人教版高中物理 必修1+必修2 課后習(xí)題答案

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人教版高中物理必修1課后習(xí)題答案

第一章：運動的描述

第1節(jié)：質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系

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

“鐘表時、分、秒針都在運動”是說時、分、秒針相對鐘表表面的運動，“太陽東升西落”是

太陽相對地面的運動。

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

東是說以兩岸為參考系，云與船均向東運動，可認為云相對船不動。

=

3、XA=-0.44m,xB0.36m

第2節(jié)：時間和位移

1.A.8點42分指時刻，8分鐘指一段時間。

B.“早”指時刻，“等了很久”指一段時間。

C.“前3秒鐘”、“最后3秒鐘”、“第3秒鐘”指一段時間，“3秒末”指時刻。

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,對起跑點和終點相同的運動員，位移大小為0；其他運動員起跑點各

不相同而終點相同，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)：運動快慢的描述一一速度

15

1.(1)1光年=365x24x3600x3.0x1()8m=9.5xl0m。

(2)需要時間為臂子=42年

XIu

2.(1)前1s平均速度也=9m/s

前2s平均速度電=8m/s

前3s平均速度也=7m/s

前4s平均速度V4=6m/s

全程的平均速度V5=5m/s

的最接近汽車關(guān)閉油門時的瞬時速度，也小于關(guān)閉油門時的瞬時速度。

(2)1m/s,0

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

第4節(jié)：實驗：用打點計時器測速度

1.電磁打點記時器引起的誤差較大。因為電磁打點記時器打點瞬時要阻礙紙帶的運動。

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2.(1)紙帶左端與重物相連。(2)A點和右方鄰近一點的距離Ar=7.OxlO3m,時間

At=0.02s,At很小，可以認為A點速度I=4^=035m/s

Ar

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、最后勻減速運動。

(3)甲、乙物體運動方向都不改變。

4.紙帶速度越大，相鄰兩點的距離也越大。紙帶速度與相鄰兩點時間無關(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.j/2

aA=---tn!s=2.46m/s

11.3

a=―'—m!s2=2A\tn!s2

￡313.2

27.822

以c=---mis=\J9mis

15.5

2.A.汽車做勻速直線運動時。

B.列車啟動慢慢到達最大速度5。m/s,速度變化量較大，但加速時間較長，如經(jīng)過2min,

則加速度為0.42nVs2,比汽車啟動時的加速度小。

C、汽車向西行駛，汽車減速時加速度方向向東。

D.汽車啟動加速到達最大速度的過程中，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。

222

aA=0.63m/s,aR=O.O83m/s,ac=-0.25m/s

aA'aB與速度方向相同，M與速度方向相反。

4.解答滑塊通過第一個光電門的速度*=cm/s=\0cm/s

滑塊通過第二個光電門的速度彩二^ca/s=27cm/s

滑塊加速度”等=浜"cm；s2

第二章：勻變速直線運動的描述

第1節(jié)：實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

I.(I)15,16,18,19,21,23,24；

(2)如圖所示:

第2頁共27頁

(3)可認為是一條直線。

2.A做勻速直線運動，速度為15m/s；B做初速度為零，加速度為L9m/sz的勻加速直線

運動；C做初速度為4m/s,加速度為0.67m/s?的勻減速直線運動，6s時速度為0。

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

v=V-AX,紙條長度可認為表示速度。

圖2—9

4.略。

第2節(jié)：勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系

2

1.初速度v0=36km/h=10m/s?加速度a=0.2m/s>末速度v=54km/h

根據(jù)v=v0+at得

v-v15-10

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

a0.2

2.初速度vo=72km/h=20m/s,加速度a=-0.1m/s2,時間t=2min=120s

根據(jù)v=vo+at得

v=20m/s-0.1x120m/s=8m/s

3.(1)4s末速度為2m/s,最大，7s末速度為1m/s,最小。

(2)這三個時刻的速度均為正值，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值判定。

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4.

