人教版高中物理必修一课本问题与练习答案免费.doc

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资源描述

1、- - 1 - -人教版高中物理必修一课本问题与练习答案第一章:运动的描述第 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、秒针相对钟表表面的运动, “太阳东升西落” 是太阳相对地面的运动。2、诗中描写船的运动,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、x A=-0.44 m,x B=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,“等了很久”指一段时

2、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,汽车的行驶路线一般不是直线。3(1)路程是 100 m,位移大小是 100 m。(2)路程是 800 m,对起跑点和终点相同的运动员,位移大小为 0;其他运动员起跑点各不相同而终点相同,他们的位移大小、方向也不同。4解答3 m 8 m 0 5 m -8 m -3 m0 5 m -3 m 5 m -8 m -3 m第 3 节:运动快慢的描述速度1(1)1 光年=3652436003.010 8 m=9.51015 m。(2)需要时间为 1654.0.29年2(1)前 1 s 平均速

3、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/sv1 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 ,03(1)24.9 m/s,(2)36.6 m/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。2(1)纸带左端与重物相连。(2)A 点和右方邻近一点的距离 x=7010 -3 m,时间 t=0.02 s,t 很小,可以认为 A 点速度 v= =0.35 m/sxt

4、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,相邻两点的距离也越大。纸带速度与相邻两点时间无关。第 5 节:速度变化快慢的描述加速度1100 km/h=27.8 m/s2A汽车做匀速直线运动时。B列车启动慢慢到达最大速度 50 m/s,速度变化量较大,但加速时间较长,如经过 2 min,则加速度为 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

5、的斜率最大,加速度最大。aA=0.63 m/s2,a B=0.083 m/s2, aC=-0.25 m/s2aA、a B 与速度方向相同,a C 与速度方向相反。4解答滑块通过第一个光电门的速度13.0/1/29vcms滑块通过第二个光电门的速度2./7/s滑块加速度 210/3.5vact第二章:匀变速直线运动的描述第 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)如图所示;- - 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

6、 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 、.vx ,纸条长度可认为表示速度。0图 294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根据 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根据 v=v0+at 得v=20 m/s-0.1120 m/s=8 m/s3(1)4 s 末速度为

7、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,速度方向相同。(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,比较矢量的大小是按矢量的绝对值判定。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 根据 得201xvtax=1030 m+ 0.2302 m=390 m1根据 v=v0+at 得v=10 m/s+0.230 m/s=16 m/s2初速度 v

8、0=18 m/s,时间 t=3 s,位移 x=36 m根据 得21xta22022()(368)/4/ast3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/h2、初速度 v0=10 m/s,末速度 v=0, 位移 x=1.2 m根据 v2-v20=2ax 得 221/4./.amss3若飞机靠自身发动机起飞,飞机初速度为 0,加速度 a=5 m/s2,位移 x=100 m,末速度 vx由 v2x=2ax 得,所以不25/105/xasns行。弹射装置使飞机初速度为 v0,末速度为 v=50 m/s根据 v2-v20=2ax 得v20=v2-2ax- - 3 - -第 5

9、节: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= 103.02 m=45 m1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= 102.52 m=31 m1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t2.5 s,我们估算的 x 偏大。第三章:相互作用第 1 节: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,

10、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 3113略。4如图所示。弹簧的劲度系数为 k=26 N/m弹簧伸长量 x/m弹力F/N0 00012 0.300.023 0.600.035 0.900.046 1.200.058 1.50第 3 节:

11、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:F max=40N F=30N =0.3 20 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

12、 8 N;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 12 N 和 8 N 之间;由此可见,两个力的合力可以等于 10 N,不能等于 5 N 和 15 N。图 3142当两个力的合力为 0 时,由于一个力向东,大小为 6 N,则另一个力的方向必向西,大小也为 6 - - 4 - -N。将方向向东的、大小为 6 N 的力改为向南时,二力相互垂直,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 3153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,则合力的

13、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:力的分解图 3161如图 3-16 所示。与 F 的夹角为 ,得 =532(1)如图 3-17 甲(2)如图 3-17 乙(3)如图 3-17 丙图 317(1)(2)两种情况的解是惟一的,(3)的解不是惟一的。图 3183如图 3-18 所示。OC 与 OB 的夹角为 。=arctan 0.8=387第四章:牛顿运动定律第 1 节:牛顿第一定律图 4101(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

14、水平速度,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。- - 5 -

15、 -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 2解:由 可得: 。21a21aF3解:由 得:m甲 乙乙 甲4.531a乙 乙 乙 乙甲 甲 图 4114解:根据平行四边形定则(图 4-11)这两个力的合力为:F214cos 4519.8 N加速度的大小为:加速度的方向为:与合力方向相同,与两个分力成 45夹角。图 4125解:如图 4-12,物体在水平方向受到两个力的作用,根

16、据牛顿运动定律:设小车运动方向为正FF 阻 ma, F 阻 Fma 60 N301.5 N15 NF 阻 ma加速度方向与推力的方向相反。第 4 节:力学单位制1解:由 v2t-v20=2ax 可求出自行车的加速度 2/./amssx根据牛顿第二定律,自行车受的阻力Fma 100( 0.2)N 20 N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: 4221./6/0ams从刹车开始到停下来驶过的路程为: 259vx3因为:WFl 所以 1 J1 N1 m 1 kg1 m/s21 m1 kgm 2s-24证明: 22/kgsN第 5 节:牛顿第三定律1答:涉及木箱和地球的作

17、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;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 GF N0G F N。台式弹簧秤受到物体对它的压力 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,F N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

18、不一定相同。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。- - 6 - -图 4134 (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FABF 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。(2)因为 A 拉 B 加速行驶,根据牛顿第二定律:FABF 阻 ma,所以 ABF 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。由牛顿第二定律: ABF 阻

19、 maFABmaF 阻 4.010 30.3 N2.010 3 N3.210 3 N由牛顿第三定律:F AB 与 FBA 是一对相互作用力,它们总是大小相等方向相反。即FABF BA3.210 3 N5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 4141解:如图 4-14 所示,用作图法求出物体所受的合力 F87 Nv=at=43.53 m/s=131 m/sx= at2= 43.532 m=196 m12解:电车的加速度为:电车所受阻力为:Fma6.010

20、 3 N,负号表示与初速度方向相反3解:人在气囊上下滑的加速度为:滑至底端时的速度为: 4解: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。第 6 节:用牛顿运动定律解决问题(二)图 4151取足球作为研究对象,由共点力的平衡条件可知,F 1 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 :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。3答: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。- - 7 - -图 4174当坐舱离地面 50 m 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:方向竖直向上所以,人手对铅球的作用力为F:FmgmaFmamg2.7mg135 N

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