人教版高中物理課后習(xí)題參考答案匯編

人教版高中物理課后習(xí)題參考答案匯編

答案包括：

目錄

人教版高中物理必修I課后習(xí)題答案................................................1

人教版高中物理必修H課后習(xí)題答案...............................................12

高中物理選修3-1課后習(xí)題答案...................................................28

高中物理選修3-2課后習(xí)題答案...................................................48

高中物理選修3-3課后習(xí)題答案...................................................58

高中物理選修3-4課本習(xí)題答案...................................................68

高中物理選修3-5課本習(xí)題答案...................................................81

人教版高中物理必修I課后習(xí)題答案

第一章：運(yùn)動(dòng)的描述

第1節(jié)：質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系

1、“一江春水向東流”是水相對(duì)地面(岸)的運(yùn)動(dòng)，“地球的公轉(zhuǎn)”是說地球相對(duì)太陽的運(yùn)

動(dòng)，“鐘表時(shí)、分、秒針都在運(yùn)動(dòng)”是說時(shí)、分、秒針相對(duì)鐘表表面的運(yùn)動(dòng)，“太陽東升西

落”是太陽相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)。

2、詩中描寫船的運(yùn)動(dòng)，前兩句詩寫景，詩人在船上，臥看云動(dòng)是以船為參考系。云與我俱

東是說以兩岸為參考系，云與船均向東運(yùn)動(dòng)，可認(rèn)為云相對(duì)船不動(dòng)。

3、XA=-0.44m,XB=0.36m

第2節(jié)：時(shí)間和位移

1.A.8點(diǎn)42分指時(shí)刻，8分鐘指一段時(shí)間。

B.“早”指時(shí)刻，“等了很久”指一段時(shí)間。

C.“前3秒鐘”、“最后3秒鐘”、“第3秒鐘”指一段時(shí)間，“3秒末”指時(shí)刻。

2.公里指的是路程，汽車的行駛路線一般不是直線。

3.(1)路程是100m,位移大小是100m。

(2)路程是800m,對(duì)起跑點(diǎn)和終點(diǎn)相同的運(yùn)動(dòng)員，位移大小為0；其他運(yùn)動(dòng)員起跑點(diǎn)各

不相同而終點(diǎn)相同，他們的位移大小、方向也不同。

4.解答

3m8m05m-8m-3m

05m-3m5m-8m-3m

第3節(jié)：運(yùn)動(dòng)快慢的描述——速度

1.(1)1光年=365x24x3600x3.0x1()8m=9.5x10"m?

(2)需要時(shí)間為生蟲嗎=4.2年

9.5xlO15

2.(1)前1s平均速度vi=9m/s

前2s平均速度也=8m/s

前3s平均速度V3=7m/s

前4s平均速度V4=6m/s

全程的平均速度V5=5m/s

vi最接近汽車關(guān)閉油門時(shí)的瞬時(shí)速度，0小于關(guān)閉油門時(shí)的瞬時(shí)速度。

(2)Im/s,0

3.(1)24.9m/s,(2)36.6m/s,(3)0

第4節(jié)：實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

1.電磁打點(diǎn)記時(shí)器引起的誤差較大。因?yàn)殡姶糯螯c(diǎn)記時(shí)器打點(diǎn)瞬時(shí)要阻礙紙帶的運(yùn)動(dòng)。

2.(1)紙帶左端與重物相連。(2)A點(diǎn)和右方鄰近一點(diǎn)的距離Ar=7.0x10-3m,時(shí)間

At=0.02s,At很小，可以認(rèn)為A點(diǎn)速度m孚=0.35m/s

△t

3.解(1)甲物體有一定的初速度，乙物體初速度為0。

(2)甲物體速度大小不變，乙物體先勻加速、勻速、最后勻減速運(yùn)動(dòng)。

(3)甲、乙物體運(yùn)動(dòng)方向都不改變。

4.紙帶速度越大，相鄰兩點(diǎn)的距離也越大。紙帶速度與相鄰兩點(diǎn)時(shí)間無關(guān)。

第5節(jié)：速度變化快慢的描述——加速度

1.100km/h=27.8m/s

27.8,2-.2

aA=------mls=2.46w/s

11.3

22

aB=s=2.11w/s

B13.2

27.82[7Q2

a=----mis=\J9mls

r,15.5

2.A.汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)。

B.列車啟動(dòng)慢慢到達(dá)最大速度50m/s,速度變化量較大，但加速時(shí)間較長(zhǎng)，如經(jīng)過2

min,則加速度為0.42m/s2,比汽車啟動(dòng)時(shí)的加速度小。

C、汽車向西行駛，汽車減速時(shí)加速度方向向東。

D.汽車啟動(dòng)加速到達(dá)最大速度的過程中，后一階段加速度比前一階段小，但速度卻比前

一階段大。

3.A的斜率最大，加速度最大。

3A=0.63m/s2,aB=0.083m/s2,ac=-0.25m/s2

aA、aB與速度方向相同，ac與速度方向相反。

4.解答滑塊通過第一個(gè)光電門的速度Mcm/.$,=10cm/s

滑塊通過第二個(gè)光電門的速度v2=仔g(shù)cm/s-27cm/s

滑塊加速度。=4=不9cm/s2

Ar3.57

第二章：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的描述

第1節(jié)：實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

1.(1)15,16,18,19,21,23,24；

(2)如圖所示；

(3)可認(rèn)為是一條直線。

2.A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為15m/s；B做初速度為零，加速度為1.9m/s?的勻加速直線

運(yùn)動(dòng)；C做初速度為4m/s,加速度為0.67m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，6s時(shí)速度為0.

