………………………………………………教材習題答案………………………………………………第五章拋體運動1曲線運動◆演示答案白紙上的印跡與軌道(曲線)相切，即沿著軌道(曲線)切線的方向?！羲伎寂c討論答案當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上◆練習與應用質點與圓心連線掃過的角度為∠AOB，質點速度方向改變的角度為∠CBE，兩個角都是∠DBO的余角，因此兩個角相等。2運動的合成與分解◆思考與討論答案不是一條直線，是一條拋物線?！艟毩暸c應用沿豎直方向的分速度為：他獲得水平的速度為v2，有風時跳傘員著地時的速度是v1和3．答案射擊方向要偏西一些，由于慣性，炮彈發(fā)射出去后具有向東的速度。如圖所示： v艇5v艇5下游100m處靠岸。 …………………………………………………………………………3實驗：探究平拋運動的特點◆練習與應用器材是刻度尺。實驗步驟： (1)調節(jié)木板高度，使木板上表面與桌面間的距離為某一確定 (2)讓鋼球從斜面上某一位置A無初速度滾下； (3)測量鋼球在木板上的落點P1與桌面邊緣的水平距離x1； (4)調節(jié)木板高度，使木板上表面與桌面間的距離為某一確定 (5)讓鋼球從斜面上同一位置A無初速度滾下； (6)測量鋼球在木板上的落點P2與桌面邊緣的水平距離x2； 做勻速直線運動。2．答案改變墻與桌子之間的距離x，測量落點與拋出點之間的平方向做勻速直線運動。g10 4拋體運動的規(guī)律◆思考與討論斜拋物體的軌跡方程。由上式可以看出：y＝0時x有兩個值，x＝0是拋出點位置，而x＝是水平射程，并由此式x＝0是拋出點位置，而x＝是水平射程，并由此式g如圖，炮彈受到的阻力很大，炮彈運動的實際軌跡稱為彈道曲拋物線相差很多。◆練習與應用向做自由落體運動，h＝gt2。物體在空中運動的時間t＝ 初速度v0和h共同決定；物體落地時，豎直方向的速度vy＝g同決定。2．答案將小鋼球從斜面上某一位置A處無初速度釋放；測量小鋼球在地面上的落點P與桌面邊沿的水平距離x；測量地面gg零件做平拋運動的初速度為＝＝＝＝所以該車已經超速。以水平方向和豎直方向為坐標軸建立平面直角坐標系，水平 上兩式約去時間t得y＝x◆復習與提高A組…………………………………………………………………………2．答案可能沿a虛線運動。因為做曲線運動的物體所受合力總是指向運動軌跡的凹側。 ＝＝s；gx5向的位移不同。x建立以斜面為x軸，垂直斜面為y軸的坐標系，當運動員在空中沿y方向的分速度為0時，也就是速度方向與斜面平行時，離斜面距離最大。教材習題答案設運動員飛出t′時間后與斜面間距離最大，此時運動員沿y方向的分速度為0，t332B組 (2)籃球投出后的最高點，沿豎直方向的分速度為0，沿豎直2．答案需要測量排污管的直徑d，排污管口到水面的豎直距離h和排污管口與污水落點間的水平距離x。 …………………………………………………………………………5．答案(1)當豎直方向的分速度為0時，質點運動的速度最小，這時只有水平方向的分速度為v。當質點的速度大小變?yōu)?v時，設速度方向與水平方向的夾角 m (3)用上述方法得出幾個位置：第六章圓周運動1圓周運動◆練習與應用1．答案位于赤道和位于北京的物體隨地球自轉做勻速圓周運位于赤道的物體隨地球自轉做勻速圓周運動的線速度v1＝位于北京的物體隨地球自轉做勻速圓周運動的線速度v2＝2π12π1 角速度如表： 線速度角速度AωBωCω BC速度成正比。故磁盤轉動周期為T＝s＝s (1)掃描每個扇區(qū)的時間為 (2)每個扇區(qū)的字節(jié)數為512個1s內讀取的字節(jié)數為：2向心力◆思考與討論P27答案小球受到三個力作用，重力、光滑桌面的支持力、細線的拉力，重力與桌面的支持力等大反向，小球受到的合力等于細線向圓心，它使小球做圓周運動。◆思考與討論P29答案物體所受合力的方向與速度方向的夾角大于90°?！艟毩暸c應用1．答案由于地球在太陽的引力作用下做勻速圓周運動，設引根據牛頓第二定律得小球所受重力G與漏斗壁對小球的支持力FN的合力提供了小球做勻速圓周運動的向心力。二定律得 (2)甲的意見是正確的；理由：小物體有沿半徑背離圓心運動的趨勢。