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D.图乙中B球的加速度为gsin θ
解析:选CD 撤去挡板前,对整体分析,挡板对B球的弹力大小都为2mgsin θ。因弹簧弹力不能突变,而杆的弹力会突变,所以撤去挡板瞬间:图甲中A球所受合力为零,加速度为零,B球所受合力为2mgsin θ,加速度为2gsin θ；图乙中杆的弹力突变为零,A、B两球所受合力均为mgsin θ,加速度均为gsin θ,故C、D正确,A、B错误。
考点四 牛顿第三定律的理解[基础自修类]
【题点全练】
1.(多选)搭载着“嫦娥三号”的“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空,下面关于卫星与火箭升空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,选项B、C错误,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,这就是一对作用力与反作用力,故选项D正确。
2.(2019·山东省临沂模拟)如图所示,某学校教室里的磁性黑板上粘挂一些小磁铁(如图中“笑脸”),“笑脸”被吸在黑板上可以用于“贴”挂图等辅助教学。下列关于“笑脸”的说法中正确的是( )
A.“笑脸”受到黑板的磁吸引力大于黑板对其的弹力才能被吸在黑板上
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B.“笑脸”与黑板间存在三对作用力与反作用力 C.“笑脸”受到三个力的作用
D.“笑脸”受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
解析:选B “笑脸”受到黑板的吸引力等于受到的弹力,它们是一对平衡力,故A错误；“笑脸”受到黑板的作用力有:黑板的吸引力、弹力和摩擦力,有几个作用力,就有几对作用力和反作用力,所以“笑脸”与黑板间存在三对作用力与反作用力,故B正确；“笑脸”受重力、静摩擦力、吸引力和弹力共4个力,故C错误；“笑脸”受到的支持力与黑板受到的压力是一对作用力与反作用力,故D错误。
3.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。一质量为70.0 kg 的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.5 m/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10 m/s2)( )
A.510 N C.890 N
B.490 N D.910 N
解析:选B 设绳子对建材的拉力为F1,F1－mg＝ma F1＝m(g＋a)＝210 N 绳子对人的拉力F2＝F1＝210 N 人处于静止状态,则地面对人的支持力 FN＝Mg－F2＝490 N,
由牛顿第三定律知:人对地面的压力FN′＝FN＝490 N 故B项正确。
【名师微点】
1.一对作用力和反作用力与一对平衡力的对比分析
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2.应用牛顿第三定律转换研究对象
如果不能直接求解物体受到的某个力时,可先求它的反作用力,如求压力时可先求支持力。在许多问题中,摩擦力的求解亦是如此。利用牛顿第三定律转换研究对象,可以使我们分析问题的思路更灵活、更开阔。
“易错问题”辨清楚——惯性的“相对性”
(一)空气中的铁球和乒乓球
1.如图所示,一容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂一只铁球和一只乒乓球,容器中铁球和乒乓球都处于静止状态,当容器随小车突然向右运动时,两球的运动情况是(以小车为参考系)( )
A.铁球向左,乒乓球向右 C.铁球和乒乓球都向左
B.铁球向右,乒乓球向左 D.铁球和乒乓球都向右
解析:选C 由于惯性,当容器随小车突然向右运动时,铁球和乒乓球都相对容器向左运动,C正确。
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(二)水中的铁球和乒乓球
2.如图所示,一盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球。容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时,两球的运动情况是(以小车为参考系)( )
A.铁球向左,乒乓球向右 C.铁球和乒乓球都向左
B.铁球向右,乒乓球向左 D.铁球和乒乓球都向右
解析:选A 因为小车突然向右运动,铁球和乒乓球都有向右运动的趋势,但由于与同体积的“水球”相比,铁球质量大、惯性大,铁球的运动状态难改变,即速度变化慢,而同体积的“水球”的运动状态容易改变,即速度变化快,而且水和车一起向右运动,所以小车向右运动时,铁球相对小车向左运动。同理,由于乒乓球与同体积的“水球”相比,质量小,惯性小,乒乓球相对小车向右运动。
[反思领悟]
(1)质量是物体惯性大小的唯一量度,物体的质量越大,惯性越大,状态越难改变。 (2)悬挂在空气中的铁球和乒乓球的惯性都比对应的“空气球”的惯性大,但悬挂在水中的乒乓球的惯性没有对应的“水球”的惯性大。
[课时跟踪检测]
[A级——基础小题练熟练快]
1.(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是( )
A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变
B.伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
C.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向
D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
解析:选BCD 亚里士多德认为物体的运动需要力来维持,A错误；牛顿根据选项B中伽利略的正确观点和选项C中笛卡儿的正确观点,得出了选项D的正确观点,选项B、C、D正确。
2.(2019·汉中市第二次检测)下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律又称惯性定律,所以惯性定律与惯性的实质相同 B.伽利略通过理想斜面实验,说明物体的运动不需要力来维持