高中物理必修2課后習題答案

1、人教版高中物理課后習題答案第五章：曲線運動第1節(jié)曲線運動1.答：如圖612所示，在a、c位置頭部的速度與入水時速度v方向相同；在b、d位置頭部的速度與入水時速度v方向相反。vyvacbd60vx圖6152.解：根據(jù)題意，無風時跳傘員著地的速度為v2，風的作用使他獲得向東的速度v1，落地速度v為v2、v1的合速度（圖略），即：v=v2+v122=42+52=6.4m/s，速度與圖6122.答：汽車行駛半周速度方向改變180。汽車每行駛10s，速度方向改變30，速度矢量示意圖如圖613所示。v130v1豎直方向的夾角為，tan0.8，38.73.答：應該偏西一些。如圖616所示，因為炮彈有與船相同

2、的由西向東的速度v1，擊中目標的速度v是v1與炮彈射出速度v2的合速度，所以炮彈射出速度v2應該偏西一些。北v2v圖6133.答：如圖614所示，ab段是曲線運動、bc段是直線運動、cd段是曲線運動。dcba圖614第2節(jié)質(zhì)點在平面內(nèi)的運動1.解：炮彈在水平方向的分速度是vx800cos60400m/s;炮彈在豎直方向的分速度是vy800sin60692m/s。如圖615。v東1圖6164.答：如圖617所示。y5040302010020406080x動，在豎直方向位移為y1.5m1gt2經(jīng)歷g=9.83s=0.55s在水平方向位圖617第3節(jié)拋體運動的規(guī)律1.解：（1）摩托車能越過壕溝。摩托

3、車做平拋運2時間t=2y移xvt400.55m22m20m所以摩托車能越過壕溝。一般情況下，摩托車在空中飛行時，總是前輪高于后輪，在著地時，后輪先著地。（2）摩托車落地時在豎直方向的速度為vygt9.80.55m/s5.39m/s摩托車落地時在水平方向的速度為vxv40m/s摩托車落地時的速度：第4節(jié)實驗：研究平拋運動yx13yx21.答：還需要的器材是刻度尺。實驗步驟：（1）調(diào)節(jié)木板高度，使木板上表面與小球離開水平桌面時的球心的距離為某一確定值y；（2）讓小球從斜面上某一位置a無初速釋放；（3）測量小球在木板上的落點p1與重垂線之間的距離x1；（4）調(diào)節(jié)木板高度，使木板上表面與小球離開水平桌

4、面時的球心的距離為某一確定值4y；v=v2+vxy2=402+5.392m/s=40.36m/s（5）讓小球從斜面上同一位置a無初速釋放；（6）測量小球在木板上的落點p2與重垂線之方向位移為y2.45m1gt2經(jīng)歷時間g=4.9s=0.71s，在水平方向位移x球離開桌面的初速度為v=xg摩托車落地時的速度與豎直方向的夾角為，tanvxvy405.397.422.解：該車已經(jīng)超速。零件做平拋運動，在豎直2t=2y9.8vt13.3m，零件做平拋運動的初速度為：vxt13.30.71m/s18.7m/s67.4km/h60km/h所以該車已經(jīng)超速。3.答：（1）讓小球從斜面上某一位置a無初速釋放；

5、測量小球在地面上的落點p與桌子邊沿的水平距離x；測量小球在地面上的落點p與小球靜止在水平桌面上時球心的豎直距離y。小2y。間的距離x2；（7）比較x1、x2，若2x1x2，則說明小球在水平方向做勻速直線運動。改變墻與重垂線之間的距離x，測量落點與拋出點之間的豎直距離y，若2x1x2，有4y1y2，則說明小球在水平方向做勻速直線運動。第5節(jié)圓周運動1.解：位于赤道和位于北京的兩個物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動的角速度相等，都是w=2p=23.14rad/s=7.2710-6rad/s。t243600位于赤道的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動的線速度v1r465.28m/s位于北京的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速

