高中物理必修1必修2课后习题答案人教版Word文档格式.docx
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16
9.510
v1cm/s10cm/s
0.29
滑块通过第二个光电门的速度
2.
(1)前1s平均速度v1=9m/s
前2s平均速度v2=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
v1最接近汽车关闭油门时的瞬时速度,v1小于关闭油门时的瞬时速度。
(2)1m/s,0
3.
(1)24.9m/s,
(2)36.6m/s,(3
)0
第4
节:
实验:
用打点计时器测速度
1.电磁打点记时器引起的误差较大。
因为电磁打点记时器打点瞬时要阻碍纸带的运动。
v2cm/s27cm/s
2
滑块加速度acm/s
第二章:
匀变速直线运动的描述
探究小车速度随时间变化的规律1.
(1)15,16,18,19,21,23,24;
(2)如图所示;
--1--
(4)1s加速度为正值,7s末加速度为负值,加速度方向相反。
说明速度、加速度都是矢量,比较矢量的大小是按矢量的绝对值判定。
4.
匀变速直线运动的位移与时间的关系1.初速度v0=36km/h=10m/s,加速度a=0.2m/s2,时间t=30s根据xv0tat得
(3)可认为是一条直线。
2.A做匀速直线运动,速度为15m/s;
B做初速度为零,加速度为1.9m/s2的匀加速直线运动;
C做初速度为4m/s,加速度为0.67m/s2的匀减速直线运动,6s时速度为0。
3.
(1)图2-9,
(2)剪下的纸条长度表示0.1s时间内位移大小,可近似认为速度
v、.v∝Δx,纸条长度可认为表示速度。
x=10×
30m+×
0.2×
302m=390m
根据v=v0+at得
v=10m/s+0.2×
30m/s=16m/s
2.初速度v0=18m/s,时间t=3s,位移x=36m
图2-9
4.略。
第2节:
匀变速直线运动的速度与时间的关系1.初速度v0=36km/h=10m/s,加速度a=0.2m/s2,末速度v=54km/h
2.初速度v0=72km/h=20m/s,加速度a=-0.1m/s2,时间t=2min=120s
v=20m/s-0.1×
120m/s=8m/s
3.
(1)4s末速度为2m/s,最大,7s末速度为1m/s,最小。
(2)这三个时刻的速度均为正值,速度方向相同。
(3)4s末加速度为零,最小,7s末加速度为1m/s2、最大。
--2--
根据xv0tat得
a
2(xv0t)2(36183)
m/s24m/s222
t3
3.位移之比
第4节:
匀变速直线运动的位移与速度的关系
1、54km/h
2、初速度v0=10m/s,末速度v=0,位移x=1.2m
根据v2-v20=2ax得
v2v022am/s24.2m/s2
2x21.2
3.若飞机靠自身发动机起飞,飞机初速度为0,加速度a=5m/s2,位移x=100m,末速度vx
由v2x=2ax
得
vx50m/s,所以不行。
弹射装置使飞机初速度为v0,末速度为v=50m/s
根据v2-v20=2ax得v20=v2-2ax
自由落体运动
1.文具橡皮下落得快。
纸片揉成很紧的小纸团后,小纸团下落变快。
这是因为空气阻力的作用,纸片受的空气阻力大,小纸团受的空气阻力小。
2.根据x=gt2得
x=×
10×
3.02m=45m
由于空气阻力,下落加速度小于g,计算结果应小于45m。
3.设井口到水面的距离为x,石块下落做自由落体运动,设石块落到水面的时间为t,则有
x=gt2=×
2.52m=31m
摩擦力
1.手压着桌面向前移动时,手受到桌面的滑动摩擦力作用。
滑动摩擦力的方向与手指移动的方向相反,阻碍手指的运动。
手对桌面的压力越大,手指受到的滑动摩擦力越大,对手指相对桌面运动的阻碍作用越明显。
2.