從一定高度下落時，通過最低點的速度為定值，設為v0。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，即…………………………………………………………………………5．答案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，切線方向所受的合外力方向如圖Ft所示；同時汽車做曲線運動，必有向心加速度，向心力方向如圖Fn3向心加速度◆思考與討論兩點角速度相等，向心加速度的關系適用于“向心加速度與半徑加速度與半徑成反比”。◆練習與應用徑小的向心加速度大，所以乙的向心加速度大。向心加速度大，所以甲的向心加速度大。的向心加速度大，所以甲的向心加速度大。的向心加速度大。由于在相等時間內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。月球公轉的向心加速度為3．答案(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，設電動機皮帶輪與機器皮帶輪邊緣 (2)A點的向心加速度為 (3)電動機皮帶輪邊緣上某點的向心加速度為2222們通過的路程之比是4∶3，所以它們的線速度之比為4∶3；，所教材習題答案4生活中的圓周運動◆思考與討論P36答案為汽車或自行車轉彎提供了一部分向心力，避免轉彎車速過大而打滑。◆思考與討論P37答案如果把地球看作一個巨大的拱形橋，則車速度越大，地面對車的支持力就越小，當速度大到一定值時，地面對車的支持力這時駕駛員與座椅之間的壓力為零，駕駛員軀體各部分之間的壓力也是零，他有飛起來的感覺。這時汽車里面的人和物處于完全失重狀態(tài)。◆練習與應用1．答案小螺絲釘做勻速圓周運動所需要的向心力F由飛輪提供，根據牛頓第三定律，小螺絲釘將給飛輪向外的作用力，飛輪在這個力的作用下，將對轉軸產生作用力，大小也是F。第一種，假設汽車不發(fā)生側滑，由于靜摩擦力提供向心力，所以向心力有最大值，根據牛頓第二定律得f＝m，所以一定h4．答案(1)汽車在橋頂部做圓周運動，重力G和支持力FN的汽車所受支持力根據牛頓第三定律得，汽車對橋頂的壓力大小是7440N。 (2)根據題意，當汽車對橋頂沒有壓力時，即FN＝0，對應的速mm ……………………………………………R……………………………………………R (3)汽車在橋頂部做圓周運動，重力G和支持力FN的合力提Gm半徑越大，橋面所受壓力越大，汽車行駛越安全。 vm800◆復習與提高A組為了使宇航員在旋轉艙受到與他站在地球表面時相同大小的支4．答案兩球在同一桿上繞同一點轉動，可知兩者角速度相同。 FFAFBmω2L5．答案在最低點更容易甩出。以水為研究對象，水受到重力、衣服對水的附著力，合力提供其做圓周運動的向心力。隨著滾筒轉速的增加，需要的向心力增加，當附著力不足以提供需甩出。22得ω＝＝。RRB組 3．答案兩次閃光時間間隔為s，圓盤在這段時間內順時針轉過的角度為·2π·20＝·2π，白點轉過的角度小于圓盤轉過的角度，所以感覺白點逆時針轉動。人感覺白點轉過的角度為2π－·2π＝·2π人感覺白點轉動的角速度為人觀察白點的轉動周期為T＝＝1s。桿對球的作用力F＝0；圖1………………………………………………………………………… 球在水平位置A時，受力如圖3所示，5．答案(1)設繩與豎直方向的夾角為θ，以小球為研究對象進行受力分析。 無關； 42R R示 的摩擦力，教材習題答案第七章萬有引力與宇宙航行1行星的運動◆做一做答案保持繩長不變，當兩焦點不斷靠近時，橢圓形狀越來越接◆練習與應用1．答案行星繞太陽的運動按圓軌道處理，根據開普勒第三定律有 2．答案根據開普勒第二定律可知，衛(wèi)星在近地點的速度較大，在遠地點的速度較小。3．答案這節(jié)的討論屬于根據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物體的受力推測它的運動，而圓周運動的研究屬于根據物體的運動探究它受的力。4．答案無法在實驗室驗證的規(guī)律就是開普勒第三定律＝k，開普勒第三定律是開普勒根據研究天文學家第谷的行星觀測數據發(fā)現的。2萬有引力定律◆思考與討論P51◆思考與討論P52操場上相距0．