Задачи на тему Законы взаимодействия и движения тел из задачника Перышкин, Гутник 9 класс по предмету Физика Название темы: 1. Материальная точка. Система отсчета 1. Обладает ли материальная точка массой? Имеет ли она размеры? 2. Материальная точка — это реальный объект или абстрактное понятие? 3. С какой целью используется понятие материальная точка? 4. В каких случаях движущееся тело обычно рассматривают как материальную точку? 5. Приведите пример, показывающий, что одно и то же тело в одной ситуации можно считать материальной точкой, а в другой — нет. 6. При каком движении тела его можно рассматривать как материальную точку даже в том случае, если проходимые им расстояния сравнимы с его размерами? 7. Что называется материальной точкой? 8. В каком случае положение движущегося тела можно задать с помощью одной координатной оси? 9. Что такое система отсчета? Название темы: Упражнение 1 1. Можно ли считать автомобиль материальной точкой при определении пути, который он прошел за 2 ч, двигаясь со средней скоростью, равной 80 км/ч? при обгоне им другого автомобиля? 2. Самолет совершает перелет из Москвы во Владивосток. Может ли рассматривать самолет как материальную точку диспетчер, наблюдающий за его движением? пассажир этого самолета? 3. Когда говорят о скорости машины, поезда и других транспортных средств, тело отсчета обычно не указывают. Что подразумевают в этом случае под телом отсчета? 4. Мальчик стоял на земле и наблюдал, как его младшая сестра каталась на карусели. После катания девочка сказала брату, что и он сам, и дома, и деревья быстро проносились мимо нее. Мальчик же стал утверждать, что он вместе с домами и деревьями был неподвижен, а двигалась сестра. Относительно каких тел отсчета рассматривали движение девочка и мальчик? Объясните, кто прав в споре. 5. Относительно какого тела отсчета рассматривают движение, когда говорят: а) скорость ветра равна 5 м/с; б) бревно плывет по течению реки, поэтому его скорость равна нулю; в) скорость плывущего по реке дерева равна скорости течения воды в реке; г) любая точка колеса движущегося велосипеда описывает окружность; д) Солнце утром восходит на востоке, в течение дня движется по небу, а вечером заходит на западе? Название темы: 2. Перемещение 1. Всегда ли можно определить положение тела в заданный момент времени t. зная начальное положение этого тела (при t0 = 0) и путь, пройденный им за промежуток времени t? Ответ подтвердите примерами. 2. Что называют перемещением тела (материальной точки)? 3. Можно ли однозначно определить положение тела в заданный момент времени t, зная начальное положение этого тела (при t0 = 0) и вектор перемещения, совершенного телом за промежуток времени t? Ответ подтвердите примерами. Название темы: Упражнение 2 1. Какую физическую величину определяет водитель автомобиля по счетчику спидометра — пройденный путь или перемещение? 2. Как должен двигаться автомобиль в течение некоторого промежутка времени, чтобы по счетчику его спидометра можно было определить модуль перемещения, совершенного автомобилем за этот промежуток времени? Название темы: 3. Определение координаты движущегося тела 1. С какими величинами производят вычисления — с векторными или скалярными? 2. При каком условии проекция вектора на ось будет положительной, а при каком — отрицательной? 3. Запишите уравнение, с помощью которого можно определить координату тела, зная координату его начального положения и вектор перемещения. Название темы: Упражнение 3 1. Мотоциклист, переехав через маленький мост, движется по прямолинейному участку дороги. У светофора, находящегося на расстоянии 10 км от моста, мотоциклист встречает велосипедиста. За 0,1 ч с момента встречи мотоциклист перемещается на 6 км, а велосипедист — на 2 км от светофора (при этом оба они продолжают двигаться прямолинейно в противоположных направлениях). Начертите ось X, направив ее в сторону движения мотоциклиста и приняв за тело отсчета мост. Обозначьте на этой оси координату светофора (хс) и координаты велосипедиста (хв) и мотоциклиста (хм). которые они имели через 0,1 ч после встречи. Над осью начертите и обозначьте векторы перемещений велосипедиста (sв) и мотоциклиста (sм), а на оси — проекции этих векторов (sвх и sмх). Определите координаты мотоциклиста и велосипедиста и расстояние между ними спустя 0,1 ч после их встречи. 