(1)不受。
因为瓶子与桌面之间没有相对运动的趋势。
(2)受静摩擦力作用,静摩擦力的方向沿桌面斜向上。
(3)受静摩擦力作用,静摩擦力的方向竖直向上(瓶子处于竖直状态)。
(4)受滑动摩擦力作用,摩擦力的方向沿纸条相对瓶子的运动方向。
3.答:
Fmax=40NF=30Nμ=0.320N第4节:
力的合成
1.两个力的夹角为0°
时,它们的合力最大,为12N;
当两个力的夹角为180°
时,它们的合力最小,为8N;
当两个力的夹角由0°
逐渐增加到180°
时,它们的合力逐渐减小,即合力的大小在12N和8N之间;
由此可见,两个力的合力可以等于10N,不能等于5N和15N。
22
由于声音传播需要一定的时间,所以石块自由下落到水面的时间
t<2.5s,我们估算的x偏大。
第三章:
相互作用
重力基本相互作用
1.
(1)玻璃杯从桌子上掉下,在重力作用下,运动得越来越快;
被掷出去的铅球,在重力作用下沿曲线落回地面;
蹦蹦床在人的压力作用下,向下凹;
橡皮筋在拉力作用下变得细长。
(2)人坐在凳子上,人对凳子有一个压力,该力的施力物体是人,受力物体是凳子。
2.略。
3.是位于同一点。
第2节:
弹力1.(略)
2.钢管受到3个力作用:
重力G,地面的支持力F1、绳的拉力F2(图3-11)。
重力G的施力物体是地球,地面的支持力F1的施力物体是地面、绳的拉力F2的施力物体是绳。
图3-11
3.略。
4.如图所示。
图3-14
2.当两个力的合力为0时,由于一个力向东,大小为6N,则另一个力的方向必向西,大小也为6N。
将方向向东的、大小为6N的力改为向南时,二力
--3--
相互垂直,如图3-14所示,它们的合力的大小为6
N,方向为西偏南45°
。
图3-18
图3-15
3.如图3-15所示,选1cm长的线段表示30N的力,作出力的平行四边形,量得表示合力F的对角线长6.8cm,则合力的大小F=30×
6.8/1N=204N,量得F与F1的夹角为17°
当两个力的夹角为150°
时,解答略。
4.
(1)正确
(2)错(3)错第5节:
力的分解
θ=arctan0.8=38.7°
第四章:
牛顿运动定律第1节:
牛顿第一定律
OC与OB的夹角为θ。
3.如图3-18
所示。
图3-16
1.如图3-16所示。
与F的夹角为θ
图4-10
1.
(1)不能炸中目标。
如图4-10所示,因为,炸弹被投下后,由于惯性,仍有与飞机相同的水平速
,得θ=53°
2.
(1)如图3-17甲
(2)如图3-17乙(3)如图3-17丙
度,如果目标是静止的,炸弹就会落到目标的前方。
(2)因为,当你跳起时,由于惯性,你仍有与地球相同的速度,所以还回到原处,而不落在原地的西边。
2.如果不系安全带,当紧急刹车时,车虽然停下了,但人因惯性而仍然向前运动,会发生危险。
系上安全带后,人虽然因惯性向前运动,但受安全带
的约束,不致发生危险。
3.物体以一定速度向上抛出,在空中向上运动,是由于物体具有惯性,而继续向上运动,不是因为受到了向上的力的作用。
4.如果选择了相对于静止的大树做加速运动的汽车为参考系,人在车上观察大树,大树做远离汽车
图3-17
(1)
(2)两种情况的解是惟一的,(3)的解不是惟一的。
的加速运动。
大树的运动状态改变不是因为受到了力的作用,而是因为惯性定律在选择的参考系中不成立。
牛顿第二定律
--4--
1.答:
没有矛盾。
牛顿第二定律公式F=ma中的F指的是物体所受的合力,而不是其中的某一个力。
我们用力提一个放在地面上的很重的物体时,物体受到的力共有三个:
手对物体向上的作用力F1,竖直向下的重力G,以及向上的支持力F2。
如果F1&
lt;
G,只是支持力F2减小,这三个力的合力F=0,故物体的加速度为零,物体保持不变。
&
G,只是支持力F2减小,这三个力的合力F=0,故物体的加速度为零,物体保持不动。
p&
gt;
力学单位制
1.解:
