高中物理必修2课后习题答案Word格式文档下载.docx
《高中物理必修2课后习题答案Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理必修2课后习题答案Word格式文档下载.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
cos60＝°
400m/s;
炮弹在竖直方向的分速
度是vy＝800×
sin60＝°
692m/s。
如图6－15。
20
10
20406080
0x
图6－17
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
--1--
动，在竖直方向位移为y＝1.5m＝
gt经历
（3）测量小球在木板上的落点P1与重垂线之
间的距离x1；
时间2y30.55
tss
在水平方向位
g9.8
（4）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4y；
（5）让小球从斜面上同一位置A无初速释放；
移x＝vt＝40×
0.55m＝22m＞20m所以摩托车（6）测量小球在木板上的落点P2与重垂线之
能越过壕沟。
一般情况下，摩托车在空中飞行间的距离x2；
时，总是前轮高于后轮，在着地时，后轮先着（7）比较x1、x2，若2x1＝x2，则说明小球在
地。
（2）摩托车落地时在竖直方向的速度为vy
水平方向做匀速直线运动。
＝gt＝9.8×
0.55m/s＝5.39m/s摩托车落地时在改变墙与重垂线之间的距离x，测量落点与抛出
水平方向的速度为vx＝v＝40m/s摩托车落地点之间的竖直距离y，若2x1＝x2，有4y1＝y2，
时的速度：
则说明小球在水平方向做匀速直线运动。
224025.392/40.36/
vvvmsms
xy
第5节圆周运动
位于赤道和位于北京的两个物体随地球
摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为θ，自转做匀速圆周运动的角速度相等，都是
tanθ＝vx／vy＝405.39＝7.42
该车已经超速。
零件做平抛运动，在竖直
223.14/7.2710/
6
radsrads
T243600
方向位移为y＝2.45m＝
gt经历时间
位于赤道的物体随地球自转做匀速圆周运动的
线速度v1＝ωR＝465.28m/s位于北京的物体随地
2y4.9
，在水平方向位移x＝
ts0.71s
球自转做匀速圆周运动的角速度v2＝ωRcos40°
＝
5.m/s
分针的周期为T1＝1h，时针的周期为T2
＝12hvt＝13.3m，零件做平抛运动的初速度为：
v＝x
／t＝13.3／0.71m/s＝18.7m/s＝67.4km/h＞
（1）分针与时针的角速度之比为ω1∶ω2＝
60km/h所以该车已经超速。
T2∶T1＝12∶1
（2）分针针尖与时针针尖的线速度之比为v1∶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
v2＝ω1r1∶ω2r2＝14.4∶1
水平距离x；
测量小球在地面上的落点P与小3.答：
（1）A、B两点线速度相等，角速度与半
球静止在水平桌面上时球心的竖直距离y。
小
径成反比
球离开桌面的初速度为vx
g
2y
（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
正比第4节实验：
研究平抛运动
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：
v＝ωr；
同时理解传动装置y
不打滑的物理意义是接触点之间线速度相等。
2.需要测量大、小齿轮及后轮的半径r1、r2、
3y
r3。
自行车前进的速度大小
2r
vr
3
Tr
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1.答：
还需要的器材是刻度尺。
度、半径之间的关系。
但是，车轮上任意一点的运实验步骤：
（1）调节木板高度，使木板上表面与小球离
动都不是圆周运动，其轨迹都是滚轮线。
所以在处
开水平桌面时的球心的距离为某一确定值y；
理这个问题时，应该以轮轴为参照物，地面与轮接
（2）让小球从斜面上某一位置A无初速释放；
触而不打滑，所以地面向右运动的速度等于后轮上
--2--
一点的线速度。
的向心加速度为
5.解：
磁盘转动的周期为T＝0.2s
（1）扫描每个扇区的时间t＝T/18＝1/90s。
（2）每个扇区的字节数为512个,1s内读取的
r
a0.01m/s0.05m/s
nA2
22
字节数为90×
512＝46080个。
（3）电动机皮带轮边缘上质点的向心加速度
本题的用意是让学生结合实际情况来理为
解匀速圆周运动。
第6节向心加速度
6.答：
A．甲、乙线速度相等时，利用
a
n
，
半径小的向心加速度大。
所以乙的向心加速第7节向心力
度大；
B．甲、乙周期相等时，利用
解：
地球在太阳的引力作用下做匀速圆周运动，设
4
ar
n2
T
，半径大的向心加速度大。
所以
引力为F；
地球运动周期为T＝365×
