1、高一物理必修二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方向相同；在 B、D 位置头部的速度与入水时速度 v 方向相反。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 vx800cos60400m/s;炮弹在竖直方向的分速度是 vy800sin60692m/s。如图615。2. 解：根据题意，无风时跳伞员着
2、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， ，与竖直方向的夹角为 ，tan0.8，38.73. 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 v1 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。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 y1.5m 经历时间 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
3、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 vxv40m/s 摩托车落地时的速度 摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为 ，tanvxvy405.397.422. 解：该车已经超速。零件做平抛运动，在竖直方向位移为y2.45m 经历时间 ，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 所以该车已经超速。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 与桌子边沿的水平距离 x；测量小
4、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 。第 4 节 实验：研究平抛运动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
5、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 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 。位于赤道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 v2Rcos40356.43m/s2. 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v1v21r12r214.413. 答：（
6、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 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
7、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 6 节 向心加速度1. 答：A甲、乙线速度相等时，利用 ，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 ，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
8、度比乙大，所以甲的角速度大，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 T27.3243600s2.36106s。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，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 32，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 anv。4. 解：(1)由于皮带与两轮之间不发生滑动，所以
9、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 v1v2 v11r1 v22r2 又2n 所以 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 T365243600s3.15107s。根据牛顿第二运动定律得：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。2. 答：小球在漏斗壁上的受力如图 619 所示。小球所受重力
10、 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。3. 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。4. 解：设小球的质量为
11、 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：得 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，所以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：本题的意图是让学生理解做一般曲线运动的物体的受力
12、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，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。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 ，所以一定对应有最大拐弯速度，设为 vm，则所以，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，所以静摩擦力不足以提供相
13、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，即汽车所受支持力 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 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，汽车行驶越安全。（4）根据第二问的结论，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距离为 l，小孩运动到最低点的速度大小为 v，
14、小孩在最低点受到支持力为 FN。将最低点的重力势能定为 0，以最高点为初状态，根据机械能守恒定律得： 根据牛顿运动定律得 解得 FNmg1+2(1cos60)2mg2259.8N490N根据牛顿第三定律可知，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行分析。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，受到圆轨道的压力为 FN。将物体在圆轨道最高点的重力势能定为 0，以物体开始滚下点为初状态，根据机械能守恒定律得mg(h2R) 根据牛顿运动定律得 解得 由于FN0，所以 h52R，即 h 至少为 2.5R。