5m的兩個籃球之間的萬有引力為F＝G＝◆練習與應用萬有引力可估算：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。根據萬有引力定律得 3．答案根據萬有引力定律可得：太陽對地球的引力為F太＝Gmm，月球對地球的引力為F月＝Gmm， …………………………………………………………………………FmrFmr4．答案木衛(wèi)二繞木星圓周運動，木星對木衛(wèi)二的引力提供向心力，木衛(wèi)二的周期為T＝木衛(wèi)二的周期為T＝s≈s≈3萬有引力理論的成就◆思考與討論雖然不同行星與太陽間的距離r和繞太陽公轉的周期T各不相均相同，所以無論選擇哪顆行星的軌道半徑和公轉周期進行計算，所得的太陽質量均相同?！艟毩暸c應用 22g月約為地球表面重力加速度的1／6。在月球上人感覺很輕，習慣在地球表面行走的人，在月球表面行走時是跳躍前進的。若宇航員在地面上最多能舉起質量為m的物體，他在月球表面最多能舉起質量是6m的物體。對于質量不同的物體，得到的結果是相同的，即這個結果與物體本身的質量m無關。高山上的r較大，所以在高山上的重力加速度g值就較小。3．答案衛(wèi)星繞地球做圓周運動的向心力由地球對衛(wèi)星的萬有4．答案(1)哈雷彗星最近出現的時間是1986年，預測下次飛6年，由開普勒33 (2)根據開普勒第二定律，哈雷彗星在近日點的速度大于它在 G哈雷彗星在近日點和遠日點的加速度大小之比為＝。4宇宙航行◆思考與討論答案物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動時，可近似認為由此解出◆練習與應用但對于人造地球衛(wèi)星來講，當軌道半徑增大時，角速度會改 變。所以第一種說法不正確； 在公式v＝G地中，當軌道半徑r增大時，引力常量G和地球質量都不變，因此人造地球衛(wèi)星的速度減小。2．答案神舟五號繞地球運動的向心力由其受到的地球的萬有引力提供。33rm4π2m3兩式聯立34π2r4π2在金星表面有Gmg①在地球表面有②②由以上兩式得：·＝mR…………………………………………………………………………225相對論時空觀與牛頓力學的局限性◆思考與討論答案若選擇與μ子一起運動的某一物體為參考系，此時μ子若對于地面上的觀測者來，Δt＝＝s＝μ子的平均壽命是21μs。◆練習與應用1．答案對于地面上的人來說，以地面為參考系，因閃光向前、后壁傳播的速率對地面是相同的，由于閃光同時到達車廂的前壁后壁，在閃光飛向兩壁的過程中，車廂向前行進了一段距離，所以光源靠近車廂前壁。對于火車上的人來說，以車廂為參考系，車廂是個慣性系，閃光向前、后壁傳播的速率相同，由于光源靠近車廂前壁，所以閃光會先到達前壁。由于火箭相對于火箭上的人是靜止的，所以火箭上的人測得的火箭長度與火箭靜止時測得的長度相同，即30m。如果火箭的速度是光速的一半，火箭外面的觀察者測火箭長代入長代入長度收縮效應公式得2èc?èc?◆復習與提高A組心力F減小為原來的。而實際上當軌道半徑r增大到2倍時，人造地球衛(wèi)星的運行速度v會發(fā)生改變，所以第一個同學的說法是錯誤的。在公式F＝G中，當軌道半徑r增大到2倍時，引力常量的向心力減小為原來的1第二位同學的說法是正確的。2．答案火箭的發(fā)射速度是相對于地心的發(fā)射速度，等于相對于地面的發(fā)射速度加上地球自轉的線速度。地球自轉的線速度越大，相對于地心發(fā)射時速度越大，衛(wèi)星越容易發(fā)射出去，教材習題答案太陽對人的引力為所以太陽對人的引力比地球對人的引力小得多，可忽略不計。 4．答案當地球對它的引力和月球對它的引力大小相等時， 繞海王星表面做圓周運動的宇宙飛船，Gm海RR，所以月球的質量為m月＝，只要求出月球表面的重力加速 (2)他需要用彈簧測力計。在月球表面用彈簧測力計測出質量為m的砝碼的重力F，則月球表面的重力加速度為g＝。