13--人教版高中物理Ⅰ課后習題答案第一章：運動的描述第1節(jié)：質(zhì)點參考系和坐標系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、秒針相對鐘表外表的運動，“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，xB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發(fā)動，位移大小為0；其他運發(fā)動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-3m05m-3m5m-8m-3m第3節(jié)：運動快慢的描述——速度1．〔1〕1光年=365×24×3600×3.0×108m=9.5×〔2〕需要時間為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/sv1最接近汽車關(guān)閉油門時的瞬時速度，v1小于關(guān)閉油門時的瞬時速度。〔2〕1m/s，03．〔1〕24.9m/s，〔2〕36.6m/s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。2．〔1〕紙帶左端與重物相連。〔2〕A點和右方鄰近一點的距離Δx=7．0×10-3m，時間Δt=0.02s，Δt很小，可以認為A點速度v==0.3．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=27.2．A．汽車做勻速直線運動時。B．列車啟動慢慢到達最大速度50m/s，速度變化量較大，但加速時間較長，如經(jīng)過2min，那么加速度為0.42m/sC、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。aA=0.63m/s2，aB=0.083m/s2，aCaA、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光電門的速度滑塊通過第二個光電門的速度滑塊加速度第二章：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1．〔1〕15，16，18，19，21，23，24；〔2〕如下圖；〔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1.9m/s2的勻加速直線運動；C做初速度為4m/s，加速度為0.67m/s2的勻減速直線運動，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∝Δx，紙條長度可認為表示速度。圖2－94．略。第2節(jié)：勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系1．初速度v0=36km/h=10m/s，加速度a=0.2m/s2，末速度v根據(jù)v=v0+at得2．初速度v0=72km/h=20m/s，加速度a=-0.1m/s2根據(jù)v=v0+at得v=20m/s-0.1×120m/s=8m/s3．〔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1m/s2、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，比擬矢量的大小是按矢量的絕對值判定。4．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v0=36km/h=10m/s，加速度a=0.2m/s2，時間t=30s根據(jù)x=10×30m+×0.2×302m=根據(jù)v=v0+at得v=10m/s+0.2×30m/s=16m/s2．初速度v0=18m/s，時間t=3s，位移x=36m根據(jù)得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/h2、初速度v0=10m/s，末速度v=0,位移x=1根據(jù)v2-v20=2ax得3．假設(shè)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x=100m，末速度vx由v2x=2ax得，所以不行。彈射裝置使飛機初速度為v0，末速度為v=50m/s根據(jù)v2-v20=2ax得v20=v2-2ax第5節(jié)：自由落體運動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)x=gt2得x=×10×3.02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t，那么有x=gt2=×10×2.52m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t＜2.5s，我們估算的x偏大。第三章：相互作用第1節(jié)：重力根本相互作用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F1、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F1的施力物體是地面、繩的拉力F2的施力物體是繩。圖3－113．略。4．如下圖。彈簧的勁度系數(shù)為k=26N/m彈簧伸長量x/m彈力F/N000．0120.300.0230.600.0350.900.0461.200.0581.50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。滑動摩擦力的方向與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：Fmax=40NF=30Nμ=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；當兩個力的夾角為180°時，它們的合力最小，為8N；當兩個力的夾角由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15N。圖3－142．當兩個力的合力為0時，由于一個力向東，大小為6N，那么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6N，方向為西偏南45°。圖3－153．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，那么合力的大小F=30×6.8／1N=204N，量得F與F1的夾角為17°。當兩個力的夾角為4．〔1〕正確〔2〕錯〔3〕錯第5節(jié)：力的分解圖3－161．如圖3-16所示。與F的夾角為θ，得θ=53°2．〔1〕如圖3-17甲〔2〕如圖3-17乙〔3〕如圖3-17丙圖3－17〔1〕〔2〕兩種情況的解是惟一的，〔3〕的解不是惟一的。圖3－183．如圖3-18所示。OC與OB的夾角為θ。θ=arctan0.8=38．7°第四章：牛頓運動定律第1節(jié)：牛頓第一定律圖4－101．〔1〕不能炸中目標。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，如果目標是靜止的，炸彈就會落到目標的前方。