3.(1)圖2-9,(2)剪下的紙條長(zhǎng)度表示0.1s時(shí)間內(nèi)位移大小，可近似認(rèn)為速度

v=黑、)aAx,紙條長(zhǎng)度可認(rèn)為表示速度。

圖2—9

4.略。

第2節(jié)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系

I.初速度%=36km/h=10m/s,加速度a=0.2m/s2,末速度v=54km/h

根據(jù)v=vo+at得

,v-v15-10八

t=-------0-=----------s=23s

a0.2

2.初速度vo=72km/h=20m/s,力口速度a=-0.1m/s2,時(shí)間t=2min=120s

根據(jù)v=vo+at得

v=20m/s-0.1xl20m/s=8m/s

3.(1)4s末速度為2m/s,最大，7s末速度為1m/s,最小。

(2)這三個(gè)時(shí)刻的速度均為正值，速度方向相同。

(3)4s末加速度為零，最小，7s末加速度為Im/s?、最大。

(4)1s加速度為正值，7s末加速度為負(fù)值，加速度方向相反。

說明速度、加速度都是矢量，比較矢量的大小是按矢量的絕對(duì)值判定。

第3節(jié)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系

1.初速度vo=36km/h=lOm/s,加速度a=0.2m/s?,時(shí)間t=30s根據(jù)X=卬+:>得

x=10x30m+4-xO.2x3O2m=390m

2

根據(jù)v=vo+at得

v=10m/s+0.2x30m/s=16m/s

2.初速度w=18m/s,時(shí)間1=3s,位移x=36m

根據(jù)X=咿+'蘇得a=空三地=2(36-J8X3)_/$2_2

22=4m/s

2t3

3.位移之比

第4節(jié)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系

1、54km/h

2、初速度vo=lOm/s,末速度尸0,位移x=1.2m

根據(jù)v2-品=2獨(dú)得a="也=g-"m/s2=-A.2mls2

2x2x1.2

3.若飛機(jī)靠自身發(fā)動(dòng)機(jī)起飛，飛機(jī)初速度為0,加速度a=5m/s?,位移x=100m,末速度

以

2

由\rx=2ax得vx=N2ax=>/2x5m/.sxlOOw<50mls,所以不行。

彈射裝置使飛機(jī)初速度為vo,末速度為v=50m/s

根據(jù)v2-v2o=2ax得

1^0=v2-?^

2

v0=Jv-2ax=J50s2-2x5x100=39掰Is

第5節(jié)：自由落體運(yùn)動(dòng)

1.文具橡皮下落得快。紙片揉成很緊的小紙團(tuán)后，小紙團(tuán)下落變快。這是因?yàn)榭諝庾枇Φ?/p>

作用，紙片受的空氣阻力大，小紙團(tuán)受的空氣阻力小。

2.根據(jù)得

x=^xl0x3.02m=45m

由于空氣阻力，下落加速度小于g,計(jì)算結(jié)果應(yīng)小于45m。

3.設(shè)井口到水面的距離為x,石塊下落做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)石塊落到水面的時(shí)間為t,則

有

jc=-1-gt2=yxlOx2.52m=31m

由于聲音傳播需要一定的時(shí)間，所以石塊自由下落到水面的時(shí)間

t<2.5s,我們估算的x偏大。

第三章：相互作用

第1節(jié)：重力基本相互作用

1.（1）玻璃杯從桌子上掉下，在重力作用下，運(yùn)動(dòng)得越來越快；被擲出去的鉛球，在重

力作用下沿曲線落回地面；蹦蹦床在人的壓力作用下，向下凹；橡皮筋在拉力作用下變得

細(xì)長(zhǎng)。

（2）人坐在凳子上，人對(duì)凳子有一個(gè)壓力，該力的施力物體是人，受力物體是凳子。

2.略。

3.是位于同一點(diǎn)。

第2節(jié)：彈力

1.（略）

2.鋼管受到3個(gè)力作用：重力G,地面的支持力Fi、繩的拉力Fz（圖3-11）。重力G的

施力物體是地球，地面的支持力B的施力物體是地面、繩的拉力F2的施力物體是繩。

3.略。

4.如圖所示。

彈簧的勁度系數(shù)為k=26N/m

第3節(jié)：摩擦力

1.手壓著桌面向前移動(dòng)時(shí);手受到桌面的滑動(dòng)摩擦力作用?；瑒?dòng)摩擦力的方向與手指移動(dòng)

