人教版高中物理必修2课后习题答案.doc

人教版高中物理必修2课后习题答案 篇一：高中物理必修1、必修2课后习题(人教版)人教版高中物理课后习题答案 第一章：运动的描绘 第1节：质点 参考系和坐标系 1、“一江春水向东流”是水相对地面（岸）的运动，“地球的公转”是说地球相对太阳的运动，“钟表时、分、秒针都在运动”是说时、分、秒针相对钟表外表的运动，“太阳东升西落”是太阳相对地面的运动。 2、中描写船的运动，前两句诗写景，诗人在船上，卧看云动是以船为参考系。云与我俱东是说以两岸为参考系，云与船均向东运动，可认为云相对船不动。 3、xA=-0.44 m，xB=0.36 m 第2节：时间和位移 1A8点42分指时刻，8分钟指一段时间。 B“早”指时刻，“等了特别久”指一段时间。 C“前3秒钟”、“最后3秒钟”、“第3秒钟”指一段时间，“3秒末”指时刻。 2公里指的是路程，汽车的行驶道路一般不是直线。 3（1）路程是100 m，位移大小是100 m。 （2）路程是800 m，对起跑点和终点一样的运发动，位移大小为0；其他运发动起跑点各不一样而终点一样，他们的位移大小、方向也不同。 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。由于电磁打点记时器打点瞬时要阻碍纸带的运动。 2（1）纸带左端与重物相连。（2）A点和右方邻近一点的间隔x=7010-3 m，时间t=0.02 s，t特别小，能够认为A点速度v=0.35 m/s 3解（1）甲物体有一定的初速度，乙物体初速度 为0。 （2）甲物体速度大小不变，乙物体先匀加速、匀速、最后匀减速运动。 （3）甲、乙物体运动方向都不改变。 4纸带速度越大，相邻两点的间隔也越大。纸带速度与相邻两点时间无关。 第5节：速度变化快慢的描绘加速度 1100 km/h=27.8 m/s 2A汽车做匀速直线运动时。 B列车启动渐渐到达最大速度50 m/s，速度变化量较大，但加速时间较长，如通过2 min，那么加速度为0.42 m/s2，比汽车启动时的加速度小。 C、汽车向西行驶，汽车减速时加速度方向向东。 D汽车启动加速到达最大速度的过程中，后一阶段加速度比前一阶段小，但速度却比前一阶段大。 3A的斜率最大，加速度最大。 aA=0.63 m/s2，aB=0.083 m/s2，aC=-0.25 m/s2 aA、aB与速度方向一样，aC与速度方向相反。 4解答滑块通过第一个光电门的速度 8 15 第3节：运动快慢的描绘速度 16 9.5?10 2（1）前1 s平均速度v1=9 m/s 前2 s平均速度v2=8 m/s 前3 s平均速度v3=7 m/s 前4 s平均速度v4=6 m/s 全程的平均速度 v5=5 m/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）1 m/s，0 v1?cm/s?10cm/s 滑块通过第二个光电门的速度 v2?cm/s?27cm/s 2 滑块加速度a?cm/s 第1节：实验：探究小车速度随时间变化的规律 1（1）15，16，18，19，21，23，24；（2）如以下图； 3（1）4 s末速度为2 m/s，最大，7 s末速度为1 m/s，最小。 （2）这三个时刻的速度均为正值，速度方向一样。 （3）4 s末加速度为零，最小，7 s末加速度为1m/s2、最大。 （4）1 s加速度为正值，7 s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，比拟矢量的大小是按矢量的绝对值断定。 4 第3节：匀变速直线运动的位移与时间的关系 1初速度v0=36 km/h=10 m/s，加速度a=0.2 m/s2，时间t=30 s按照x?v0t?at得 2 （3）可认为是一条直线。 2A做匀速直线运动，速度为15 m/s；B做初速度为零，加速度为1.9 m/s2的匀加速直线运动；C做初速度为4 m/s，加速度为0.67 m/s2的匀减速直线运动，6 s时速度为0。 3（1）图2-9，（2）剪下的纸条长度表示0.1 s时间内位移大小，可近似认为速度 v?、.vx，纸条长度可认为表示速度。 