高中物理必修1課后習題答案.pdf

1 第一章 第一章 第一節(jié) 第一節(jié) 1 一江春水向東流 是水相對地面 岸 的運動 地球的公轉 是說地球相對太陽的運動 鐘表 時 分 秒針都在運動 是說時 分 秒針相對鐘表表面的運動 太陽東升西落 是太陽相對地面 的運動 2 詩中描寫船的運動 前兩句詩寫景 詩人在船上 臥看云動是以船為參考系 云與我俱東是說 以兩岸為參考系 云與船均向東運動 可認為云相對船不動 3 xA 0 44 m xB 0 36 m 第二節(jié) 第二節(jié) 1 A 8 點 42 分指時刻 8 分鐘指一段時間 B 早 指時刻 等了很久 指一段時間 C 前 3 秒鐘 最后 3 秒鐘 第 3 秒鐘 指一段時間 3 秒末 指時刻 2 公里指的是路程 汽車的行駛路線一般不是直線 3 1 路程是 100 m 位移大小是 100 m 2 路程是 800 m 對起跑點和終點相同的運動員 位移大小為 0 其他運動員起跑點各不相同而 終點相同 他們的位移大小 方向也不同 4 解答 3 m8 m05 m 8 m 3 m 05 m 3 m5 m 8 m 3 m 第三節(jié) 第三節(jié) 1 1 1 光年 365 24 3600 3 0 108m 9 5 1015m 2 需要時間為 16 15 4 0 10 4 2 9 5 10 年 2 1 前 1 s 平均速度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 s v1最接近汽車關閉油門時的瞬時速度 v1小于關閉油門時的瞬時速度 2 1 m s 0 3 1 24 9 m s 2 36 6 m s 3 0 第四節(jié) 第四節(jié) 1 電磁打點記時器引起的誤差較大 因為電磁打點記時器打點瞬時要阻礙紙帶的運動 2 1 紙帶左端與重物相連 2 A 點和右方鄰近一點的距離 x 7 0 10 3m 時間 t 0 02 s t 很小 可以認為 A 點速度v x t 0 35 m s 3 解 1 甲物體有一定的初速度 乙物體初速度為 0 2 甲物體速度大小不變 乙物體先勻加速 勻速 最后勻減速運動 3 甲 乙物體運動方向都不改變 4 紙帶速度越大 相鄰兩點的距離也越大 紙帶速度與相鄰兩點時間無關 第五節(jié) 第五節(jié) 1 100 km h 27 8 m s 2 A 汽車做勻速直線運動時 B 列車啟動慢慢到達最大速度 50 m s 速度變化量較大 但加速時間較長 如經過 2 min 則加速 度為 0 42 m s2 比汽車啟動時的加速度小 C 汽車向西行駛 汽車減速時加速度方向向東 D 汽車啟動加速到達最大速度的過程中 后一階段加速度比前一階段小 但速度卻比前一階段大 3 A 的斜率最大 加速度最大 aA 0 63 m s2 aB 0 083 m s2 aC 0 25 m s2 aA aB與速度方向相同 aC與速度方向相反 4 解答滑塊通過第一個光電門的速度 1 3 0 10 0 29 vcm scm s 滑塊通過第二個光電門的速度 2 3 0 27 0 11 vcm scm s 滑塊加速度 227 10 3 57 v acm s t 第二章 第二章 第一節(jié) 第一節(jié) 1 1 15 16 18 19 21 23 24 2 如圖所示 3 可認為是一條直線 2 2 A 做勻速直線運動 速度為 15 m s B 做初速度為零 加速度為 1 9 m s2的勻加速直線運動 C 做初速度為 4 m s 加速度為 0 67 m s2的勻減速直線運動 6 s 時速度為 0 圖 2 9 3 1 圖 2 9 2 剪下的紙條長度表示 0 1 s 時間內位移大小 可近似認為速度 0 1 x v v x 紙條長度可認為表示速度 4 略 第二節(jié) 第二節(jié) 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 根據v v0 at 得 2 初速度v0 72 km h 20 m s 加速度 a 0 1 m s2 時間 t 2 min 120 s 根據v v0 at 得 v 20 m s 0 1 120 m s 8 m s 3 1 4 s 末速度為 2 m s 最大 7 s 末速度為 1 m s 最小 2 這三個時刻的速度均為正值 速度方向相同 3 4 s 末加速度為零 最小 7 s 末加速度為 1m s2 最大 4 1 s 加速度為正值 7 s 末加速度為負值 加速度方向相反 說明速度 加速度都是矢量 比較矢量的大小是按矢量的絕對值判定 4 第三節(jié) 第三節(jié) 1 初速度v0 36 km h 10 m s 加速度 a 0 2 m s2 時間 t 30 s 根據 2 0 1 2 xv tat 得 x 10 30 m 1 2 0 