高中物理必修2-课后习题答案

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1、人教版高中物理课后习题答案第五章：曲线运动第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方向相似；在B、D位置头部的速度与入水时速度v方向相反。图6122. 答：汽车行驶半周速度方向变化180。汽车每行驶10s，速度方向变化30，速度矢量示意图如图613所示。图6133. 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。图614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。图6152. 解：根据题意，无风时跳伞员着地的速度为

2、v2，风的作用使她获得向东的速度v1，落地速度v为v2、v1的合速度（图略），即：，速度与竖直方向的夹角为，tan0.8，38.73. 答：应当偏西某些。如图616所示，由于炮弹有与船相似的由西向东的速度v1，击中目的的速度v是v1与炮弹射出速度v2的合速度，因此炮弹射出速度v2应当偏西某些。图6164. 答：如图617所示。图617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因此摩托车能越过壕沟。一般状况下，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）摩托车落地

3、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因此该车已经超速。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

4、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。实验环节：（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拟定值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拟定值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，则阐明小球在水平方向做匀速直线运动。变化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4y1

5、y2，则阐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处球自转做匀速圆周运动的角速度相等，都是。位于赤道的物体随处球自转做匀速圆周运动的线速度v1R465.28m/s位于北京的物体随处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：（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

6、成正比阐明：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；同步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。自行车迈进的速度大小阐明：本题的用意是让学生结合实际状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。因此在解决这个问题时，应当以轮轴为参照物，地面与轮接触而不打滑，因此地面向右运动的速度等于后轮上一点的线速度。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

7、的字节数为9051246080个。阐明：本题的用意是让学生结合实际状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，运用，半径小的向心加速度大。因此乙的向心加速度大；B甲、乙周期相等时，运用，半径大的向心加速度大。因此甲的向心加速度大；C甲、乙角速度相等时，运用anv，线速度大的向心加速度大。因此乙的向心加速度小；D甲、乙线速度相等时，运用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，因此甲的角速度大，甲的向心加速度大。阐明：本题的目的是让同窗们理解做匀速圆周运动物体的向心加速度的不同体现式的物理意义。2. 解：月球公转周期为T27.3

8、243600s2.36106s。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，因此它们的线速度之比为43；由于在相等时间内，它们运动方向变化的角度之比是32，因此它们的角速度之比为32。由于向心加速度anv，因此它们的向心加速度之比为21。阐明：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，因此两轮边沿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沿上质点的线速度大小分别为v1、v2，角速度大小分别为1、2，边沿上质点运动的半径分别为r1、r2，则v1v2v11r1v

9、22r2又2n因此n1n212r2r131 (2)A点的向心加速度为 （3）电动机皮带轮边沿上质点的向心加速度为 第7节 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T365243600s3.15107s。根据牛顿第二运动定律得： 阐明：本题的目的是让学生理解向心力的产生，同步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）甲的意见是对的的。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

10、。设想一下，如果在运动过程中，转盘忽然变得光滑了，物体将沿轨迹切线方向滑动。这就犹如在光滑的水平面上，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，忽然剪断细绳同样，小球将沿轨迹切线方向飞出。这阐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。阐明：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：得在G，m，v一定的状况下，r

11、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，因此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；同步汽车做曲线运动，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。丙图对的。阐明：本题的意图是让学生理解做一般曲线运动的物体的受力状况。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。阐明：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

12、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，因此向心力有最大值，根据牛顿第二运动定律得，因此一定相应有最大拐弯速度，设为vm，则因此，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，因此静摩擦力局限性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，相应的速度为v， （3）汽车在桥顶

13、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，对于相似的行驶速度，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，相应的速度为v0，第六章万有引力与航天第1节行星的运动1. 解：行星绕太阳的运动按圆轨道解决，根据开普勒第三定律有： 2. 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。3. 解：设通信卫星离地心的距离为r1、运营周期为T1，月心离地心的距离为r2，月球绕地球运营的周期为T2，根据开普勒第三定律， 4. 解：根据开普勒第三定律 得到： 则哈雷彗星下次浮现的时间是：1986+762062年。第2节太阳与行星间的引力1