6、圓周運動的角速度v2rcos40356.43m/s2.解：分針的周期為t11h，時針的周期為t212h（1）分針與時針的角速度之比為12t2rpr3。自行車前進的速度大小v=21.答：a甲、乙線速度相等時，利用a=v2，t2t1121（2）分針針尖與時針針尖的線速度之比為v1v21r12r214.41（3.答：1）a、b兩點線速度相等，角速度與半徑成反比（2）a、c兩點角速度相等，線速度與半徑成正比（3）b、c兩點半徑相等，線速度與角速度成正比說明：該題的目的是讓學生理解線速度、角速度、半徑之間的關系：vr；同時理解傳動裝置不打滑的物理意義是接觸點之間線速度相等。4.需要測量大、小齒輪及后輪的

7、半徑r1、r2、1rtr32說明：本題的用意是讓學生結合實際情況來理解勻速圓周運動以及傳動裝置之間線速度、角速度、半徑之間的關系。但是，車輪上任意一點的運動都不是圓周運動，其軌跡都是滾輪線。所以在處理這個問題時，應該以輪軸為參照物，地面與輪接觸而不打滑，所以地面向右運動的速度等于后輪上一點的線速度。5.解：磁盤轉(zhuǎn)動的周期為t0.2s（1）掃描每個扇區(qū)的時間tt/181/90s。（2）每個扇區(qū)的字節(jié)數(shù)為512個,1s內(nèi)讀取的字節(jié)數(shù)為9051246080個。說明：本題的用意是讓學生結合實際情況來理解勻速圓周運動。第6節(jié)向心加速度nr半徑小的向心加速度大。所以乙的向心加速度大；b甲、乙周期相等時，利

8、用a=4p2r，半徑大的向心加速度大。所以n甲的向心加速度大；c甲、乙角速度相等時，利用anv，線速度大的向心加速度大。所以乙的向心加速度??；d甲、乙線速度相等時，利用anv，角速度大的向心加速度大。由于在相等時間內(nèi)甲與圓心的連線掃過的角度比乙大，所以甲的角速度大，甲的向心加速度大。說明：本題的目的是讓同學們理解做勻速圓周運動物體的向心加速度的不同表達式的物理意義。2.解：月球公轉(zhuǎn)周期為t27.3243600s2.36106s。月球公轉(zhuǎn)的向心加速度為3.解：a、b兩個快艇做勻速圓周運動，由于在相等時間內(nèi)，它們通過的路程之比是43，所以它們的線速度之比為43；由于在相等時間內(nèi)，它們運動方向改變的

9、角度之比是32，所以它們的角速度之比為32。由于向心加速度anv，所以它們的向心加速度之比為21。說明：本題的用意是讓學生理解向心加速度與線速度和角速度的關系anv。4.解：(1)由于皮帶與兩輪之間不發(fā)生滑動，所以兩輪邊緣上各點的線速度大小相等，設電動機皮帶輪與機器皮帶輪邊緣上質(zhì)點的線速度大小分別為v1、v2，角速度大小分別為1、2，邊緣上質(zhì)點運動的半徑分別為r1、r2，則v1v2v11r1v22r2又2n所以n1n212r2r131(2)a點的向心加速度為2a=w2r=0.011m/s2=0.05m/s2na222（3）電動機皮帶輪邊緣上質(zhì)點的向心加速度為第7節(jié)向心力解：地球在太陽的引力作用

10、下做勻速圓周運動，設引力為f；地球運動周期為t365243600s3.15107s。根據(jù)牛頓第二運動定律得：說明：本題的目的是讓學生理解向心力的產(chǎn)生，同時為下一章知識做準備。1.答：小球在漏斗壁上的受力如圖619所示。小球所受重力g、漏斗壁對小球的支持力fn的合力提供了小球做圓周運動的向心力。2.答：（1）根據(jù)牛頓第二運動定律得：fm2r0.1420.1n0.16nv=1.4104m/s=18.71m/s=67.35km/hm2.0103（2）甲的意見是正確的。靜摩擦力的方向是與物體相對接觸面運動的趨勢方向相反。設想一下，如果在運動過程中，轉(zhuǎn)mfrfmv=1.4104m/s=18.71m/s=