x=1030 m+0.2302 m=390 m 2 图29 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=36 km/h=10 m/s，加速度a=0.2 m/s2，末速度v=54 km/h 按照v=v0+at得 2初速度v0=72 km/h=20 m/s，加速度a=-0.1 m/s2，时间t=2 min=120 s 按照v=v0+at得 按照v=v0+at得 v=10 m/s+0.230 m/s=16 m/s 2初速度v0=18 m/s，时间t=3 s，位移x=36 m 按照x?v0t?at得2 a? 2(x?v0t)2(36?18?3) ?m/s2?4m/s2 22 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=10 m/s，末速度v=0, 位移x=1.2 m 按照v2-v20=2ax得3假设飞机靠本身发动机起飞，飞机初速度为0，加速度a=5 m/s2，位移x=100 m，末速度 由v2x=2ax得 1（略） 2钢管遭到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。 ?50m/s，因此不行。 弹射装置使飞机初速度为v0，末速度为v=50 m/s 按照v2-v20=2ax得 v20=v2-2ax 第5节：自由落体运动 1文具橡皮下落得快。纸片揉成特别紧的小纸团后，小纸团下落变快。这是由于空气阻力的作用，纸片受的空气阻力大，小纸团受的空气阻力小。 2按照x=gt2得 图311 3略。 4如以下图。x=103.02 m=45 m 2 由于空气阻力，下落加速度小于g，计算结果应小于45 m。 3设井口到水面的间隔为x，石块下落做自由落体运动，设石块落到水面的时间为t，那么有 x=gt2=102.52 m=31 m 22 由于声音传播需要一定的时间，因此石块自由下落到水面的时间 t2.5 s，我们估算的x偏大。 第三章：互相作用 第1节：重力 根本互相作用 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 第3节：摩擦力 1手压着桌面向前挪动时，手遭到桌面的滑动摩擦力作用。滑动摩擦力的方向与手指挪动的方向相反，阻碍手指的运动。手对桌面的压力越大，手指遭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。由于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=30N =0.320 N 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12 N；当两个力的夹角为180时，它们的合力最小，为8 N；当两个力的夹角由0逐步增加到180时，它们的合力逐步减小，即合力的大小在12 N和8 N之间；由此可见，两个力的合力能够等于10 N，不能等于5 N和15 N。 ，得=53 2（1）如图3-17甲 （2）如图3-17乙 （3）如图3-17丙 图314 2当两个力的合力为0时，由于一个力向东，大小为6 N，那么另一个力的方向必向西，大小也为6 N。将方向向东的、大小为6 N的力改为向南时，二力互相垂直，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317 （1）（2）两种情况的解是唯一的，（3）的解不 图315 3如图3-15所示，选1 cm长的线段表示30 N的力，作出力的平行四边形，量得表示合力F的对角线长6.8 cm，那么合力的大小F=306.81 N=204 N，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 OC与OB的夹角为。图316 1如图3-16所示。 与F的夹角为 是唯一的。 图318 3如图3-18所示。 =arctan 0.8=387 第四章：牛顿运动定律 第1节：牛顿第一定律 2解：由 F2a2a?可得：F2?2F1。 111 m甲a乙 3解：由得：? 乙甲 m甲? a乙 图410 1（1）不能炸中目的。如图4-10所示，由于，炸弹被投下后，由于惯性，仍有与飞机一样的水平速度，假设目的是静止的，炸弹就会落到目的的前方。 （2）由于，当你跳起时，由于惯性，你仍有与地球一样的速度，因此还回到原处，而不落在原地的西边。 2假设不系平安带，当紧急刹车时，车尽管停下了，但人因惯性而仍然向前运动，会发生危险。系上平安带后，人尽管因惯性向前运动，但受平安带的约束，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，而接着向上运动，不是由于遭到了向上的力的作用。 4假设选择了相关于静止的大树做加速运动的汽车为参考系，人在车内观察大树，大树做远离汽车的加速运动。大树的运动状态改变不是由于遭到了力的作用，而是由于惯性定律在选择的参考系中不成立。 第3节：牛顿第二定律 1答:没有矛盾。