Задачи на тему Механика. Законы сохранения
из задачника Касьянов 10 класс по предмету Физика

Название темы: Импульс материальной точки §28
1. Что такое импульс силы?
2. Сформулируйте определение импульса тела
3. Почему небольшая сила, действующая значительный промежуток времени, оказывает на движение тела такое же воздействие, как и большая сила, которая действует кратковременно?
4. Почему импульс шайбы линейно увеличивается со временем (см рис 103), если на шайбу действуют постоянные силы F1 и F2?
5. При каком условии импульс тела сохраняется?
Название темы: Импульс материальной точки §28. Задачи
1. По изогнутому под прямым углом шлангу течет вода Определите направление импульса силы, изменяющей направление потока воды, и направление силы, действующей на шланг
2. Автомобиль массой 2000 кг, двигаясь на север со скоростью 90 км/ч, повернул на перпендикулярное шоссе, ведущее на восток. Определите направление и модуль изменения импульса автомобиля [юго-восток; 7,07 ⋅ 104 кг ⋅ м/с]
3. Теннисный мяч, летящий со скоростью v, отскакивает от теннисной ракетки, движущейся навстречу мячу со скоростью и С какой скоростью отлетит мяч после упругого удара о ракетку? [v + 2u]
4. Шар из пластилина и теннисный мяч, двигаясь вправо, ударяются о бетонную стенку, имея перед ударом скорость v Определите направление и модуль изменения импульса шара и мяча, если их массы одинаковы [влево; mv; 2mv]
5. Молекула газа массой m упруго ударяется о стенку сосуда, двигаясь со скоростью v, составляющей угол α с перпендикуляром к стенке Какой импульс и в каком направлении сообщает молекула стенке? [2mv cos α; перпендикулярно стенке]
Название темы: Закон сохранения импульса §29
1. Какая система тел называется замкнутой? Приведите примеры замкнутых систем
2. Сформулируйте закон сохранения импульса Как эффект отдачи используется в реактивном движении?
3. Почему для запуска космических кораблей с поверхности Земли используются многоступенчатые ракеты?
4. Камень дважды бросают с одинаковой начальной скоростью под одним и тем же углом к горизонту сначала с причала, затем из покоящейся на воде надувной резиновой лодки В каком случае дальность полета камня больше и почему?
5. Почему лодка начинает отплывать от берега, когда человек выходит из нее на причал?
Название темы: Закон сохранения импульса §29. Задачи
1. Два шара массой m1 = 1 кг и m2 = 2 кг скользят по гладкой горизонтальной поверхности на запад и север со скоростью v1 = 10 м/с и v2 = 5 м/с соответственно Определите направление и модуль импульса системы двух шаров [14,14 кг - м/с; на северо-запад]
2. Граната массой 1 кг, летящая со скоростью 20 м/с на запад, разрывается на два осколка Один массой 0,2 кг начинает двигаться со скоростью 500 м/с в направлении полета гранаты В каком направлении и с какой скоростью полетит другой осколок? [на восток; 100 м/с]
3. Из орудия, установленного на гладкой горизонтальной поверхности, вылетает снаряд массой m = 20 кг со скоростью v0 = 200 м/с под углом α = 30° к горизонту Какую скорость приобретет орудие после выстрела, если его масса М = 2000 кг? [v = mv0 cos α/М = 1,73 м/с]
4. Человек массой m = 70 кг переходит с кормы лодки на нос Масса лодки М = 130 кг, ее длина l = 4м На какое расстояние и в какую сторону отплывет лодка?
5. Снаряд, вылетевший из орудия, разорвался в верхней точке траектории на высоте 1960 м на два равных осколка Скорость снаряда перед разрывом равна 100 м/с. Один из осколков полетел горизонтально в обратном направлении со скоростью, вдвое большей На каком расстоянии друг от друга осколки упадут на землю? [4000 м]
Название темы: Работа силы §30
1. Сформулируйте определение работы силы. В каких единицах измеряется работа? В чем заключается физический смысл работы?