14、. 答：这节的讨论属于根据物体的运动探究它受的力。前一章平抛运动的研究属于根据物体的受力探究它的运动，而圆周运动的研究属于根据物体的运动探究它受的力。2. 答：这个无法在实验室验证的规律就是开普勒第三定律，是开普勒根据研究天文学家第谷的行星观测记录发现的。第3节万有引力定律1. 答：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：这样小的力我们是无法察觉的，因此我们一般分析物体受力时不需要考虑物体间的万有引力。阐明：两个人相距1m时不能把人当作质点，简朴套用万有引力公式。上面的计算是一种估算。2. 解：根据万有引力定律可见天体之间的万有引力是很大的。3. 解：第4节万有引力

15、理论的成就1. 解:在月球表面有：得到：g月约为地球表面重力加速度的1/6。在月球上人感觉很轻。习惯在地球表面行走的人，在月球表面行走时是跳跃迈进的。2. 答:在地球表面，对于质量为m的物体有：，得： 对于质量不同的物体，得到的成果是相似的,即这个成果与物体自身的质量m无关。又根据万有引力定律：高山的r较大，因此在高山上的重力加速度g值就较小。3. 解:卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供，有： 得地球质量：4. 解：对于绕木星运营的卫星m，有：，得：，需要测量的量为：木星卫星的公转周期T和木星卫星的公转轨道半径r。第5节宇宙航行1. 解：“神舟”5号绕地球运动的向心力由其受

16、到的地球万有引力提供。 其中周期T2460（260+37）/14min91.64min，则： 其距地面的高度为hrR6.7106m6.4106m3105m300km。阐明：前面“神舟”5号周期的计算是一种近似的计算，教师还可以根据“神舟”5号绕地球运营时离地面的高度的精确数据，让学生计算并验证一下其周期的精确值。已知：“神舟”5号绕地球运营时离地面的高度为343km。根据牛顿第二定律有： 在地面附近有：，rR+h根据以上各式得：2. 解：环绕地球表面匀速圆周运动的人造卫星需要的向心力，由地球对卫星的万有引力提供，即：，得： 在地面附近有：，得：将其带入（1）式：3. 解：（1）设金星质量为M1

17、、半经为R1、金星表面自由落体加速度为g1。在金星表面：设地球质量为M2、半径为2、地球表面自由落体加速度为g2。在地球表面有：由以上两式得： ，则（2），第七章机械能守恒定律第节追寻守恒量 1. 答：做自由落体运动的物体在下落过程中，势能不断减少，动能不断增长，在转化的过程中，动能和势能的总和不变。第2节 功1. 解：甲图：WFscos(180150)102J17.32J图乙：WFscos(18030)102J17.32J图丙：WFscos30102J17.32J2. 解：重物被匀速提高时，合力为零，钢绳对重物的拉力的大小等于重物所受的重力，即FG2104N钢绳拉力所做的功为：W1Fscos

18、021045J1105J重力做的功为：W2Gscos18021045J1105J物体克服重力所做的功为1105J，这些力做的总功为零。3. 解：如图514所示，滑雪运动员受到重力、支持力和阻力的作用，运动员的位移为：shsin3020m，方向沿斜坡向下。因此，重力做功：WGmgscos60601020J6.0103J支持力所做的功：WNFNscos900阻力所做的功：WfFscos1805020J1.0103J这些力所做的总功W总Wg+WN+Wf5.0103J。4. 解：在这两种状况下，物体所受拉力相似，移动的距离也相似，因此拉力所做的功也相似，为7.5J。拉力做的功与与否有其她力作用在物体上