P/(m-s')

第3節(jié)：勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系

1.初速度物=36km/h=10m/s,加速度a=0.2m/s?,時間t=30s根據(jù)x=卬+^加得

A=10X30m+yxO.2x3O2m=390m

根據(jù)v=v0+at得

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

2.初速度vo=18m/s,時間t=3s,位移x=36m

根據(jù)x=卬+Ja/得a=2（.卬）=2（36-產(chǎn)3）加/『=-4m/sr

2r3-

3.位移之比

第4節(jié)：勻變速直線運動的位移與速度的關(guān)系

1、54km/h

2^初速度v（）=10m/s,末速度v=0,位移JV=1.2m

根據(jù)v2-聲（）=2m得a==?-!巧m/s2=-4.2m//

2x2x1.2

3.若飛機靠自身發(fā)動機起飛，飛機初速度為0,加速度a=5m/s2,位移k100m,末速度

由v2x=2ax得匕=\[2ax=A/2X5ZW/52x100w<50m/s?所以不行,

彈射裝置使飛機初速度為v0,末速度為v=50m/s

22

根據(jù)v-v0=2ax得

v2o=v2-2ar

2

v0=Jv-2ax=J50s2-2x5x100=39m/s

第5節(jié)：自由落體運動

第4頁共27頁

1.文具橡皮下落得快。紙片揉成很緊的小紙團后，小紙團下落變快。這是因為空氣阻力的

作用，紙片受的空氣阻力大，小紙團受的空氣阻力小。

2.根據(jù)尸上g*得

^=yX10x3.02m=45m

由于空氣阻力，下落加速度小于g,計算結(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動，設(shè)石塊落到水面的時間為3則

有

x=1gt2=4x1Ox2.52m=31m

由于聲音傳播需要一定的時間，所以石塊自由下落到水面的時間

IV2.5S,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，運動得越來越快；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

細長。

（2）人坐在凳子上，人對凳子有一個壓力，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。

第2節(jié)：彈力

1.（略）

2.鋼管受到3個力作用：重力G,地面的支持力F|、繩的拉力F2（圖3-11）。重力G的

施力物體是地球，地面的支持力R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

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2

0.0230.60

0.0350.9()

0.0461.20

0.0581.50

第3節(jié)：摩擦力

1.手壓著桌面向前移動時，手受到桌面的滑動摩擦力作用?；瑒幽Σ亮Φ姆较蚺c手指移動

的方向相反，阻礙手指的運動。手對桌面的壓力越大，手指受到的滑動摩擦力越大，對手

指相對桌面運動的阻礙作用越明顯。

2.（1）不受。因為瓶子與桌面之間沒有相對運動的趨勢。

（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）受滑動摩擦力作用，摩擦力的方向沿紙條相對瓶子的運動方向。

3.答：Fniax=MONF=30N產(chǎn)0.320N

第4節(jié)：力的合成

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

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

力的大小在12N和8N之間；由此可見，兩個力的合力可以等于10N,不能等于5N和

15No

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

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

它們的合力的大小為6^N,方向為西偏南45。。

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

力F的對角線長6.8cm,則合力的大小F=30x6.8/1N=204N,量得F與F1的夾角為17%

當(dāng)兩個力的夾角為150。時，解答略。

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4.（1）正確（2）錯（3）錯

第5節(jié)：力的分解

0

I.如圖3/6所示。

瑪=獷V=3002/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3-3丙

圖3—17

（1）（2）兩種情況的解是惟?的，（3）的解不是推的。

3.如圖3/8所示。OC=Joi+0爐=+5?=6.4w

OC與OB的夾角為0。

r)A4

tan^=—=2=0.8

OB5

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0=arctan0.8=38.7°

第四章：牛頓運動定律

第1節(jié)：牛頓第一定律

圖4一10

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

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

（2）因為，當(dāng)你跳起時，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，車雖然停下了，但人因慣性而仍然向前運動，會發(fā)生

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

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

不是因為受到了向上的力的作用。

4.如果選擇了相對于靜止的大樹做加速運動的汽車為參考系，人在車上觀察大樹，大樹做

遠離汽車的加速運動。大樹的運動狀態(tài)改變不是因為受到了力的作用，而是因為慣性定律

在選擇的參考系中不成立。

第3節(jié)：牛頓第二定律

I.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

某一個力。我們用力提一個放在地面上的很重的物體時，物體受到的力共有三個：手對物

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FlvG,只是支持力

F2減小，這三個力的合力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，這三個力的合力F=0,故物體的加速度為零，物體保持不動。vp>

