第一章 運動的描述
1 問題與練習
1．解答子彈長約幾厘米,槍口到靶心的距離大于幾十米,兩者相差千倍以上.研究子彈從槍口擊中靶心的時間一般都可忽略子彈的長度,把子彈看做質點,這樣帶來的時間誤差不到10-4 s.
子彈穿過一張薄紙的時間是從子彈頭與紙接觸算起到子彈尾離開紙的一段時間.若把子彈看做質點,則子彈穿過一張薄紙就不需要時間,所以,研究子彈穿過一張薄紙的時間,不能把子彈看做質點.
說明 能否把物體看做質點是由問題的性質決定的,而不是由物體的大小決定.選用本題是為了說明一顆小子彈,在前一種情況可看成質點,而在后一種情況就不能看成質點.
2．解答“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.
說明 要求學生聯(lián)系一些常見的運動指認參考系,可加深學生對參考系的理解.這類問題有時也需要仔細、深入地思考才能得出正確的答案.如我們說通信衛(wèi)星是靜止衛(wèi)星、說靜止衛(wèi)星相對地球靜止是模糊的.說靜止衛(wèi)星相對地面（某點）靜止是正確的,靜止衛(wèi)星相對地球中心是運動的.
3．解答詩中描寫船的運動,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.
說明 古詩文和現(xiàn)代文學中,我們會發(fā)現(xiàn)一些內容與自然科學有關,表明人文科學與自然科學是相關的.教材選用本詩是為了凸現(xiàn)教材的人文因素.
4．解答xA=-0．44 m,xB=0．36 m
2 問題與練習
1．解答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．解答公里指的是路程,汽車的行駛路線一般不是直線.
3．解答（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 m
8 m
0
5 m
-8 m
-3 m
0
5 m
-3 m
5 m
-8 m
-3 m
3 問題與練習
1．解答（1）1光年=365×24×3600×3．0×108 m=9．5×1015 m.
（2）需要時間為 =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
說明 本題要求學生理解平均速度與所選取的一段時間有關,還要求學生聯(lián)系實際區(qū)別平均速度和（瞬時）速度.
3．解答（1）24．9 m/s,（2）36．6 m/s,（3）0
說明 本題說的是平均速度是路程與時間的比,這不是教材說的平均速度,實際是平均速率.應該讓學生明確教材說的平均速度是矢量,是位移與時間的比,平均速率是標量,日常用語中把平均速率說成平均速度.
4 問題與練習
1．解答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．解答（1）紙帶左端與重物相連.（2）A點和右方鄰近一點的距離Δx=7．0×10-3 m,時間Δt=0．02 s,Δt很小,可以認為A點速度v==0．35 m/s
3．解答
（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．解答 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.
5．解答 由題意知音叉振動周期為1300s,測量紙上相鄰兩波峰的距離（或一個完整波形沿紙運動方向的距離）Δx,紙帶運動這段距離的時間Δt=1300s,可以認為該處紙與音叉沿紙帶方向的相對速度 .
5 問題與練習
1．解答100 km/h=27．8 m/s
2．解答
A．汽車做勻速直線運動時.
B．列車啟動慢慢到達速度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．解答A的斜率,加速度.
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
滑塊通過第二個光電門的速度
滑塊加速度
第二章 勻變速直線運動的研究
1 問題與練習
1．解答（1）15,16,18,19,21,23,24；
圖2－8
（2）如圖2-8所示；
（3）可認為是一條直線.
2．解答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 .v∝Δx,紙條長度可認為表示速度.
4．略.
2 問題與練習
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,,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、.
（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.
圖2－10
4．圖2-10
3 問題與練習
1．初速度v0=36 km/h=10 m/s,加速度a=0．2 m/s2,時間t=30 s根據得
x=10×30 m+×0．2×302 m=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
根據得
3．初速度v0=0, 速度v=430 km/h=119 m/s, 時間t=210 s
根據v=v0+at列車加速度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
根據v2-v20=2ax得
5．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,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
4 問題與練習
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=gt2得 x= ×10×3．02 m=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=gt2=×10×2．52 m=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.
4．由頻閃照片知小球各個位置的速度為
時間t/s
速度v/(m·s-1)
0
0．79
0．04
1．16
0．08
1．56
0．12
1．99
畫出v-t圖象,如圖2-11所示.