的方向相反，阻礙手指的運(yùn)動(dòng)。手對(duì)桌面的壓力越大，手指受到的滑動(dòng)摩擦力越大，對(duì)手

指相對(duì)桌面運(yùn)動(dòng)的阻礙作用越明顯。

2.(1)不受。因?yàn)槠孔优c桌面之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。

(2)受靜摩擦力作用，靜摩擦力的方向沿桌面斜向上。

(3)受靜摩擦力作用，靜摩擦力的方向豎直向上(瓶子處于豎直狀態(tài))。

(4)受滑動(dòng)摩擦力作用，摩擦力的方向沿紙條相對(duì)瓶子的運(yùn)動(dòng)方向。

3.答：Fm；u=40NF=30Ng=0.320N

第4節(jié)：力的合成

1.兩個(gè)力的夾角為0°時(shí)，它們的合力最大，為12N；當(dāng)兩個(gè)力的夾角為180。時(shí)，它們的

合力最小，為8N；當(dāng)兩個(gè)力的夾角由0。逐漸增加到180。時(shí)，它們的合力逐漸減小，即合

力的大小在I2N和8N之間；由此可見，兩個(gè)力的合力可以等于10N,不能等于5N和

15No

2.當(dāng)兩個(gè)力的合力為0時(shí)，由于一個(gè)力向東，大小為6N,則另一個(gè)力的方向必向西，大

小也為6N。將方向向東的、大小為6N的力改為向南時(shí)，二力相互垂直，如圖3-14所

示，它們的合力的大小為6血N,方向?yàn)槲髌?5。。

30N

3.如圖3-15所示，選1cm長(zhǎng)的線段表示30N的力，作出力的平行四邊形，量得表示合

力F的對(duì)角線長(zhǎng)6.8cm,則合力的大小F=30x6.8/1N=204N,量得F與F|的夾角為

17%當(dāng)兩個(gè)力的夾角為150。時(shí)，解答略。

4.(1)正確(2)錯(cuò)(3)錯(cuò)

第5節(jié)：力的分解

圖3—16

1.如圖3-16所示。

尸2=JF?+F：=300N'與F的夾角為。

tan=—=-

F3,得0=53。

2.(1)如圖3-17甲

(2)如圖3-17乙

(3)如圖3-17丙

（1）（2）兩種情況的解是惟一的，（3）的解不是惟一的。

3.如圖3-18所示。+0B2="J42+52=6.4m

0C與OB的夾角為0。

r）A4

tan5=—=-=0.8

OB5

0=arctan0.8=38.7°

第四章：牛頓運(yùn)動(dòng)定律

第1節(jié)：牛頓第一定律

圖4-10

1.（1）不能炸中目標(biāo)。如圖4-10所示，因?yàn)?，炸彈被投下后，由于慣性，仍有與飛機(jī)相

同的水平速度，如果目標(biāo)是靜止的，炸彈就會(huì)落到目標(biāo)的前方。

（2）因?yàn)?，?dāng)你跳起時(shí)，由于慣性，你仍有與地球相同的速度，所以還回到原處，而不落

在原地的西邊。

2.如果不系安全帶，當(dāng)緊急剎車時(shí)，車雖然停下了，但人因慣性而仍然向前運(yùn)動(dòng)，會(huì)發(fā)生

危險(xiǎn)。系上安全帶后，人雖然因慣性向前運(yùn)動(dòng)，但受安全帶的約束，不致發(fā)生危險(xiǎn)。

3.物體以一定速度向上拋出，在空中向上運(yùn)動(dòng)，是由于物體具有慣性，而繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，

不是因?yàn)槭艿搅讼蛏系牧Φ淖饔谩?/p>

4.如果選擇了相對(duì)于靜止的大樹做加速運(yùn)動(dòng)的汽車為參考系，人在車上觀察大樹，大樹做

遠(yuǎn)離汽車的加速運(yùn)動(dòng)。大樹的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變不是因?yàn)槭艿搅肆Φ淖饔?，而是因?yàn)閼T性定律

在選擇的參考系中不成立。

第3節(jié)：牛頓第二定律

1.答:沒有矛盾。牛頓第二定律公式F=ma中的F指的是物體所受的合力，而不是其中的

某一個(gè)力。我們用力提一個(gè)放在地面上的很重的物體時(shí)，物體受到的力共有三個(gè)：手對(duì)物

體向上的作用力F1,豎直向下的重力G,以及向上的支持力F2。如果F1<G,只是支持力

F2減小，這三個(gè)力的合力F=0,故物體的加速度為零，物體保持不變。<G,只是支持力

F2減小，這三個(gè)力的合力F=0,故物體的加速度為零，物體保持不動(dòng)。<p>

2.解：由0="可得：E="月。

3.解：由也=幺得：%=幺空=衿，%=3叫

a,.邛出01.5z-

圖4-11

4.解：根據(jù)平行四邊形定則（圖4-11）這兩個(gè)力的合力為：F=2xl4xcos45°=19.8N

a=—=s2=9.9mfs2

加速度的大小為：m2

加速度的方向?yàn)椋号c合力方向相同，與兩個(gè)分力成45。夾角。

R,------------1

圖4一12

5.解：如圖4-12,物體在水平方向受到兩個(gè)力的作用，根據(jù)

牛頓運(yùn)動(dòng)定律：設(shè)小車運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎?/p>