2. Мальчик держит в руках мяч на высоте 1 м от поверхности земли. Затем он подбрасывает мяч вертикально вверх. За некоторый промежуток времени t мяч успевает подняться на 2,4 м от своего первоначального положения, достигнув при этом точки наибольшего подъема, и опуститься от этой точки на 1,25 м (рис. 5). Пользуясь этим рисунком, определите: а) координату х0 начального положения мяча; б) проекцию вектора перемещения st, совершенного мячом за время t; в) координату хt, которую имел мяч через промежуток времени t после броска. Название темы: 4. Перемещение при прямолинейном равномерном движении 1. Что называется скоростью прямолинейного равномерного движения? 2. Как найти проекцию вектора перемещения тела, движущегося прямолинейно и равномерно, если известна проекция вектора скорости движения? 3. При каком условии модуль вектора перемещения, совершенного телом за некоторый промежуток времени, равен пути, пройденному телом за тот же промежуток времени? 4. Докажите, что при равномерном движении модуль вектора перемещения численно равен площади под графиком скорости. 5. Какую информацию о движении двух тел можно получить по графикам, изображенным на рисунке 7? Название темы: Упражнение 4 1. Может ли находиться под осью Ot (т. е. в области отрицательных значений оси скорости) график модуля вектора скорости? график проекции вектора скорости? 2. Постройте графики зависимости проекций векторов скорости от времени для трех автомобилей, движущихся прямолинейно и равномерно, если два из них едут в одном направлении, а третий — навстречу им. Скорость первого автомобиля равна 60 км/ч, второго — 80 км/ч, а третьего — 90 км/ч. Название темы: 5. Прямолинейное равноускоренное движение. Ускорение 1. К какому виду движения — равномерному или неравномерному — относится прямолинейное равноускоренное движение? 2. Что понимают под мгновенной скоростью неравномерного движения? 3. Что называется ускорением равноускоренного движения? 4. Что такое равноускоренное движение? 5. Что показывает модуль вектора ускорения? 6. Что является единицей ускорения? 7. При каком условии модуль вектора скорости движущегося тела увеличивается? уменьшается? Название темы: Упражнение 5 1. За один и тот же промежуток времени модуль вектора скорости первого автомобиля изменился от v1 до v', а второго — от v2 до v' (скорости изображены в одинаковом масштабе на рисунке 9). Какой из автомобилей двигался в указанный промежуток с большим ускорением? Скорость какого из них возрастала быстрее? 2. Самолет, разгоняясь перед взлетом, в течение некоторого промежутка времени двигался равноускоренно. Каково было при этом ускорение самолета, если за 30 с его скорость возросла от 10 до 55 м/с? 3. С каким ускорением двигался поезд на некотором участке пути, если за 12 с его скорость возросла на 6 м/с? Название темы: 6. Скорость прямолинейного равноускоренного движения. График скорости 1. Запишите формулу, по которой можно рассчитать проекцию вектора мгновенной скорости прямолинейного равноускоренного движения, если известны: а) проекция вектора начальной скорости и проекция вектора ускорения; б) проекция вектора ускорения при том, что начальная скорость равна нулю. 2. Что представляет собой график проекции вектора скорости равноускоренного движения при начальной скорости: а) равной нулю: б) не равной нулю? 3. Чем сходны и чем отличаются друг от друга движения, графики которых представлены на рисунках 11 и 12? Название темы: Упражнение 6 1. Хоккеист слегка ударил клюшкой по шайбе, придав ей скорость 2 м/с. Чему будет равна скорость шайбы через 4 с после удара, если в результате трения о лед она движется с ускорением 0,25 м/с2? 