Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по физике. В 2 частях. Ч.1. Механика. Молекулярная физика и термодинамика. Учебно-методическое пособие для учащихся профильных классов
.pdf
4. Фраза «невесомая нерастяжимая нить» позволяет не запи-
сывать отдельно второй закон Ньютона для нити и считать, что все
связанные тела движутся с одинаковым ускорением.
5. Формула для силы трения Fтр=μN применима только при
скольжении тела или когда оно «только собирается» скользить
(пограничная ситуация). Сила трения покоя обычно меньше силы
трения скольжения.
Рекомендации по теме «Статика»
Алгоритм решения задач по статике.
1. Выбрать систему отсчета.
2. Найти все силы, приложенные к телу, находящемуся
в равновесии.
3. Написать уравнение, выражающее первое условие равно-
весия, в векторной форме и перейти к скалярной его записи.
4. Выбрать ось, относительно которой целесообразно опреде-
лять моменты сил.
5. Определить плечи сил и написать уравнение, выражающее
второе условие равновесия.
6. Исходя из природы сил, выразить силы через величины, от
которых они зависят, и решить полученную систему уравнений
относительно искомых величин.
Важно помнить, что:
1. При нахождении момента силы в задачах на статику плечо
силы – это кратчайшее расстояние от оси не до точки приложения
силы, а до прямой, вдоль которой действует сила.
2. Если тело неподвижно, то оно не вращается относительно
«любой» оси. Поэтому можно выбирать ось, проходящую через
точку приложения неизвестных или «неудобных» для использования в вычислениях сил.
3. Для твердого тела центр тяжести совпадает с центром масс.
Рекомендации по теме «Законы сохранения в механике»
Алгоритм решения задач на закон сохранения импульса.
1. Выбрать систему отсчета.
2. Выделить систему взаимодействующих тел и выяснить, ка-
кие силы для нее являются внутренними, а какие – внешними.
11
3. Определить импульсы всех тел системы до и после взаи-
модействия.
4. Если в целом система незамкнутая, но сумма проекций сил
на одну из осей равна нулю, то следует написать закон сохранения,
лишь в проекциях на эту ось.
5. Если внешние силы пренебрежимо малы в сравнении
с внутренними (например, в случае удара тел, разрыва снаряда,
попадания пули в тело), то следует написать закон сохранения суммарного импульса в векторной форме и перейти к скалярной.
6. Если на тела системы действуют внешние силы и ими
нельзя пренебречь, то следует написать закон изменения импульса
в векторной форме и перейти к скалярной.
Алгоритм решения задач на закон сохранения механической
энергии.
1. Выбрать систему отсчета.
2. Выбрать два или более таких состояний тел системы, что-
бы в число их параметров входили как известные, так и искомые
величины.
3. Выбрать нулевой уровень отсчета потенциальной энергии.
4. Определить, какие силы действуют на тело системы – по-
тенциальные или не потенциальные.
5. Если на тело системы действуют только потенциальные
(консервативные) силы, написать закон сохранения механической
энергии в виде: E1=E2 (или Ек1+Еп1=Ек2+Еп2).
6. Подставить выражения кинетических и потенциальных
энергий в каждом состоянии в уравнение закона сохранения энергии, решить уравнение относительно искомой величины.
Важно помнить, что:
1. Значение кинетической энергии зависит от выбора системы
отсчета, как и значение скорости.
2. Нулевой уровень для потенциальной энергии выбирается
произвольно, исходя из удобства решения задачи.
3. При определении потенциальной энергии упруго деформи-
рованного тела в формуле Eп=kx2/2 под x понимается смещение
относительно выбранного нулевого уровня потенциальной энергии
(необязательно совпадающего, например, с положением конца недеформированной пружины). При этом работа силы упругости
12
в процессе изменения деформации пружины от х1 до х2 определяется разностью (kx
2
/2 –kx
1
2
/2), а не k∆x2/2 = k(x1-х2)2/2.
2
Рекомендации по теме «Механические колебания и волны»
Следует подробно изучить формулу кинематического описа-
ния гармонических колебаний x(t)=Asin(wt+
) с целью свободно-
0
го применения в различных вариантах задач. Необходимо научиться видеть на графиках синусы и косинусы.
Важно помнить, что:
1. Механические волны не переносят вещество среды. Они
переносят энергию, которая складывается из кинетической энергии движения частиц среды и потенциальной энергии ее упругой
деформации.
2. Период колебаний кинетической и потенциальной энергий
в 2 раза меньше, чем период колебаний координаты, скорости, ускорения и силы. Это особенно может пригодиться при решении
задач с графиками.
3. Путь, пройденный телом за одно полное колебание, равен
четырем амплитудам.
4. На графике синус «переходит» в косинус при горизонталь-
ном сдвиге на четверть периода, а математически их можно связать формулой cos=sin(+/2).
13
1.1. КИНЕМАТИКА
механическое движение
траектория
длина пути
1.1.1. Механическое движение.
Относительность механического движения. Система отсчета
1.1. Укажите верные утверждения.
1) Материальная точка – это тело пренебрежимо малой массы.
2) Система отсчета включает тело малых размеров и часы.
3) Положение тела в пространстве можно задать с помощью
радиус-вектора или координат.
4) Материальная точка – это тело, размерами которого в услови-
ях данной задачи можно пренебречь.
1.2. Найдите соответствие между физическим понятием и его
определением.