11、67.35km/h1.4104n為r。根據(jù)機械能守恒定律可知，小球從一定高度下落時，通過最低點的速度為定值，設為v=mmv2r=2.010320250n=1.6104n1.4104nf-g=vm2得f=g+mv2在g，m，v持力fn的合力提供向心力，即g-f=mv2v。小球通過最低點時做半徑為r的圓周運動，繩子的拉力ft和重力g的合力提供了向心力，即：trtr一定的情況下，r越小，ft越大，即繩子承受的拉力越大，繩子越容易斷。4.答：汽車在行駛中速度越來越小，所以汽車在軌跡的切線方向做減速運動，切線方向所受合外力方向如圖ft所示；同時汽車做曲線運動，必有向心加速度，向心力如圖fn所示。汽車所受

12、合外力f為ft、ft的合力，如圖620所示。丙圖正確。說明：本題的意圖是讓學生理解做一般曲線運動的物體的受力情況。第8節(jié)生活中的圓周運動1.解：小螺絲釘做勻速圓周運動所需要的向心力f由轉(zhuǎn)盤提供，根據(jù)牛頓第三運動定律，小螺絲釘將給轉(zhuǎn)盤向外的作用力，轉(zhuǎn)盤在這個力的作用下，將對轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生作用力，大小也是f。所以靜摩擦力不足以提供相應的向心力，汽車以72km/h的速度拐彎時，將會發(fā)生側(cè)滑。3.解:（1）汽車在橋頂部做圓周運動，重力g和支持力fn的合力提供向心力，即g-f=mv2汽車所受支持力nrf=g-mv2=(8009.8-80052)n=7440nnr50根據(jù)牛頓第三定律得，汽車對橋頂?shù)膲毫Υ笮∫彩?/p>

13、7440n。(2)根據(jù)題意，當汽車對橋頂沒有壓力時，即fn0，對應的速度為v，（3）汽車在橋頂部做圓周運動，重力g和支nr汽車所受支持力f=g-mv2，對于相同的nr行駛速度，拱橋圓弧半徑越大，橋面所受壓力越大，f=mw2r=m(2pn)2r=0.01(23.141000)0.2n=78876.8n汽車行駛越安全。f=mwr=m(2pn)r=0.01(23.141000)20.2n=78876.8n（4）根據(jù)第二問的結論，對應的速度為v0，說明：本題的意圖在于讓學生聯(lián)系生活實際，理解勻速圓周運動。2.解：這個題有兩種思考方式。第一種，假設汽車不發(fā)生側(cè)滑，由于靜摩擦力提供的向心力，所以向心力有最

14、大值，根據(jù)牛頓第二運動定律得f=ma=mv2，所以一定對應有最r大拐彎速度，設為vm，則第六章萬有引力與航天第1節(jié)行星的運動1.解：行星繞太陽的運動按圓軌道處理，根據(jù)開普勒第三定律有：2.答：根據(jù)開普勒第二定律，衛(wèi)星在近地點速度較大、在遠地點速度較小。3.解：設通信衛(wèi)星離地心的距離為r1、運行周期為t1，月心離地心的距離為r2，月球繞地球運行的周期為t2，根據(jù)開普勒第三定律，第三定律r3=k，是開普勒根據(jù)研究天文學家t2第谷的行星觀測記錄發(fā)現(xiàn)的。第3節(jié)萬有引力定律1.答：假設兩個人的質(zhì)量都為60kg，相距1m，則它們之間的萬有引力可估算：這樣小的力我們是無法察覺的，所以我們通常分析物體受力時不

