AP物理1:牛顿第三定律

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例子问题

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例子问题1:牛顿第三定律

一只5公斤重的猫跳到30公斤重的餐桌上。当猫在桌子上走来走去时,桌子对猫施加的平均力是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

这个问题是测试你对牛顿第三定律(作用力大小相等和相反)的理解。猫和桌子之间的力只取决于猫的质量;因此,桌子的质量是无关紧要的。

猫对桌子施加的力就是它的重量。根据牛顿第三定律,桌子也对猫施加了同样大小的力。桌子对猫的力是:

例子问题2:牛顿第三定律

滑轮

一个15公斤的块和一个10公斤的块挂在滑轮的对面(见图)。假设有一个无摩擦,无质量的滑轮,确定滑轮脱离静止状态后的加速度。

可能的答案:

正确答案:

解释

因为这两个物体是由滑轮的绳子连接起来的,所以它们的加速度是一样的,我们可以把它们看做一个系统。首先画一个包括作用在每个物体上的所有力的自由体图。另外,选择一个方向作为正方向(+)和一个方向作为负方向(-)。

Pulley_answer1

每个木块都有两个力作用在上面:重量和张力。每个块的重量可以用下面的公式来求:

因此,10kg的石块重量为100n, 15kg的石块重量为150n。

根据牛顿第三定律,每个力都有一个大小相等、方向相反的力。在这种情况下,这两个拉力,是一个作用力/反作用力对;它们大小相等,方向相反。

现在,用牛顿第二定律

由于我们把这个系统当作一个整体来看待,或者把它当作一个单独的物体来运动,我们就把作用在每个物体上的所有力加起来。

所有指向正(+)方向的力,如上面的自由体图所示,代入方程时也将是正的。所有指向负(-)方向的力在方程中也是负的。

我们应该用什么?“在方程式里?”由于我们把整个系统看作一个单一的物体,我们必须把所有的质量加在一起。也就是说,10kg加15kg,总质量是25kg。

注意,现在两个拉力将被抵消,因为它们是作用力/反作用力对,因此它们相等但符号相反。求解加速度:

例子问题3:牛顿第三定律

戴夫正在骑滑板,用脚蹬离地面。这使他以。的速度加速.戴夫重589磅,他蹬地的力度有多大?

可能的答案:

正确答案:

解释

戴夫重589牛,这意味着他的质量是

他加速到也就是说他是被一股

根据牛顿第三运动定律,戴夫也必须用240牛顿的力推动地面。

问题4:牛顿第三定律

一个人射击步枪,射击的力量产生后坐力。步枪所受的力的大小__________子弹受到的力的大小,以及子弹加速度的大小__________子弹的声音。

可能的答案:

等于……小于

小于……大于

等于……=

大于……小于

小于……小于

正确答案:

等于……小于

解释

根据牛顿第三定律,每个力都有一个相等且相反的反作用力,步枪上的力等于子弹上的力。然而,步枪的质量更大,所以它的加速度比子弹的加速度小。

例5:牛顿第三定律

两辆汽车迎头相撞,一辆质量为500公斤,一辆质量为250公斤。质量更大的车经历a(n)__________力和a(n)__________对小车的加速度。

可能的答案:

更大……更大的

更大……小

等于……小

等于……更大的

正确答案:

等于……小

解释

根据牛顿第三定律,两辆车会受到同样的力。因为越大的车受到的力也越大,根据牛顿第一定律,它的加速度就越小。

问题#911:Ap物理1

一本书向下施加2N的力,对一把椅子施加5N的力,对它所在的地板施加5N的力。地板向上作用在椅子上的力是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

根据牛顿第三定律,每个反应都有一个大小相等方向相反的反应。为了使系统保持静止,地板必须对椅子施加7N的力。如果力小于这个,椅子就会加速落到地板上。这个力,由一个垂直于它的面施加,叫做法向力。

问题#912:Ap物理1

一个足球运动员,觉得自己很有攻击性,正在找一个比他小得多的孩子。足球运动员断言:“我在健身房的所有时间都证明,我打你比你打我更重!”身材矮小、比较矜持的那位先生回答说:“当然可以。我比你弱多了。”假设“hit”的意思是“施加一个力”,那么这两个人认为足球运动员能打得更重,对吗?为什么?

可能的答案:

不,牛顿第一定律说的是两个物体相互作用的力总是大小相等,方向相反。

没错,牛顿第二定律表明,高中橄榄球校霸的打击力度更大。

是的,牛顿第二定律说足球运动员会使身材矮小的绅士加速到更大的程度。因此,他采取了更大的力量。

不,牛顿第三定律说两个物体相互作用的力总是大小相等,方向相反。

正确答案:

不,牛顿第三定律说两个物体相互作用的力总是大小相等,方向相反。

解释

两个相互作用物体的相对质量不影响两个物体相互作用的力的大小。牛顿第三定律指出力的大小必须相等。如果你试图调和一个足球运动员为什么不能比一个不会举重的人“更用力地击球”,答案就在牛顿第二定律中。

足球运动员的重量更大,因此经历了一个小的加速度。身材矮小的男士由于其相对较小的质量而受到较大的加速度。这种巨大的加速度就是我们看到的,当我们看到一个大的足球运动员撞到一个小的人。足球运动员几乎没有改变他的动作,而小个子的人会向后飞。

问题913:Ap物理1

描述在车祸中安全带将人限制在座位上的现象。换句话说,为什么这个人不离开他们的座位?

可能的答案:

牛顿第一定律

张力定律

牛顿第二定律

所有的法律都描述了为什么这个人没有被赶出座位

牛顿第三定律

正确答案:

牛顿第三定律

解释

虽然这三条法律在车祸中都起作用,但只有一条法律特别负责将人限制在座位上。就在撞车前,乘客正以与汽车相同的速度向前移动。当汽车撞到另一辆汽车并减速时,人的身体继续向前移动。这是牛顿第一定律,或者说是惯性定律。但正是牛顿第三定律使人不至于被甩出座位。人的身体向前移动的力量与安全带的力量相匹配。每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。如果安全带无法“匹配”该人身体向前移动的力量,安全带就会断裂,该人就会继续向前移动。

问题914:Ap物理1

火车头以恒定的速度推动火车.机车对火车施加的力和火车对机车施加的力有什么关系?

可能的答案:

这些都不是

它们大小相等,方向相反

它们方向相同,大小相同

它们的大小和方向都是一样的

它们方向相反,大小不同

正确答案:

它们大小相等,方向相反

解释

这是牛顿第三定律。每一个作用都有一个相等的反作用。火车之所以能够移动,完全是因为机车施加在轨道上的力,这使它能够加速车厢。

问题915:Ap物理1

两个物体相互作用力。其中一个物体在x方向上所受的力是时间的函数,在那里而且是常数。力作为时间的函数在另一个物体上x方向上是多少?假设除了物体相互作用的力之外,不存在其他力。

可能的答案:

正确答案:

解释

根据牛顿第三定律,每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。所以这个力对另一个木块有一个大小相等,方向相反的力。从数学上讲,这意味着抵消这个力。

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