由v2t-v20=2ax可求出自行车的加速度v2v022am/s20.2m/s2
加速度方向与推力的方向相反。
根据牛顿第二定律,自行车受的阻力F=ma=100×
(-0.2)N=-20N
负号表示阻力方向与v0方向相反。
2.解:
货车刹车后加速度大小为:
4
am/s26m/s2Faa
2.解:
由22可得:
F22F1。
Faa111
3.解:
由
ma甲
乙得:
乙甲
从刹车开始到停下来驶过的路程为:
22xm19ma
m甲乙m乙=m乙=
3m乙
a甲1.5
3.因为:
W=Fl所以1J=1N×
1m=1kg×
1m/s2×
1m=1kg·
m2·
s-2
1kg1m/s2
4.证明:
1N/kg1m/s2
牛顿第三定律
1.答:
涉及木箱和地球的作用力和反作用力有两对,一对是木箱受到的重力和木箱吸引地球的力;
图4-11
4.解:
根据平行四边形定则(图4-11)这两个力的合力为:
F=2×
14×
cos45°
=19.8N
一对是木箱受到地面对它的支持力和木箱对地面的压力。
木箱受到的是重力和支持力。
地球受到的是木箱对它的引力和压力。
2.物体静止地放在台式弹簧秤上,物体受到重力G和支持力FN的作用,因为物体处于平衡状态,故G-FN=0G=FN。
台式弹簧秤受到物体对它的压力
加速度的大小为:
F,物体受到的支持力与弹簧秤受到的压力为一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,FN和F大小相等方向相反,故F的大小与G相等。
3.答:
当你轻轻地推巨石时,你和巨石同时受到大小相等方向相反的力的作用,你和巨石均由静止状态变为运动,二者分离后均做匀速直线运动,但二者的速度不一定相同。
图4-12
5.解:
如图4-12,物体在水平方向受到两个力的作用,根据
牛顿运动定律:
设小车运动方向为正F-F阻=ma,F阻=F-ma=60N-30×
1.5N=15N-F阻=ma′
--5--
加速度的方向为:
与合力方向相同,与两个分力成45°
夹角。
如果巨石放在地面上,结果会不同,如果巨石与地面的摩擦力足够大,你将推不动巨石,只有当你给巨石的力大于巨石受到的最大静摩擦力时,巨石才能运动起来。
图4-13
4.
(1)因为A拉B匀速运动(图4-13),即物体处于平衡状态,因此B车厢所受的合力为0,故FAB=F阻。
而FAB与FBA是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,它们总是大小相等方向相反。
滑至底端时的速度为:
(2)因为A拉B加速行驶,根据牛顿第二定律:
FAB-F阻=ma,所以AB&
F阻。
由牛顿第二定律:
AB-F阻=ma
FAB=ma+F阻=4.0×
103×
0.3N+2.0×
103N=3.2×
103N
由牛顿第三定律:
FAB与FBA是一对相互作用力,它们总是大小相等方向相反。
即
FAB=FBA=3.2×
5.小强没有注意到,相互平衡的两个力是作用在同一物体上的,而作用力和反作用力是分别作用在发生相互作用的两个物体上的,它们不可能是相互平衡的力。
第6节:
用牛顿运动定律解决问题
(一)
图4-15
1.取足球作为研究对象,由共点力的平衡条件可知,F1和G的合力F与F2大小相等、方向相反。
从图4-15中力的平行四边形定则可求得
:
图4-14
如图4-14所示,用作图法求出物体所受的合力F=
87N
v=at=43.5×
3m/s=131m/sx=at2=×
43.5×
32m=196m
.解:
电车的加速度为:
电车所受阻力为:
F=ma=-6.0×
103N,负号表示与初速度方向相反
人在气囊上下滑的加速度为:
--6--
卡车急刹车时的加速度大小为:
根据运动学公式:
所以:
该车超速。
用牛顿运动定律解决问题
(二)
2.物体在五个力作用下保持平衡,它们的合力为零。
其中任意四个力的合力一定与第五个力大小相等、方向相反。
