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文檔簡介
1、教科書練習與習題答案第一章運動的描述一、質點參考系和坐標系.能,不能.江水相對江岸向東運動,地球相對太陽轉動,時針相對鐘轉動,太陽相對地面 升降.詩中描述了花、云和我的運動;花相對岸飛、云相對我不動、云和我相對岸(榆 堤)向東;運動是相對的,同一物體選擇不同的參考系,描述的運動可以不同, 例如:云和我相對岸(榆堤)一起向東,而以我為參考系,岸(榆堤)是向西運 動的. - 0.42m, 0.34m解析:用刻度尺測得圖中桌高1.90cm、AO為1.00cm、BO為0.8cm ,則AO的實際距離是 0.8m父1.00cm = 0.42m1.90cmBO的實際距離是0.8m父0.8cm = 0.34m
2、1.90cm所以,A、B兩點的坐標分別是0.42m、0.34m .二、時間和位移.指時間的說法有:“停車8分”、“等了很久”、“前3秒鐘”、“最后3秒鐘”、“第 3秒鐘”;指時刻的說法有:“8點42分到站”、“這么早就來啦”、“3秒末”.路程.(1) 100m , 100m ( 2)路 程相同,位移不同.因為里外跑道的長度不同,800m 跑中不同道次的運動員起跑點不同,但他們的終點是一致的.4.坐標原點的設置出發(fā)點的坐標最局點的坐標落地點的坐標上升過程的位移下落過程的位移全過程的位移以地面為原點3m8m05m8m3m以拋出點為原點05m3m5m8m3m三、運動快慢的描述速度1 . 9.46 x
3、 1015m, 1. 3X 108s解析:(1)光在真空中傳播速度C=3. 0X 108m/s , 一年以365天計,全年有 t = 365 X 24 X 3600 s = 31536000 s,則光在一年中傳播 Ax=C At =3.0X 108x 31536000 m = 9.46 x 1015m(2)光到地球需時間 & Jx=4.010l3:103=i3sC 3.0 108約3.7 X 104h,即約1540天,也即約4.22年.(1) 9 m/s、8 m/s、7m/s、6 m/s和5 m/s ;前1s內的平均速度最接近汽車關閉油 門時的瞬時速度;它比這個瞬時速度略小.(2) 1 m/s
4、 , 089.7 km/h , 130.2 km/h , 0四、實驗:用打點計時器測速度.電磁打點計時器誤差較大.電磁打點計時器對運動紙帶的摩擦較大. ( 1)左(2)用刻度尺測出A左右相鄰兩點間的距離Ax ,根據(jù)電源的頻率,求x出打點的周期,得到A左右相鄰兩點間隔的時間At ,由v =求得A左右相鄰兩 t點間隔的平均速度,粗略表示A點的瞬時速度,即打A點時重物的瞬時速度.甲物體一直做速度恒定的勻速直線運動;乙物體先做初速度為零的勻加速直線運動,再做一段時間的勻速直線運動,最后做勻減速直線運動至速度為零.牽引紙帶的速度越大,相鄰兩點的距離越大;相鄰兩點所表示的時間由人打點的快慢決定,牽動紙帶的
5、快慢只影響相鄰兩點的距離.五、速度變化快慢的描述加速度1 . 2.46 m/s2, 2.10 m/s2, 1.79 m/s2.2. A:B:C:D:勻速直線運動的物體加速度為0,速度不為0加速度較小的物體,經(jīng)長時間加速,它的速度變化量很大向西行駛的汽車在剎車過程中,加速度向東火箭在開始階段速度較小,但加速度很大,隨著速度越來越大,其加速度比原來小.a物體的加速度最大,因為描述a直線的傾斜程度最大.a物體的加速度為0.625 m/s2,方向與正方向相同b物體的加速度為0.083 m/s2,方向與正方向相同c物體的加速度為0.25 m/s2,方向與正方向相反24.74 cm/s解析:滑塊開始遮住光
6、電門時的瞬時速度,可認為等于滑塊通過光電門時的平均 速度.則開始遮住第一個光電門時滑塊速度v1 =-=3:0cm=300cm/s由 0.29s29遮住第二個光電門時滑塊速度v2=30= 320cm/st20.11s11滑塊的加速度為a = v2 -V1 = 4.74cm / s2.: t第二章 勻變速直線運動的研究一.實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律1.解析(1)時間t/s051015202530速度 v/(km ?h-1)54596570768186速度 v/(m ?s-1)15.016.418.119.421.122.523.9(2) v-t圖如圖1所示v-t圖反映的是一條勻加速度運動的