2. Лыжник съезжает с горы из состояния покоя с ускорением, равным 0,2 м/с2. Через какой промежуток времени его скорость возрастет до 2м/с? 3. В одних и тех же координатных осях постройте графики проекции вектора скорости (на ось X, сонаправленную с вектором начальной скорости) при прямолинейном равноускоренном движении для случаев: a) v0x = 1 м/с, ах = 0,5 м/с2; б) v0x = 1 м/с, ах= 1 м/с2; в) v0x = 2 м/с, аx = 1 м/с2. Масштаб во всех случаях одинаков: 1 см — 1 м/с; 1 см — 1 с. 4. В одних и тех же координатных осях постройте графики проекции вектора скорости (на ось X, сонаправленную с вектором начальной скорости) при прямолинейном равноускоренном движении для случаев: а) v0x = 4,5 м/с, ах = -1,5 м/с2; б) v0x = 3 м/с, ах = -1 м/с2. Масштаб выберите сами. 5. На рисунке 13 представлены графики зависимости модуля вектора скорости от времени при прямолинейном движении двух тел. С каким по модулю ускорением движется тело I? тело II? Название темы: 7. Перемещение при прямолинейном равноускоренном движении 1. Пользуясь рисунком 14, а. докажите, что проекция вектора перемещения при равноускоренном движении численно равна площади фигуры ОАСВ. 2. Запишите уравнение для определения проекции вектора перемещения тела при его прямолинейном равноускоренном движении. Название темы: Упражнение 7 1. Велосипедист съехал с горки за 5 с, двигаясь с постоянным ускорением 0,5 м/с2. Определите длину горки, если известно, что в начале спуска скорость велосипедиста была равна 18 км/ч. 2. Поезд, идущий со скоростью 15 м/с, остановился через 20 с после начала торможения. Считая, что торможение происходило с постоянным ускорением, определите перемещение поезда за 20 с. 3. Приведите формулу (1) из §7 к виду При необходимости воспользуйтесь указаниями в ответах. Название темы: 8. Перемещение тела при прямолинейном равноускоренном движении без начальной скорости 1. По каким формулам рассчитываются проекция и модуль вектора перемещения тела при его равноускоренном движении из состояния покоя? 2. Во сколько раз увеличится модуль вектора перемещения тела при увеличении времени его движения из состояния покоя в n раз? 3. Запишите, как относятся друг к другу модули векторов перемещений тела, движущегося равноускоренно из состояния покоя, при увеличении времени его движения в целое число раз по сравнению с t1. 4. Запишите, как относятся друг к другу модули векторов перемещении, совершаемых телом за последовательные равные промежутки времени, если это тело движется равноускоренно из состояния покоя. 5. С какой целью можно использовать закономерности (3) и (4)? Название темы: Упражнение 8 1. Отходящий от станции поезд в течение первых 20 с движется прямолинейно и равноускоренно. Известно, что за третью секунду от начала движения поезд прошел 2 м. Определите модуль вектора перемещения, совершенного поездом за первую секунду, и модуль вектора ускорения, с которым он двигался. 2. Автомобиль, двигаясь равноускоренно из состояния покоя, за пятую секунду разгона проходит 6,3 м. Какую скорость развил автомобиль к концу пятой секунды от начала движения? Название темы: 9. Относительность движения 1. Что означают следующие утверждения: скорость относительна. траектория движения относительна, путь относителен? 2. Покажите на примерах, что скорость, траектория движения и пройденный путь являются относительными величинами. 3. Сформулируйте коротко, в чем заключается относительность движения. 4. В чем основное отличие гелиоцентрической системы от геоцентрической? 5. Объясните смену дня и ночи на Земле в гелиоцентрической системе (см. рис. 18). Название темы: Упражнение 9 1. Вода в реке движется со скоростью 2 м/с относительно берега. По реке плывет плот. Какова скорость плота относительно берега? относительно воды в реке? 2. В некоторых случаях скорость тела может быть одинаковой в разных системах отсчета. Например, поезд движется с одной и той же скоростью в системе отсчета, связанной со зданием вокзала, и в системе отсчета, связанной с растущим у дороги деревом. Не противоречит ли это утверждению о том, что скорость относительна? Ответ поясните. 