4.4-力学单位制--4.5牛顿第三定律.doc

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4.4 力学单位制 4.5牛顿第三定律
编写：李占兴 审核 ：蔡玉科
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一、力学单位制要点归纳
1．单位制
(1)单位是为了测量、比较量的大小而建立的．
(2)物理公式在确定了物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系．
(3)基本单位和导出单位构成了单位制．
2．基本单位
(1)物理学中根据物理量运算中的需要而选定的少数几个物理量的单位叫做基本单位．
(2)国际单位制中的基本物理量和基本单位：
在物理学中共有七个基本单位。在力学中选定长度、质量、时间这三个物理量的单位米(m)、千克(kg)、秒(s)称为力学的基本单位．另外四个是：电流、热力学温度、物质的量、发光强度．这四个基本物理量的单位——安培(A)、开尔文(K)、摩尔(mol)、坎德拉(cd)为基本单位．
3．导出单位：
根据物理公式中其他物理量和基本物理量的单位，推导出来的物理量的单位叫导出单位．
在力学中，选定了长度、质量和时间这三个物理量的单位米(m)、千克(kg)、秒(s)为基本单位后，其他力学单位都是由这三个单位结合物理公式推导出来的，都是导出单位．
如：加速度单位(m/s2读作：米每二次方秒)由长度单位（m）和时间单位（t）推出
二、牛顿第三定律要点归纳
1．作用力与反作用力的特点
(1)．同时：作用力与反作用力总是成对出现的，同时产生，同时变化，同时消失．
(2)．同性：作用力与反作用力产生的机理相同，因此一定是同种性质的力．例如：物体受的支持力与其反作用力(物体对支持面的压力)均属于弹力．
(3)．异体：作用力与反作用力分别作用在不同的物体上，不存在相互抵消、平衡的问题．
(4)．等大：作用力与反作用力是大小相等的，共线反向。
(5)反向：作用力与反作用力是共线反向的。
2．作用力、反作用力与平衡力的比较
内容
作用力与反作用力
一对平衡力
性质
始终为同性质的力
不一定是同性质的力
作用
对象
作用在两个不同的物体上
作用在同一个物体上
依赖
关系
相互依存、不会单独存在、同生共灭、瞬时对应、同时变化
不一定同时产生、同时消失、同时变化
叠加
作用效果各自产生，不可叠加，不可以求合力
效果必然抵消、合力为零
共性
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上

典例剖析

[例1] 在下面的物理量和单位中(　　)
①密度　②牛　③米/秒　④加速度 ⑤长度　⑥质量　⑦千克　⑧时间
A．属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧
B．属于国际单位制中基本单位的是⑦
C．属于国际单位的是②③⑦
D．属于国际单位制中基本单位对应的物理量是⑤⑥⑧
解析　密度、加速度、长度、质量和时间不是单位的名称，而是物理量的名称，这五个物理量中长度、质量和时间是国际单位制中力学基本单位米、千克、秒对应的物理量．牛、米/秒是国际单位制中的导出单位，千克是国际单位制中的基本单位，都属于国际单位．正确选项为B、C、D.
[例2] 一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了．对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是(　　)
A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B．大人与小孩间的拉力是一对作用力、反作用力
C．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等
D．只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大
解析　作用力与反作用力总是大小相等的，大人与小孩手拉手比力气时，无论是在相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的大小总是相等的，所以说法B、C项正确，故选A、D项．
[例3]如图所示，甲船及人的总质量为m1，乙船及人的总质量为m2，已知m1＝2m2，甲、乙两船上的人各拉着水平轻绳的一端对绳施力，设甲船上的人施力为F1，乙船上的人施力F2.甲、乙两船原来都静止在水面上，不考虑水对船的阻力，甲船产生的加速度大小为a1，乙船产生的加速度大小为a2.
(1)甲船上的人主动用力拉绳时，则F1∶F2＝________，a1∶a2＝________；
(2)两人同时拉绳时，则F1∶F2＝________，a1∶a2＝________；
(3)若甲船上人施力F1增加，则乙船上人F2怎样变化？a1、a2怎样变化？a1、a2的比值怎样变化？
答案：(1)1∶1　1∶2　(2)1∶1　1∶2　(3)F2增大　a1、a2都增大　a1、a2比值仍为1∶2

[例4]一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆如图所示，在这一瞬间悬绳断了，设木杆足够长，由于小猫继续向上爬所以小猫离地面高度不变，则木杆下降的加速度为________．(设小猫质量为m，木杆的质量为M)
甲
乙
解析　由于小猫对地的高度不变，故小猫下落的加速度为零小猫受力如右图甲所示，由牛顿第二定律得：Ff－mg＝0
由牛顿第三定律知，小猫对杆的摩擦力Ff′的方向向下，木杆受力情况如上图乙所示，由牛顿第二定律可知：Ff′＋Mg＝Ma，
由①②式可知，杆的下落加速度为，方向竖直向下．
总结：
1．作用力和反作用力总是等大反向的，并且作用在相互作用的两个物体上．
2．当研究对象的受力不好分析时，通常利用牛顿第三定律转移研究对象分析.
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1．下列说法中正确的是(　　)
A．在力学中，力是基本物理量，所以力的单位牛顿是力学单位制中的基本单位
B．因为力的国际单位是kg·m/s2，所以它是一个导出单位
C．各物理量采用国际单位，通过物理公式计算后的运算结果的单位一定为国际单位
D．物理公式不但确定了物理量间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系
2．物体静止于一固定在水平地面上的斜面上，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
C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力
3．如图所示，P和Q叠放在一起，静止在水平面上，在下列各对力中，属于作用力与反作用力的有(　　)
A．P所受的重力和Q对P的支持力
B．P所受的重力和P对Q的压力
C．P对Q的压力和Q对P的支持力
D．Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力
4．下列说法正确的是(　　)
A．起重机用钢索加速吊起货物时，钢索对货物的力大于货物对钢索的力
B．子弹能射入木块是因为子弹对木块的力大于木块对子弹的力
C．大人与小孩相撞时，大人对小孩的撞击力大于小孩对大人的撞击力
D．将图钉嵌入木板，图钉对木板的力和木板对图钉的力大小是相等的
5．下面关于“神州七号”飞船和火箭上天的情况叙述正确的是(　　)
A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体对火箭产生一个向上的推力
B．火箭的推力是由于喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力作用于火箭而产生的
C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽向后喷气也不会产生推力
D．飞船进入轨道后和地球间存在一对作用力与反作用力
6．下列说法正确的是(　　)
A．在拔河比赛中，获胜方对绳的拉力大于对方
B．起跳时，人与地球间的作用力与反作用力有2对
C．人在湿地上行走下陷时，人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力
D．绳拉物体运动时，只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小相等
7．利用牛顿第三定律，有人设计了一种交通工具，在平板车上装了一个电风扇，风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动，如图所示．对于这种设计，下列分析中正确的是(　　)
A．根据牛顿第二定律，这种设计能使小车运行
B．根据牛顿第三定律，这种设计能使小车运行
C．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第二定律
D．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第三定律
8．如图所示，一块质量为M的木板沿倾斜角为θ的斜面无摩擦地下滑，现要使木板保持静止，则可知质量为m的人向下奔跑的加速度是多少？

9．一列质量为103 t的列车，机车牵引力为3.5×105 N，运动中所受阻力为车重的0.01倍，列车由静止开始作匀加速直线运动，速度变为180 km/h需多长时间？此过程前进了多少千米？(g取10 m/s2)
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