〔2〕因為，當你跳起時，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．如果不系平安帶，當緊急剎車時，車雖然停下了，但人因慣性而仍然向前運動，會發(fā)生危險。系上平安帶后，人雖然因慣性向前運動，但受平安帶的約束，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F1<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。<p>2．解：由可得：。3．解：由得：圖4－114．解：根據(jù)平行四邊形定那么(圖4-11)這兩個力的合力為：F＝2×14×cos45°＝19.8N加速度的大小為：加速度的方向為：與合力方向相同，與兩個分力成45°夾角。圖4－125．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－F阻＝ma，F(xiàn)阻＝F－ma＝60N－30×1.5N＝15N－F阻＝ma′加速度方向與推力的方向相反。第4節(jié)：力學單位制1．解：由v2t-v20=2ax可求出自行車的加速度根據(jù)牛頓第二定律，自行車受的阻力F＝ma＝100×〔－0.2〕N＝－20N負號表示阻力方向與v0方向相反。2．解：貨車剎車后加速度大小為：從剎車開始到停下來駛過的路程為：3．因為:W＝Fl所以1J＝1N×1m＝1kg×1m/s2×1m＝1kg·m2·s-24．證明：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，你和巨石均由靜止狀態(tài)變?yōu)檫\動，二者別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。圖4－134．〔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FAB＝F阻。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。〔2〕因為A拉B加速行駛，根據(jù)牛頓第二定律：FAB－F阻＝ma，所以AB>F阻。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－F阻＝maFAB＝ma＋F阻＝4.0×103×0.3N＋2.0×103N＝3.2×103N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＝3.2×103N5．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4－141．解：如圖4-14所示，用作圖法求出物體所受的合力F＝87Nv=at=43.5×3m/s=131m/sx=at2=×43.5×32m=2．解：電車的加速度為：電車所受阻力為：F＝ma＝－6.0×103N,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：滑至底端時的速度為：4．解：卡車急剎車時的加速度大小為：根據(jù)運動學公式：所以：該車超速。第6節(jié)：用牛頓運動定律解決問題〔二〕圖4－151．取足球作為研究對象，由共點力的平衡條件可知，F(xiàn)1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那么可求得: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F1以外的四個力的合力與力F1大小相等、方向相反。撤去F1，其余四個力不變，它們的合力大小等于F1，方向與F1相反。3．答：當飲料瓶自由下落時，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。圖4－174．當坐艙離地面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。坐艙做勻減速運動時的加速度為：方向豎直向上所以，人手對鉛球的作用力為F：F－mg＝maF＝ma＋mg＝2.7mg＝135N人教版高中物理Ⅱ課后習題答案第五章：曲線運動第1節(jié)曲線運動答：如圖6－12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。圖6－12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。圖6－14第2節(jié)質(zhì)點在平面內(nèi)的運動解：炮彈在水平方向的分速度是vx＝800×cos60°＝400m/s;炮彈在豎直方向的分速度是vy＝800×sin60°＝692m/s。如圖6－15。圖6－15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：，速度與豎直方向的夾角為θ，tanθ＝0.8，θ＝38.7°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(yīng)該偏西一些。圖6－16答：如圖6－17所示。圖6－17第3節(jié)拋體運動的規(guī)律解：〔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＝1.5m＝經(jīng)歷時間在水平方向位移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＝9.8×0.55m/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：摩托車落地時的速度與豎直方向的夾角為θ，tanθ＝vx／vy＝405.39＝7.42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＝經(jīng)歷時間，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＝13.3／0.71m/s＝18.7m/s＝67.4km/h＞60km/h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離y。小球離開桌面的初速度為。第4節(jié)實驗：研究平拋運動答：還需要的器材是刻度尺。實驗步驟：〔1〕調(diào)節(jié)木板高度，使木板上外表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，使木板上外表與小球離開水平桌面時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〕測量小球在木板上的落點P2與重垂線之間的距離x2；〔7〕比擬x1、x2，假設(shè)2x1＝x2，那么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，假設(shè)2x1＝x2，有4y1＝y(tǒng)2，那么說明小球在水平方向做勻速直線運動。第5節(jié)圓周運動解：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。