3. При каком условии скорость движущегося тела будет одинакова относительно двух систем отсчета? 4. Благодаря суточному вращению Земли человек, сидящий на стуле в своем доме в Москве, движется относительно земной оси со скоростью примерно 900 км/ч. Сравните эту скорость с начальной скоростью пули относительно пистолета, которая равна 250 м/с. 5*. Торпедный катер идет вдоль шестидесятой параллели южной широты со скоростью 90 км/ч по отношению к суше. Скорость суточного вращения Земли на этой широте равна 223 м/с. Чему равно (в СИ) и куда направлена скорость катера относительно земной оси, если он движется на восток? на запад? Название темы: 10. Инерциальные системы отсчета. Первый закон ньютона 1. Как движется тело, если на него не действуют другие тела? 2. Тело движется прямолинейно и равномерно. Меняется ли при этом его скорость? 3. Какие взгляды, относительно состояния покоя и движения тел существовали до начала XVII в.? 4. Чем точка зрения Галилея, касающаяся движения тел, отличается от точки зрения Аристотеля? 5. Как проводился опыт, изображенный на рисунке 19, и какие выводы из него следуют? 6. Как читается первый закон Ньютона (в современной формулировке)? 7. Какие системы отсчета называются инерциальными, а какие — неинерциальными? 8. Можно ли в ряде случаев считать инерциальными системы отсчета, связанные с телами, которые покоятся или движутся прямолинейно и равномерно относительно земли? 9. Инерциальна ли система отсчета, движущаяся с ускорением, относительно какой-либо инерциальной системы? Название темы: Упражнение 10 На столе в равномерно и прямолинейно движущемся поезде стоит легкоподвижный игрушечный автомобиль. При торможении поезда автомобиль без всякого внешнего воздействия покатился вперед, сохраняя свою скорость относительно земли. Выполняется ли закон инерции: а) в системе отсчета, связанной с землей; б) в системе отсчета, связанной с поездом, во время его прямолинейного и равномерного движения? во время торможения? Можно ли в описанном случае считать инерциальной систему отсчета, связанную с землей? с поездом? Название темы: 11. Второй закон ньютона 1. Что является причиной ускоренного движения тел? 2. Приведите примеры из жизни, свидетельствующие о том, что чем больше приложенная к телу сила, тем больше Сообщаемое этой силой ускорение. 3. Пользуясь рисунком 20, расскажите, как ставились опыты и какие выводы следуют из этих опытов. 4. Как читается второй закон Ньютона? Какой математической формулой он выражается? 5. Что можно сказать о направлении вектора ускорения и вектора равнодействующей приложенных к телу сил? 6. Выразите единицу силы через единицы массы и ускорения. Название темы: Упражнение 11 1. Определите силу, под действием которой велосипедист скатывается с горки с ускорением, равным 0,8 м/с2, если масса велосипедиста вместе с велосипедом равна 50 кг. 2. Через 20 с после начала движения электровоз развил скорость 4 м/с. Найдите силу, сообщающую ускорение, если масса электровоза равна 184 т. 3. Два тела равной массы движутся с ускорениями 0,08 м/с2 и 0.64 м/с2 соответственно. Равны ли модули действующих на тела сил? Чему равна сила, действующая на второе тело, если на первое действует сила 1,2 Н? 4. С каким ускорением будет всплывать находящийся под водой мяч массой 0,5 кг, если действующая на него сила тяжести равна 5 Н, архимедова сила — 10 Н, а средняя сила сопротивления движению — 2 Н? 5. Баскетбольный мяч, пройдя сквозь кольцо и сетку, под действием силы тяжести сначала движется вниз с возрастающей скоростью, а после удара о пол — вверх с уменьшающейся скоростью. Как направлены векторы ускорения, скорости и перемещения мяча по отношению к силе тяжести при его движении вниз? вверх? 6. Тело движется прямолинейно с постоянным ускорением. Какая величина, характеризующая движение этого тела, всегда сонаправлена с равнодействующей приложенных к телу сил, а какие величины могут быть направлены противоположно равнодействующей? Название темы: 12. Третий закон ньютона 1. Пользуясь рисунками 21, 22 и 23, расскажите, как проводились изображенные на них опыты и какие выводы были сделаны на основании полученных результатов. 