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1、教材习题答案 第 1 章功和机械能第 1 节机械功.重力方向与运动方向相同重力做正功拉力方向与运动方向相反拉力做负功因物体加速度方向向上所以合外力向上又与运动方向相反所以合外力做负功.因各情境中位移相同所以当力在位移方向上的分量最小时做功最少.答案 合外力对物体所做的总功为.物体受力分析如图所示根据题意得拉力 对物体所做的功 摩擦力 对物体所做的功 .重力 与支持力 的方向与位移方向垂直所以合外力对物体所做的总功.答案 静摩擦力可以做功如倾斜传送带将与传送带相对静止的物体送往高处静摩擦力对物体做正功 滑动摩擦力未必做负功如擦黑板时黑板受到的滑动摩擦力不做功.答案 不正确 作用力与反作用力是发生

2、在两个相互发生的物体之上的作用力做正功时反作用力可以做正功可以不做功还可以做负功 实际上一对相互作用力做功的情形较多 例如相互排斥的磁铁正在相互远离一对排斥力均做正功相向而行正在靠近的两个带同种电荷的小球一对排斥力均做负功一对异种电荷一个固定另一个由静止释放吸引力对一个电荷做正功对另一电荷不做功等.答案 上升过程空气阻力对小球做功 下落过程空气阻力对小球做功 则从抛出到落回至抛出点的过程中空气阻力对小球做的功 第 2 节功率.通过控制变量比较 由 知当公式中一物理量不变时另两个物理量变化具有唯一相关性故 错误正确功率描述做功的快慢故、错误.由公式 可得重力做功的瞬时或率().答案 自行车匀速行

3、驶时有.根据 得/故在平直路面上匀速行速时自行车的速度为 /.答案()汽车匀速行驶时 所以()重力沿坡跑向下的分量 所以 .答案测量人的质量、一段楼梯的高度 记录所用的时间 此过程中克服重力所做功的平均功率.答案()由题意可知离地上升时间 所以()因为 所以 第 3 节动能和动能定理.答案 设刹车时汽车受到的阻力为 刹车前的行驶速度为 从刹车到停下的距离为 根据动能定理可知:可得 所以当汽车行驶速度增加为原来的 倍时该车的刹车距离约增大为原来的 倍.答案()飞机起飞时的动能为.()根据动能定理得()解得.答案 由题意可知 阻速度最大时 阻可得 阻.答案()由题意可知 所以 ()由题意可知()所

4、以 .答案 对子弹运用动能定理得阻()子弹故子弹损失的动能为 阻()对木块运用定理得阻木块则木块的动能增加量为阻.答案 时间内通过横截面积 的风的动能为 该时间内获得的电能 故电功率的表达式为 第 4 节势能及其改变.答案()以地面为零势能面小球在支架上具有的重力势能为(.)小球落到桌面上具有的重力势能为(.)故小球由支架落到桌面重力势能的减小量为 ()以地面为零势能面小球在支架上具有的重力势能为(.)小球落到桌面上具有的重力势能为()故小球由支架落到桌面重力势能的减小量为 ()重力势能的大小与零势能面的选取有关重力势能的改变 量与零势能面的选取无关.答案 在此过程中运动员对杠铃做的功为 由动

5、能定理得解得 杠铃的重力势能改变量 即重力势能增加 .答案 根据重力做功与重力势能变化的关系得由静止竖直下落到地面在此过程中所以重力势能减小了 在此过程中根据牛顿第二定律得合根据动能定理得 合所以动能增加了.答案()由动能定理可知对上升过程有解得()()由动能定理可知对全程过程有解得.拉力做功等于弹簧性势能变化量与物体重力势能变化量之和.答案 弹性玻璃纤维杆可承受的力大、弹性好在运动员助跑结束时这种杆能将运动员快速向前的动能很好地转化为杆的弹性势能杆被压弯到最大弧度后能将这部分弹性势能释放出来并更多地转化为运动员的重力势能帮助运动员越过横杆第 5 节科学验证：机械能守恒定律.答案 略.单个物体

6、机械能守恒要求只有重力做功但物体可以受其他力其他力不做功或总功为 即可 例如小球在直光滑圆轨道内做圆周运动它时刻受到支持力支持力不做功小球机械能守恒 物体处于平衡状态说明动能不变重力势能变化则机械能变化 例如物体直向下做匀速直线运动机械能减小.苹果下落过程机械能守恒落到坑底时的机械能等于在树上时的机械能.答案()物体上升的最大高度 ()设物体上升的高度为 时重力势能和动能相等 根据机械能守恒定律得又联立解得 .答案()在压缩过程中只有弹力做功所以满足机械能守恒定律 弹簧被压缩到最大时木块的速度变为 根据机械能守恒定律得弹代入数据得 弹()弹代入数据得 弹.答案()该实验是验证机械能守恒定律的实验 做自由落体运动的物体只受重力机械能守恒自由落体中验证机械能守恒的实质的是验证自由落体运动的加速度是否为 不能用重力加速度 来计算速度 其中、三项都是运用自由落体的运动规律求解的故、错误 正确()小于()实验所在地的重力加速度.答案 由图可知下落距离为 时速度最大 /此时动能最大且在该位置弹性绳弹力大小等于重力下落速度最大时 /由能量守恒定律可得 解得此时绳的弹性势能 同理下落至最低点时绳的弹性

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