F—Fm=ma,Fm=F—ma=60N—30x1.5N=15N—Fm=ma'

a--=-0,5mls2

m

加速度方向與推力的方向相反。

第4節(jié)：力學(xué)單位制

1.解：由自-，0=2就可求出自行車的加速度°=與應(yīng)=七吏,"療=_0.2而J

2x2x

根據(jù)牛頓第二定律，自行車受的阻力F=ma=100x(-0.2)N=-20N

負(fù)號(hào)表示阻力方向與w方向相反。

2.解：貨車剎車后加速度大小為：。=互=兵雙加6?：?〃//

m2000

從剎車開始到停下來駛過的路程為：X=兵機(jī)=19m

2a2x6

3.因?yàn)?W=F1所以1J=1Nxlm=lkgxlm/s2x1m=lkg-m2-s-2

4.證明：IN/&g='kg'=\m/

1kg

第5節(jié)：牛頓第三定律

1.答：涉及木箱和地球的作用力和反作用力有兩對(duì)，一對(duì)是木箱受到的重力和木箱吸引地

球的力；一對(duì)是木箱受到地面對(duì)它的支持力和木箱對(duì)地面的壓力。木箱受到的是重力和支

持力。地球受到的是木箱對(duì)它的引力和壓力。

2.物體靜止地放在臺(tái)式彈簧秤上，物體受到重力G和支持力FN的作用，因?yàn)槲矬w處于平

衡狀態(tài)，故G-FN=0G=FN。臺(tái)式彈簧秤受到物體對(duì)它的壓力F,物體受到的支持力與彈

簧秤受到的壓力為一對(duì)作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)N和F大小相等方向相

反，故F的大小與G相等。

3.答：當(dāng)你輕輕地推巨石時(shí)，你和巨石同時(shí)受到大小相等方向相反的力的作用，你和巨石

均由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，二者分離后均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，但二者的速度不一定相同。

如果巨石放在地面上，結(jié)果會(huì)不同，如果巨石與地面的摩擦力足夠大，你將推不動(dòng)巨

石，只有當(dāng)你給巨石的力大于巨石受到的最大靜摩擦力時(shí)，巨石才能運(yùn)動(dòng)起來。

BA

圖4-13

4.(1)因?yàn)锳拉B勻速運(yùn)動(dòng)(圖4-13),即物體處于平衡狀態(tài)，因此B車廂所受的合力為

0,故FAB=F磯。而FAB與FBA是一對(duì)相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律，它們總是大小相等

方向相反。

結(jié).

(2)因?yàn)锳拉B加速行駛，根據(jù)牛頓第二定律：

FAB-FBI—ma,所以AB>FR。

而FAB與FBA是一對(duì)相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律，它們總是大小相等方向相反。

由牛頓第二定律：AB-FB=ma

333

FAB=ma+Fm=4.0xl0x0.3N+2.0xl0N=3.2xl0N

由牛頓第三定律：FAB與FBA是一對(duì)相互作用力，它們總是大小相等方向相反。即

3

FAB=FBA=3.2X10N

5.小強(qiáng)沒有注意到，相互平衡的兩個(gè)力是作用在同一物體上的，而作用力和反作用力是分

別作用在發(fā)生相互作用的兩個(gè)物體上的，它們不可能是相互平衡的力。

第6節(jié)：用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（一）

0

圖4-14

1.解：如圖4-14所示，用作圖法求出物體所受的合力F=87N

a--=—mis2=43.5w/s'

m2

v=at=43.5x3m/s=131m/s

x=yat2=x43.5x32m=196m

v-v0-15./2

a=----0-------m!s2=-\.5m/s

2.解：電車的加速度為：上10

電車所受阻力為：F=ma=-6.OX1O3N,負(fù)號(hào)表示與初速度方向相反

3.解：人在氣囊上下滑的加速度為：

mgsinF.八F

a=-=---------=gsind一一

mm

3.2，2240，2

=10x---mIs-....mIs

4.060

=4.0m/s'

滑至底端時(shí)的速度為：v=、口添=J2x4.0x4.(Ws=5.1m/s

a=—==唐=Im/s2

4.解：卡車急剎車時(shí)的加速度大小為:mm

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：

v==V2x7x7.6w/s

=10.73w/s?37.h>30hn1h

所以：該車超速。

第6節(jié)：用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二）

Fz

圖4一15

1.取足球作為研究對(duì)象，由共點(diǎn)力的平衡條件可知，B和G的合力F與F2大小相等、方

向相反。從圖4-15中力的平行四邊形定則可求得：

F=Gtana

cosa

2.物體在五個(gè)力作用下保持平衡，它們的合力為零。其中任意四個(gè)力的合力一定與第五個(gè)

力大小相等、方向相反。依題意，除R以外的四個(gè)力的合力與力B大小相等、方向相

反。撤去F”其余四個(gè)力不變，它們的合力大小等于F”方向與B相反。

3.答：當(dāng)飲料瓶自由下落時(shí)，小孔沒有水噴出。因?yàn)?，瓶和水均處于完全失重狀態(tài)，瓶中

各處的水（包括水孔處的水）的壓強(qiáng)都是大氣壓強(qiáng)，故水不能從瓶中流出。

自

由

m落

48

體

76

勻

??28m減

速

圖4一17

4.當(dāng)坐艙離地面50m的位置時(shí)，升降機(jī)在做自由落體運(yùn)動(dòng)（圖4-17）,人和人手中的鉛

球均完全失重，所以，球?qū)κ譄o作用力，人沒有受到壓力的感覺。

v22x9.8x48

a=——mis2==16.8w/s1=1,7g

坐艙做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為:2x2x28

方向豎直向上

所以，人手對(duì)鉛球的作用力為F：F-mg=ma

F=ma+mg=2.7mg=135N

人教版高中物理必修II課后習(xí)題答案

第五章：曲線運(yùn)動(dòng)