2. При каких условиях работа силы положительна? отрицательна? равна нулю?
3. Как зависимость силы от координаты влияет на величину работы силы? Как можно найти работу графически?
4. В каком случае штангист совершает бОльшую работу: при подъеме штанги массой 100 кг на высоту 2 м или при подъеме штанги массой 120 кг на высоту 1,5 м?
5. Почему наклонные лестницы облегчают усилия при подъеме?
Название темы: Работа силы §30. Задачи
1. Для разрезания сыра толщиной 15 см требуется усилие 40 Н Какая при этом совершается работа? [6 Дж]
2. Деревянный контейнер массой m = 200 кг равномерно передвинули по деревянному полу на расстояние l = 5м Найдите работу, совершенную при таком перемещении. Коэффициент трения скольжения μ = 0,5 (см. табл 8). [4,9 Дж]
3. Сердце взрослого человека за одно сокращение прогоняет около 160 см3 крови Оно сокращается примерно 70 раз в минуту, совершая работу 1 Дж за каждое сокращение Какую работу совершает сердце за день? [100 кДж]
4. Упряжка собак, протащив сани по горизонтальному пути длиной 10 км, совершает работу 980 кДж Считая коэффициент трения равным 0,02, найдите массу саней [500 кг]
5. Найдите массу груза, если для его подъема на высоту 20 м подъемник совершает работу 9,8 кДж. [50 кг]
Название темы: Потенциальная энергия §31
1. Какая сила называется потенциальной?
2. Дайте определение потенциальной энергии
3. Чему равна результирующая работа силы тяжести при подъеме с Земли тела массой m на высоту Н и при последующем его опускании обратно на Землю?
4. В чем состоит принцип минимума потенциальной энергии? Почему потенциальная сила направлена в сторону убывания потенциальной энергии?
5. Сформулируйте определения устойчивого, неустойчивого, безразличного равновесия и приведите примеры
Название темы: Потенциальная энергия §31. Задачи
1. Тело массой m =1 кг имеет потенциальную энергию Ер = 9,8 Дж На какую высоту над Землей поднято тело, если нуль отсчета потенциальной энергии находится на поверхности Земли? [1 м]
2. Землекоп, выкапывая яму глубиной 1 м, длиной 2 м и шириной 1 м, выбрасывает глину на уровень земли Считая плотность глины равной 2⋅103 кг/м3, найдите изменение потенциальной энергии глины и минимальную работу, совершенную землекопом [19,6 кДж]
3. В цилиндрической бочке находится 200 л воды Высота столба воды в бочке 1 м Найдите изменение потенциальной энергии воды после ее вытекания: а) на поверхность Земли, б) на поверхность Луны [-9,8 кДж; -1,6 кДж]
4. Найдите работу, которую надо совершить, чтобы положить друг на друга в одну стопку пять словарей, лежащих отдельно на столе высотой 1 м Масса каждого словаря 2 кг, а толщина 10 см [3,92 Дж]
5. Какую работу против силы тяжести совершает штангист, поднимая штангу массой 200 кг на высоту 2 м? [3,92 кДж]
Название темы: Потенциальная энергия тела при гравитационном и упругом взаимодействиях §32
1. При каком выборе начала отсчета потенциальная энергия тела в поле тяжести Земли будет отрицательна?
2. Почему потенциальная энергия минимальна на поверхности Земли?
3. Почему сила упругости является потенциальной силой?
4. Как потенциальная энергия силы упругости пружины зависит от деформации пружины?
5. Почему правая ветвь параболы (см рис 119) определяет потенциальную энергию растяжения, а левая ветвь — потенциальную энергию сжатия?
Название темы: Потенциальная энергия тела при гравитационном и упругом взаимодействиях §32. Задачи
1. Почему движение планет и спутников по эллиптической орбите не может быть равномерным?
