高一物理必修二课后习题--修订编选

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1、- 1 - - 人教版高中物理人教版高中物理课后习题答案课后习题答案 第第五五章：章：曲线运动曲线运动 第第 1 1 1 1 节节曲线运动曲线运动 1.答：如图 612 所示，在 A、C 位置头部的速 度与入水时速度v方向相同；在 B、D 位置头 部的速度与入水时速度v方向相反。 A B C D 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 613 所示。 1 v 1 v 30 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。 A B C D 图 614 第第 2 2 2

2、 2 节节质点在平面内的运动质点在平面内的运动 1.解 ： 炮 弹 在 水 平 方 向 的 分 速 度 是vx 800cos60400m/s;炮弹在竖直方向的分速 度是vy800sin60692m/s。如图 615。 y v x v v 60 图 615 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： 2222 12 456.4/vvvm 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，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v

3、1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。 1 v 2 v v 东 北 图 616 4.答：如图 617 所示。 20406080 10 40 50 0 20 30 y x 图 617 第第 3 3 3 3节节抛体运动的规律抛体运动的规律 1.解： （1）摩托车能越过壕沟。摩托车做平抛运 - 2 - - 动，在竖直方向位移为 y1.5m 21 2 gt经历 时间 2 3 0.55 9.8 y tss g =在水平方向位 移xvt400.55m22m20m 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

4、车落地时在竖直方向的速度为vy gt9.80.55m/s5.39m/s 摩托车落地时在 水平方向的速度为vxv40m/s摩托车落地时 的速度： 2222 405.39/40.36/ xy vvvm sm s=+=+= 摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为， tanvxvy405.397.42 2.解：该车已经超速。零件做平抛运动，在竖直 方向位移为 y2.45m 21 2 gt经历时间 2 4.9 0.71 9.8 y tss g = ，在水平方向位移x vt13.3m，零件做平抛运动的初速度为：vx t13.30.71m/s18.7m/s67.4km/h 60km/h 所以该车已经超速。 3

5、.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 2 g vx y =。 第第 4 4 4 4 节节实验：研究平抛运动实验：研究平抛运动 1 x 2 x 3y y 1.答：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； （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

6、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 2x1x2，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 2x1x2，有 4y1y2， 则说明小球在水平方向做匀速直线运动。 第第 5 5 5 5节节圆周运动圆周运动 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 622 3.14 /7.27 10/ 24 3600 rad srad s T = 。 位于赤道

7、的物体随地球自转做匀速圆周运动的 线速度v1R465.28m/s 位于北京的物体随地 球自转做匀速圆周运动的角速度v2Rcos40 356.43m/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12T2 T1121 （2）分针针尖与时针针尖的线速度之比为v1 v21r12r214.41 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

8、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 1 3 2 2r vr Tr = 说明：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 - 3 - - 一点的线速度。 5.解：磁盘转动的周期为 T0.2s （1）扫描每个扇区的时间 tT/181/90s。 （2）每个扇区的字节数为 512 个,1s 内读取的 字节数为

9、9051246080 个。 说明：本题的用意是让学生结合实际情况来理 解匀速圆周运动。 第第 6 6 6 6 节节 向心加速度向心加速度 1.答： A 甲、 乙线速度相等时， 利用 2 n v a r =， 半径小的向心加速度大。所以乙的向心加速 度 大 ； B 甲 、 乙 周 期 相 等 时 ， 利 用 2 2 4 n ar T =，半径大的向心加速度大。所以 甲的向心加速度大； C甲、乙角速度相等时，利用 anv，线速 度大的向心加速度大。所以乙的向心加速度小； 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，所以甲的角速度大

10、，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 T27.3243600s 2.36106s。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 4 3， 所以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，所以它们的角速度之比为 32。由于向 心加速度 anv， 所以它们的向心加速度之 比为 21。说明：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 v。 4.解：(1)由于皮带与两轮之间不发生滑动

11、， 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 1、2，边缘上质点运动的半径分别为 r1、 r2，则v1v2v11r1v22r2又2n 所以 n1n212r2r131 (2)A 点 的向心加速度为 222 2 2 1 0.01/0.05/ 22 nA r am sm s= （3）电动机皮带轮边缘上质点的向心加速度 为 第第 7 7 7 7节节 向心力向心力 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 T365243600s 3.15107s 。 根 据 牛 顿 第 二 运 动 定 律

12、 得 ： 说明：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。 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）根据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，如果在运动过程中，转 盘突然变得光滑了，物体将沿轨迹切线方向滑动。 这就如同在光滑的水平面上，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，突然剪断细绳一样，小球将沿轨迹切线方向飞 出。这说明

13、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：本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 与小球的距离 为 r。根据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： 2 T v FGm r =得 2 T v FGm r =+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，所以汽车在 - 4 - - 轨迹的切

14、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：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。 第第 8 8 8 8 节节 生活中的圆周运动生活中的圆周运动 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，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。 222 (2)0.01 (2 3.14 1000)0.278876.8FmrmnrNN= 222

15、(2)0.01 (2 3.14 1000)0.278876.8Fmrmn rNN= 说明：本题的意图在于让学生联系生活实 际，理解匀速圆周运动。 2.解：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 二运动定律得 2 v Fmam r =，所以一定对应有最 大拐弯速度，设为vm，则 4 3 1.4 10 /18.71/67.35/72/ 2.0 10 fm m F r vm sm skm hkm h m = 4 3 1.4 10 /18.71/67.35/72/ 2.0 10 fm m F r vm sm skm hkm h m

16、 = 22 344 20 2.0 101.6 101.4 10 50 m v vmNNN r = 所以静摩擦力不足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 2 N v GFm r = 汽车所受支持力 22 5 (800 9.8800)7440 50 N v FGmNN r = 根据牛顿第三定律得，汽车对桥顶的压力大小 也是 7440N。 (2)根据题意，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 2 N v GFm r = 汽车所受支持力 2 N v FGm r =，对于相同的 行驶速度， 拱桥圆弧半径越大， 桥面所受压力越大， 汽车行驶越安全。 （4）根据第二问的结论，对应的速度为v0， 第六章第六章万有引力与航天万有引力与航天 第第 1 1 1 1节节行星的运动行星的运动 1.解：行星绕太阳