19、没有关系，与物体的运动状态也没有关系。光滑水平面上，各个力对物体做的总功为7.5J。粗糙水平面上，各个力对物体做的总功为6.5N。第3节功率1. 解：在货品匀速上升时，电动机对货品的作用力大小为：FG2.7105N由PFv可得：2. 解：这台抽水机的输出功率为它半小时能做功WPt31031800J5.4106J。3. 答：此人推导的前提不明确。当F增大，根据PFv推出，P增大的前提应是v不变，从推出，P增大则v增大的前提是F不变，从推出，v增大F减小的前提是P不变。阐明：对此类物理问题的方向，应注意联系实际，有时机械是以一定功率运营的，这时P一定，则F与v成反比。有时机械是以恒定牵引力工作的，

20、这时P与v成正比。4. 解：（1）汽车的加速度减小，速度增大。由于，此时开始发动机在额定功率下运动，即PF牵v。v增大则F牵减小，而，因此加速度减小。（2）当加速度减小到零时，汽车做匀速直线运动，F牵F，因此，此为汽车在功率P下行驶的最大速度。第4节 重力势能1. 证明：设斜面高度为h，相应于倾角为1、2、3的斜面长分别为l1、l2、l3。由功的公式可知，在倾角为1的斜面，重力与位移的夹角为（），重力所做的功为：WGmgl1cos（）mgl1sin1mgh。同理可证，在倾角为2、3的斜面上，重力所做的功都等于mgh，与斜面倾角无关。2. 答：（1）足球由位置1运动到位置2时，重力所做的功为mg

21、h，足球克服重力所做的功为mgh，足球的重力势能增长了mgh。（2）足球由位置2运动到位置3时，重力做的功为mgh，足球的重力势能减少了mgh。（3）足球由位置1运动到位置3时，重力做功为零，重力势能变化为零。阐明：本题的意图是使学生体会，重力势能的变化是与重力做功相相应的。重力做了多少功,重力势能就变化多少。重力做正功重力势能减少，重力做负功重力势能增长。3. 答：（1）所选择的参照平面小球在A点的重力势能小球在B点的重力势能整个下落过程中小球重力做的功整个下落过程中小球重力势能的变化桌面5.88J3.92J9.8J9.8J地面9.8J09.8J9.8J（2）如果下落过程中有空气阻力，表格中

22、的数据不变。阐明：本题的意图是使学生结识，重力势能跟零势面的选用有关，而重力势能的变化跟重力的功相相应，与零势能面的选用无关。重力做的功只跟物体位置的变化有关，与与否存在其她力无关。4. 答：A对的。例如：物体在向上的拉力作用下，如果做匀加速直线运动，这时拉力的功不小于重力势能的增长量。如果物体做匀减速直线运动，这时拉力的功不不小于重力势能的减少量。B 错误。物体匀速上升，拉力的大小等于重力，拉力的功一定等于重力势能的增长量。C 错误。根据WGEp1Ep2可知，重力做1J的功，物体势能的增长量为1J。D 错误。重力做功只与起点和终点的位置有关，与途径无关，A、B两点的位置不变，从A点到B点的过

23、程中，无论通过什么途径，重力的功都是相似的。第7节 动能和动能定理1. 答：a动能是本来的4倍。b动能是本来的2倍。c动能是本来的8倍。d动能不变。2. 解：由动能定理WEk2Ek1可知，在题目所述的两种状况下，()较大的，需要做的功较多。速度由10km/h加速到20km/h的状况下： 0（202102）（km/s）2300（km/s）2速度由50km/h加快到60km/h状况下：()（602502）（km/s）21100（km/s）2可见，后一种状况所做的功比较多。3. 解：设平均阻力为f，根据动能定理W ，有fscos180 f1.6103N，子弹在木板中运动5cm时，所受木板的阻力各处不

24、同，题目所说的平均阻力是对这5cm说的。4. 解：人在下滑过程中，重力和阻力做功，设人受到的阻力为f，根据动能定理WEk,WG+Wf ，mghfs 解方程得：vt4m/s5.66m/s5解：设人将足球踢出的过程中，人对球做的功为W，根据动能定理可从人踢球到球上升至最大高度的过程中：WG+W0，即：mgh+W W 0.5202J+0.51010J150J第8节 机械能守恒定律1. 解：（1）小球在从A点下落至B点的过程中，根据动能定理WEk，mg(h1h2) （2）由mg(h1h2)，得：mgh1+mgh2+等式左边表达物体在A点时的机械能，等式右边表达物体在B点时的机械能，小球从A点运动到B点