依题意,除F1以外的四个力的合力与力F1大小相等、方向相反。
撤去F1,其余四个力不变,它们的合力大小等于F1,方向与F1相反。
当饮料瓶自由下落时,小孔没有水喷出。
因为,瓶和水均处于完全失重状态,瓶中各处的水(包括水孔处的水)的压强都是大气压强,故水不能从瓶中流出。
人教版高中物理Ⅱ课后习题答案
第五章:
曲线运动
第1节曲线运动
1.答:
如图6-12所示,在A、C位置头部的速
度与入水时速度v方向相同;
在B、D位置头部的速度与入水时速度v方向相反。
图4-17
4.当坐舱离地面50m的位置时,升降机在做自由落体运动(图4-17),人和人手中的铅球均完全失重,所以,球对手无作用力,人没有受到压力的感觉。
坐舱做匀减速运动时的加速度为:
C
B
图6-12
2.答:
汽车行驶半周速度方向改变180°
汽车每
行驶10s,速度方向改变30°
,速度矢量示意图如图6-13所示。
方向竖直向上
所以,人手对铅球的作用力为F:
F-mg=maF=ma+mg=2.7mg=135N
v1
图6-13
3.答:
如图6-14所示,AB段是曲线运动、BC
段是直线运动、CD段是曲线运动。
图6-14
第2节质点在平面内的运动
1.解:
炮弹在水平方向的分速度是vx=
800×
cos60°
=400m/s;
炮弹在竖直方向的分速度是vy=800×
sin60°
=692m/s。
如图6-15。
--7--
vv
动,在竖直方向位移为y=1.5m=gt经历
时间t0.55s在水平方向位x
图6-15
2.解:
根据题意,无风时跳伞员着地的速度为v2,
风的作用使他获得向东的速度v1,落地速度v为v2、v1的合速度(图略),即:
移x=vt=40×
0.55m=22m>20m所以摩托车
能越过壕沟。
一般情况下,摩托车在空中飞行时,总是前轮高于后轮,在着地时,后轮先着地。
(2)摩托车落地时在竖直方向的速度为vy=gt=9.8×
0.55m/s=5.39m/s摩托车落地时在水平方向的速度为vx=v=40m/s摩托车落地时的速度:
v/s40.36m/s
摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为θ,tanθ=vx/vy=405.39=7.42
该车已经超速。
零件做平抛运动,在竖直
方向位移为y=2.45m=gt经历时
间
v6.4m/s,速度与
竖直方向的夹角为θ,tanθ=0.8,θ=38.7°
3.答:
应该偏西一些。
如图6-16所示,因为炮
弹有与船相同的由西向东的速度v1,击中目标的速度v是v1与炮弹射出速度v2的合速度,所以炮弹射出速度v2应该偏西一些。
t
0.71s,在水平方向位移x=v
图6-16
4.答:
如图6-17所示。
vt=13.3m,零件做平抛运动的初速度为:
v=x/t=13.3/0.71m/s=18.7m/s=67.4km/h>60km/h所以该车已经超速。
(1)让小球从斜面上某一位置A无初速释
放;
测量小球在地面上的落点P与桌子边沿的水平距离x;
测量小球在地面上的落点P与小球静止在水平桌面上时球心的竖直距离y。
小
球离开桌面的初速度为v第4节实验:
研究平抛运动
2
图6-17
第3节抛体运动的规律1.解:
(1)摩托车能越过壕沟。
摩托车做平抛运
还需要的器材是刻度尺。
实验步骤:
(1)调节木板高度,使木板上表面与小球离开水平桌面时的球心的距离为某一确定值y;
(2)让小球从斜面上某一位置A无初速释放;
--8--
(3)测量小球在木板上的落点P1与重垂线之间的距离x1;
(4)调节木板高度,使木板上表面与小球离开水平桌面时的球心的距离为某一确定值4y;
(5)让小球从斜面上同一位置A无初速释放;
(6)测量小球在木板上的落点P2与重垂线之间的距离x2;
(7)比较x1、x2,若2x1=x2,则说明小球在水平方向做匀速直线运动。