7、曲線,所以列車是在做勻加速直線運動.A物體以VA=15m/s的速度做勻速直線運動;B物體從靜止開始做勻加速直線運 動,加速度為1.75m/s 2; C物體以vo=4m/s的初速度做勻減速直線運動,經(jīng)過6s停止運動.將紙條上端中心連起來得到的v-t圖象如圖2所示.這樣做有道理,每條紙帶的寬度代表相等的時間,每 條紙帶的長度代表這段時間內的位移,而相等時間內 的位移就表示這段時間內的平均速度.由于每段時間 較短,所以這段時間中點的速度就是這段時間內的平 均速度.取每段紙帶上邊的中點,然后過這些點畫出v-t圖象,如圖2所示.此圖線的斜率就等于加速度a的大小.粘貼紙帶的方法見上題.二.勻變速直線運動的
8、速度與時間的關系. 25s解析:Vt=54km/h=15m/s,V0=36km/h=10m/s由速度公式:vt=v0+at 得 t=Y0 =竺二10s = 25s a 0.2. 8 m/s解析:V0=72km/h=20m/s, t=2min=120s, 以 v。為正方向,a=-0.1m/s 2由速度公式:Vt=v0+at=20 m/s -0.1 x 120 m/s =8 m/s.(1)由圖象得,1s末的速度V1=1.5 m/s, 4s 末 的速度v4=2 m/s, 7s 末的速度v7=1 m/s, 因此:4s末的速度最大,7s末的速度最小.(2)它在1s末、4s末、7s末三個時刻的速度都是正值
9、,所以方向相同,都是沿規(guī)定的 正方向運動.,一, V V 2 _ 122(3)由圖 可知:仇=m/s =0.5m/s ,a4=0,t 2Vt - V00 - 222它在1s末、4s末、7s末三個時刻的a7 =-t_0 =m/s2 = 1m/s2,因此, t 8 -6加速度是7s末最大,4s末的最小(4)它在1s末的加速度是正值,7s末的加速度為負值,所以方向相反.由題意知,V0=0m/s,4s 末 的速度V4= at=1X4 m/s =4 m/s, 8s 末 的速度 V8=v4+at=4m/s +0.5 x 4 m/s=6 m/s.物體在8s內的v-t圖象如圖3所示.三.勻變速直線運動的位移與
10、時間的關系1.390m,16 m/s解析:V0 =36km/h=10m/s, a =0.2m/s坡路的長度:x=v0t+1at2 =10父30m+微父0.2父302m = 390m列車到達坡底的速度:Vt=V0+at=10 m/s +0.2 x 30 m/s =16 m/s.-4m/s 2解析:由x = v0t + 1 at2得2(x _vt)t22 (36 -18 3)32/ 2 m/s2=-4m/ s加速階段 高速行駛階段. It1t2圖4加速階段.約 0.6m/s解析:運動過程如圖4所示, 解法一:列車加速時間為ti = 2 (450s -30s) =210s列車加 速的末 速度為vt
11、=430km/h120m/s列車加速度為 a = vt 70 = 120 -m/s2 = 0.57m/s2 t 210解法二:加速階段的位移 x=g(33x103 -120 x30) =14700m加速時間為 t1 =1(450s 30s) =210s1 ,2/曰2x 2 14700 , 22由公式 x=2at 得2= 22 m/s =0.67m/s2t22102解法三: 加速階段的位移 x=m(33m103 120m 30) = 14700m列車加 速的末 速度為vt =430km/h120m/s 由速度與位移的關系v,21202oovt = 2ax 得 a =m/s = 0.49m / s
12、2x 2 147004.-41.7 m/s 2解析:由題意知 v=10 m/s, vt=0 m/s,s=1.2m由速度與位移的關系2222v010, 22vt -v0 =2ax44a = =m/s - -41.7m/ s2s 2 1.25.不能,38.7 m/s解析:由 v2 -v2 =2ax得vt2 M 5父 100m/s = 31.5m/s 50m/s所以飛機不能靠自身的發(fā)動機從艦上起飛.又由vt2 -v2 =2ax彳導v0 =xvt2 -2ax =如2 -2父 5x100m/s = 38.7m/s四.自由落體運動.把一張紙片和一塊文具橡皮同時釋放,文具橡皮下落得快.再把紙片捏成一個很 緊