24×
3600＝s
3.×
107。
s根据牛顿第二运动定律得：
甲的向心加速度大；
C．甲、乙角速度相等时，利用an＝vω，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an＝vω，角速
本题的目的是让学生理解向心力的产
由于在相等时间内甲与圆心生，同时为下一章知识做准备。
的连线扫过的角度比乙大，所以甲的角速度大，甲1.答：
小球在漏斗壁上的受力如图6－19所示。
的向心加速度大。
小球所受重力G、漏斗壁对小球的支持力FN的
本题的目的是让同学们理解做匀速圆周合力提供了小球做圆周运动的向心力。
运动物体的向心加速度的不同表达式的物理意义。
2.答：
（1）根据牛顿第二运动定律得：
7.解：
月球公转周期为T＝27.3×
24×
36＝00s
F＝mω
2r＝0.1×
0.1N＝0.16N
（2）甲的意见是正确的。
2.36×
106。
s月球公转的向心加速度为
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
8.解：
A、B两个快艇做匀速圆周运动，由于在
动，突然剪断细绳一样，小球将沿轨迹切线方向飞
相等时间内，它们通过的路程之比是4∶3，
出。
这说明物体在随转盘匀速转动的过程中，相对
所以它们的线速度之比为4∶3；
由于在相等
转盘有沿半径向外的运动趋势。
时间内，它们运动方向改变的角度之比是说明：
本题的目的是让学生综合运用做匀速圆
3∶2，所以它们的角速度之比为3∶2。
由于
周运动的物体的受力和运动之间的关系。
向心加速度an＝vω，所以它们的向心加速度
3.解：
设小球的质量为m，钉子A与小球的距离
之比为2∶1。
本题的用意是让学生理为r。
根据机械能守恒定律可知，小球从一定
解向心加速度与线速度和角速度的关系an
高度下落时，通过最低点的速度为定值，设为
＝vω。
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，
4.解：
（1）由于皮带与两轮之间不发生滑动，所
以两轮边缘上各点的线速度大小相等，设电即：
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
FGm
得
在G，m，v
ω1、ω2，边缘上质点运动的半径分别为r1、
一定的情况下，r越小，FT越大，即绳子承受的拉
r2，则v1＝v2v1＝ω1r1v2＝ω2r2又ω＝2πn
力越大，绳子越容易断。
所以n1∶n2＝ω1∶ω2＝r2∶r1＝3∶1
（2）A点4.答：
汽车在行驶中速度越来越小，所以汽车在
--3--
轨迹的切线方向做减速运动，切线方向所受合根据牛顿第三定律得，汽车对桥顶的压力大小
外力方向如图Ft所示；
同时汽车做曲线运动，也是7440N。
必有向心加速度，向心力如图Fn所示。
汽车所
（2）根据题意，当汽车对桥顶没有压力时，即FN
受合外力F为Ft、Ft的合力，如图6－20所示。
＝0，对应的速度为v，
丙图正确。
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8节生活中的圆周运动（3）汽车在桥顶部做圆周运动，重力G和支
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
持力FN的合力提供向心力，即
GFm
N
r
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。
汽车所受支持力
，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，
2
（2）20.01（23.141000）0.278876.8FmrmnrNN
汽车行驶越安全。
Fmrm（2n）r0.01（23.141000）0.2N78876.8N
（4）根据第二问的结论，对应的速度为v0，
本题的意图在于让学生联系生活实
际，理解匀速圆周运动。
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
Fmam
二运动定律得
大拐弯速度，设为vm，则
，所以一定对应有最
第六章万有引力与航天
第1节行星的运动
9.解：
行星绕太阳的运动按圆轨道处理，根据开
Fr
fm1.410/18.71/67.35/72/vmsmskmhkmhm3
普勒第三定律有：
m
4.10
5.10/18.71/67.35/72/fm
vmsmskmhkmh
m3
2.110
所以，如果汽车以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，
v32044
vm2.010N1.610N1.410N
r50
10.答：
根据开普勒第二定律，卫星在近地点速度
较大、在远地点速度较小。
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。
11.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
设通信卫星离地心的距离为r1、运行周期