第1節(jié)曲線運(yùn)動(dòng)

1.答：如圖6—12所示，在A、C位置頭部的速度與入水時(shí)速度v方向相同；在B、D位

置頭部的速度與入水時(shí)速度v方向相反。

,,一—

卜」B

Isol

圖6—12

2.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6—13所示。

圖6—13

3.答：如圖6—14所示，AB段是曲線運(yùn)動(dòng)、BC段是直線運(yùn)動(dòng)、CD段是曲線運(yùn)動(dòng)。

圖6—14

第2節(jié)質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)

1.解:炮彈在水平方向的分速度是Vx=800xcos60o=400m/s;炮彈在豎直方向的分速度是vy

=800xsin600=692m/s,如圖6—15。

V

60°

圖6-15

2.解：根據(jù)題意，無風(fēng)時(shí)跳傘員著地的速度為功，風(fēng)的作用使他獲得向東的速度也，落地

速度v為吸、環(huán)的合速度（圖略），即：

2222

v=7vt+v2=>/4+5=6.4m/5,速度與豎直方向的夾角為&tan0=O.8,9=38.7°

3.答：應(yīng)該偏西一些。如圖6—16所示，因?yàn)榕趶椨信c船相同的由西向東的速度％,擊中

目標(biāo)的速度V是V,與炮彈射出速度P2的合速度，所以炮彈射出速度V2應(yīng)該偏西一些。

4.答：如圖6—17所不。

圖6—17

第3節(jié)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

1.解：（1）摩托車能越過壕溝。摩托車做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向位移為y=L5m=Jg/

經(jīng)歷時(shí)間/==0.55s在水平方向位移x=vt=40x0.55m=22m>20m所以

摩托車能越過壕溝。一般情況下，摩托車在空中飛行時(shí)，總是前輪高于后輪，在著地時(shí)，

后輪先著地。（2）摩托車落地時(shí)在豎直方向的速度為vy=gt=9.8xO.55m/s=5.39m/s摩

托車落地時(shí)在水平方向的速度為vv=v=40m/s摩托車落地時(shí)的速度：

》=J匕2+匕2=402+5.392而s=40.36m/s摩托車落地時(shí)的速度與豎直方向的夾角

為0,tan8=vx/vy=405.39=7.42

2.解：該車已經(jīng)超速。零件做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向位移為y=2.45m=*gf2經(jīng)歷時(shí)間

f=梓=H=0.71s，在水平方向位移*=日=13.3>11,零件做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為:

/t=13.3/0.71m/s=18.7m/s-67.4km/h>60km/h所以該車己經(jīng)超速。

3.答：（1）讓小球從斜面上某一位置A無初速釋放；測(cè)量小球在地面上的落點(diǎn)P與桌子

邊沿的水平距離x；測(cè)量小球在地面上的落點(diǎn)P與小球靜止在水平桌面上時(shí)球心的豎直

距離y。小球離開桌面的初速度為□=

第4節(jié)實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)

1.答：還需要的器材是刻度尺。

實(shí)驗(yàn)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(shí)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(cè)量小球在木板上的落點(diǎn)P1與重垂線之間的距離xl；

（4）調(diào)節(jié)木板高度，使木板上表面與小球離開水平桌面時(shí)的球心的距離為某一確定值

4y；

（5）讓小球從斜面上同一位置A無初速釋放；

（6）測(cè)量小球在木板上的落點(diǎn)P2與重垂線之間的距離X2；

（7）比較為、及，若2?=及，則說明小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

改變墻與重垂線之間的距離x,測(cè)量落點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間的豎直距離y,若2x1=x2,有4yl

=y2,則說明小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

第5節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)

1.解：位于赤道和位于北京的兩個(gè)物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等，都是

3=咚=奈理小rad/s=7.27x10,疑//s。位于赤道的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)

T24x3600

動(dòng)的線速度山=（oR=465.28m/s位于北京的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度v2

=CDRCOS40°=356.43m/s

2.解：分針的周期為Ti=lh,時(shí)針的周期為T2=12h

(1)分針與時(shí)針的角速度之比為3|:0)2=T2：Ti=12：1

(2)分針針尖與時(shí)針針尖的線速度之比為也：v2=?iri:32r2=14.4：1

3.答：(1)A、B兩點(diǎn)線速度相等，角速度與半徑成反比

(2)A、C兩點(diǎn)角速度相等，線速度與半徑成正比

(3)B、C兩點(diǎn)半徑相等，線速度與角速度成正比

說明：該題的目的是讓學(xué)生理解線速度、角速度、半徑之間的關(guān)系：v=<or；同時(shí)理解

傳動(dòng)裝置不打滑的物理意義是接觸點(diǎn)之間線速度相等。

4.需要測(cè)量大、小齒輪及后輪的半徑n、n、r自行車前進(jìn)的速度大小口=/4

3oTr2

說明：本題的用意是讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際情況來理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)以及傳動(dòng)裝置之間線速

度、角速度、半徑之間的關(guān)系。但是，車輪上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)都不是圓周運(yùn)動(dòng)，其軌跡都是

滾輪線。所以在處理這個(gè)問題時(shí).，應(yīng)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(yùn)動(dòng)的速度等于后輪上一點(diǎn)的線速度。