位于赤道的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動的線速度v1＝ωR＝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＝ωRcos40°＝356.43m/s解：分針的周期為T1＝1h，時針的周期為T2＝12h〔1〕分針與時針的角速度之比為ω1∶ω2＝T2∶T1＝12∶1〔2〕分針針尖與時針針尖的線速度之比為v1∶v2＝ω1r1∶ω2r2＝14.4∶1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(guān)系：v＝ωr；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。需要測量大、小齒輪及后輪的半徑r1、r2、r3。自行車前進的速度大小說明：此題的用意是讓學生結(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。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＝1/90s。〔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90×512＝46080個。說明：此題的用意是讓學生結(jié)合實際情況來理解勻速圓周運動。第6節(jié)向心加速度答：A．甲、乙線速度相等時，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，利用，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an＝vω，線速度大的向心加速度大。所以乙的向心加速度小；D．甲、乙線速度相等時，利用an＝vω，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：此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。解：月球公轉(zhuǎn)周期為T＝27.3×24×3600s＝2.36×106s。月球公轉(zhuǎn)的向心加速度為解：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＝vω，所以它們的向心加速度之比為2∶1。說明：此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(guān)系an＝vω。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v1、v2，角速度大小分別為ω1、ω2，邊緣上質(zhì)點運動的半徑分別為r1、r2，那么v1＝v2v1＝ω1r1v2＝ω2r2又ω＝2πn所以n1∶n2＝ω1∶ω2＝r2∶r1＝3∶1(2)A點的向心加速度為〔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下做勻速圓周運動，設(shè)引力為F；地球運動周期為T＝365×24×3600s＝3.15×107s。根據(jù)牛頓第二運動定律得：說明：此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。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。答：〔1〕根據(jù)牛頓第二運動定律得：F＝mω2r＝0.1×42×0.1N＝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)盤有沿半徑向外的運動趨勢。說明：此題的目的是讓學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。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v。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：得在G，m，v一定的情況下，r越小，F(xiàn)T越大，即繩子承受的拉力越大，繩子越容易斷。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。汽車所受合外力F為Ft、Ft的合力，如圖6－20所示。丙圖正確。說明：此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。說明：此題的意圖在于讓學生聯(lián)系生活實際，理解勻速圓周運動。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，所以一定對應(yīng)有最大拐彎速度，設(shè)為vm，那么所以，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，所以靜摩擦力缺乏以提供相應(yīng)的向心力，汽車以72km/h的速度拐彎時，將會發(fā)生側(cè)滑。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，即汽車所受支持力根據(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，當汽車對橋頂沒有壓力時，即FN＝0，對應(yīng)的速度為v，〔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，即汽車所受支持力，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，汽車行駛越平安。〔4〕根據(jù)第二問的結(jié)論，對應(yīng)的速度為v0，第六章萬有引力與航天第1節(jié)行星的運動解：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：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。解：設(shè)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，解：根據(jù)開普勒第三定律得到：那么哈雷彗星下次出現(xiàn)的時間是：1986+76＝2062年。第2節(jié)太陽與行星間的引力答：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。答：這個無法在實驗室驗證的規(guī)律就是開普勒第三定律，是開普勒根據(jù)研究天文學家第谷的行星觀測記錄發(fā)現(xiàn)的。第3節(jié)萬有引力定律答：假設(shè)兩個人的質(zhì)量都為60kg，相距1m，那么它們之間的萬有引力可估算：這樣小的力我們是無法發(fā)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。解：根據(jù)萬有引力定律可見天體之間的萬有引力是很大的。解：第4節(jié)萬有引力理論的成就解:在月球外表有：得到：g月約為地球外表重力加速度的1/6。在月球上人感覺很輕。習慣在地球外表行走的人，在月球外表行走時是跳躍前進的。答:在地球外表，對于質(zhì)量為m的物體有：，得：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)。