牛顿第二定律公式Fma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特别重的物体时，物体遭到的力共有三个：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。假设F1lt;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。lt;G，只是支持力F2减小，这三个力的合力F0，故物体的加速度为零，物体保持不动。lt; p 第4节：力学单位制 加速度方向与推力的方向相反。 用，按照 牛顿运动定律：设小车运动方向为正 FF阻ma，F阻Fma60 N301.5 N15 NF阻ma 图412 5解：如图4-12,物体在水平方向遭到两个力的作 加速度的大小为： 图411 4解：按照平行四边形定那么(图4-11)这两个力的合力为：F214cos 4519.8 N 加速度的方向为：与合力方向一样，与两个分力成45夹角。 篇二：人教版高中物理必修二课后练习答案详解 人教版高中物理课后习题答案 第五章：曲线运动 第1节 曲线运动 1. 答：如图612所示，在A、C位置头部的速度与入水时速度v方向一样；在B、D位置头部的速度 与入水时速度v方向相反。 B 图612 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。v1 图613 3. 答：如图614所示，AB段是曲线运动、BC段是直线运动、CD段是曲线运动。 图614 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800cos60400m/s;炮弹在竖直方向的分速度是vy800sin60 692m/s。如图615。 vv 图615 2. 解：按照题意，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： v?6.4m/s，速度与竖直方向的夹角为，tan0.8，38.7 3. 答：应该偏西一些。如图616所示，由于炮弹有与船一样的由西向东的速度v1，击中目的的速度v是v1与炮弹射出速度v2的合速度，因此炮弹射出速度v2应该偏西一些。 v2 图616 4. 答：如图617所示。 图617 第3节 抛体运动的规律 1. 解：（1）摩托车能越过壕沟。摩托车做平抛运动，在竖直方向位移为y1.5mgt 经历时间 2 t? 一般?0.55s在水平方向位移xvt400.55m22m20m因此摩托车能越过壕沟。 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vygt9.80.55m/s5.39m/s摩托车落地时在水平方向的速度为v40m/s摩托车落地时的速度： 2 2. 解：该车已经超速。零件做平抛运动，在竖直方向位移为y2.45mgt 经历时 间 2 t? ?0.71s，在水平方向位移xvt13.3m，零件做平抛运动的初速度为：vxt13.30.71m/s18.7m/s67.4km/h60km/h因此该车已经超速。 3. 答：（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与桌子边沿的水平间隔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间隔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 1. 答：还需要的器材是刻度尺。实验步骤： （1）调理木板高度，使木板上外表与小球离开水平桌面时的球心的间隔为某一确定值y；（2）让小球从斜面上某一位置A无初速释放； （3）测量小球在木板上的落点P1与重垂线之间的间隔x1； （4）调理木板高度，使木板上外表与小球离开水平桌面时的球心的间隔为某一确定值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与重垂线之间的间隔x2； （7）比拟x1、x2，假设2x1x2，那么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间隔x，测量落点与抛出点之间的竖直间隔y，假设2x1x2，有4y1y2，那么说明小球在水平方向做匀速直线运动。 第5节 圆周运动 1. 解：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 ?6 。位于赤道的物体随地球自转做匀速圆周运动的线速度v1?rad/s?7.27?10rad/s 2. 