15、需要考慮物體間的萬有引力。說明：兩個人相距1m時不能把人看成質(zhì)點，簡單套用萬有引力公式。上面的計算是一種估算。2.解：根據(jù)萬有引力定律f=gm1m2=6.6710-112.010402.01030r2(51043.0108365243600)2n=(51043.0108365243600)2n=1.1910264.f=gm1m2=6.6710-11解：根據(jù)開普勒第三定律r22.010402.01030f=gm1m2=6.6710-11r22.0102.010(51043.0108365243600)2n=1.191026n得到：可見天體之間的萬有引力是很大的。3.解：f=g12=6.6710-

16、1(7.110-3)mmr2(1.010-16)2=3.410-n第4節(jié)萬有引力理論的成就11.解:在月球表面有：gmmr=mg月月月1.答：這節(jié)的討論屬于根據(jù)物體的運動探究它受7.310的力。前月grg一章平拋運動的研究屬于根據(jù)物體的受力探究它的運動，而圓周運動的研究屬于根（1.7103103）2m/s2=1.68m/s2則哈雷彗星下次出現(xiàn)的時間是：1986+762062年。第2節(jié)太陽與行星間的引力m2月6.671011（1.7103103）月?lián)矬w的運動探究它受的力。2.答：這個無法在實驗室驗證的規(guī)律就是開普勒得到：ggm月6.6710117.31022月r月m/s2=1.68m/s2g月

17、約為地球表面重力加速度的1/6。在月球上人感覺很輕。習慣在地球表面行走的人，在月球表面行走時是跳躍前進的。2.答:在地球表面，對于質(zhì)量為m的物體有：離地面的高度的準確數(shù)據(jù)，讓學生計算并驗證一下r=mg，得：gggm地m地m地r地其周期的準確值。已知：“神舟”5號繞地球運行時離地面的高度為343km。根據(jù)牛頓第二定律有：gmm=m4pr在又根據(jù)萬有引力定律：gmmr=mg高山的對于質(zhì)量不同的物體，得到的結果是相同的,即這個結果與物體本身的質(zhì)量m無關。地2r2t2地面附近有：gmm=mg，rr+hr2根據(jù)以上各式得：()r+h=90.6mingr2=2pr+hr較大，所以在高山上的重力加速度g值就

18、較小。3.解:衛(wèi)星繞地球做圓周運動的向心力由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供，有：gmm=m(2p)2rr2tt=2p(r+h)3rg6.6710-11(5.6103)2=5.91024kgr即：gmm=mv2，得：v=gmr=rg得地球質(zhì)量：m=4p2r3=4p2(6.8106)3gt24.解：對于繞木星運行的衛(wèi)星m，有：gmm=m(2p)2r，得：m=4p2r3，需r2t木gt2要測量的量為：木星衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期t和木星衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)軌道半徑r。第5節(jié)宇宙航行2.解：環(huán)繞地球表面勻速圓周運動的人造衛(wèi)星需要的向心力，由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供，r2r在地面附近有：gmm=mg，得：gm=r2gr2將其帶入

19、（1）式：v=r2g3.解：（1）設金星質(zhì)量為m1、半經(jīng)為r1、金星表面自由落體加速度為g1。1.解：“神舟”5號繞地球運動的向心力由其受到的地球萬有引力提供。gmm=m(2p)2rr2t在金星表面：gm1mr21=mg1r=3gmt4p22設地球質(zhì)量為m2、半徑為2、地球表面自由落體加速度為g2。其中周期t2460（260+37）/14min91.64min，則：在地球表面有：gm2mr22=mg2mgr=36.6710-116.01024(91.6460)2m=6.7106m4p2m由以上兩式得：12r22r21g=1，則210.952其距地面的高度為hrr6.7106m6.4106m31

20、05m300km。g=1mm12r22r21g=0.82129.8m/s2=8.9m/s22r2=mv2，v=gm（2）gm1m1說明：前面“神舟”5號周期的計算是一種近似的計算，教師還可以根據(jù)“神舟”5號繞地球運行時rrg1116010201j6.0103jn1.解：甲圖：wfscos(180150)1023圖乙：wfscos(18030)1023圖丙：wfscos301023t=301010=3103wpfv推出，p增大的前提應是v不變，從v=p第七章機械能守恒定律第節(jié)追尋守恒量1.答：做自由落體運動的物體在下落過程中，勢能不斷減少，動能不斷增加，在轉(zhuǎn)化的過程中，動能和勢能的總和不變。第2