又根據(jù)萬有引力定律：高山的r較大，所以在高山上的重力加速度g值就較小。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：得地球質(zhì)量：解：對于繞木星運行的衛(wèi)星m，有：，得：，需要測量的量為：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。其中周期T＝［24×60－〔2×60+37〕］/14min＝91.64min，那么：其距地面的高度為h＝r－R＝6.7×106m－6.4×106m＝3×10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確數(shù)據(jù)，讓學生計算并驗證一下其周期的準確值。：“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：在地面附近有：，r＝R+h根據(jù)以上各式得：解：環(huán)繞地球外表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：，得：⑴在地面附近有：，得：將其帶入〔1〕式：解：〔1〕設(shè)金星質(zhì)量為M1、半經(jīng)為R1、金星外表自由落體加速度為g1。在金星外表：設(shè)地球質(zhì)量為M2、半徑為2、地球外表自由落體加速度為g2。在地球外表有：由以上兩式得：，那么

〔2〕，第七章機械能守恒定律第１節(jié)追尋守恒量答：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)功解：甲圖：W＝Fscos(180°－150°)＝10×2×J＝17.32J圖乙：W＝Fscos(180°－30°)＝－10×2×J＝－17.32J圖丙：W＝Fscos30°＝10×2×J＝17.32J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＝2×104N．鋼繩拉力所做的功為：W1＝Fscos0°＝2×104×5J＝1×105J重力做的功為：W2＝Gscos180°＝－2×104×5J＝－1×105J物體克服重力所做的功為1×105J，這些力做的總功為零。解：如圖5－14所示，滑雪運發(fā)動受到重力、支持力和阻力的作用，運發(fā)動的位移為：s＝h／sin30°＝20m，方向沿斜坡向下。所以，重力做功：WG＝mgscos60°＝60×10×20×J＝6.0×103J支持力所做的功：WN＝FNscos90°＝0阻力所做的功：Wf＝Fscos180°＝－50×20J＝－1.0×103J這些力所做的總功W總＝Wg+WN+Wf＝5.0×103J。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(guān)系，與物體的運動狀態(tài)也沒有關(guān)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)功率解：在貨物勻速上升時，電動機對貨物的作用力大小為：F＝G＝2.7×105N由P＝Fv可得：解：這臺抽水機的輸出功率為它半小時能做功W＝Pt＝3×103×1800J＝5.4×106J。答：此人推導(dǎo)的前提不明確。當F增大，根據(jù)P＝Fv推出，P增大的前提應(yīng)是v不變，從推出，P增大那么v增大的前提是F不變，從推出，v增大F減小的前提是P不變。說明：對這類物理問題的方向，應(yīng)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，那么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。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P＝F牽v。v增大那么F牽減小，而，所以加速度減小。〔2〕當加速度減小到零時，汽車做勻速直線運動，F(xiàn)牽＝F，所以，此為汽車在功率P下行駛的最大速度。第4節(jié)重力勢能證明：設(shè)斜面高度為h，對應(yīng)于傾角為θ1、θ2、θ3的斜面長分別為l1、l2、l3。由功的公式可知，在傾角為θ1的斜面，重力與位移的夾角為〔〕，重力所做的功為：WG＝mgl1cos〔〕＝mgl1sinθ1＝mgh。同理可證，在傾角為θ2、θ3的斜面上，重力所做的功都等于mgh，與斜面傾角無關(guān)。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：此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(yīng)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。答：〔1〕所選擇的參考平面小球在A點的重力勢能小球在B點的重力勢能整個下落過程中小球重力做的功整個下落過程中小球重力勢能的變化桌面5.88J－3.92J9.8J9.8J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：此題的意圖是使學生認識，重力勢能跟零勢面的選取有關(guān)，而重力勢能的變化跟重力的功相對應(yīng)，與零勢能面的選取無關(guān)。重力做的功只跟物體位置的變化有關(guān)，與是否存在其他力無關(guān)。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)WG＝Ep1－Ep2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(guān)，與路徑無關(guān)，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。解：由動能定理W＝Ek2－Ek1＝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＝〔202－102〕〔km/s〕2＝300〔km/s〕2速度由50km/h加快到60km/h情況下：()＝〔602－502〕〔km/s〕2＝1100〔km/s〕2可見，后一種情況所做的功比擬多。解：設(shè)平均阻力為f，根據(jù)動能定理W＝，有fscos180°＝f＝1.6×103N，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。解：人在下滑過程中，重力和阻力做功，設(shè)人受到的阻力為f，根據(jù)動能定理W＝ΔEk,WG+Wf＝，mgh－fs＝．解方程得：vt＝4m/s≈5.66m/s5．解：設(shè)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大高度的過程中：WG+W＝－0，即：－mgh+W＝

W＝×0.5×202J+0.5×10×10J＝150J第8節(jié)機械能守恒定律解：〔1〕小球在從A點下落至B點的過程中，根據(jù)動能定理W＝ΔEk，mg(h1－h(huán)2)＝〔2〕由mg(h1－h(huán)2)＝，得：mgh1+＝mgh2+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。A．飛