2.解：由卷="可得：月="小

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圖4一11

4.解:根據(jù)平行四邊形定則(圖411)這兩個力的合力為：F=2xl4xcos45°=19.8N

a=—="^掰/s2=9.9w/s2

加速度的大小為：加2

加速度的方向為：與合力方向相同，與兩個分力成45。夾角。

圖4一12

5.解：如圖4-12,物體在水平方向受到兩個力的作用，根據(jù)

牛頓運動定律：設(shè)小車運動方向為正

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

a=——=—0.5fn/s?

tn

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_/o=2雙可求出自行車的加速度〃=_^應(yīng)=*用次=_02m//

2x2x

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

負號表示阻力方向與均方向相反。

2.解：貨車剎車后加速度大小為：〃=史=1^￥%//=6切/，

m2000

從剎車開始到停下來駛過的路程為：x=^-=4^7加=19/??

2a2x6

3.因為:W=F1所以1J=1Nxlm=1kgx]m/s2Klm=1kgm2s-2

4.證明：\N/kg==1利/『

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，一對是木箱受到的重力和木箱吸引地

球的力：一對是木箱受到地面對它的支持力和木箱對地面的壓力。木箱受到的是重力和支

持力。地球受到的是木箱對它的引力和壓力。

2.物體靜止地放在臺式彈簧秤上，物體受到重力G和支持力FN的作用，因為物體處于平

衡狀態(tài)，故G—FN=0G=FN。臺式彈簧秤受到物體對它的壓力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，你和巨石同時受到大小相等方向相反的力的作用，你和巨石

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

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

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，巨石才能運動起來。

B/

I-<?A所用￡'Y:-

L?————?」

圖4一13

4.（1）因為A拉B勻速運動（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FABMFKI。而FAB與FBA是一對相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律，它們總是大小相等方

向相反。

&FM

<------------>

（2）因為A拉B加速行駛，根據(jù)牛頓第二定律：

FAB-FBi=ma,所以AB>FHI<

而FAB與FBA是一對相互作用力，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-FHl=ma

333

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

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

FAB=FBA=3.2X103N

5.小強沒有注意到，相互平衡的兩個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)生相互作用的兩個物體上的，它們不可能是相互平衡的力。

第6節(jié)：用牛頓運動定律解決問題（一）

圖4一14

1.解：如圖4-14所示，用作圖法求出物體所受的合力F=87N

a=---fn/s2=43.5fnfs2

m2

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

x=yat2=X43.5X32m=196m

v-v0-15.i/2

a=------0----------m/s2=-1.5加/s

2.解：電車的加速度為：i10

電車所受阻力為：F=ma=-6.0xl03N,負號表示與初速度方向相反

3.解：人在氣囊上下滑的加速度為：

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mgsind-Fgsme-f

mm

3.2,240.

=1i0nx——m22------mis22

4.060

2

=4.0加/s

滑至底端時的速度為：?=、醞=j2x4.0x4.。制/s=5.7w/s

a=—F=-即---g-==個Itn；fs2

4.解：卡車急剎車時的加速度大小為：mm

根據(jù)運動學(xué)公式：

v=J2ax=72x7x7.6w/s

=10.73用/s?37.Ito/h>3Ghnfh

所以：該車超速。

第6節(jié)：用牛頓運動定律解決問題（二）

圖4-15

1.取足球作為研究對象，由共點力的平衡條件可知，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.物體在五個力作用下保持平衡，它們的合力為零。其中任意四個力的合力一定與第五個

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

撤去R,其余四個力不變，它們的合力大小等于B，方向與巴相反。

3.答：當(dāng)飲料瓶自由下落時，小孔沒有水噴出。因為，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）的壓強都是大氣壓強，故水不能從瓶中流出。

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自

由

落

6體

nl

勻

?28n】,A

速

圖4一17

4.當(dāng)坐艙離地面50m的位置時，升降機在做自由落體運動（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.dw/s2=1./g