5.解：磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T=0.2s

(1)掃描每個(gè)扇區(qū)的時(shí)間t=T/18=l/90s。

(2)每個(gè)扇區(qū)的字節(jié)數(shù)為512個(gè)，Is內(nèi)讀取的字節(jié)數(shù)為90x512=46080個(gè)。

說明：本題的用意是讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際情況來理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

第6節(jié)向心加速度

1.答：A.甲、乙線速度相等時(shí)，利用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(shí)，利用/=誓r,半徑大的向心加速度大。所

以甲的向心加速度大；

C.甲、乙角速度相等時(shí)，利用an=wo,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(shí)，利用an=V3,角速度大的向心加速度大。由于在相等時(shí)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(xué)們理解做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心加速度的不同表達(dá)式的物

理意義。

2.解：月球公轉(zhuǎn)周期為T=27.3x24x3600s=2.36xl06s。月球公轉(zhuǎn)的向心加速度為

4/

532

4x3.14]X3.84xl0iw/s=2.7xl0-w/s

(2.36X106J

3.解：A、B兩個(gè)快艇做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于在相等時(shí)間內(nèi)，它們通過的路程之比是4：

3,所以它們的線速度之比為4：3；由于在相等時(shí)間內(nèi)，它們運(yùn)動(dòng)方向改變的角度之

比是3:2,所以它們的角速度之比為3:2。由于向心加速度an=wo,所以它們的向

心加速度之比為2：1。說明：本題的用意是讓學(xué)生理解向心加速度與線速度和角速

度的關(guān)系an=WOo

4.解：(1)由于皮帶與兩輪之間不發(fā)生滑動(dòng)，所以兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等，設(shè)

電動(dòng)機(jī)皮帶輪與機(jī)器皮帶輪邊緣上質(zhì)點(diǎn)的線速度大小分別為打、V2,角速度大小分別

為31、32，邊緣上質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的半徑分別為口、T2,則V|=V2V|=C0in也=32「2又3

=2nn所以n,:n2=coi:32=n:n=3：1(2)A點(diǎn)的向心加速度為

a叭=a^Xy=0.01x^zw/s2=0.05m/

(3)電動(dòng)機(jī)皮帶輪邊緣上質(zhì)點(diǎn)的向心加速度為

22

aK=—=—x^-=0.10x3w/s=0.30w/s

第7節(jié)向心力

解：地球在太陽的引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)引力為F；地球運(yùn)動(dòng)周期為T=

365x24x3600s=3.15x107s?根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律得：

ATI24x(3.14)2

F-mr=6.0x10"xxl.5xlOlliV

(3.15X107)2

說明：本題的目的是讓學(xué)生理解向心力的產(chǎn)生，同時(shí)為下一章知識(shí)做準(zhǔn)備。

1.答：小球在漏斗壁上的受力如圖6—19所示。

小球所受重力G、漏斗壁對(duì)小球的支持力FN的合力提供了小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。

2.答：(1)根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律得：

F=m(o2r=0.1x42x0.1N=0.16N

(2)甲的意見是正確的。

靜摩擦力的方向是與物體相對(duì)接觸面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向相反。設(shè)想一下，如果在運(yùn)動(dòng)過程

中，轉(zhuǎn)盤突然變得光滑了，物體將沿軌跡切線方向滑動(dòng)。這就如同在光滑的水平面上，一根

細(xì)繩一端固定在豎直立柱上，一端系一小球，讓小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，突然剪斷細(xì)繩一樣,

小球?qū)⒀剀壽E切線方向飛出。這說明物體在隨轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，相對(duì)轉(zhuǎn)盤有沿半徑向

外的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

說明：本題的目的是讓學(xué)生綜合運(yùn)用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。

3.解：設(shè)小球的質(zhì)量為m,釘子A與小球的距離為r。根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，小球從

一定高度下落時(shí)，通過最低點(diǎn)的速度為定值，設(shè)為口。小球通過最低點(diǎn)時(shí)做半徑為r的

圓周運(yùn)動(dòng)，繩子的拉力FT和重力G的合力提供了向心力，即：

22

FT—G=麻得7；=G+機(jī)匕在G,m,V一定的情況下，r越小，F(xiàn)T越大，即繩子

'r'r

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(yùn)動(dòng)，切線方向所

受合外力方向如圖R所示；同時(shí)汽車做曲線運(yùn)動(dòng)，必有向心加速度，向心力如圖F”所

示。汽車所受合外力F為R、R的合力，如圖6—20所示。丙圖正確。

說明：本題的意圖是讓學(xué)生理解做一般曲線運(yùn)動(dòng)的物體的受力情況。

第8節(jié)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

1.解：小螺絲釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力F由轉(zhuǎn)盤提供，根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律，

小螺絲釘將給轉(zhuǎn)盤向外的作用力，轉(zhuǎn)盤在這個(gè)力的作用下，將對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生作用力，大小