m (2)對于貼近中子星表面沿圓軌道運動的小衛(wèi)星，有Gm中m＝mv2所以小衛(wèi)星的環(huán)繞速度為：RR，msmsB組所以月球的質量為m月＝，只要測出月球表面的重力加速用刻度尺測出月球表面上方某一位置的高度h，讓一物體從該位置自由下落，用秒表測出物體下落到月球表面所用時間t，則月球表面的自由落體加速度(則月球表面的自由落體加速度(重力加速度)g＝2，因此月球t行星質量m行＝ρ·πR3 ………………………………………………… (2R)24R2 11m 11m′的萬有引力28 F若地球的自轉周期變小，衛(wèi)星軌道半徑最小為2R地，三顆同步＝＝T2T′2地球對海水的引力(海水重力)為FGGmN太陽對海水的引力為FFGGmN所以F太≈1F月≈1。F1648，F2897586．答案木星相鄰兩次行星沖日的時間間隔就是地球比該行星TT 所以木星的周期為T木＝T地＝年， 道半徑R越大，其周期T越大，相鄰兩次行星沖日的時間間隔t越短，所以海王星相鄰兩次行星沖日的時間間隔最短。第八章機械能守恒定律1功與功率◆思考與討論答案當發(fā)動機的輸出功率P一定時，通過“換擋”的辦法減小速度，從而得到較大的牽引力?！艟毩暸c應用2．答案重物被勻速提升時，合力為0，鋼繩對重物的拉力的大3．答案如圖所示，滑雪運動員受到重力、支持力和阻力的作增大的前提應是v不變；從v＝推出P增大則v增大的前提是F不變；從F＝推出v增大F減小的前提是P不變。5．答案在貨物勻速上升時，電動機對貨物的作用力大小為F＝半小時內做功為J。速度增大。因為，從此時開始…………………………………………………發(fā)動機在額定功率下運動，即P＝F牽v，v增大則F牽減小，而a＝FF，所以加速度逐漸減小。 (2)當加速度減小到零時，汽車做勻速直線運動，F牽＝F，所以汽車最后的速度是v＝P此為汽車在額定功率下行駛的最大F，F速度。2重力勢能◆思考與討論不同?！艟毩暸c應用同理可證，在傾角為θ2、θ3的斜面上，重力所做的功都等于2．答案(1)足球由位置1運動到位置2時，重力所做的功為mghmgh加 (2)足球由位置2運動到位置3時，重力做的功為mgh，足球速直線運動，這時拉力做的功大于重力勢能的增加量，如果物體做勻減速直線運動，這時拉力做的功小于重力勢能的增加量。 上升，拉力的大小等于重力，拉力做的功一定等于重力勢能的增加量。 J勢能的增加量為1J。 (4)錯誤，重力做功只與起點和終點的位置有關，與路徑無關，B路徑，重力做的功都是相同的。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量桌面地面0 (2)如果下落過程中有空氣阻力，表格中的數據不變。3動能和動能定理◆思考與討論◆練習與應用教材習題答案可見，后一種情況所做的功比較多。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。4．答案人在下滑過程中，重力和阻力做功，設人受到的阻力為動能定理可知，從人踢足球到足球上升至最大高度的過程4機械能守恒定律◆思考與討論P90答案在這兩種情況下，重力做的功相等；重力勢能的變化相在液體中下落時，重力勢能轉化為動能和內能?！羲伎寂c討論P91答案如果物體從位置B沿光滑曲面上升到位置A，重力做負功，物體的動能轉化為重力勢能，物體的動能與重力勢能之和不◆練習與應用彈簧組成的系統，整個過程只有彈簧彈力做功，其他力不做C械能增加。上式表明，小球動能的增加量等于重力勢能的減少量。 設地面的重力勢能為0，等式左邊表示小球在A點時的機械 …………………………………………………………………………能，等式右邊表示小球在B點時的機械能，因此小球從A點運動到B點的過程中，機械能守恒。3．答案(1)石塊從拋出到落地的過程中，只有重力做功，所以 h小和石塊拋出時的高度有關，與石塊的質量和石塊初速度的仰角無關。從釋放B球到B球剛好落地，系統減小的重力勢能為ΔEp＝前彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能和重力勢能，當彈簧對小球向上的彈力大小與重力大小相等時，小球的動能最大。之后，彈性勢能和小球的動能轉化為小球的重力勢能，當彈簧恢復到自然長度時，彈性勢能為0。小球由位置B至位置C小球與彈簧沒有能量轉化。 (2)小球由位置A至位置C的過程中，系統機械能守恒，彈簧減少的彈性勢能轉化為小球增加的重力勢能。故小球處于位設用于給噴管噴水的電動機輸出功率為P，噴管管口處噴水的速度為v，為W＝P