坐艙做勻減速運動時的加速度為：2x2x28

方向豎直向上

所以，人手對鉛球的作用力為F：F-mg=ma

F=ma+mg=2.7mg=135N

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人教版高中物理必修2課后習(xí)題答案

第五章

第1節(jié)曲線運動

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

置頭部的速度與入水時速度I，方向相反。

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

不意圖如圖6—13所不。

3.答：如圖6—14所示，AB段是曲線運動、BC段是直線運動、CD段是曲線運動。

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Vx=800xcos60o=400m/s;炮彈在豎直方向的分速度是

vy=800xsin600=692m/So如圖6—15。

2.解：根據(jù)題意，無風(fēng)時跳傘員著地的速度為v2,風(fēng)的作用使他獲得向東的速度vP落

地速度v為也、V）的合速度，如圖6—15所示，v=J匕2+H=42+5、=6.4m/s,

與豎直方向的夾角為8,tan0=0.8,0=38.7°

3.答：應(yīng)該偏西一些。如圖6—16所示，因為炮彈有與船相同的由西向東的速度vi，擊

中目標(biāo)的速度y是叫與炮彈射出速度也的合速度，所以炮彈射出速度成應(yīng)該偏西一

些。

4.答：如圖6—17所示。

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第3節(jié)拋體運動的規(guī)律

1.解：（1）摩托車能越過壕溝。摩托車做平拋運動，在豎直方向位移為y=L5m=4g/

經(jīng)歷時間，==0.55s在水平方向位移x=vt=40><0.55m=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，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vy=gt=9.8x0.55m/s=

5.39m/s摩托車落地時在水平方向的速度為vx=v=40m/s摩托車落地時的速度

v=+=>/402+5.3^7§=4066s摩托車落地時的速度與豎直方向的

夾角為dtan6=vx/vy=405.39=7.42

2.解：該車已經(jīng)超速,零件做平拋運動，在豎直方向位移為y=2.45m=：g”經(jīng)歷時間

5=0,715,在水平方向位移x=vt=13.3m,零件做平拋運動的初速

度為:v=x/t=13.3/0.71TTI'S=18.7m/s=67.4km/h>60km/h所以該車已經(jīng)超速。

答：（1）讓小球從斜面上某一位置A無初速釋放；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

第4節(jié)實驗：研究平拋運動

1.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

（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；d;

（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的球心的距離為某?確定值

（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P?與重垂線之間的距離如

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（7）比較肛、X2,若2XI=M，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2jI=x2,有4yl

=y2,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8=第=安之或、rad/s=1才rad/s0位于赤道的物體隨地球自轉(zhuǎn)做

勻速圓周運動的線速度vl=（oR=465.28m/s位于北京的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周

運動的角速度v2=（oRcos4C'°=356.43m/s

2.解：分針的周期為「=lh’時針的周期為T2=12h

（1）分針與時針的角速度之比為:（D2=T2：「=12：1

（2）分針針尖與時針針尖的線速度之比為也：v2=mIr1：co2r2=14.4：1

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，線速度與角速度成止比

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=cor；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、小齒輪及后輪的半徑門、0、r3o自行車前進的速度大小U=等4

Tr2

說明：本題的用意是讓學(xué)生結(jié)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(guān)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(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T=0.2s

（1）掃描每個扇區(qū)的時間t=T/18=l/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90x512=46080個。

說明：本題的用意是讓學(xué)生結(jié)合實際情況求理解勻速圓周運動。

第6節(jié)向心加速度

1.答：A.甲、乙線速度相等時，利用q=手，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，利用/二誓小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，利用時=他，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an=v（o,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(xué)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

第15頁共27頁

物理意義。

2.解：月球公轉(zhuǎn)周期為T=27.3X24X3600S=2.36X106S。月球公轉(zhuǎn)的向心加速度為

Ayr2(4x314V,,

外=-^-r=二X3.84X105^/S=2.7xlO-3w/52

T212.36x106J

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4：

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

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=vco,所以它們

的向心加速度之比為2：L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=v(Oo

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(shè)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片、打，角速度大小

分別為(01、(02，邊緣上質(zhì)點運動的半徑分別為「I、3則片=丫2V|=C0|riv2=

又S=2m所以111I02=(01:(02=F2：R=3：1(2)A點的向心加速度為

%=/2x-j=0.01x^zn/52=0.05zn/52

(3)電動機皮帶輪邊緣上質(zhì)點的向心加速度為

22

22

ax=—=—x—=0.10x3w/s=0.30w/s

勺乃〃

第7節(jié)向心力

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

365x24x3600s=3.15xl07so狼據(jù)牛頓第二運動定律得：

x4x(3.14產(chǎn)