解：分针的周期为T11h，时针的周期为T212h （1）分针与时针的角速度之比为12T2T1121 （2）分针针尖与时针针尖的线速度之比为v1v21r11 3. 答：（1）A、B两点线速度相等，角速度与半径成反比 （2）A、C两点角速度相等，线速度与半径成正比 （3）B、C两点半径相等，线速度与角速度成正比 说明：该题的目的是让学生理解线速度、角速度、半径之间的关系：vr；同时理解传动装置不打滑的物理意义是接触点之间线速度相等。 4. 需要测量大、小齿轮及后轮的半径r1、r2、r3。自行车前进的速度大小v? 2?r1 r 23 （1）每个扇区的时间tT/181/90s。 （2）每个扇区的字节数为512个,1s内读取的字节数为9051246080个。说明：此题的意图是让学生结合实际情况来理解匀速圆周运动。 第6节 向心加速度 21. 答：A甲、乙线速度相等时，利用an?，半径小的向心加速度大。因此乙的向心加速度大；B甲、2乙周期相等时，利用an?2r，半径大的向心加速度大。因此甲的向心加速度大； T C甲、乙角速度相等时，利用anv，线速度大的向心加速度大。因此乙的向心加速度小； D甲、乙线速度相等时，利用anv，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，因此甲的角速度大，甲的向心加速度大。 说明：此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T27.3243600s2.36106s。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43，因此它们 的线速度之比为43；由于在相等时间内，它们运动方向改变的角度之比是32，因此它们的角速度之比为32。由于向心加速度anv，因此它们的向心加速度之比为21。说明：此题的意图是让学生理解向心加速度与线速度和角速度的关系anv。 4. 解：(1)由于皮带与两轮之间不发生滑动，因此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1、2，边缘上质点运动的半径分别为r1、r2，那么v1v2 v11r1 v22r2又2n因此n1n212r2r131 (2)A点的向心加速度为 （3）电动机皮带轮边缘上质点的向心加速度为 anA?22? r2 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T365243600s3.15107s。 按照牛顿第二运动定律得： 说明：此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预备。 1. 答：小球在漏斗壁上的受力如图619所示。 小球所受重力G、漏斗壁对小球的支持力FN的合力提供了小球做圆周运动的向心力。 2. 答：（1）按照牛顿第二运动定律得：Fm2r0.1420.1N0.16N（2）甲的意见是正确的。 静摩擦力的方向是与物体相对接触面运动的趋势方向相反。设想一下，假设在运动过程中，转盘忽然变得光滑了，物体将沿轨迹切线方向滑动。这就好像在光滑的水平面上，一根细绳一端固定在竖直立柱上，一端系一小球，让小球做匀速圆周运动，忽然剪断细绳一样，小球将沿轨迹切线方向飞出。这说明物体在随转盘匀速转动的过程中，相对转盘有沿半径向外的运动趋势。 说明：此题的目的是让学生综合运用做匀速圆周运动的物体的受力和运动之间的关系。3. 解：设小球的质量为m，钉子A与小球的间隔为r。按照机械能守恒定律可知，小球从一定高度下落 时，通过最低点的速度为定值，设为v。小球通过最低点时做半径为r的圆周运动，绳子的拉力FT和重力G的合力提供了向心力，即：FT?G? 22 得FT?G?m在G，m，v一定的情况下，r越小，FT越大，即绳子承受的拉力越大，绳子越容易断。 4. 答：汽车在行驶中速度越来越小，因此汽车在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620所示。丙图正确。 说明：此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 1. 解：小螺丝钉做匀速圆周运动所需要的向心力F由转盘提供，按照牛顿第三运动定律，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。 F?m?r?m(2?n)r?0.01?