25、的过程中，机械能守恒。2. A飞船升空的阶段，动力对飞船做功，飞船的机械能增长。B飞船在椭圆轨道上绕地球运营的阶段，只有引力对飞船做功，机械能守恒。C飞船在空中减速后，返回舱与轨道分离，然后在大气层以外向着地球做无动力飞行的过程中，只有引力做功，机械能守恒。D进入大气层并运动一段时间后，降落伞张开，返回舱下降的过程中，空气阻力做功，机械能减少。3. 解：（1）石块从抛出到落地的过程中，只有重力做功，因此机械能守恒。设地面为零势能面，根据机械能守恒定律：，得 根据动能定理：WEktEk0，即mgh ，vt vt15m/s（2）由vt知，石块落地时速度大小与石块初速度大小和石块抛出时的高度有关，与

26、石块的质量和石块初速度的仰角无关。4. 解：根据题意，切断电动机电源的列车，假定在运动中机械能守恒，要列车冲上站台，此时列车的动能Ek至少要等于列车在站台上的重力势能Ep。列车冲上站台时的重力势能：Epmgh20mm2/s2列车在A点时动能：Ekm72m2/s224.5mm2/s2可见EkEp，因此列车能冲上站台。设列车冲上站台后的速度为v1。根据机械能守恒定律，有：EkEp+ EkEp24.5mm2/s220mm2/s24.5mm2/s2，可得v13m/s第节 实验：验证机械能守恒定律1.答：（1）从状态甲至状态丙过程中，弹性势能逐渐减少，动能和重力势能逐渐增大，当弹簧对小球向上的弹力大小与

27、小球所受重力大小相等时，小球动能最大。之后，弹性势能和动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，当弹簧恢复到自然长度时，弹性势能为0。之后，重力势能仍然逐渐增大，动能逐渐减小，达到C点时，动能减少到0，重力势能达到最大。小球从状态甲运动到状态丙的过程中，机械能守恒。故状态甲中，弹簧的弹性势能 J（2）小球从状态乙到状态丙的过程中，动能逐渐减少，重力势能逐渐增大。小球从状态乙到状态丙的过程中，机械能守恒，因此小球在B点的动能与小球在C点的势能相等。故小球在状态乙中的动能 J2. 解：设小球的质量为m，小球运动到圆轨道最高点B时的速度为v，受到圆轨道的压力为FN。小球从A点下滑至最高点B的过程中，由于只有重

28、力做功，机械能守恒。设在圆轨道最低点为重力势能的零参照平面，则在这个过程中，根据机械能守恒定律，有在圆轨道的最高点B处，根据牛顿第二定律，有欲使小球顺利地通过圆轨道在最高点，则小球在最高点B处时，必须满足条件FN0即联立以上两式，可得可见，为了使小球顺利通过圆轨道的最高点，h至少应为3.答：用平抛运动的知识测出的小球离开桌面时的速度要略不小于小球从斜面上滚下的过程中用机械能守恒定律算出的速度，这是由于小球从斜面与桌面上运动时受到的摩擦阻力远不小于小球做平抛运动时所受的空气阻力。第10节 能量守恒定律与能源1答：家用电饭锅是把电能转化为内能；洗衣机是把电能转化为动能，等等。2解：（1）依题意可知，三峡水库第二期蓄水后，用于发电的水流量每秒为：1.35104m33500m310000m3/s，每秒钟转化为电能是：mgh20Vgh201.01031.01041013520J/s2.7109J/s发电功率最大是2.7109W2.7106kW。(2)设三口之家每户的家庭生活用电功率为1kW，考虑到不是每家同步用1kW的电，我们平均每家同步用电0.5kW，则三峡发电站能供应 5.8106户用电，人口数为35.810617106人，即可供17个百万人口都市的生活用电。