高一下学期物理人教版（2019）必修第二册课后习题

第五章抛体运动 1.曲线运动 1.跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动,我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银,被誉为跳水“梦之队”。图5.1-5中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中,除运动员入水前一段时间外,在哪几个位置头部的速度方向与入水时速度v的方向相同?在哪几个位置与速度v的方向相反?在图中标出这些位置。 2.图5.1-6是从高空拍摄的一张地形照片,河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。图中哪些地方河水的速度方向跟箭头所指P处流水的速度方向相同?请把这些地方标注出来。 3.汽车以恒定的速率绕圆形广场一周用时2min,每行驶半周,速度方向改变的角度是多少?汽车每行驶10s,速度方向改变的角度是多少?先画一个圆表示汽车运动的轨迹,然后作出汽车在相隔10s的两个位置的速度矢量示意图。 4.一质点沿着圆周运动。请证明:质点与圆心连线所扫过的角度与质点速度方向改变的角度相等。 5.一个物体在光滑水平面上运动,其速度方向如图5.1-7中的v所示。从A点开始,它受到向前但偏右(观察者沿着物体前进的方向看,下同)的合力。到达B点时,这个合力的方向突然变得与前进方向相同。达到C点时,合力的方向又突然改为向前但偏左。物体最终到达D点。请你大致画出物体由A至D的运动轨迹,并标出B点、C点和D点。 2.运动的合成与分解 【例题】某商场设有步行楼梯和自动扶梯,步行楼梯每级的高度是0.15m,自动扶梯与水平面的夹角为30°,自动扶梯前进的速度是0.76m/s。有甲、乙两位顾客,分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼,甲在自动扶梯上站立不动,乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼(图5.2-3)。哪位顾客先到达楼上?如果该楼层高4.56m,甲上楼用了多少时间? 1.炮筒与水平方向成30°角(图5.2-5),炮弹从炮口射出时的速度大小是800m/s,这个速度在水平方向和竖直方向的分速度各是多大? 2.在许多情况下,跳伞员跳伞后最初一段时间降落伞并不张开,跳伞员做加速运动。随后,降落伞张开,跳伞员做减速运动(图5.2-6)。速度减小到一定值后便不再减小,跳伞员以这一速度做匀速运动,直至落地。无风时某跳伞员竖直下落,着地时速度是5m/s。现在有风,运动员在竖直方向的运动情况与无风时相同,并且风使他以4m/s的速度沿水平方向运动。跳伞员将以多大速度着地?画出速度合成的图示。 3.一艘炮舰沿河由西向东行驶,在炮舰上发炮射击北岸的目标。要击中目标,射击方向应直接对准目标,还是应该偏东或偏西一些?作俯视图,并说明理由。 4.在图5.2-1的实验中,假设从某时刻(t=0)开始,红蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm,与此同时,玻璃管向右沿水平方向匀加速平移,每1s内的位移依次是4cm、12cm、20cm、28cm。在图5.2-7所示的坐标系中,y表示蜡块在竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点。请在图中标出t等于1s、2s、3s、4s时蜡块的位置,并用平滑曲线描绘蜡块的轨迹。 5.汽艇以18km/h的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶,河宽500m。设想河水不流动,汽艇驶到对岸需要多长时间?如果河水流速是3.6km/h,汽艇驶到对岸需要多长时间?汽艇在对岸何处靠岸? 3.实验:探究平抛运动的特点 1.某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装置,如图5.3-7所示。在水平桌面上放置一个斜面,每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下,滚过桌边后钢球便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板(还有一个用来调节木板高度的支架,图中未画),木板上放一张白纸,白纸上有复写纸,这样便能记录钢球在白纸上的落点。已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同,在此前提下,怎样探究钢球水平分速度的特点?请指出需要的器材,说明实验步骤。 2.某同学为了省去图5.3-7中的水平木板,把第1题中的实验方案作了改变。他把桌子搬到墙的附近,把白纸和复写纸附在墙上,使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上,从而记录钢球的落点。改变桌子和墙的距离,就可以得到多组数据。如果采用这种方案,应该收集哪些数据并如何处理这些数据? 3.某同学目测桌子高度大约为0.8m,他使小球沿桌面水平飞出,用数码相机拍摄小球做平抛运动的录像(每秒25帧)。如果这位同学采用逐帧分析的办法,保存并打印各帧的画面。他大约可以得到几帧小球正在空中运动的照片? 4.小刚同学通过实验,得到了某物体在Oxy平面上运动的一条运动轨迹,如图5.3-8平面直角坐标系中的OP曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想:如果物体在y方向做匀速直线运动,那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。小刚同学的猜想是否成立?作图并给