第三章 相互作用
第四章 牛頓運動定律
1 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 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F1F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＋2．0×103 N＝3．2×103 N
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＝3．2×103 N
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 問題與練習
圖4－14
1．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=at2= ×43．5×32 m=196 m
2．電車的加速度為：
電車所受阻力為：F＝ma＝－6．0×103 N,負號表示與初速度方向相反
3．人在氣囊上下滑的加速度為：
滑至底端時的速度為：
4．卡車急剎車時的加速度大小為：
根據運動學公式：
所以：該車超速.
6 問題與練習
圖4－15
1．取足球作為研究對象,由共點力的平衡條件可知,F1和G的合力F與F2大小相等、方向相反.從圖4-15中力的平行四邊形定則可求得:
2．物體在五個力作用下保持平衡,它們的合力為零.其中任意四個力的合力一定與第五個力大小相等、方向相反.依題意,除F1以外的四個力的合力與力F1大小相等、方向相反.撤去F1,其余四個力不變,它們的合力大小等于F1,方向與F1相反.
3．答：當飲料瓶自由下落時,小孔沒有水噴出.因為,瓶和水均處于完全失重狀態(tài),瓶中各處的水（包括水孔處的水）的壓強都是大氣壓強,故水不能從瓶中流出.
圖4－16
4．（1）如圖4-16甲所示,由牛頓第二定律：F－mg＝ma
F＝ma＋mg＝7mg＝70 N 繩子受到的拉力大約為70 N.
（2）如圖4-16乙所示,由牛頓第二定律：
F＋mg＝ma F＝ma－mg＝5mg＝50 N 繩子受到的拉力大約為50 N.
圖4－17
5．當坐艙離地面50 m的位置時,升降機在做自由落體運動（圖4-17）,人和人手中的鉛球均完全失重,所以,球對手無作用力,人沒有受到壓力的感覺.
坐艙做勻減速運動時的加速度為：方向豎直向上
所以,人手對鉛球的作用力為F：F－mg＝ma F＝ma＋mg＝2．7mg＝135 N
1 問題與練習
1．解答子彈長約幾厘米,槍口到靶心的距離大于幾十米,兩者相差千倍以上.研究子彈從槍口擊中靶心的時間一般都可忽略子彈的長度,把子彈看做質點,這樣帶來的時間誤差不到10-4 s.
子彈穿過一張薄紙的時間是從子彈頭與紙接觸算起到子彈尾離開紙的一段時間.若把子彈看做質點,則子彈穿過一張薄紙就不需要時間,所以,研究子彈穿過一張薄紙的時間,不能把子彈看做質點.
說明 能否把物體看做質點是由問題的性質決定的,而不是由物體的大小決定.選用本題是為了說明一顆小子彈,在前一種情況可看成質點,而在后一種情況就不能看成質點.
2．解答“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.
說明 要求學生聯(lián)系一些常見的運動指認參考系,可加深學生對參考系的理解.這類問題有時也需要仔細、深入地思考才能得出正確的答案.如我們說通信衛(wèi)星是靜止衛(wèi)星、說靜止衛(wèi)星相對地球靜止是模糊的.說靜止衛(wèi)星相對地面（某點）靜止是正確的,靜止衛(wèi)星相對地球中心是運動的.
3．解答詩中描寫船的運動,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.
說明 古詩文和現(xiàn)代文學中,我們會發(fā)現(xiàn)一些內容與自然科學有關,表明人文科學與自然科學是相關的.教材選用本詩是為了凸現(xiàn)教材的人文因素.
4．解答xA=-0．44 m,xB=0．36 m
2 問題與練習
1．解答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．解答公里指的是路程,汽車的行駛路線一般不是直線.
3．解答（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 m
8 m
0
5 m
-8 m
-3 m
0
5 m
-3 m
5 m
-8 m
-3 m
3 問題與練習
1．解答（1）1光年=365×24×3600×3．0×108 m=9．5×1015 m.
（2）需要時間為 =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
說明 本題要求學生理解平均速度與所選取的一段時間有關,還要求學生聯(lián)系實際區(qū)別平均速度和（瞬時）速度.