13、的小紙團,和文具橡皮同時釋放,兩者下落得差不多快.這是因為紙片沒有捏成小 紙團時,受到的空氣阻力較大.懸崖有44.1m高;懸崖的實際高度比計算值小些解析:由 x=ggt2 =gx9.8x3.02m = 44.1m得懸崖有 44.1m 高.由于有空氣阻力,實際的加速度要比g小,所以懸崖的實際高度比計算值小些. 30.6m.石塊下落的時間比2.5s小,所以估算結果偏大解析:由x=ggt2 = m9.8父2.52m = 30.6m得井口到水面的距離有30.6m.考慮到聲音傳播的時間,石塊下落的時間比2.5s小,所以估算結果偏大.如圖5所示,可以采用四種方法,第一種是運用速度公式求解,第二種是運用位移
14、 公式求解,第三種是運用逐差法求解,第四種是運用v-t圖象求解.解析:解法一:運用速度公式求解 28.4-12.5E點 的瞬時速度為 ve =cm/ s = 1.98m / s0.08所以 g = vE = 1.98 m/s2 =9.9m/s2 t 0.04 5解法二.運用位移公式求解由x = 1gt2得2x t2雪m/s2 0.02=9.8m/s2解法三:運用逐差法求解xef =28.4-19.6cm=8.8cma1Xef - Xbc3T28.8 -3.93 0.042/ 2cm / s_2= 10.2m/s2or 0Ar -0.8B 3.2Ck 一 7.1Dr、12.51E*-,19.61
15、Fr 1一 - 28.41圖5xbc =7.1-3.2cm=3.9cmxDE - Xab7.1 -2.4225=cm / s = 9.8m / s 3T23 0.042D - Xoa 5.4 - 0.8222=2cm/s =9.6m/s3T 3 0.04所以 a=a1Ap=9.9m/s2解法四.運用v-t圖象求解.VcVb經(jīng)上a cm/s =1.98m/s0.0812.5 3.2cm/s =1.16m/s0.087cm/s=0.79m/s0.083.2 ,八八,cm/s = 0.40m/s0.08由圖6求得a =195m/s2 =9.75m/s20.219.6-7.1Vd cm/s = 1.5
16、6m/s第三章相互作用力基本相互作用1.(1)從高處釋放的小球在重力作用下,速度越來越快;乒乓球在球拍的作用下 不斷改變速度的大小和方向;在粗糙水平面上滾動的足球,運動越來越慢.彈簧在 外力作用下,長度變長或縮短;鋼尺在外力作用下發(fā)生彎曲;沖氣的氣球在用手 施加的外力作用下發(fā)生形狀變化.(2)從高處釋放的小球受到的重力,施力物體是 地球,受力物體是小球;沖氣的氣球在用手施加的外力作用下發(fā)生形狀變化,氣球 受到彈力的施力物體是手,受力物體是氣球.2.物體所受重力的圖示如圖710所示.3.均勻的三角形薄板的重心與幾何學上的重心在同一點上.(略).鋼管受到三個力的作用:重力、繩子對鋼管的拉力、地面給
17、鋼管的彈力.受力 示意圖如圖11.鍋鏟受力的示意圖如圖12. (1)圖象如圖13(2)彈簧的勁度系數(shù)K約為30N/m、摩擦力手壓著桌面向前移動時手受到桌面的滑動摩擦力作用,滑動摩擦力方向和 手指運動方向相反,阻礙手的運動.滑動摩擦力的大小與壓力成正比,手對桌面的壓力越大,滑動摩擦力越大,對手的阻礙作用越大.(1)瓶子靜止在粗糙水平桌面上,不受摩擦力的作用;(2)瓶子靜止在傾斜的 桌面上,瓶子受到沿斜面向上的靜摩擦力作用;(3)瓶子被握在手中,瓶口朝上,瓶 子受到手的豎直向上的靜摩擦力作用;(4)瓶子壓著一紙條,擋住瓶子把紙條抽出 時,瓶子受到紙施加的滑動摩擦力作用,方向是紙帶抽動方向.Fmax
18、=40NF=30N= =0.320N.四、力的合成.它們的合力能等于5N、10N,不能等于15N ;兩個力的合力的最大值是12N , 最小值是8N.它們的合力大小為6J2N ,方向為西南方向.選1cm的線段表示30N的力,作出力的平行四邊形圖示如圖14,即可根據(jù)比 例關系求出合力大小,用量角器可量出合力的方向.兩個力的夾角為30時,量得對 角線長為6.8cm,根據(jù)比例關系,合力大小為204N,量得F和F1的夾角為17.兩力夾 角為150。時,解答略. (1)、(3)正確,(2)錯誤.五、力的分解1.300N, 53解析:由圖15運用直角三角形知識可得:,()=53 0.F2 = F2 F12