=m―r-r=6.0xl024xl.5xlOn2/

T2(3.15xl07)2

說明：本題的目的是讓學(xué)生理解向心力的產(chǎn)生，同時為下?章知識

做準(zhǔn)備。

2.答：小球在漏斗壁上的受力如圖6—19所示。

小球所受重力G、漏斗壁對小球的支持力FN的合力提供了小球做

圓周運動的向心力。

3.答：(1)根據(jù)牛頓第二運動定律得：

F=mco2r=0.Ix42x0.1N=0.16N

(2)甲的意見是正確的。

靜摩擦力的方向是與物體相對接觸面運動的趨勢方向相反。設(shè)想一下，如果在運動過

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

一根細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動，突然剪斷細繩

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)動的過程中，相對轉(zhuǎn)盤有

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沿半徑向外的運動趨勢。

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

4.解：設(shè)小球的質(zhì)量為m,釘子A與小球的距離為ro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(shè)為以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：

22

FT-G=步得4=G+m（在G,m,v一定的情況下，

I?越小，F(xiàn)T越大，即繩子承受的拉力越大，繩子越容易斷。

5.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R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

車所受合外力F為Ft、艮的合力，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。

F=而斗（后>rOx.0x1（&3.*4MONO）

說明：本題的意圖在于讓學(xué)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(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)牛頓第二運動定律得尸=3=所以一定對應(yīng)有最大拐彎速度，設(shè)為％則

L4xl（）=18.71帆/s=67.35km/h<12km/h

2.0x10'

所以，如果汽車以72km/h的速度拐彎時，將會發(fā)生側(cè)滑。

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

2cN

v=w—=2.0xl03x—y=1.6xlO4Af>1.4xlO4^

mr50

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，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-FN=*汽車所受支持力FN=G_*=（800x9.8-800x&N=7440N

根據(jù)牛頓第三定律得，汽車對橋頂?shù)膲毫Υ笮∫彩?440N。

（2）根據(jù)題意，當(dāng)汽車對橋頂沒有壓力時，即FN=O,對應(yīng)的速度為v,

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『葭=V800辦=22.6/s=7Mh

(3)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-FN=tny

汽車所受支持力Ev=G-m[,對于相同的行駛速度，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，對應(yīng)的速度為功，

\GR/800x9.8x6400xl03,,

v=.—=J--------------------------mis=7.9ox110a3wy/s=7.9k?nls

\mV800

4.解：設(shè)小孩的質(zhì)量為m,小孩到繩子的懸點的距離為1,小孩運動到最低點的速度大

小為打小孩在最低點受到支持力為FN。將最低點的重力勢能定為0,以最高點為初

狀態(tài)，根據(jù)機械能守恒定律得：/wg/(l-cos60°)=lwv2

根據(jù)牛頓運動定律得FN-mg=吟

解得FN=mg[1+2(1-cos60c)]=2mg=2x25x9.8N=490N

根據(jù)牛頓第三定律可知，秋千板擺到最低點時，小孩對秋千板的壓力大小為490N。

說明：這個題是機械能守恒定律與圓周運動規(guī)律綜合運用的習(xí)題，具有一定的綜合性,

在講解過程中，要引導(dǎo)學(xué)生對小孩的受力特點和運動特點進行分析。

5.解：設(shè)物體的質(zhì)量為mo物體運動到圓軌道最高點的速度大小為v,受到圓軌道的壓

力為FN。將物體在圓軌道最高點的重力勢能定為0,以物體開始滾下點為初狀態(tài)，根

據(jù)機械能守恒定律得mg(h-2R)=i/nv2根據(jù)牛頓運動定律得“=mg

2K

(trio+/)

解得〃-紅+2R由于FNK),所以hN52R,即h至少為2.5R。

第五章萬有引力與航天

第1節(jié).行星的運動

I.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：

_/火8T2_產(chǎn)火8爐

—2------------二^---------1火反公轉(zhuǎn)—-1曲中金技—X3OJ

T的中公府T火員公府廣曲81

T火員公特二百F'365=670天

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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(shè)通信衛(wèi)星離地心的距離為盯、運行周期為T”月心離地心的距離為小月球繞

地球運行的周期為Tz,根據(jù)開普勒第三定律，

2

T：出r21石V279

4.解：根據(jù)開普勒第三定律

/曲日=/g.