2. Ракета поднимает спутник сначала на высоту h = R над поверхностью Земли, а затем запускает его на круговую орбиту на этой высоте Найдите отношение работ на поднятие А1 и на запуск А2 спутника [А12 = 2]
3. При растяжении пружины на 2 см совершена работа 1 Дж. Какую работу следует совершить, чтобы растянуть пружину еще на 2 см? [3 Дж]
4. Пружина сжимается дважды из положения равновесия первый раз на 3 см, второй раз на 6 см Во сколько раз энергия, накопленная пружиной при повторном сжатии, больше, чем при первоначальном? [в 4 раза]
5. Шар массой m = 0,2 кг, прикрепленный к горизонтальной, закрепленной с другого конца пружине, отводят от положения равновесия на расстояние А = 0,2 м и отпускают Частота возникающих при этом гармонических колебаний шара v = 2 Гц Определите максимальную силу упругости Fmax, действующую на шар, и его механическую энергию. [6,32 Н; 15,8 Дж]
Название темы: Кинетическая энергия §33
1. Сформулируйте определение кинетической энергии тела Какие единицы энергии вам известны?
2. Сформулируйте теорему о кинетической энергии
3. Может ли оставаться неизменной кинетическая энергия тела, если равнодействующая сил, приложенных к нему, отлична от нуля?
4. От каких физических величин зависит тормозной путь автомобиля?
5. В каком случае требуется бОльшая энергия — при запуске спутника вдоль меридиана или вдоль экватора (в сторону вращения Земли)?
Название темы: Кинетическая энергия §33. Задачи
1. Ракета, летящая со скоростью v, разгоняется до вдвое большей скорости В результате сгорания топлива полная масса ракеты уменьшается вдвое по сравнению с массой до разгона Как изменяется при этом кинетическая энергия ракеты? [увеличивается в 2 раза]
2. Шар массой 1 кг, летящий со скоростью 4 м/с, при ударе сжимает пружину Найдите максимальную энергию сжатия пружины [8 Дж]
3. Серьезной опасностью при межпланетных перелетах может стать столкновение космического корабля с небольшими высокоскоростными метеоритами Определите энергию микрометеорита массой 1 кг, движущегося со скоростью 60 км/с. [1,8 МДж]
4. Энергия 7,4⋅1016 Дж, выделяемая 1 т урана-235, идет на ускорение космического корабля массой 3000 т Какую максимальную скорость может набрать корабль? [220 км/с]
5. Пуля массой m= 9 г вылетает из винтовки со скоростью v0 = 650 м/с. На расстоянии 400 м от места выстрела скорость пули становится равной v = 390 м/с Какую часть от своей начальной кинетической энергии потеряла пуля на этом расстоянии в результате трения о воздух? Найдите работу сил сопротивления воздуха при полете пули. [0,64; -1,22 кДж]
Название темы: Мощность §34
1. Сформулируйте определение средней мощности. В каких единицах измеряется мощность?
2. Чему равна мгновенная мощность?
3. К каким величинам относится мощность: скалярным или векторным?
4. Почему при увеличении скорости автомобиля требуется меньшая сила тяги для ее поддержания?
5. На что расходуется мощность двигателей палубного истребителя, зависшего над авианосцем?
Название темы: Мощность §34. Задачи
1. Какой минимальной мощностью должен обладать двигатель подъемника, чтобы поднять груз массой 100 кг на высоту 20 м за 9,8 с? [2 кВт]
2. Вентиляторный ремень автомобиля, движущийся со скоростью 40 м/мин, натянут с силой 30 Н. Определите мощность, передаваемую ремнем [20 Вт]
3. Река Замбези в Центральной Африке приносит к водопаду Виктория ежеминутно 90 млн л воды (высота падения воды около 100 м) Найдите мощность водопада Виктория. [1470 МВт]
4. Чему равна мощность сердца спортсмена во время соревнований, если при одном ударе оно совершает работу 16 Дж, а ежеминутно делает 180 ударов? [48 Вт]
5. При вдыхании человеком 1 л кислорода в организме (в результате взаимодействия кислорода с белками, жирами и углеводами) выделяется энергия 20 кДж Для нормального функционирования организма человеку массой 70 кг требуется (даже во время сна) приток мощности 80 Вт. Какой объем вдыхаемого воздуха в секунду обеспечит такой приток мощности? [4 мл]
Название темы: Закон сохранения механической энергии §35
1. Что называется полной механической энергией системы? Сформулируйте закон изменения механической энергии
2. Какая система тел называется консервативной?