(2?3.14?1000)2?0.2N?78876.8N 说明：此题的意图在于让学生联络生活实际，理 解匀速圆周运动。 2. 解：这个题有两种考虑方式。 第一种，假设汽车不发生侧滑，由于静摩擦力提供的向心力，因此向心力有最大值，按照牛顿第二运 2动定律得F?ma?m，因此一定对应有最大拐弯速度，设为vm，那么 2.0? 10 vm/s?18.71m/s?67.35km/h?72km/h 因此，假设汽车以72km/h的速度拐弯时，将会发生侧滑。 第二种，假设汽车以72km/h的速度拐弯时，不发生侧滑，所需向心力为F， v22023 vm?m?N?1.6?104N?1.4?104N 2.0?10? r50 v22023 vm?m?2.0?10?N?1.6?104N?1.4?104N r50 因此静摩擦力缺乏以提供相应的向心力，汽车以72km/h的速度拐弯时，将会发生侧滑。 3. 解:（1）汽车在桥顶部做圆周运动，重力G和支持力FN的合力提供向心力，即 2G?FN?m汽车所受支持力 22 FN?G?m?(800?9.8?800?)N?7440N 按照牛顿第三定律得，汽车对桥顶的压力大小也是7440N。 (2)按照题意，当汽车对桥顶没有压力时，即FN0，对应的速度为v， 2 （3）汽车在桥顶部做圆周运动，重力G和支持力FN的合力提供向心力，即G?FN?m r篇三：人教版高中物理必修2课后习题答案 第五章 第1节 曲线运动 1. 答：如图612所示，在A、C位置头部的速度与入水时速度v方向一样；在B、D位置头 部的速度与入水时速度v方向相反。 B Cv1 D 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613所示。 3. 答：如图614所示，AB段是曲线运动、BC段是直线运动、CD段是曲线运动。 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800cos60400m/s;炮弹在竖直方向的分速度是vy 800sin60692m/s。如图615。 vv v 2. 解：按照题意，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，如图615 所示，v?6.4m/s，与竖直 方向的夹角为，tan0.8，38.7 3. 答：应该偏西一些。如图616所示，由于炮弹有与船一样的由西向东的速度v1，击中目 标的速度v是v1与炮弹射出速度v2的合速度，因此炮弹射出速度v2应该偏西一些。 4. 答：如图617所示。 第3节 抛体运动的规律 1. 解：（1）摩托车能越过壕沟。摩托车做平抛运动，在竖直方向位移为y1.5mgt2 经 历时间t? ?0.55s在水平方向位移xvt400.55m22m20m因此摩托车能越过壕沟。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 时在水平方向的速度为 v40m/s 摩托车落地时的速 度 2. 解：该车已经超速。零件做平抛运动，在竖直方向位移为y2.45m2 gt2经历时间 t? ?0.71s ，在水平方向位移xvt13.3m，零件做平抛运动的初速度为：vxt13.30.71m/s18.7m/s67.4km/h60km/h因此该车已经超速。 答：（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与桌子边沿的水平间隔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间隔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 1. 答：还需要的器材是刻度尺。 实验步骤： （1）调理木板高度，使木板上外表与小球离开水平桌面时的球心的间隔为某一确定值y；（2）让小球从斜面上某一位置A无初速释放； （3）测量小球在木板上的落点P1与重垂线之间的间隔x1；（4）调理木板高度，使木板上外表与小球离开水平桌面时的球心的间隔为某一确定值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与重垂线之间的间隔x2； （7）比拟x1、x2，假设2x1x2，那么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间隔x，测量落点与抛出点之间的竖直间隔y，假设2x1x2，有4y1y2，那么说明小球在水平方向做匀速直线运动。 第5节 圆周运动 1. 解：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 ?rad/s?7.27?10?6rad/s。