也是F。

F=mafr=m(27rn)2r

=0.01x(2x3.14x1000)2x0.2N=78876.8N說明：本題的意圖在于讓學(xué)生聯(lián)系

生活實(shí)際，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

2.解：這個(gè)題有兩種思考方式。

第一種，假設(shè)汽車不發(fā)生側(cè)滑，由于靜摩擦力提供的向心力，所以向心力有最大值，根

據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律得尸="=根上，所以一定對(duì)應(yīng)有最大拐彎速度，設(shè)為Vm,則

r

.==18.7lm/s=67.35km/h<72km/h所以，如果汽車以72km/h的速度拐彎

V2.0xl()3

時(shí)，將會(huì)發(fā)生側(cè)滑。

第二種，假設(shè)汽車以72km/h的速度拐彎時(shí)，不發(fā)生側(cè)滑，所需向心力為F,

2

V

=m—

r

2O2

-=2.0X103X—^=1.6X104^>1.4X104N

5()

所以靜摩擦力不足以提供相應(yīng)的向心力,汽車以72km/h的速度拐彎時(shí)，將會(huì)發(fā)生側(cè)滑。

3.解：(1)汽車在橋頂部做圓周運(yùn)動(dòng)，重力G和支持力FN的合力提供向心力，即

G-F.,=m式汽車所受支持力

“r

弓=G-,吟=(800x9.8—800x各N=7440N

根據(jù)牛頓第三定律得，汽車對(duì)橋頂?shù)膲毫Υ笮∫彩?440N。

(2)根據(jù)題意，當(dāng)汽車對(duì)橋頂沒有壓力時(shí);即FN=0,對(duì)應(yīng)的速度為u,

v=J——=J-----:----mts-22Amfs=19.6kfn/k

VwV800

(3)汽車在橋頂部做圓周運(yùn)動(dòng)，重力G和支持力FN的合力提供向心力，即

G-F=

Nr

汽車所受支持力公=G-加式，對(duì)于相同的行駛速度，拱橋圓弧半徑越大，橋面所受

壓力越大，汽車行駛越安全。

(4)根據(jù)第二問的結(jié)論，對(duì)應(yīng)的速度為vo，

鷹—/800x9,8x6400xl03

v=VV=V800-mis-■

=7.9x10，/$=1,9km/s

第六章萬有引力與航天

第1節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)

1.解：行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)按圓軌道處理，根據(jù)開普勒第三定律有:

廣3火8

Tw中公轉(zhuǎn)T火員公*

T火員公特=位？＞365=670天

2.答：根據(jù)開普勒第二定律，衛(wèi)星在近地點(diǎn)速度較大、在遠(yuǎn)地點(diǎn)速度較小。

3.解：設(shè)通信衛(wèi)星離地心的距離為口、運(yùn)行周期為T”月心離地心的距離為n，月球繞地

球運(yùn)行的周期為T2,根據(jù)開普勒第三定律，

4.解：根據(jù)開普勒第三定律

A?TIJ

T曲中境BT芻員段8

得至I」：

TQ員國(guó)B=f~xT2曲中歧8=—X1

L員圾B=、倚口764年）

則哈雷彗星下次出現(xiàn)的時(shí)間是：1986+76=2062年。

第2節(jié)太陽與行星間的引力

I.答：這節(jié)的討論屬于根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)探究它受的力。前一章平拋運(yùn)動(dòng)的研究屬于根據(jù)物

體的受力探究它的運(yùn)動(dòng)，而圓周運(yùn)動(dòng)的研究屬于根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)探究它受的力。

文學(xué)家第谷的行星觀測(cè)記錄發(fā)現(xiàn)的。

第3節(jié)萬有引力定律

1.答：假設(shè)兩個(gè)人的質(zhì)量都為60kg,相距1m,則它們之間的萬有引力可估算:

F==6.67xIO』x夕葡日2.4xIO-7N

“212

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(shí)不需要考慮物體間的萬有引

力。

說明：兩個(gè)人相距Im時(shí)不能把人看成質(zhì)點(diǎn)，簡(jiǎn)單套用萬有引力公式。上面的計(jì)算是一種

估算。

2.解：根據(jù)萬有引力定律

F=G?：

r~

=667xl0-"x_______ZOxlOUOxlO'"_______N

,(5x104x3,0x108x365x24x3600)2=1.19xl026^

可見天體之間的萬有引力是很大的。

3.解：F==6.67x10""x<7Jx10=3.4x1O-37N

r2(l.OxlO-16)2

第4節(jié)萬有引力理論的成就

1.解:在月球表面有：G-^-=mg月

火月

得到：

g產(chǎn)6卷=6.67x10"x(］就味)2加"=1.68/n/52

gH約為地球表面重力加速度的1/6。在月球上人感覺很輕。習(xí)慣在地球表面行走的人，在

月球表面行走時(shí)是跳躍前進(jìn)的。

A/mM

2.答:在地球表面，對(duì)于質(zhì)量為m的物體有：G—^=mg,得：g=G-^

“地胤地

對(duì)于質(zhì)量不同的物體，得到的結(jié)果是相同的，即這個(gè)結(jié)果與物體本身的質(zhì)量m無關(guān)。

又根據(jù)萬有引力定律：G笠一=mg高山的r較大，所以在高山上的重力加速度g值

就較小。

3.解：衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供，有：

G崢=，〃(蓊〉

得地球質(zhì)量:

4院x(6.8x106)3

=5.9x102.

