.蛙泳(如图甲)时双脚向后蹬水,水受到向后的作用力,则人体受到向前的反作用力,这就是人体获得的推进力,但是在自由泳(如图乙)时,下肢上下打水,为什么却能获得向前的推进力呢?
图3-4-13
【解析】:自由泳时,人的双腿总是交替上下打水,在此过程中,双脚与水的作用力是倾斜的,如图所示,某时刻右脚向下打水,左脚向上打水,则受F1、F2的作用,将F1、F2沿水平和竖直方向分解,得F′1和F′2,则F′1+F′2就是人体获得的向前的推进力.
一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度大小为g,g为重力加速度.人对电梯底部的压力大小为( )
A.mg B.2mg
C.mg D.mg
【解析】:选D.以人为研究对象,人受重力mg、电梯的支持力N,如图所示.
由牛顿第二定律得:N-mg=ma,把a=g代入得N=mg.由于人对电梯底部的压力N′与N是作用力与反作用力,由牛顿第三定律得N′=N=mg,所以D正确.
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3-4-12所示.对于这种设计,下列分析中正确的是( )
图3-4-12
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
【解析】:选D.风扇吹出的风吹到风帆上时,根据牛顿第三定律,风会给风扇一个反作用力,因此对于整个装置而言,作用力和反作用力是内力,小车不会运行,故选D.
如图所示,一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一个环.箱和杆质量是M,环的质量为m,已知环沿着杆加速下滑,环与杆的摩擦力大小为f,则此时箱对地面的压力为( )
图3-4-11
A.Mg B.(M+m)g
C.(M+m)g-f D.Mg+f
【解析】:选D.取木箱为研究对象,它受向下的重力Mg、环给它向下的摩擦力f和地面的支持力N三个力的作用而平衡,N=Mg+f.由牛顿第三定律知,箱对地面压力N′=N=Mg+f.
弹簧测力计下悬挂一个重为G=10 N金属块,使金属块部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢出),如图3-4-10所示,若弹簧测力计的示数变为6 N,则台秤的示数( )
图3-4-10
A.保持不变
B.增加10 N
C.增加6 N
D.增加4 N
【解析】:选D.金属块浸入水中后,水对金属块产生浮力F,由弹簧测力计的示数知,浮力的大小为F=G-T=(10-6)N=4 N.根据牛顿第三定律,金属块对水也施加一个反作用力F′,其大小F′=F=4 N,通过水和杯的传递,对台秤产生附加压力,所以,台秤的示数增加4 N.
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( )
图3-4-9
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
【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.