改变墙与重垂线之间的距离x,测量落点与抛出点之间的竖直距离y,若2x1=x2,有4y1=y2,则说明小球在水平方向做匀速直线运动。
第5节圆周运动
位于赤道和位于北京的两个物体随地球自转做匀速圆周运动的角速度相等,都是
一点的线速度。
5.解:
磁盘转动的周期为T=0.2s
(1)扫描每个扇区的时间t=T/18=1/90s。
(2)每个扇区的字节数为512个,1sD.甲、乙线速度相等时,利用an=vω,角速度大的向心加速度大。
由于在相等时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙大,所以甲的角速度大,甲的向心加速度大。
说明:
本题的目的是让同学们理解做匀速圆周运动物体的向心加速度的不同表达式的物理意义。
2.解:
月球公转周期为T=27.3×
3600s=
2.36×
106s。
月球公转的向心加速度为
3.解:
A、B两个快艇做匀速圆周运动,由于在相等时间内,它们通过的路程之比是4∶3,所以它们的线速度之比为4∶3;
由于在相等时间内,它们运动方向改变的角度之比是3∶2,所以它们的角速度之比为3∶2。
由于向心加速度an=vω,所以它们的向心加速度之比为2∶1。
本题的用意是让学生理解向心加速度与线速度和角速度的关系an=vω。
4.解:
(1)由于皮带与两轮之间不发生滑动,所
以两轮边缘上各点的线速度大小相等,设电动机皮带轮与机器皮带轮边缘上质点的线速度大小分别为v1、v2,角速度大小分别为ω1、ω2,边缘上质点运动的半径分别为r1、r2,则v1=v2v1=ω1r1v2=ω2r2又ω=2πn所以n1∶n2=ω1∶ω2=r2∶r1=3∶1
(2)A点
2r1
rTr23
本题的用意是让学生结合实际情况来理解匀速圆周运动以及传动装置之间线速度、角速度、半径之间的关系。
但是,车轮上任意一点的运动都不是圆周运动,其轨迹都是滚轮线。
所以在处理这个问题时,应该以轮轴为参照物,地面与轮接触而不打滑,所以地面向右运动的速度等于后轮上
--9--
的向心加速度为
anA22
r2
0.01m/s20.05m/s222
(3)电动机皮带轮边缘上质点的向心加速度
为
第7节向心力
解:
地球在太阳的引力作用下做匀速圆周运动,设引力为F;
地球运动周期为T=365×
3600s=3.15×
107s。
根据牛顿第二运动定律得:
轨迹的切线方向做减速运动,切线方向所受合
外力方向如图Ft所示;
同时汽车做曲线运动,必有向心加速度,向心力如图Fn所示。
汽车所受合外力F为Ft、Ft的合力,如图6-20所示。
丙图正确。
本题的意图是让学生理解做一般曲线运动的物体的受力情况。
第8节生活中的圆周运动
小螺丝钉做匀速圆周运动所需要的向心力
F由转盘提供,根据牛顿第三运动定律,小螺丝钉将给转盘向外的作用力,转盘在这个力的作用下,将对转轴产生作用力,大小也是F。
Fm2rm(2n)2r0.01(23.141000)0.2N78
Fmrm(2n)r0.01(23.141000)20.2N78876.8N
本题的意图在于让学生联系生活实际,理解匀速圆周运动。
这个题有两种思考方式。
第一种,假设汽车不发生侧滑,由于静摩擦力提供的向心力,所以向心力有最大值,根据牛顿第
本题的目的是让学生理解向心力的产生,同时为下一章知识做准备。
小球在漏斗壁上的受力如图6-19所示。
小球所受重力G、漏斗壁对小球的支持力FN
2的合力提供了小球做圆周运动的向心力。
二运动定律得Fmam,所以一定对应有最
(1)根据牛顿第二运动定律得:
rF=mω2r=0.1×
42×
0.1N=0.16N大拐弯速度,设为vm,则
(2)甲的意见是正确的。
41.410静摩擦力的方向是与物体相对接触面运动的vmm/s18.71m/s67.35km/h3
2.010
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