19、= 300N tan 檸旦=4F 32.如圖16所示.其中(2)的解是惟一的,(3)的解不是惟一的,有兩解.圖15F解析:如圖17所示.根據(jù)三角形知識,位移x = Jx;+x; = 4 2+5 2= V4?(m)方向與水平方向夾角為 仇tan 9=1.25.第四章牛頓運動定律一、牛頓第一定律.(1)不能,從飛機上投下的炸彈由于慣性,在下落過程中還要向前飛行一 段距離,炸彈將越過目標.(2)人向上跳起時,由于慣性,將保持與地球同步的速度運動,將落回到原 處.防止汽車緊急剎車時,坐在前排的人由于慣性會以很大的速度撞上檔風玻 璃,造成人身傷害.這位同學犯了 “力是維持物體運動的原因”的錯誤.在一輛汽
20、車內的光滑水平桌面上靜止有一小球,當汽車突然加速向前運動 時,小球相對于桌面加速向后運動.若以汽車為參考系,小球在水平方向沒有受 力,卻做加速運動,顯然這時慣性定律不成立.牛頓第二定律1 .沒有矛盾.因為決定物體加速度(能否由靜止開始運動)的是物體受到的 合力,箱子除受到人的拉力外,還受重力及地面的支持力,且合力為零,所以物 體不會動.2. 12N解析:根據(jù)Fi解析:根據(jù)aiF2上,得F2 =a2a2ai6F1 =- 4=12(N)=m)甲a甲=m乙a乙,得”;31.54. 14/ N,方向沿兩力的角平分線解析:如圖18所示,得F合=物=14點(F 合 142=7 .2(m/s2)方向沿兩力的
21、角平分線5. 0.5m/s 2,方向與推力方向相反 解析:由F - f = ma得 f =F -ma =60 -45 =15(N)2)方向與推力方向相反.一 ,15得 a 0.5(m/s30四、力學單位制22解析:根據(jù)Vt -V0 =2ax一一一 2得 a - -0.2(m/s2)又根據(jù) f =ma=100M(-0.2) =-20(N)2. 27m一F合斛析:根據(jù)F合=f = ma,得 a =m1.2 1042 0 0 0=-6(m/s2)22又根據(jù)Vt -V0=2ax 得 x=27(m).3.根據(jù)W =FL得:1J =1N M1m =1Kg 父m/s2 M1m =1Kg m2/s2.4.證明
22、:因為1N=Kg m / s221 F ,n N Kg m/s2又根據(jù) a =一 倚 1 =1=1 m / smKg Kg五、牛頓第三定律.涉及木箱和地球的作用力與反作用力有兩對,木箱受 地面的支持力和地球的吸引力;地球受木箱的壓力和木箱的 吸引力.證明:如圖19所示,對物體研究:受兩力平衡尸支=6由牛頓第三定律得:尸支=尸壓結合兩式得:F壓=G.在推石時:巨石加速向前運動,自己加速后退;在推石后:巨石勻速向前 運動,自己勻速后退.若靜止在地面上,情況不一樣.因為人和巨石均對地面有壓力,而推動時, 物體均有相對運動(或趨勢),因而人和巨石均受摩擦力,若推力不夠大現(xiàn)兩物體 可能保持靜止,也可能一
23、個運動一個靜止,或兩個物體均運動后再做減速運動直 到停止.如圖20所示.方向如圖20所示.A拉B勻速運動時,F(xiàn)AB =F阻,方向相 反,因為它們是一對平衡力.FAB = FBA,方向相 反,因為它們是一對作用力與反作用力.A拉B加速運動時,F(xiàn)AB A F阻,方向相 反. Fab = Fba ,方向相反,因為它們仍是一對作 用力與反作用力. 一 一_3 一一 一 _ _ 3 _ _F AB F阻=ma , F ab = 3.2 x 10 N , Fba =3.2 x 10 N ,5 .小強的說法是錯誤的.平衡力作用效果能抵消,是因為它們作用在同一物 體上;而作用力與反作用力是作用在不同物體上的兩個力其作用效果不能抵消.六、用牛頓定律解決問題(一)1 . 75 M 3m/s,gV3 m2解析:如圖2
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