为T1，月心离地心的距离为r2，月球绕地球运
行的周期为T2，根据开普勒第三定律，
2（8009.880052）7440v
FGmNN
--4--
根据开普勒第三定律
mm
4030
12.102.010
112
12
FG6.6710N1.1910
2482
r（5103.010365243600）
1126
5.102.010
FG6.6710N1.1910N
可见天体之间的万有引力是很大的。
得到：
6.解：
mm（7.110）
11
FG6.67103.410N
2162
r（1.010）
第4节万有引力理论的成就
则哈雷彗星下次出现的时间是：
1986+76＝
2.2解:
在月球表面有：
Mm
月
Gmg
R
2062年。
第2节太阳与行星间的引力
这节的讨论属于根据物体的运动探究它受
M
22
7.310
－1122
g＝G＝6.6710m/s1.68m/s
332
（1.71010）
的力。
前一章平抛运动的研究属于根据物体的
g＝G＝6.6710m/s1.68m/s
月332
受力探究它的运动R，而圆周运动的研究属于根
（1.71010）月
据物体的运动探究它受的力。
g月约为地球表面重力加速度的1/6。
在月球上人
5.答：
这个无法在实验室验证的规律就是开普勒
感觉很轻。
习惯在地球表面行走的人，在月球表面
第三定律
rk
，是开普勒根据研究天文学家
行走时是跳跃前进的。
2.答:
在地球表面，对于质量为m的物体有：
第谷的行星观测记录发现的。
第3节万有引力定律
地
，得：
gG
假设两个人的质量都为60kg，相距1m，
则它们之间的万有引力可估算：
对于质量不同的物体，得到的结果是相同的,
即这个结果与物体本身的质量m无关。
这样小的力我们是无法察觉的，所以我们通常分
析物体受力时不需要考虑物体间的万有引力。
地高山的
又根据万有引力定律：
r较大，所以在高山上的重力加速度g值就较小。
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。
3.解:
卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对
Mm2
卫星的万有引力提供，有：
2
Gm（）r
根据万有引力定律
得地球质量：
2.1102.010
26312112326
4（6.810）FG6.6710N1.1910N
4r5.910
24
248M2kg
21132
GT6.6710（5.610）
4.解：
对于绕木星运行的卫星m，有：
--5--
2T
23
4r
木，需
GT
将其带入
（1）式：
Rg
vRg
R
要测量的量为：
木星卫星的公转周期T和木星
3.解：
（1）设金星质量为M1、半经为R1、金星卫星的公转轨道半径r。
表面自由落体加速度为g1。
第5节宇宙航行
6.解：
“神舟”5号绕地球运动的向心力由其受到
的地球万有引力提供。
在金星表面：
21
设地球质量为M2、半径为2、地球表面自由落体
GMT
其中周期T＝［24×
60－（2×
60+37）］/14min＝
加速度为g2。
在地球表面有：
13.min，则：
由以上两式得：
MRg
121
212
，则
11242
6.106.010（91.6460）
rmm
36.710
其距地面的高度为h＝r－R＝6.7×
10
m－
MR
7.19.8/8.9/
ggmsms
1222
MR10.95
2.3×
106m＝3×
150m＝300km。
6m＝3×
前面“神舟”5号周期的计算是一种近似
（2）
Mmv
1
Gm
GM
的计算，教师还可以根据“神舟”5号绕地球运行时
离地面的高度的准确数据，让学生计算并验证一下第七章机械能守恒定律
其周期的准确值。
第１节追寻守恒量
已知：
“神舟”5号绕地球运行时离地面的高度为
343km。
根据牛顿第二定律有：
Mm4
Gmr
rT
在
做自由落体运动的物体在下落过程中，势
能不断减少，动能不断增加，在转化的过程中，
地面附近有：
Mm
，r＝R+h
动能和势能的总和不变。
第2节功
根据以上各式得：
（）
RhRhRh
2290.6min
gR
7.4解：
甲图：
W＝Fscos（180－°
150°
）＝10×
2×
＝17.32J
J
7.5解：
环绕地球表面匀速圆周运动的人造卫星需
图乙：
W＝Fscos（180°
－30°
）＝－10×
3
J＝
－17.32J
要的向心力，由地球对卫星的万有引力提供，
Mmv
即：
vGM
⑴
图丙：
W＝Fscos30°
＝10×
J＝17.32J
在地面附近有：
GMRg
重物被匀速提升时，合力为零，钢绳对重
--6--
物的拉力的大小等于重物所受的重力，即
4N．钢绳拉力所做的功为：
W1＝
F＝G＝2×
P
1010/3.710/
vmsms
5
F
2.710
45J
Fscos0＝°
10×
5＝J1×
14.解：
这台抽水机的输出功率为
重力做的功为：
W2＝Gscos180°
＝－2×
×
5J
＝－1×
mgh
W
301010310
PW
tt1
物体克服重力所做的功为1×
J，这些力做的
总功为零。
它半小时能做功W＝Pt＝3×
升级会员 