21、節(jié)功2j17.32j2j17.32j2j17.32j2.解：重物被勻速提升時，合力為零，鋼繩對重物的拉力的大小等于重物所受的重力，即fg2104n鋼繩拉力所做的功為：w1fscos021045j1105j重力做的功為：w2gscos18021045j1105j物體克服重力所做的功為1105j，這些力做的總功為零。3.解：如圖514所示，滑雪運動員受到重力、支持力和阻力的作用，運動員的位移為：shsin3020m，方向沿斜坡向下。ffmgh30所以，重力做功：wgmgscos602支持力所做的功：wnfnscos900阻力所做的功：wffscos1805020j1.0103j這些力所做的總功w總

22、wg+wn+wf5.0103j。4.解：在這兩種情況下，物體所受拉力相同，移動的距離也相同，所以拉力所做的功也相同，為7.5j。拉力做的功與是否有其他力作用在物體上沒有關系，與物體的運動狀態(tài)也沒有關系。光滑水平面上，各個力對物體做的總功為7.5j。粗糙水平面上，各個力對物體做的總功為6.5n。第3節(jié)功率1.解：在貨物勻速上升時，電動機對貨物的作用力大小為：fg2.7105n由pfv可得：v=p=10103m/s=3.710-2m/sf2.71052.解：這臺抽水機的輸出功率為p=w=mght1它半小時能做功wpt31031800j5.4106j。3.答：此人推導的前提不明確。當f增大，根據(jù)ff

23、=p推出，v增大f減小的前提是p不變。位移的夾角為（p-q），重力所做的功為：wg推出，p增大則v增大的前提是f不變，從v說明：對這類物理問題的方向，應注意聯(lián)系實際，有時機械是以一定功率運行的，這時p一定，則f與v成反比。有時機械是以恒定牽引力工作的，這時p與v成正比。（4.解：1）汽車的加速度減小，速度增大。因為，此時開始發(fā)動機在額定功率下運動，即pf牽f-fv。v增大則f牽減小，而a=牽m，所以加速度減小。（2）當加速度減小到零時，汽車做p勻速直線運動，f牽f，所以v=f，此為汽車在功率p下行駛的最大速度。第4節(jié)重力勢能1.證明：設斜面高度為h，對應于傾角為1、2、3的斜面長分別為l1、l

24、2、l3。由功的公式可知，在傾角為1的斜面，重力與212mgl1cos（p-q1）mgl1sin1mgh。同理可證，在傾角為2、3的斜面上，重力所做的功都等于mgh，與斜面傾角無關。2.答：（1）足球由位置1運動到位置2時，重力所做的功為mgh，足球克服重力所做的功為mgh，足球的重力勢能增加了mgh。（2）足球由位置2運動到位置3時，重力做的功為mgh，足球的重力勢能減少了mgh。（3）足球由位置1運動到位置3時，重力做功為零，重力勢能變化為零。說明：本題的意圖是使學生體會，重力勢能的變化是與重力做功相對應的。重力做了多少功,重力勢能就變化多少。重力做正功重力勢能減少，重力做負功重力勢能增加

25、。3.答：（1）所選小球在小球在整個下落整個下落擇的a點的b點的過程中小過程中小參考重力勢重力勢球重力做球重力勢平面能能的功能的變化桌面5.88j3.92j9.8j9.8j地面9.8j09.8j9.8j（2）如果下落過程中有空氣阻力，表格中的數(shù)據(jù)不變。說明：本題的意圖是使學生認識，重力勢能跟零勢面的選取有關，而重力勢能的變化跟重力的功相對應，與零勢能面的選取無關。重力做的功只跟物體位置的變化有關，與是否存在其他力無關。4.答：a正確。例如：物體在向上的拉力作用下，如果做勻加速直線運動，這時拉力的功大于重力勢能的增加量。如果物體做勻減速直線運動，這時拉力的功小于重力勢能的減少量。b錯誤。物體勻速