2. Как читается третий закон Ньютона? Как он записывается математически? 3. Что можно сказать об ускорении, которое получает Земля при взаимодействии с идущим по ней человеком? Отлет обоснуйте. 4. Приведите примеры, показывающие, что силы, возникающие в результате взаимодействия двух тел, одинаковы по своей природе. 5. Почему неверно говорить о равновесии сил, возникающих при взаимодействии тел? Название темы: Упражнение 12 1. На рисунке 24 изображен лежащий на доске камень. Сделайте в тетради такой же рисунок и изобразите стрелочками две силы, которые по третьему закону Ньютона равны друг другу. Что это за силы? Обозначьте их. 2. Будет ли превышен предел измерений динамометра Д, изображенного на рисунке 25, если он рассчитан на измерение сил до 100 Н включительно? 3. На рисунке 26, а изображены две тележки, соединенные между собой нитью. Под действием некоторой силы F тележки пришли в движение с ускорением a = 0,2 м/с2. а) Определите проекции на ось X сил F2 и F1 с которыми нить действует соответственно на вторую и первую тележки. (Трение не учитывайте) б) Чему будут равны проекции сил F1, и F2, если тележки поменять местами, как показано на рисунке 26, б? в) В каком из двух случаев, показанных на рисунке 26, нить между тележками натянута сильнее? г) Определите проекцию силы F, под действием которой тележки пришли в движение. Название темы: §13. Свободное падение тел 1. Что называется свободным падением тел? 2. Как доказать, что свободное падение шарика, изображенного на рисунке 27, было равноускоренным? 3. С какой целью ставился опыт, изображенный на рисунке 28. и какой вывод из него следует? 4. Что такое ускорение свободного падения? 5. Почему в воздухе кусочек ваты падает с меньшим ускорением, чем железный шарик? 6. Кто первым пришел к выводу о том, что свободное падение является равноускоренным движением? Название темы: Упражнение 13 1. С какой высоты свободно падала сосулька, если расстояние до земли она преодолела за 4 с? 2. Определите время падения монетки, если ее выронили из рук на высоте 80 см над землей (g = 10 м/с2). 3. Маленький стальной шарик упал с высоты 45 м. Сколько времени длилось его падение? Какое перемещение совершил шарик за первую и последнюю секунды своего движения? (g ≈ 10 м/с2.) Название темы: 14. Движение тела брошенного вертикально вверх. Невесомость 1. Действует ли сила тяжести ни подброшенное вверх тело во время его подъема? 2. С каким ускорением движется подброшенное вверх тело при отсутствии трения? Как меняется при этом скорость движения тела? 3. От чего зависит наибольшая высота подъема брошенного вверх тела в том случае, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь? 4. Что можно сказать о знаках проекций векторов мгновенной скорости тела и ускорения свободного падения при свободном движении этого тела вверх? 5. Как ставились опыты, изображенные на рисунке 30, и какой вывод из них следует? Название темы: Упражнение 14 Теннисный мяч бросили вертикально вверх с начальной скоростью 9,8 м/с. Через какой промежуток времени скорость поднимающегося мяча уменьшится до нуля? Какое перемещение от места броска совершит при этом мяч? Название темы: 15. Закон всемирного тяготения 1. Что было названо всемирным тяготением? 2. Как иначе называются силы всемирного тяготения? 3. Кто и в каком веке открыл закон всемирного тяготения? 4. Как читается закон всемирного тяготения? 5. Запишите формулу, выражающую закон всемирного тяготения. 6. В каких случаях следует применять эту формулу для расчета гравитационных сил? 7. Притягивается ли Земля к висящему на ветке яблоку? Название темы: Упражнение 15 1. Приведите примеры проявления силы тяготения. 