3. При каких условиях полная механическая энергия системы сохраняется?
4. Воспользовавшись решением задачи (рис 123), определите скорость мяча, падающего на Землю без начальной скорости с высоты 1,5 м
5. Почему снаряды, выпущенные из одного орудия под разными углами к горизонту, имеют одинаковую скорость на одной и той же высоте?
Название темы: Закон сохранения механической энергии §35. Задачи
1. Найдите максимальную высоту, на которую поднимется камень, брошенный вертикально вверх со скоростью v0 = 20 м/с [20,4 м]
2. Пружинный пистолет выбрасывает резиновую пулю на высоту 18м над поверхностью Земли. На какую максимальную высоту поднялась бы пуля, если бы выстрел был сделан с поверхности Марса? [47,7 м]
3. Найдите скорость входа в воду прыгуна с пятиметрового трамплина, если начальная скорость отталкивания спортсмена v0 = 5 м/с. [11,1 м/с]
4. Авиалайнер летит на высоте 9,2 км со скоростью 1080 км/ч Принимая, что нуль отсчета потенциальной энергии находится на поверхности Земли, найдите, какую часть от полной механической энергии составляют соответственно кинетическая и потенциальная энергии [2/3; ⅓]
5. Ядро массой m = 5 кг свободно падает на Землю с высоты Н = 10 м. Определите изменения потенциальной и кинетической энергий ядра в точке падения. Найдите скорость ядра на высоте h = 5 м и при ударе о Землю, пренебрегая сопротивлением воздуха.
Название темы: Абсолютно неупругое и абсолютно упругое столкновения §36
1. Какой удар является абсолютно неупругим? Приведите примеры такого удара
2. Какой удар считается абсолютно упругим? Приведите примеры такого удара.
3. Почему в результате абсолютно неупругого удара шаров их суммарная кинетическая энергия уменьшается?
4. Покоящийся шар приобретает скорость в результате центрального соударения с другим шаром При каком ударе (упругом или неупругом) эта скорость больше? Почему?
5. Почему в результате абсолютно упругого столкновения одинаковых шаров шар, движущийся с большей скоростью, замедляется, а шар, движущийся с меньшей скоростью, ускоряется?
Название темы: Абсолютно неупругое и абсолютно упругое столкновения §36. Задачи
1. Какой молоток (легкий или тяжелый) при ковке теряет большую часть своей энергии? Почему?
2. Во сколько раз скорость, приобретаемая при ударе двух одинаковых шаров неподвижным шаром, больше при упругом ударе, чем при неупругом? [в 2 раза]
3. Какую часть своей первоначальной энергии теряет электрон при центральном упругом соударении с неподвижным атомом? Масса электрона mе много меньше массы атома mа [4mе/mа]
4. При радиоактивном (самопроизвольном) делении неподвижное ядро атома может распадаться на две частицы с различной массой m1 и m2 С помощью законов сохранения импульса и энергии покажите, что энергия продуктов распада обратно пропорциональна их массе, т е менее массивная частица уносит большую энергию
5. Пуля массой m = 9 г, летящая со скоростью v0 = 600 м/с, попадает в ящик с песком массой М = 2 кг, висящий на веревке длиной l = 2м, прикрепленной к потолку, и застревает в нем Какая часть энергии пули была израсходована на деформацию ящика? На какой максимальный угол от вертикали отклонится веревка в результате выстрела? [99,5%; 35,5°]

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