26、上升，拉力的大小等于重力，拉力的功一定等于重力勢能的增加量。c錯誤。根據(jù)wgep1ep2可知，重力做1j的功，物體勢能的增加量為1j。d錯誤。重力做功只與起點和終點的位置有關，與路徑無關，a、b兩點的位置不變，從a點到b點的過程中，無論經(jīng)過什么路徑，重力的功都是相同的。第7節(jié)動能和動能定理1.答：a動能是原來的4倍。b動能是原來的2倍。c動能是原來的8倍。d動能不變。22.解：由動能定理wek2ek11m(v22-v12)可知，在題目所述的兩種情況下，()較大的，需要做的功較多。速度由10km/h加速到20km/h的情況下：0（202102）（km/s）2300（km/s）2(v22速度由50

27、km/h加快到60km/h情況下：-v2)（602502）（km/s）21100（km/s）212.a飛船升空的階段，動力對飛船做功，飛船的機械能增加。b飛船在橢圓軌道上繞地球運行的階段，只1mv2-1mv21mv2+mgh=1mv2，得1mv2-1mv2，vv2+2gh1mv2可見，后一種情況所做的功比較多。3.解：設平均阻力為f，根據(jù)動能定理w2221，有fscos1801mv2-1mv22221f1.6103n，子彈在木板中運動5cm時，所受木板的阻力各處不同，題目所說的平均阻力是對這5cm說的。4.解：人在下滑過程中，重力和阻力做功，設人受到的阻力為f，根據(jù)動能定理wek,22ttwg

28、+wf1mv2-0，mghfs1mv2解方程得：vt42m/s5.66m/s5解：設人將足球踢出的過程中，人對球做的功為w，根據(jù)動能定理可從人踢球到球上升至最w2t大高度的過程中：g+w1mv20，即：mgh+w2tw0.5202j+0.51010j150j第8節(jié)機械能守恒定律1.解：（1）小球在從a點下落至b點的過程中，根據(jù)動能定理wek，22mg(h1h2)1mv22-1mv1222（2）由mg(h1h2)1mv22-1mv12，得：22mgh1+1mv12mgh2+1mv22有引力對飛船做功，機械能守恒。c飛船在空中減速后，返回艙與軌道分離，然后在大氣層以外向著地球做無動力飛行的過程中，

29、只有引力做功，機械能守恒。d進入大氣層并運動一段時間后，降落傘張開，返回艙下降的過程中，空氣阻力做功，機械能減少。3.解：（1）石塊從拋出到落地的過程中，只有重力做功，所以機械能守恒。設地面為零勢能面，根據(jù)機械能守恒定律：202t根據(jù)動能定理：wektek0，即mgh2t20t0vt15m/s（2）由vtv02+2gh知，石塊落地時速度大小與石塊初速度大小和石塊拋出時的高度有關，與石塊的質(zhì)量和石塊初速度的仰角無關。4.解：根據(jù)題意，切斷電動機電源的列車，假定在運動中機械能守恒，要列車沖上站臺，此時列車的動能ek至少要等于列車在站臺上的重力勢能ep。列車沖上站臺時的重力勢能：epmgh20mm2/s2等式左邊表示物體在a點時的機械能，等式右邊表示物體在b點時的機械能，小球從a點運動到b點的過程中，機械能守恒。2列車在a點時動能：ek1mv224.5mm2/s2m72m2/s2r可見ekep，所以列車能沖上站臺。設列車沖上站臺后的速度為v1。根據(jù)機械能守2恒定律，有：ekep+1mv2在圓軌道的最高點b處，根據(jù)牛頓第二定律，有v2f+mg=mn欲使小球順利地通過圓軌道在最高點，則