鲁科版物理必修2课后答案

1第一章功和功率第一节机械功1、解答：没有做功，因为墙没有在力的方向上发生位移。这道题很有趣，相信有很多同学对这个答案不满意，最大的疑问可能是：既然他没有做功，人为什么会累得气喘吁吁？他付出的能量到哪里去了？实际上，人推墙，当墙推不动时，人是自己对自己做功，是通过肌肉的扩张和收缩做功。你可思考这样一个问题：人是如何推墙的？如果没有扩张和收缩手臂，会有推墙的动作吗？2、解答：均相同。力F做的功都为W=Fs。3、解答：B。A中的功的正、负表示是阻力做功还是动力做功；C中除力和位移外，还应有力与位移夹角的余弦，功的大小由这三者共同决定；D中虽然力和位移都是矢量，但功却是标量，功的运算符合代数法则。4、解答：（1）钢绳拉力和重力对重物都做功。其中钢绳拉力做正功，重力做负功。（2）都没有做功（3）都没有做功5、解答：本题有两种解法：方法一：分别求出两个力各自做的功，再将两个功相加，即为总功。W1=F1s=980×125J=1.225×510JW2=F2s=980×125J=1.225×510JW总=W1+W2=2.45×510J方法二：先求两力的合力，再求合力做的功。F合=F1+F2=1960NF合=F合s=1960×125J=2.45×510J6、解答：首先对雪橇和小孩进行受力分析，正交分解，如下图，则Y轴上N=mgcos所以f=N=mgcos所以Wf=fscos180=fscos0.04609.8500.981152.48mgsJJ用功的定义求重力做功。cos(90)sin609.8500.174998GWGsmgsJJ说明：求功时，要注意找力，找位移以及力与位移的夹角。2第二节功和能1、解答：骑车上坡坡走S形路线同盘山公路一样，都是对斜面的巧妙运用。上到坡顶的人所做的有用功是一定的，走S形路线增大了上坡的距离，有功的原理可知，走S形路线能省力。2、解答：直接搬货时，人做的功W=Gh=50×9.8×1.0J=490J根据功的原理：任何机械都不能省功，所以用斜面时人做的功也为490J。此时W=Fl所以F=Wl=4904.0N=122.5N3、解答：推力做正功；小车机械能增加；在本题中摩擦力做负功，小车机械能减少。本题中出现的是摩擦力做负功的情况，可进一步思考：摩擦力总是做负功吗？有无可能摩擦力做正功或不做功？分别对应什么情况？4、解答：（1）用煤气灶烧开水时，煤气的化学能转化为水的内能；蒸汽推动壶盖做功，水的内能转化为壶盖的动能。（2）“爆竹声声辞旧岁”，当爆竹爆炸时，火药的化学能转化为内能、声能、光能、和爆竹碎屑的动能；“二踢脚”爆炸时，火药的一部分化学能还要转化为它的重力势能。（3）炎炎夏日，电风扇、空调等给我们带来的凉爽生活。电风扇工作时，电能转化为叶片的动能。在这一过程中，还有一部分电能转化为内能，然后叶片做功，使空气流动，即产生了风，叶片的动能转化为空气的动能。5、解答：重力做功WG=Gh=10N×2m=20J。在此过程中，物体的重力势能转化为动能，转化的能量等于重力做功的多少，即为20Ｊ。６、解答：子弹克服摩擦力做的功W=fs=10N×0.1m=103J在此过程中摩擦力做负功，子弹的动能转化为内能。转化的能量的多少等于克服摩擦做功的多少，为103J。第三节功率1、解答：B、D2、解答：B。按运动员的质量为60kg计，他等楼时的平均功率p=mghl=601020100W=120W，最接近选项中的100W。本题的关键是估计出运动员的质量，这就要求你对生活中的一些常识（如一个成年人的质量约为60kg,一辆自行车的质量约为15kg,等等）有所了解.对某一结果进行估计也是“科学素养”的组成部分。