2. Космическая станция летит от Земли к Луне. Как меняется при этом модуль вектора силы ее притяжения к Земле? к Луне? С одинаковыми или различными по модулю силами притягивается станция к Земле и Луне, когда она находится посередине между ними? Все три ответа обоснуйте. (Известно, что масса Земли примерно в 81 раз больше массы Луны.) 3. Известно, что масса Солнца в 330 ООО раз больше массы Земли. Верно ли, что Солнце притягивает Землю в 330 ООО раз сильней, чем Земля притягивает Солнце? Ответ поясните. 4. Мяч, подброшенный мальчиком, в течение некоторого времени двигался вверх. При этом его скорость все время уменьшалась, пока не стала равной нулю. Затем мяч стал падать вниз с возрастающей скоростью. Объясните: а) действовала ли на мяч сила притяжения к Земле во время его движения вверх; вниз; б) что послужило причиной уменьшения скорости мяча при его движении вверх; увеличения его скорости при движении вниз; в) почему при движении мяча вверх его скорость уменьшалась, а при движении вниз — увеличивалась. 5. Притягивается ли к Луне человек, стоящий на Земле? Если да, то к чему он притягивается сильнее: к Луне или к Земле? Притягивается ли Луна к этому человеку? Ответы обоснуйте. Название темы: 16. Ускорение свободного падения на земле и других небесных телах 1. Верно ли. что притяжение тел к Земле является одним из примеров всемирного тяготения? 2. Как меняется сила тяжести, действующая на тело, при его удалении от поверхности Земли? 3. По какой формуле можно рассчитывать действующую на тело силу тяжести, если оно находится на небольшой высоте над Землей? 4. В каком случае сила тяжести, действующая на одно и то же тело, будет больше: если это тело находится в экваториальной области земного шара или на одном из полюсов? Почему? 5. Что вы знаете об ускорении свободного падения на Луне? Название темы: Упражнение 16 1. Чему равна сила тяжести, действующая на тело массой 2,5 кг: 600 г; 1,2 т; 50 т? (g= 10 м/с2.) 2. Определите приблизительно силу тяжести, действующую на человека массой 64 кг. (g ≈ 10 м/с2.) Притягивается ли земной шар к этому человеку? Если да, то чему приблизительно равна эта сила? 3. Первый советский искусственный спутник Земли был запущен 4 октября 1957 г. Определите массу этого спутника, если известно, что на Земле на него действовала сила тяжести, равная 819,3 Н. 4. Можно ли рассчитывать действующую на космическую ракету силу тяжести по формуле Fтяж = 9,8 м/с2 • m, где m — масса ракеты, если эта ракета пролетает на расстоянии 5000 км от поверхности Земли? (Известно, что радиус Земли приблизительно равен 6400 км.) Ответ поясните. Если эта формула не годится, то какой формулой вы предложили бы воспользоваться в этом случае? 5. Ястреб в течение некоторого времени может парить на одной и той же высоте над Землей. Значит ли это, что на него не действует сила тяжести? Что произойдет с ястребом, если он сложит крылья? 6*. С Земли стартует космическая ракета. На каком расстоянии от поверхности Земли сила тяжести ракеты будет в 4 раза меньше, чем перед стартом? в 9 раз меньше, чем перед стартом? Название темы: 18. Прямолинейное и криволинейное движение 1. Рассмотрите рисунок 33, а и ответьте на вопросы: под действием какой силы шарик приобретает скорость и движется от точки В к точке А? В результате чего эта сила возникла? Как направлены ускорение, скорость шарика и действующая на него сила? По какой траектории движется шарик? 2. Рассмотрите рисунок 33, б и ответьте на вопросы: почему в шнуре возникла сила упругости и как она направлена по отношению к самому шнуру? Что можно сказать о направлении скорости шарика и действующей на него силы упругости шнура? Как движется шарик: прямолинейно или криволинейно? 3. При каком условии тело под действием силы движется прямолинейно, а при каком — криволинейно? Название темы: Упражнение 17 1. Шарик катился по горизонтальной поверхности стола от точки А к точке В (рис. 35). В точке В на шарик подействовали силой F. В результате он стал двигаться к точке С. В каком из направлений, обозначенных стрелками 1, 2, 3 и 4, могла действовать сила F? 2. На рисунке 36 изображена траектория движения шарика. На ней кружочками отмечены положения шарика через каждую секунду после начала движения. Действовала ли на шарик сила на участке 0-3; 4—6; 7—9: 10—12; 13-15; 16—19? Если сила действовала, то как она была направлена по отношению к вектору скорости? Почему на участке 7—9 шарик повернул налево, а на участке 10—12 — направо по отношению к направлению движения перед поворотом? Сопротивление движению не учитывайте. 