持力FN，有Mg＋Ff′＝FN，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到FN′＝Mg＋Ff′＝(M＋m)g－ma.B项正确．答案：B5．(2010·广州模拟)就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是()A．采用了大功率的发动机后，某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度．这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到急转弯的目的解析：采用了大功率的发动机后，某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，原因是功率变大了，但惯性不变，A错．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，原因是子弹具有的速度过小，但惯性不变，B错．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，列车的质量改变了，当然它的惯性也就改变了，C正确．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，调控人和车的重心位置，但整体的惯性不变，D错．答案：C二、双项选择题(本题共5小题，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得7分，只选一个且正确的得2分，有选错或不答的得0分)6．一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了．对这一现象，下列说法正确的是()A．榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎B．榔头受到的力的大小等于玻璃受到的力，只是由于玻璃能够承受的力比榔头能够承受的力小才碎裂C．榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D．因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小解析：这里要明确作用力和反作用力的作用效果的问题，因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同，所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系．故选项C正确．答案：BC7．一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是()A．车速越大，它的惯性越大B．质量越大，它的惯性越大C．车速越大，刹车后滑行的路程越长D．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大解析：惯性是物体本身的固有属性，不随外界条件的变化而变化，只由本身的质量决定．物体的质量越大，其惯性越大，运动状态越难改变，物体的质量越小，其惯性就越小，运动状态越容易改变，B正确，A、D错．物体的速度越大，运动过程中速度的改变量越大，刹车后滑行的路程越长，C正确．答案：BC8．在都灵冬奥会上，张丹和张昊一起以完美的表演赢得了双人滑冰比赛的银牌．在滑冰表演刚开始时他们静止不动，随着优美的音乐响起在相互猛推一下之后他们分别向相反方向运动．假定两人与冰面间的动摩擦因数相同．已知张丹在冰上滑行的距离比张昊远，这是由于()A．在推的过程中，张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力B．在推的过程中，张丹推张昊的时间等于张昊推张丹的时间图5C．在刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度D．在刚分开时，张丹的加速度小于张昊的加速度解析：根据牛顿第三定律，在推的过程中，作用力和反作用力是等大、反向、共线的，它们总是同时产生、同时消失、同时变化的，所以推力相等，作用时间相同．由于两人和冰面的动摩擦因数相同，根据牛顿第二定律求得两人的加速度相同(均为μg)，由运动学公式v2＝2ax可知，加速度相同，张丹在冰上滑行的距离比张昊远，说明在刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度，故选B、C.答案：BC9．物体静止在斜面上，如图6所示，下列说法正确的是()A．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图6C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力D．物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力解析：作用力与反作用力作用在不同的物体上，平衡力作用在同一物体上，故A项错误，B、C两项正确．物体的分力和合力应是针对同一物体，效果相同，故D项错．答案：BC10．2008年9月25日地处西北戈壁荒滩的酒泉卫星发射中心，“长征”号火箭第109次发射，将“神舟”七号载人航天飞船发射到太空，并成功完成了中国宇航员第一次太空行走．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，因而B、C选项错误，A项正确；当飞船进入轨道后，飞船与地球之间依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D项正确．答案：AD三、非选择题(本题共2小题，共30分)11．(15分)如图7所示，轻质弹簧上端拴一质量为m的小球，平衡时弹簧的压缩量为x，在某次振动过程中，当小球运动到最低点时，弹簧的压缩量为2x，试求此时小球的加速度和弹簧对地面的压力．解析：平衡时有：mg＝kx，图7在最低点，取向上为正方向，有：2kx－mg＝ma解得：a＝g弹簧对地面的压力等于其弹力，故FN＝2kx＝2mg.答案：g，方向竖直向上2mg，方向竖直向下12．(15分)如图8所示，在台秤上放半杯水，台秤示数为G′＝50N，另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂边长a＝10cm的正方体金属块，金属块的密度ρ＝3×103kg/m3，当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水深b＝4cm时，弹簧测力计和台秤的示数分别为多少？(水的密度是ρ水＝103kg/m3，g取10m/s2)图8解析：金属块的重力为：G金＝ρga3＝3×103×10×0.13N＝30N金属块所受水的浮力为F浮＝ρ水ga2b＝103×10×0.12×0.04N＝4N弹簧测力计的示数为FT＝G金－F浮＝26N台秤的示数为FN＝G′＋F浮＝54N答案：26N54N