位于赤道的物体随地球自转做匀速圆 度v2Rcos40356.43m/s 2. 解：分针的周期为T11h，时针的周期为T212h （1）分针与时针的角速度之比为12T2T1121 （2）分针针尖与时针针尖的线速度之比为v1v21r11 3. 答：（1）A、B两点线速度相等，角速度与半径成反比（2）A、C两点角速度相等，线速度与半径成正比 （3）B、C两点半径相等，线速度与角速度成正比 说明：该题的目的是让学生理解线速度、角速度、半径之间的关系：vr；同时理解传动装置不打滑的物理意义是接触点之间线速度相等。 4. 需要测量大、小齿轮及后轮的半径r1、r2、r3。自行车前进的速度大小v? 2?r1 Trr3 （1）每个扇区的时间tT/181/90s。 （2）每个扇区的字节数为512个,1s内读取的字节数为9051246080个。说明：此题的意图是让学生结合实际情况来理解匀速圆周运动。 第6节 向心加速度 1. 答：A甲、乙线速度相等时，利用an?2，半径小的向心加速度大。因此乙的向心加2速度大；B甲、乙周期相等时，利用an?T 2r，半径大的向心加速度大。因此甲的向心加速度大； C甲、乙角速度相等时，利用anv，线速度大的向心加速度大。因此乙的向心加速度小； D甲、乙线速度相等时，利用anv，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，因此甲的角速度大，甲的向心加速度大。 说明：此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T27.3243600s2.36106s。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43， 因此它们的线速度之比为43；由于在相等时间内，它们运动方向改变的角度之比是3 2，因此它们的角速度之比为32。由于向心加速度anv，因此它们的向心加速度之比为21。说明：此题的意图是让学生理解向心加速度与线速度和角速度的关系anv。4. 解：(1)由于皮带与两轮之间不发生滑动，因此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1、2，边缘上质点运动的半径分别为r1、r2，那么v1v2 v11r1 v22r2又2n因此n1n212r2r131 (2)A点的向心加速度为 2 anA?2? r2 2 / （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 1. 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 365243600s3.15107s。按照牛顿第二运动定律得： 说明：此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预备。 2. 答：小球在漏斗壁上的受力如图619所示。 小球所受重力G、漏斗壁对小球的支持力FN的合力提供了小球做圆F周运动的向心力。 3. 答：（1）按照牛顿第二运动定律得： Fm2r0.142 0.1N （2）甲的意见是正确的。 静摩擦力的方向是与物体相对接触面运动的趋势方向相反。设想一下，假设在运动过程中，转盘忽然变得光滑了，物体将沿轨迹切线方向滑动。这就好像在光滑的水平面上，一根细绳一端固定在竖直立柱上，一端系一小球，让小球做匀速圆周运动，忽然剪断细绳一样，小球将沿轨迹切线方向飞出。这说明物体在随转盘匀速转动的过程中，相对转盘有沿半径向外的运动趋势。 说明：此题的目的是让学生综合运用做匀速圆周运动的物体的受力和运动之间的关系。 4. 解：设小球的质量为m，钉子A与小球的间隔为r。按照机械能守恒定律可知，小球从一 定高度下落时，通过最低点的速度为定值，设为v。小球通过最低点时做半径为r的圆周运动，绳子的拉力FT和重力G的合力提供了向心力，即：FT?G? 2得FT?G?m2 在G，m，v一定的情况下，r越小，FT越大，即绳子承受的拉力越大，绳子越容易断。 5. 答：汽车在行驶中速度越来越小，因此汽车在轨迹的切线方向 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620所示。丙图正确。 说明：此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。 t 第8节 生活中的圆周运动 1. 