2 302m 390 m 根據v v0 at 得 v 10 m s 0 2 30 m s 16 m s 2 初速度v0 18 m s 時間 t 3 s 位移x 36 m 根據 2 0 1 2 xv tat 得 22 0 22 2 2 36 18 3 4 3 xv t am sm s t 3 位移之比 第四節(jié) 第四節(jié) 1 54km h 2 初速度v0 10 m s 末速度v 0 位移x 1 2 m 根據v2 v20 2ax得 22 2 22 00 10 4 2 22 1 2 vv am sm s x 3 若飛機靠自身發(fā)動機起飛 飛機初速度為 0 加速度 a 5 m s2 位移x 100 m 末速度vx 由v2x 2ax得 2 22 5 10050 x vaxm snm s 所以不行 彈射裝置使飛機初速度為v0 末速度為v 50 m s 根據v2 v20 2ax得 v20 v2 2ax 第五節(jié) 第五節(jié) 1 文具橡皮下落得快 紙片揉成很緊的小紙團后 小紙團下落變快 這是因為空氣阻力的作用 紙片受的空氣阻力大 小紙團受的空氣阻力小 2 根據x 1 2 gt2得 x 1 2 10 3 02m 45 m 由于空氣阻力 下落加速度小于 g 計算結果應小于 45 m 3 設井口到水面的距離為x 石塊下落做自由落體運動 設石塊落到水面的時間為 t 則有 x 1 2 gt2 1 2 10 2 52m 31 m 由于聲音傳播需要一定的時間 所以石塊自由下落到水面的時間 t 2 5 s 我們估算的x偏大 第三章 第三章 3 第一節(jié) 第一節(jié) 1 1 玻璃杯從桌子上掉下 在重力作用下 運動得越來越快 被擲出去的鉛球 在重力作用下 沿曲線落回地面 蹦蹦床在人的壓力作用下 向下凹 橡皮筋在拉力作用下變得細長 2 人坐在凳子上 人對凳子有一個壓力 該力的施力物體是人 受力物體是凳子 2 略 3 是位于同一點 第二節(jié) 第二節(jié) 1 略 2 鋼管受到 3 個力作用 重力 G 地面的支持力 F1 繩的拉力 F2 圖 3 11 重力 G 的施力物體 是地球 地面的支持力 F1的施力物體是地面 繩的拉力 F2的施力物體是繩 圖 3 11 3 略 4 如圖 3 13 所示 彈簧的勁度系數為 k 26 N m 彈簧伸長 量x m 彈力 F N 00 0 0120 30 0 0230 60 0 0350 90 0 0461 20 0 0581 50 第三節(jié) 第三節(jié) 1 手壓著桌面向前移動時 手受到桌面的滑動摩擦力作用 滑動摩擦力的方向與手指移動的方向 相反 阻礙手指的運動 手對桌面的壓力越大 手指受到的滑動摩擦力越大 對手指相對桌面運動 的阻礙作用越明顯 2 1 不受 因為瓶子與桌面之間沒有相對運動的趨勢 2 受靜摩擦力作用 靜摩擦力的方向沿桌面斜向上 3 受靜摩擦力作用 靜摩擦力的方向豎直向上 瓶子處于豎直狀態(tài) 4 受滑動摩擦力作用 摩擦力的方向沿紙條相對瓶子的運動方向 3 答 Fmax 40NF 30N 0 320 N 第四節(jié) 第四節(jié) 1 兩個力的夾角為 0 時 它們的合力最大 為 12 N 當兩個力的夾角為 180 時 它們的合力最小 為 8 N 當兩個力的夾角由 0 逐漸增加到 180 時 它們的合力逐漸減小 即合力的大小在 12 N 和 8 N 之間 由此可見 兩個力的合力可以等于 10 N 不能等于 5 N 和 15 N 圖 3 14 2 當兩個力的合力為 0 時 由于一個力向東 大小為 6 N 則另一個力的方向必向西 大小也為 6 N 將方向向東的 大小為 6 N 的力改為向南時 二力相互垂直 如圖 3 14 所示 它們的合力的大 小為 6N 方向為西偏南 45 圖 3 15 3 如圖 3 15 所示 選 1 cm 長的線段表示 30 N 的力 作出力的平行四邊形 量得表示合力 F 的對 角線長 6 8 cm 則合力的大小 F 30 6 8 1 N 204 N 量得 F 與 F1的夾角為 17 當兩個力的夾角 為 150 時 解答略 4 1 正確 2 錯 3 錯 第五節(jié) 第五節(jié) 4 圖 3 16 1 如圖 3 16 所示 與 F 的夾角為 得 53 圖 3 17 2 1 如圖 3 17 甲 2 如圖 3 17 乙 3 如圖 3 17 丙 1 2 兩種情況的解是惟一的 3 的解不是惟一的 圖 3 18 3 如圖 3 18 所示 OC 與 OB 的夾角為 arctan 0 8 38 7 1 1 1 1 問題與練習問題與練習 圖 4 10 1 1 不能炸中目標 如圖 4 10 所示 因為 炸彈被投下后 由于慣性 仍有與飛機相同的 水平速度 如果目標是靜止的 炸彈就會落到目標的前方 2 因為 當你跳起時 由于慣性 