6.67x10'"x(5.6xl03)2

4.解：對(duì)于繞木星運(yùn)行的衛(wèi)星m,有：6瞥=〃?（孥）2廠，得:需要測(cè)

木GT2

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

1.解：“神舟”5號(hào)繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力由其受到的地球萬有引力提供。G嗎J祗爺

其中周期丁=[24x60-(2x60+37)]/14min=91.64min,則:

?產(chǎn)三普鼻近”9匹其距地面的高度為I*

6.7x106m-6.4x106m=3x105m=300km。

說明：前面“神舟”5號(hào)周期的計(jì)算是一種近似的計(jì)算，教師還可以根據(jù)“神舟”5號(hào)繞地

球運(yùn)行時(shí)離地面的高度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，讓學(xué)生計(jì)算并驗(yàn)證一下其周期的準(zhǔn)確值。

已知：“神舟”5號(hào)繞地球運(yùn)行時(shí)離地面的高度為343km。根據(jù)牛頓第二定律有:

G“=加鴛廠在地面附近有:G^^=mg,r=R+h

,T2

根據(jù)以上各式得:

2.解：環(huán)繞地球表面勻速圓周運(yùn)動(dòng)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，即：6崢=心〈，得:⑴

R2R

在地面附近有:QMm-mg，得：GM=R2g

將其帶入（1）式:

3.解：（1）設(shè)金星質(zhì)量為Mi、半經(jīng)為Ri、金星表面自由落體加速度為gi。

Mm

在金星表面：Gf=mg1

設(shè)地球質(zhì)量為M2、半徑為2、地球表面自由落體加速度為g2。

Mm

在地球表面有：G-^r=mg2

MRP

由以上兩式得：,則

%R「§2

MJ=零-.小？=89利/$2

210.952

⑵G翠鵬一牖

第七章機(jī)械能守恒定律

第1節(jié)追尋守恒量

1.答：做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在下落過程中，勢(shì)能不斷減少，動(dòng)能不斷增加，在轉(zhuǎn)化的過

程中，動(dòng)能和勢(shì)能的總和不變。

第2節(jié)功

1.解：甲圖：W=Fscos(180°-150°)=1Ox2xJ=17.32J

圖乙：W=Fscos(180°—30°)=-10x2x乎J=一]7.32J

圖丙：W=Fscos300=10x2x乎J=17.32J

2.解：重物被勻速提升時(shí)，合力為零，鋼繩對(duì)重物的拉力的大小等于重物所受的重力，即

F=G=2X104N.鋼繩拉力所做的功為：W1=FscosO0=2x104x5J=1x105J

45

重力做的功為：W2=Gscos1800=-2x10x5J=-1x10J

物體克服重力所做的功為lxlO5J,這些力做的總功為零。

3.解：如圖5—14所示，滑雪運(yùn)動(dòng)員受到重力、支持力和阻力的作用，運(yùn)動(dòng)員的位移為:

s=h/sin30°=20m,方向沿斜坡向下。

F

3

所以，重力做功：WG=mgscos60°=60x10x20x1J=6.0X10J

支持力所做的功：WN=FNSCOS90°=0

阻力所做的功：W/=Fscos180。=-50x20J--1.0x103J

這些力所做的總功W慫=Wg+WN+W/=5.Oxl()3j。

4.解：在這兩種情況下，物體所受拉力相同，移動(dòng)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(guān)系，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也

沒有關(guān)系。光滑水平面上，各個(gè)力對(duì)物體做的總功為7.5J。粗糙水平面上，各個(gè)力對(duì)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(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)貨物的作用力大小為：F=G=2.7X105N

由P=Fv可得：

v=s=3.7xl0~2m/5

F2.7x10s

2.解：這臺(tái)抽水機(jī)的輸出功率為

一=史=遜=30x10x10=3x10%

tt1

它半小時(shí)能做功W=Pt=3xl03xi8OOJ=5.4xl06j。

3.答：此人推導(dǎo)的前提不明確。當(dāng)尸增大，根據(jù)P="推出，P增大的前提應(yīng)是丫不變,

從丫=《推出，P增大則v增大的前提是F不變，從尸=上推出，v增大F減小的前

Fv

提是P不變。

說明：對(duì)這類物理問題的方向，應(yīng)注意聯(lián)系實(shí)際，有時(shí)機(jī)械是以一定功率運(yùn)行的，這時(shí)

P一定，則尸與V成反比。有時(shí)機(jī)械是以恒定牽引力工作的，這時(shí)P與V成正比。

4.解：(1)汽車的加速度減小，速度增大。因?yàn)?，此時(shí)開始發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率下運(yùn)動(dòng)，即

P=F牽v。v增大則F*減小，而。=里二￡,所以加速度減小。(2)當(dāng)加速度減小到

m

零時(shí)，汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)*=F,所以v=4，此為汽車在功率P下行駛的最大速

r

度。

第4節(jié)重力勢(shì)能

1.證明：設(shè)斜面高度為h,對(duì)應(yīng)于傾角為&、電、的斜面長(zhǎng)分別為人，2、h。

由功的公式可知，在傾角為伍的斜面，重力與位移的夾角為),重力所做的功

為：WG=mg/|Cos(]-4)=mg/isin9i=mgh。同理可證，在傾角為。2、仇的斜面上，重

力所做的功都等于mgh,與斜面傾角無關(guān)。

2.答：(1)足球由位置1運(yùn)動(dòng)到位置2時(shí)，重力所做的功為一mgh,足球克服重力所做的

功為mgh,足球的重力勢(shì)