解：小螺丝钉做匀速圆周运动所需要的向心力F由转盘提供，按照牛顿第三运动定律，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。F?m? 2 ?r(m2? 2 )n?r0?.0?1(?23.?12 4 788说明：此题的意图在于让学生联络生活实际，理解匀速圆周运动。 2. 解：这个题有两种考虑方式。 第一种，假设汽车不发生侧滑，由于静摩擦力提供的向心力，因此向心力有最大值，按照牛顿第二运动定律得F?ma?m2 ，因此一定对应有最大拐弯速度，设为vm，那么 因此，假设汽车以72km/h的速度拐弯时，将会发生侧滑。 第二种，假设汽车以72km/h的速度拐弯时，不发生侧滑，所需向心力为F， v210?202v?m?2.0?3 mN?1.6?104N?1.4?104r50 N 因此静摩擦力缺乏以提供相应的向心力，汽车以72km/h的速度拐弯时，将会发生侧滑。 3. 解:（1）汽车在桥顶部做圆周运动，重力G和支持力FN的合力提供向心力，即 G?FN?m2r汽车所受支持力FN?G?m2r?(800?9.8?800?250 )N?7440N 按照牛顿第三定律得，汽车对桥顶的压力大小也是7440N。 (2)按照题意，当汽车对桥顶没有压力时，即FN0，对应的速度为v， （3）汽车在桥顶部做圆周运动，重力G和支持力FN的合力提供向心力，即G?F2 N?mr 汽车所受支持力FN?G?m2 r ，关于一样的行驶速度，拱桥圆弧半径越大，桥面所受压力越大，汽车行驶越平安。 （4）按照第二征询的结论，对应的速度为v0， 4. 解：设小孩的质量为m，小孩到绳子的悬点的间隔为l，小孩运动到最低点的速度大小为v， 小孩在最低点遭到支持力为FN。将最低点的重力势能定为0，以最高点为初状态，按照机 械能守恒定律得：mgl(1?cos60?)?2 2 mv 6 .8 按照牛顿运动定律得FN?mg?m2 解得FNmg1+2(1cos60)2mg2259.8N490N 按照牛顿第三定律可知，秋千板摆到最低点时，小孩对秋千板的压力大小为490N。 说明：这个题是机械能守恒定律与圆周运动规律综合运用的习题，具有一定的综合性，在讲解过程中，要引导学生对小孩的受力特点和运动特点进展分析。 5. 解：设物体的质量为m。物体运动到圆轨道最高点的速度大小为v，遭到圆轨道的压力为 FN。将物体在圆轨道最高点的重力势能定为0，以物体开场滚下点为初状态，按照机械能 守恒定律得mg(h2R)2mv2 按照牛顿运动定律得FN?mg?m2 解得 h? (mg?FN) 2mg ?2R由于FN0，因此h52R，即h至少为2.5R。 第五章 万有引力与航天 7第1节行星的运动 1. 解：行星绕太阳的运动按圆轨道处理，按照开普勒第三定律有： 2. 答：按照开普勒第二定律，卫星在近地点速度较大、在远地点速度较小。 3. 解：设通讯卫星离地心的间隔为r1、运转周期为T1，月心离地心的间隔为r2，月球绕地球 运转的周期为T2，按照开普勒第三定律，4. 解：按照开普勒第三定律 得到：那么哈雷彗星下次出现的时间是：1986+762062年。 第2节太阳与行星间的引力 1. 答：这节的讨论属于按照物体的运动探究它受的力。前一章平抛运动的研究属于按照物体 的受力探究它的运动，而圆周运动的研究属于按照物体的运动探究它受的力。 2. 答：这个无法在实验室验证的规律确实是开普勒第三定律3 T 2?k，是开普勒按照研究天文学 家第谷的行星观测记录觉察的。 第3节万有引力定律 1. 答：假设两个人的质量都为60kg，相距1m，那么它们之间的万有引力可估算： 如此小的力我们是无法觉察的，因此我们通常分析物体受力时不需要考虑物体间的万有引力。 说明：两个人相距1m时不能把人看成质点，简单套用万有引力公式。上面的计算是一种估算。2. 解：按照万有引力定律 F?Gm1m2?11?40302?6.67?10(5?10?3.0?10?365?24?3600) N?1.19?1026r482 N可见天体之间的万有引力是特别大的。 3. 解：F?Gm1m2(7.1?10?30r6.67?10?11 ?)22?(1.0?1016) 2 ?3.4?10?37?N 第4节万有引力的理论成就 1. 解:在月球外表有：G M月m R?mg月 月 得到：gM月11月GR6.67?10?22?10?10） g 月 约为地球外表重力加速度的1/6。在月球上人感受特别轻。适应在地球外表行走的人，在月 球外表行走时是腾跃前进的。 2. 答:在地球外表，关于质量为m的物体有：GM地m R?mg，得：gGM地 地 R地 关于质量不同的物体，得到的结果是一样的,即这个结果与物体本身的质量m无关。