Question

高一必修一物理书的答案

Answer 1

第一章　运动的描述
1 问题与练习
1．解答子弹长约几厘米，枪口到靶心的距离大于几十米，两者相差千倍以上。研究子弹从枪口击中靶心的时间一般都可忽略子弹的长度，把子弹看做质点，这样带来的时间误差不到10-4 s。
子弹穿过一张薄纸的时间是从子弹头与纸接触算起到子弹尾离开纸的一段时间。若把子弹看做质点，则子弹穿过一张薄纸就不需要时间，所以，研究子弹穿过一张薄纸的时间，不能把子弹看做质点。
说明　能否把物体看做质点是由问题的性质决定的，而不是由物体的大小决定。选用本题是为了说明一颗小子弹，在前一种情况可看成质点，而在后一种情况就不能看成质点。
2．解答“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。
说明　要求学生联系一些常见的运动指认参考系，可加深学生对参考系的理解。这类问题有时也需要仔细、深入地思考才能得出正确的答案。如我们说通信卫星是静止卫星、说静止卫星相对地球静止是模糊的。说静止卫星相对地面（某点）静止是正确的，静止卫星相对地球中心是运动的。
3．解答诗中描写船的运动，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。
说明　古诗文和现代文学中，我们会发现一些内容与自然科学有关，表明人文科学与自然科学是相关的。教材选用本诗是为了凸现教材的人文因素。
4．解答xA=-0．44 m，xB=0．36 m
2 问题与练习
1．解答A．8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．解答公里指的是路程，汽车的行驶路线一般不是直线。
3．解答（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 m
0
5 m
-3 m
5 m
-8 m
-3 m
3 问题与练习
1．解答（1）1光年=365×24×3600×3．0×108 m=9．5×1015 m。
（2）需要时间为 =4．2年
2．解答 （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，0
说明　本题要求学生理解平均速度与所选取的一段时间有关，还要求学生联系实际区别平均速度和（瞬时）速度。
3．解答（1）24．9 m/s，（2）36．6 m/s，（3）0
说明　本题说的是平均速度是路程与时间的比，这不是教材说的平均速度，实际是平均速率。应该让学生明确教材说的平均速度是矢量，是位移与时间的比，平均速率是标量，日常用语中把平均速率说成平均速度。
4 问题与练习
1．解答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．解答（1）纸带左端与重物相连。（2）A点和右方邻近一点的距离Δx=7．0×10-3 m，时间Δt=0．02 s，Δt很小，可以认为A点速度v= =0．35 m/s
3．解答
（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．解答 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。
5．解答 由题意知音叉振动周期为1300s，测量纸上相邻两波峰的距离（或一个完整波形沿纸运动方向的距离）Δx，纸带运动这段距离的时间Δt=1300s，可以认为该处纸与音叉沿纸带方向的相对速度 。
5 问题与练习
1．解答100 km/h=27．8 m/s

2．解答
A．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。
3．解答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与速度方向相同，aC与速度方向相反。
4．解答滑块通过第一个光电门的速度
滑块通过第二个光电门的速度
滑块加速度

第二章　匀变速直线运动的研究
1 问题与练习
1．解答（1）15，16，18，19，21，23，24；

图2－8
　　　（2）如图2-8所示；
　　　（3）可认为是一条直线。
2．解答A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 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。

图2－9
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 .v∝Δx，纸条长度可认为表示速度。
4．略。
2 问题与练习
1．解答初速度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-0．1×120 m/s=8 m/s
3．（1）4 s末速度为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。

图2－10
4．图2-10
3 问题与练习
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
x=10×30 m+ ×0．2×302 m=390 m
根据v=v0+at得v=10 m/s+0．2×30 m/s=16 m/s
2．初速度v0=18 m/s，时间t=3 s，位移x=36 m
根据 得
3．初速度v0=0, 速度v=430 km/h=119 m/s, 时间t=210 s
根据v=v0+at列车加速度a=(v-0)/t=119/210 m/s2=0．567 m/s2
4．初速度v0=10 m/s，末速度v=0, 位移x=1．2 m
根据v2-v20=2ax得
5．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

4 问题与练习
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= ×10×3．02 m=45 m
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= ×10×2．52 m=31 m
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t＜2．5 s，我们估算的x偏大。
4．由频闪照片知小球各个位置的速度为
时间t/s
速度v/(m·s-1)

0
0．79
0．04
1．16
0．08
1．56
0．12
1．99
画出v-t图象，如图2-11所示。

第三章　相互作用

第四章　牛顿运动定律

1 问题与练习

图4－10
1．（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。
2 问题与练习
1．答:没有矛盾。牛顿第二定律公式F＝ma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<G，只是支持力F2减小，这三个力的合力F=0，故物体的加速度为零，物体保持不变。<G，只是支持力F2减小，这三个力的合力F＝0，故物体的加速度为零，物体保持不动。< p>
2．解：由 可得： 。
3．解：由 得：

图4－11
4．解：根据平行四边形定则(图4-11)这两个力的合力为：
F＝2×14×cos 45°＝19．8 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4－12
5．解：如图4-12,物体在水平方向受到两个力的作用，根据
牛顿运动定律：设小车运动方向为正
F－F阻＝maF阻＝F－ma＝60 N－30×1．5 N＝15 N－F阻＝ma′

加速度方向与推力的方向相反。
3 问题与练习
1．解：由v2t-v20=2ax可求出自行车的加速度
根据牛顿第二定律，自行车受的阻力F＝ma＝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：
从刹车开始到停下来驶过的路程为：
3．因为:W＝Fl所以1 J＝1 N×1 m＝1 kg×1 m/s2×1 m＝1 kg·m2·s-2
4．证明：
4 问题与练习
1．答：涉及木箱和地球的作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G－FN＝0G＝FN。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，FN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。

图4－13
4．（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FAB＝F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：
FAB－F阻＝ma，所以AB>F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：AB－F阻＝ma
FAB＝ma＋F阻＝4．0×103×0．3 N＋2．0×103 N＝3．2×103 N
由牛顿第三定律：FAB与FBA是一对相互作用力，它们总是大小相等方向相反。即
FAB＝FBA＝3．2×103 N
5．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。
5 问题与练习

图4－14
1．解：如图4-14所示，用作图法求出物体所受的合力F＝87 N

v=at=43．5×3 m/s=131 m/s
x= at2= ×43．5×32 m=196 m
2．解：电车的加速度为：
电车所受阻力为：F＝ma＝－6．0×103 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。
6 问题与练习

图4－15
1．取足球作为研究对象，由共点力的平衡条件可知，F1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。

图4－16
4．解：（1）如图4-16甲所示，由牛顿第二定律：F－mg＝ma
F＝ma＋mg＝7mg＝70 N 绳子受到的拉力大约为70 N。
（2）如图4-16乙所示，由牛顿第二定律：
F＋mg＝ma F＝ma－mg＝5mg＝50 N 绳子受到的拉力大约为50 N。

图4－17
5．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：F－mg＝ma F＝ma＋mg＝2．7mg＝135 N