3*. На рисунке 37 линией ABCDE изображена траектория движения некоторого тела. На каких участках на тело наверняка действовала сила? Могла ли на тело действовать какая-нибудь сила при его движении на других участках этой траектории? Все ответы обоснуйте. Название темы: 19. Движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью 1. С помощью какого опыта можно убедиться в том, что мгновенная скорость тела, движущегося по окружности, в любой точке этой окружности направлена по касательной к ней? 2. Куда направлено ускорение тела при его движении по окружности с постоянной по модулю скоростью? Как называется это ускорение? 3. По какой формуле можно вычислить модуль вектора центростремительного ускорения? 4. Как направлена сила, под действием которой тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью? Название темы: Упражнение 18 1. При работе стиральной машины в режиме сушки поверхность ее барабана, находящаяся на расстоянии 21 см от оси вращения, движется вокруг этой оси со скоростью 20 м/с. Определите ускорение, с которым движутся точки поверхности барабана. 2. Определите ускорение конца секундной стрелки часов, если он находится на расстоянии R = 2 см от центра вращения. (Длина I окружности радиуса R определяется по формуле: I = 6,28R.) 3. Докажите, что ускорение движения крайней точки стрелки часов в два раза больше ускорения средней точки этой стрелки (т.е. точки, находящейся посередине между центром вращения стрелки и ее концом). 4. Минутная и секундная стрелки часов вращаются вокруг общего центра. Расстояния от центра вращения до концов стрелок одинаковы. Чему равно отношение ускорений, с которыми движутся концы стрелок? Какая стрелка движется с большим ускорением? 5. Масса Земли равна 6 • 1024 кг, а масса Луны — 7 • 1022 кг. Считая, что Луна движется вокруг Земли по окружности радиусом 384 ООО км, определите: а) силу притяжения между Землей и Луной; б) центростремительное ускорение, с которым Луна движется вокруг Земли; в) модуль скорости движения Луны относительно Земли. (G = 6,67 • 10-11 Н • м2/кг2.) Название темы: 20. Искусственные спутники земли 1. Приведите примеры (из области астрономии), доказывающие, что при отсутствии сил сопротивления тело может неограниченно долго двигаться по замкнутой траектории под действием силы, меняющей направление скорости движения этого тела. 2. Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжести, не падают на Землю? 3. Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли свободным падением? 4. Что необходимо сделать с физическим телом, чтобы оно стало искусственным спутником Земли? 5. Выведите формулу для расчета первой космической скорости спутника, движущегося по круговой орбите вблизи поверхности Земли. 6. Как движется спутник, обладающий первой космической скоростью? второй космической скоростью? Название темы: Упражнение 19 1. Определите скорость искусственного спутника Земли, если он движется по круговой орбите на высоте 2600 км над поверхностью Земли. (МЗ = 6 • 1024 кг; = 6,4 • 106 м; G = 6,67 • 10-11 Н • м2/кг2.) 2. Если бы на круговую орбиту вблизи поверхности Луны был выведен искусственный спутник, то он двигался бы со скоростью 1,67 км/с. Определите радиус Луны, если известно, что ускорение свободного падения на ее поверхности равно 1,6 м/с2. Название темы: 21. Импульс тела. Закон сохранения импульса 1. Что называют импульсом тела? 2. Что можно сказать о направлениях векторов импульса и скорости движущегося тела? 3. Что принимают за единицу импульса? 4. Как ставился опыт, изображенный на рисунке 42, и о нем он свидетельствует? 5. Что означает утверждение о том. что несколько тел образуют замкнутую систему? 