1) линия, которую тело описывает в пространстве при движении
2) расстояние между двумя положениями тела
3) изменение положения одного тела относительно другого
4) расстояние, измеренное вдоль траектории за время движения
5) длина траектории
1.3. Газета, лежащая на кресле в самолете, перемещается от-
носительно:
1) пассажира, сидящего рядом
2) Земли
3) стюардессы, идущей между креслами
4) пилота, ведущего самолет.
Укажите верные утверждения.
1.1.2. Материальная точка. Радиус-вектор, траектория,
перемещение, путь, сложение перемещений
1.4. Материальная точка, двигаясь прямолинейно, перемести-
лась из точки с координатами (-2; 3) в точку с координатами (1; 7).
Определите модуль вектора перемещения.
14
1.5. Точка движется по окружности радиусом 2 м, и ее пере-
мещение равно по модулю диаметру. Чему равен при этом путь,
пройденный телом? Ответ округлить до сотых.
1.6. На рисунке представлен график движения автобуса из
пункта А в пункт Б и обратно. Пункт А находится в точке х = 0,
а пункт Б – в точке х = 30 км. Чему равна скорость автобуса на пути из Б в А? Ответ дайте в км/ч.
1.7. Автомобиль движется по прямой улице вдоль оси X. На
рисунке представлен график зависимости проекции скорости автомобиля от времени. Определите путь, пройденный автомобилем
за 30 с от начала наблюдения.
1.8. На рисунке приведѐн график зависимости проекции ско-
рости тела, движущегося вдоль оси X, от времени. Определите
путь, пройденный телом за 10 с от начала наблюдения.
15
1.1.3. Скорость материальной точки.
Сложение скоростей
1.9. Тело, двигаясь прямолинейно и равномерно в плоскости
перемещается из точки Л с координатами (0 м; 2 м) в точку В
с координатами (4 м; -1 м) за время, равное 10 с Чему равен модуль скорости тела?
1.10. На рисунке представлен график зависимости координа-
ты тела от времени t. Какова средняя скорость на всем пути?
1.11. На рисунке представлен график зависимости пути S,
пройденного материальной точкой, от времени t. Определите скорость материальной точки в интервале времени от 1 до 3 с.
16
1.12. На рисунке представлены графики зависимости прой-
денного пути от времени для двух тел. Определите, во сколько раз
скорость второго тела больше скорости первого тела.
1.13. Лодка должна попасть на противоположный берег по
кратчайшему пути в системе отсчета, связанной с берегом. Модуль
скорости течения реки u = 3 км/ч, а модуль скорости лодки относительно воды v = 10 км/ч. Чему равен модуль скорости лодки относительно берега при такой переправе?
1.1.4. Ускорение материальной точки
1.14. Автомобиль движется по шоссе с постоянной скоростью
36 км/ч и за 2 с останавливается. Чему равна проекция ускорения
на ось, направленную по вектору начальной скорости автомобиля?
17
1.15. Пешеход и велосипедист одновременно начинают равно-
ускоренное движение из состояния покоя. Ускорение велосипедиста
в 2 раза больше, чем у пешехода. Велосипедист достиг скорости v за
некоторое время t1 Пешеходу, чтобы достичь такой же скорости,
понадобилось время, равное t2. Чему равно отношение t1/t2?
1.16. На рисунке показаны графики зависимости модуля скоро-
сти тела от времени. Какой из графиков соответствует движению
тела с постоянным ускорением с нарастающей скоростью?
1.1.5. Равномерное прямолинейное движение
1.17. На рисунке представлен график зависимости координа-
ты х велосипедиста от времени t. Определите проекцию скорости
vx велосипедиста в интервале времени от 30 до 50 с.
1.18. Координата тела х меняется с течением времени t со-
гласно закону х = 4 - 2t. Все величины выражены в СИ. Определите проекцию скорости vx этого тела.
1.19. Конный отряд длиной 20 м движется вдоль оврага рав-
номерно со скоростью 18 км/ч. За какое время отряд пройдет овраг? Длина оврага 40 м.
18
1.20. Дан график зависимости v(t) от времени при прямоли-
нейном движении тела (см. рис.). Найдите модуль перемещения
тела за первые 7 с.
1.21. Движения двух велосипедистов заданы уравнениями
x1 = 2t (м) и x2 = 100-8t (м). Найдите координату х их встречи.
1.22. На рисунке представлен график движения электрокара х(t).
Определите путь, проделанный электрокаром в интервале времени 1-4 с.
1.1.6. Равноускоренное прямолинейное движение
1.23. Гору длиной 50 м лыжник прошел за 10 с, двигаясь
с ускорением 0,4 м/с2. Какова скорость лыжника в начале и
в конце горы? Два числа записать подряд, не разделяя их пробелом.
19
1.24. На рисунке приведѐн график зависимости проекции
скорости vx тела от времени при прямолинейном движении по оси
X. Определите проекцию ускорения ах тела.
1.25. Автомобиль движется по прямой улице вдоль оси X. На
рисунке представлен график зависимости проекции скорости автомобиля от времени.
Определите модуль минимального ускорения автомобиля за
время наблюдения.
1.26. Зависимость пути прямолинейно движущегося тела от
времени имеет вид s(t) = 2t + 3t2. Все величины выражены
в СИ. Определите модуль ускорения а этого тела.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]