T’曲中坡8T’g及境8

m2_「、員VT2丫12

I-XI曲中至8一X】

得到：r*9\1/

工員母8=、府^764年）

則哈雷彗星下次IH現(xiàn)的時間是：1986+76=2062年。

第2節(jié).太陽與行星間的引力

1.答：這節(jié)的討論屬于根據(jù)物體的運動探究它受的力。前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據(jù)物體的運動探究它受的力。

2.答：這個無法在實驗室驗證的規(guī)律就是開普勒第三定律（二%,是開普勒根據(jù)研究天

文學(xué)家第谷的行星觀測記錄發(fā)現(xiàn)的.

第3節(jié).萬有引力定律

I.答：假設(shè)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：

F=G咚=6.67xlQ-11x”相2.4x10fN

戶I2

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需要考慮物體間的萬有

引力。

說明：兩個人相距1m時不能旭人看成質(zhì)點，簡單套用萬有引力公式。上面的計算是一

種估算。

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2.解：根據(jù)萬有引力定律

F=G平=6.67x10-“x_______2.0x104°X2.0x10，，_______N=119x1026N

r(5x104x3.0x10xx365x24x3600)2-*

可見天體之間的萬有引力是很大的。

3.解：F=G-^=6.67X10-|IX(71X1°^=3.4xlO-37Af

r2(1.0x1O-16)2

第4節(jié).萬有引力的理論成就

1..解:在月球表面有：G―言一=mg月

K月

得到：gj]=G@=6.67xl(F"x,7.3x1022=168w/5

"月R月(1.7X103X103)2

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

在月球表面行走時是跳躍前進的。

2.答:在地球表面，對于質(zhì)量為m的物體有：G除竺=/wg,得：g=G察

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

A/ITI

又根據(jù)萬有引力定律：G笠-=/ng高山的r較大，所以在高u上的重力加速度g值

就較小。

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：

6緣=吟力

4萬2,4^2x(6.8xlOfi)3

得地球質(zhì)量：M=5.9x1024依

GT26.67x1011x(5.6x103)2

有：6零=吟力,得：用木=需J需要

4.解：對于繞木星運行的衛(wèi)星m,

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

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。

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JGM尸

V4/

其中周期丁=[24x60-（2x60+37）]/14min=9L64min,則：

叵巫巫里畫巫工6.7x1源

V4/

其距地面的高度為h=r—R=6.7x]06m—6.4xl06m=3xl05m=300kmo

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

球運行時離地面的高度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，讓學(xué)生計算并驗證一下其周期的準(zhǔn)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:

G型二機需廠在地面附近有:G甯=mg,r=R+h

根據(jù)以上各式得:

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，即：G^=m。得:

⑴

K?

在地面附近有：G^=mg,得：GM=R2g

將其帶入（1）式：v=

3.解：（1）設(shè)金星質(zhì)量為MI、半經(jīng)為R1、金星表面自由落體加速度為gi.

在金星表面：G鬻=

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。

在地球表面有：G%r=〃吆2

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MR?P

由以上兩式得：-j-r---'=一-?則

%R；82

&啜爺&=喂源9所次=8.9向』

⑵G翳哈喝

第七章機械能守恒定律

第節(jié)1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節(jié)功

1.解：甲圖：W=Fscos(180°-150°)=10x2xJ=17.32J

圖乙：W=Fscos(l80°-30。)=-10x2x孚J=-17.32J

圖丙：W=Fscos300=10x2x^J=17.32J

2.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

F=G=2X104N.鋼繩拉力所做的功為：Wi=FscosO°=2x104X5J=1X105J

45

重力做的功為：W2=Gscos180°=-2x10x5J=-1x10J

物體克服重力所做的功為lxlO$J,這些力做的總功為零。

3.解：如圖5—14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:

s=h/sin30°=20m,方向沿斜坡向下。

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3

所以，重力做功：WG=mgscos600=60x10x20x1J=6.0x10J

O

支持力