6. Сформулируйте закон сохранения импульса. 7. Для замкнутой системы, состоящей из двух тел, запишите закон сохранения импульса в виде уравнения, в которое входили бы массы и скорости этих тел. Поясните, что означает каждый символ в этом уравнении. Название темы: Упражнение 20 1. Две игрушечные заводные машины, массой по 0,2 кг каждая, движутся прямолинейно навстречу друг другу. Скорость каждой машины относительно Земли равна 0,1 м/с. Равны ли векторы импульсов машин? модули векторов импульсов? Определите проекцию импульса каждой из машин на ось X, параллельную их траектории. 2. На сколько изменится (по модулю) импульс автомобиля массой 1 т при изменении его скорости от 54 км/ч до 72 км/ч? 3. Человек сидит в лодке, покоящейся на поверхности озера. В какой-то момент он встает и идет с кормы на нос. Что произойдет при этом с лодкой? Объясните явление на основе закона сохранения импульса. 4. Железнодорожный вагон массой 35 т подъезжает к стоящему на том же пути неподвижному вагону массой 28 т и автоматически сцепляется с ним. После сцепки вагоны движутся прямолинейно со скоростью 0,5 м/с. Какова была скорость вагона массой 35 т перед сцепкой? Название темы: 22. Реактивное движение. Ракеты 1. Основываясь на законе сохранения импульса, объясните, почему воздушный шарик движется противоположно струе выходящего из него сжатого воздуха. 2. Приведите примеры реактивного движения тел. 3. Каково назначение ракет? 4. Пользуясь рисунком 45. перечислите основные части любой космической ракеты. 5. Опишите принцип действия ракеты. 6. От чего зависит скорость ракеты? 7. В чем заключается преимущество многоступенчатых ракет перед одноступенчатыми? 8. Как осуществляется посадка космического корабля? Название темы: Упражнение 21 1. С лодки, движущейся со скоростью 2 м/с, человек бросает весло массой 5 кг с горизонтальной скоростью 8 м/с противоположно движению лодки. С какой скоростью стала двигаться лодка после броска, если ее масса вместе с массой человека равна 200 кг? 2. Какую скорость получит модель ракеты, если масса ее оболочки равна 300 г, масса пороха в ней 100 г, а газы вырываются из сопла со скоростью 100 м/с? (Считайте истечение газа из сопла мгновенным.) 3. На каком оборудовании и как проводится опыт, изображенный на рисунке 47? Какое физическое явление в данном случае демонстрируется, в чем оно заключается и какой физический закон лежит в основе этого явления? Примечание: резиновая трубка была расположена вертикально до тех пор, пока через нее не начали пропускать воду. 4. Проделайте опыт, изображенный на рисунке 47. Когда резиновая трубка максимально отклонится от вертикали, перестаньте лить воду в воронку. Пока оставшаяся в трубке вода вытекает, понаблюдайте, как будет меняться: а) дальность полета воды в струе (относительно отверстия в стеклянной трубке): б) положение резиновой трубки. Объясните оба изменения. Название темы: 23. Вывод закона сохранения механической энергии 1. Что называется механической (полной механической) энергией? 2. Как формулируется закон сохранения механической энергии? 3. Может ли меняться с течением времени потенциальная или кинетическая энергия замкнутой системы? Название темы: Упражнение 22 1. Дайте математическую формулировку закона сохранения механической энергии (т.е. запишите его в виде уравнений). 2. Оторвавшаяся от крыши сосулька падает с высоты h0 = 36 м от земли. Какую скорость v она будет иметь на высоте h = 31 м? (Представьте два способа решения: с применением закона сохранения механической энергии и без него; g = 10 м/с2.) 3. Шарик вылетает из детского пружинного пистолета вертикально вверх с начальной скоростью v0 = 5 м/с. На какую высоту от места вылета он поднимется? (Представьте два способа решения: с применением закона сохранения механической энергии и без него; g = 10 м/с2.)

Рады приветствовать учеников всех учебных заведений всех возрастов на нашем сайте! Здесь вы найдете решебники и решения задач бесплатно, без регистрации.
davay5.com