3．解答（1）24．9 m/s,（2）36．6 m/s,（3）0
說明 本題說的是平均速度是路程與時間的比,這不是教材說的平均速度,實際是平均速率.應該讓學生明確教材說的平均速度是矢量,是位移與時間的比,平均速率是標量,日常用語中把平均速率說成平均速度.
4 問題與練習
1．解答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．解答（1）紙帶左端與重物相連.（2）A點和右方鄰近一點的距離Δx=7．0×10-3 m,時間Δt=0．02 s,Δt很小,可以認為A點速度v==0．35 m/s
3．解答
（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．解答 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.
5．解答 由題意知音叉振動周期為1300s,測量紙上相鄰兩波峰的距離（或一個完整波形沿紙運動方向的距離）Δx,紙帶運動這段距離的時間Δt=1300s,可以認為該處紙與音叉沿紙帶方向的相對速度 .
5 問題與練習
1．解答100 km/h=27．8 m/s
2．解答
A．汽車做勻速直線運動時.
B．列車啟動慢慢到達速度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．解答A的斜率,加速度.
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
滑塊通過第二個光電門的速度
滑塊加速度
第二章 勻變速直線運動的研究
1 問題與練習
1．解答（1）15,16,18,19,21,23,24；
圖2－8
（2）如圖2-8所示；
（3）可認為是一條直線.
2．解答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 .v∝Δx,紙條長度可認為表示速度.
4．略.
2 問題與練習
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,,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、.
（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.
圖2－10
4．圖2-10
3 問題與練習
1．初速度v0=36 km/h=10 m/s,加速度a=0．2 m/s2,時間t=30 s根據得
x=10×30 m+×0．2×302 m=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
根據得
3．初速度v0=0, 速度v=430 km/h=119 m/s, 時間t=210 s
根據v=v0+at列車加速度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
根據v2-v20=2ax得
5．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,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
4 問題與練習
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=gt2得 x= ×10×3．02 m=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=gt2=×10×2．52 m=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.
4．由頻閃照片知小球各個位置的速度為
時間t/s
速度v/(m·s-1)
0
0．79
0．04
1．16
0．08
1．56
0．12
1．99
畫出v-t圖象,如圖2-11所示.
第三章 相互作用
第四章 牛頓運動定律
1 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 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F1F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＋2．0×103 N＝3．2×103 N
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＝3．2×103 N
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 問題與練習
圖4－14
1．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=at2= ×43．5×32 m=196 m
2．電車的加速度為：
電車所受阻力為：F＝ma＝－6．0×103 N,負號表示與初速度方向相反
3．人在氣囊上下滑的加速度為：
滑至底端時的速度為：
4．卡車急剎車時的加速度大小為：
根據運動學公式：
所以：該車超速.
6 問題與練習
圖4－15
1．取足球作為研究對象,由共點力的平衡條件可知,F1和G的合力F與F2大小相等、方向相反.從圖4-15中力的平行四邊形定則可求得:
2．物體在五個力作用下保持平衡,它們的合力為零.其中任意四個力的合力一定與第五個力大小相等、方向相反.依題意,除F1以外的四個力的合力與力F1大小相等、方向相反.撤去F1,其余四個力不變,它們的合力大小等于F1,方向與F1相反.
3．答：當飲料瓶自由下落時,小孔沒有水噴出.因為,瓶和水均處于完全失重狀態(tài),瓶中各處的水（包括水孔處的水）的壓強都是大氣壓強,故水不能從瓶中流出.
圖4－16
4．（1）如圖4-16甲所示,由牛頓第二定律：F－mg＝ma
F＝ma＋mg＝7mg＝70 N 繩子受到的拉力大約為70 N.
（2）如圖4-16乙所示,由牛頓第二定律：
F＋mg＝ma F＝ma－mg＝5mg＝50 N 繩子受到的拉力大約為50 N.
圖4－17
5．當坐艙離地面50 m的位置時,升降機在做自由落體運動（圖4-17）,人和人手中的鉛球均完全失重,所以,球對手無作用力,人沒有受到壓力的感覺.
坐艙做勻減速運動時的加速度為：方向豎直向上
所以,人手對鉛球的作用力為F：F－mg＝ma F＝ma＋mg＝2．7mg＝135 N