你仍有與地球相同的速度 所以還回到原處 而不落在 原地的西邊 2 如果不系安全帶 當緊急剎車時 車雖然停下了 但人因慣性而仍然向前運動 會發(fā)生危 險 系上安全帶后 人雖然因慣性向前運動 但受安全帶的約束 不致發(fā)生危險 3 物體以一定速度向上拋出 在空中向上運動 是由于物體具有慣性 而繼續(xù)向上運動 不 是因為受到了向上的力的作用 4 如果選擇了相對于靜止的大樹做加速運動的汽車為參考系 人在車上觀察大樹 大樹做遠 離汽車的加速運動 大樹的運動狀態(tài)改變不是因為受到了力的作用 而是因為慣性定律在選擇的參 考系中不成立 2 2 2 2 問題與練習問題與練習 1 答 沒有矛盾 牛頓第二定律公式 F ma 中的 F 指的是物體所受的合力 而不是其中的某 一個力 我們用力提一個放在地面上的很重的物體時 物體受到的力共有三個 手對物體向上的作 用力 F1 豎直向下的重力 G 以及向上的支持力 F2 如果 F1 G 只是支持力 F2減小 這三個力的 合力 F 0 故物體的加速度為零 物體保持不變 G 只是支持力 F2 減小 這三個力的合力 F 0 故物體的加速度為零 物體保持不動 2 解 由 22 11 Fa Fa 可得 2 21 1 a FF a 3 解 由 ma ma 甲乙 乙甲 得 4 5 3 1 5 a mmmm a 乙 乙乙乙甲 甲 5 圖 4 11 4 解 根據平行四邊形定則 圖 4 11 這兩個力的合力為 F 2 14 cos 45 19 8 N 加速度的大小為 加速度的方向為 與合力方向相同 與兩個分力成 45 夾角 圖 4 12 5 解 如圖 4 12 物體在水平方向受到兩個力的作用 根據 牛頓運動定律 設小車運動方向為正 F F阻 maF阻 F ma 60 N 30 1 5 N 15 N F阻 ma 加速度方向與推力的方向相反 3 3 3 3 問題與練習問題與練習 1 解 由v2t v20 2ax可求出自行車的加速度 22 2 22 004 0 2 22 vv am sm s xx 根據牛頓第二定律 自行車受的阻力 F ma 100 0 2 N 20 N 負號表示阻力方向與v0方向相反 2 解 貨車剎車后加速度大小為 4 221 2 10 6 2000 F am sm s m 從剎車開始到停下來駛過的路程為 22 15 19 22 6 v xmm a 3 因為 W Fl 所以 1 J 1 N 1 m 1 kg 1 m s2 1 m 1 kg m2 s 2 4 證明 2 2 11 1 1 1 kgm s N kgm s kg 4 4 4 4問題與練習問題與練習 1 答 涉及木箱和地球的作用力和反作用力有兩對 一對是木箱受到的重力和木箱吸引地球 的力 一對是木箱受到地面對它的支持力和木箱對地面的壓力 木箱受到的是重力和支持力 地球 受到的是木箱對它的引力和壓力 2 物體靜止地放在臺式彈簧秤上 物體受到重力 G 和支持力 FN的作用 因為物體處于平衡 狀態(tài) 故 G FN 0G FN 臺式彈簧秤受到物體對它的壓力 F 物體受到的支持力與彈簧秤受到的 壓力為一對作用力和反作用力 根據牛頓第三定律 FN和 F 大小相等方向相反 故 F 的大小與 G 相等 3 答 當你輕輕地推巨石時 你和巨石同時受到大小相等方向相反的力的作用 你和巨石均 由靜止狀態(tài)變?yōu)檫\動 二者分離后均做勻速直線運動 但二者的速度不一定相同 如果巨石放在地面上 結果會不同 如果巨石與地面的摩擦力足夠大 你將推不動巨石 只 有當你給巨石的力大于巨石受到的最大靜摩擦力時 巨石才能運動起來 圖 4 13 4 1 因為 A 拉 B 勻速運動 圖 4 13 即物體處于平衡狀態(tài) 因此 B 車廂所受的合力為 0 故 FAB F阻 而 FAB與 FBA是一對相互作用力 根據牛頓第三定律 它們總是大小相等方向相反 2 因為 A 拉 B 加速行駛 根據牛頓第二定律 FAB F阻 ma 所以AB F阻 而 FAB與 FBA是一對相互作用力 根據牛頓第三定律 它們總是大小相等方向相反 由牛頓第二定律 AB F阻 ma FAB ma F阻 4 0 103 0 3 N 2 0 103N 3 2 103N 由牛頓第三定律 FAB與 FBA是一對相互作用力 它們總是大小相等方向相反 即 FAB FBA 3 2 103N 5 小強沒有注意到 相互平衡的兩個力是作用在同一物體上的 而作用力和反作用力是分別 作用在發(fā)生相互作用的兩個物體上的 它們不可能是相互平衡的力 5 5 5 5問題與練習問題與練習 6 圖 4 14 1 解 如圖 4 14 所示 用作圖法求出物體所受的合力 F 87 N v at 43 5 3 m s 131 m s x 1 2 at2 43 5 32m 196 m 2 解 電車的加速度為 電車所受阻力為 F ma 6