3、解答：根据P=F,得435.010/2.55/2109.8pmsmsF103.922.55stssv4、解答：自行车最终做匀速运动，有F=f=kmg由P=F可知max40/3.1/0.02(5015)10pppmsmsFfkmg说明：本题涉及牛顿第二定律，功率与力、速度的关系等知识点，要求你对“机车启动”类问题的情景比较清楚。5、解答：B。本题求的是物体在斜面底端时重力的瞬时功率，但G与并不在一条直线上。此类问题属于“F与不共线”的情况，处理方法相同。解答如下：对物体受力分析如图，则有cos(90)sinPGmgv本题给出的数据较多，从不同角度给出的数据较多，从不同角度3分析可得出不同的答案，如222sin,,2sinmghmgtmgght等。你也可以自行导出其他结论。6、解答：略。第四节人与机械1、解答：略。2、解答：（1）克服乘客重力做功的功率为有用功率，有：P有用=G=750×2W=1500W（2）匀速上升时电梯的效率41500W100%100%10%1.510WPP有用输出（3）克服重力做的功为有用功W有用=Gh=750×30J=2.25×104J3、解答：（1）汽车在水平路面上匀速行驶，汽车牵引力F=f=1000N根据功率的公式，汽车行驶的功率Ｐ＝Ｆ＝1000×（100÷3.6）W=2.78×104W(2)汽车消耗1L汽油走10km，所用时间t=100.1360100shhsv在这段时间内汽车发动机做功W=Pt=2.78×104×360J=1.0×107J所以汽车的效率771.010J100%100%27%W3.710JW总（3）汽车消耗的能量与它做的功不相等，能量以热的形式“损失”了。说明：你最好利用功率与力和速度的关系和效率的公式来解决这个问题，已达到巩固知识的目的。4、解答：（1）因为此时对水做的功时有用功，即W有=m水gh而总功W总=（m水+m桶）gh所以，轱辘的效率100%100%WWm水水总水桶mm4①装满水时1100%71.43%(52)kg5kg②装了半桶水时2100%55.6%(2.52)kg2.5kg（2）要提高轱辘提水的效率，只需要提高m水桶m的比值。说明：你在掌握效率公式的同时，还要体验到日常生活中蕴涵着大量物理知识，在生活中要做个有心人。习题1、解答：C点拨：据功的定义，A、B、D3种情况中，物体在力的方向上发生了位移，因此对物体做功。2、解答：D点拨：公式P=Ｗ／ｔ，用来求时间ｔ时间内的平均功率的大小，而不能求ｔ时间内的平均功率的大小，而不能求ｔ时间内任一时刻的功率；Ｗ大，Ｐ不一定大。故Ａ、C错误。由公式P=Fv知，只有当P不变时，F和v才成反比。故B错误，Ｄ正确。3、解答：A点拨：由功的公式Ｗ＝Ｆｓｃｏｓａ和物体受力分析图、运动过程图可知，摩擦力对物体做负功，支持力对物体做正功。因物体匀速直线运动，合力为零，故合力对物体做功为零。4、解答：5J；6.72J（1）受力分析如图：由物体匀速上升知F1=mg又W1=F1h1W1=1×5J=5J(2)受力分析如图：由F2-mg=ma又W2=F2h2=0.1×(10+1.2)×6J=6.72J5、解答：（1）当牵引力F1=f时，汽车达到最大速度Vm:132/mPPmsFf5(2)由22PF，又22Ffma，得226.75/ams（3）由33Ffma，又3PvF，得320/vms6、解答：小物块在传送带上先做匀加速直线运动，有fmg22/fagmsm设经时间t，达到4/vms由vta得2ts位移2142satm此后，小物体匀速直线运动到B点。故在匀加速直线运动阶段摩擦力做功为8WmgsJ第二章能的转化与守恒第一节动能的改变1、解答：C点拨：A中，物体动能的变化可能是质量的变化引起的；B中，当速度方向变化而大小不变时，动能是不变的；D中，若有几个外力同时对物体做功，但他们的代数和为零，物体的动能也没有变化；C中的叙述实际上是动能定理的一个特例。故只有C正确。2、解答：A点拨：因为水平方向上力的大小、位移均相同，所以拉力和推力的功相同。3、解答：D点拨：因为子弹损失的动能为f(s+d),木块增加的动能为fs，所以总机械能损失为f(s+d)-fs=fd。4、解答：以子弹为研究对象，v0=600m/s,vt=400m/s,m=0.02kg,s=10cm=0.1m。运用动能定理，有220223112211(0.024000.02600)22210tWmvmvJJ5、解答：根据动能定理22211122Fsmvmv可得62221211221(1242)102kEmvmvFsJJ末说明：本题的主要作用是熟悉动能定理的应用。6、解答：如图所示，在沿着风速方向上取一高为l、底面积为S的“风柱”，这“风柱”内的空气在t=l/v的时间内都将通过地面，并将动能转化为电能。所以有223111222mvSlvWPSvttt代入数据，可得51.010PW说明：本题除了能加强你对动能、功率的理解外，还有一个重要的作用就是使你掌握如何建立物理模型。7、解答：（1）由于刹车后，车速最终将减为零，根据动能动能定理，有2102fsmv①而fmg②由①②可得22vgs由上式可以知道：刹车距离与车速的平方成正比，从图中也可以看出这个关系。（2）根据动能定理2201122tumgsmvmv可得202tvvugs将4000010040///36009tvkmhmsms和0.8代入可得，刹车前车速为75km/h.第二节势能的改变1、解答：169.82313.6pEmghJJ2、解答：B、C、D3、解答：C4、解答：根据重力势能变化和重力做功的关系，物体重力势能的变化1.59.8114.7pEmghJJ根据动能定理，动能变化7(20114.71)5.3kEFhmghJJ当拉力F=30N时，物体重力势能还是增加15J。物体的动能变化(30114.71)15.3kEFhmghJJ5、解答：重力势能公式中，h指物体重心到零势能面之间的高度差，根据重力势能公式有2pEmglmgh当物体以它的一条棱边为轴转过45时，重心上升最高，此时重力做负功，最多有122221(21)()222Wmglmglmglmgll重根据动能定理，推力至少做功(21)2mglW推说明：解答本题时你要知道，当物体不能当成质点时，物体重力势能公式中的高度h是物体重心相对零势能面的高度。6、解答：重力势能的变化可以直接求得。取A面为零势能面，开始时高出A面部分的液体重力势能12phEhsg两液面相平时重力势能24phEhsg所以，在此工程中液体重力势能的变化122244pppEEEhhhsghsggsh第三节能量守恒定律1、解答：A点拨：其他选项中的运动，均不满足“只有重力做功”的条件。2、解答：C、D点拨：机械能是否守恒关键不在于受几个力作用，而在于是否只有重力做功。3、解答：A、B点拨：A中，由功的定义知重力做功mgh；B中由动能定理mgh-Wf=0,知=mgh;由机械能守恒条件知C错；D中，由动能定理知合力做功为零。4、解答：B点拨：机械能守恒，故落在地面时Ek=mgH。设地面为零势能参考面，则机械能E=Ek+0=mgH。5、解答：设B点为重力势能零位置点，根据机械能守恒定律212BABmvmgh可得：822104/8.9/BABvghmsms由221122cBBCmvmvmgh可得228021010/16.7/CBBCvvghmsms说明：这是一道理论联系实际的习题。对于运动的具体过程不是非常明确，但只有重力做功的，运用机械能守恒定律解题比较方便；对于运动过程比较清楚，受到的力是恒力的，特别是题目要求求出加速度的，要用牛顿第二定律解题。6、解答：（1）设在离地h1高处，物体的重力势能等于动能。因为以地面为重力势能参考面，根据机械能守恒定律有：220