Материал к общественному смотру знаний по физике
Материал к общественному смотру знаний по физике
Динамика
1. Как формулируется первый закон Ньютона? Какие системы отсчета являются инерциальными и неинерциальными?
В чем состоит явление инерции? В чем состоит свойство тел, называемое инертностью?
Какой величиной характеризуется инертность тела?
2. Какова связь между массами тел и модулем ускорений, которые они получают при взаимодействии?
Как определяется масса отдельного тела и в чем она измеряется? Каким способом измеряют массу?
Что представляет собой эталон массы? В результате взаимодействия двух тел скорость одного из них увеличилась. Как изменилась скорость другого тела?
3. Что такое сила и чем она характеризуется? Какие действия оказывает на тело нескомпенсированная и скомпенсированная сила?
4. Объясните, как устанавливают второй закон Ньютона для движения материальной точки, какой формулой его выражают и как формулируют?
5. Какова единица измерения-силы в системе СИ? Как формулируют определение этой единицы?
Каковы Способы измерения силы?
6. Как движется тело, к которому приложена сила, постоянная по модулю и по направлению?
Как направлено ускорение тела, вызванное действующей на него силой?
В чем заключается принцип независимости сил?
7. Если на тело действует несколько сил, как определяется равнодействующая этих сил?
Сформулируйте первый закон Ньютона, используя понятие силы.
8. Запишите и сформулируйте третий закон Ньютона. Могут ли уравновешивать друг друга силы, с которыми взаимодействуют тела? Выполняется ли третий закон Ньютона при взаимодействии тел на расстоянии посредством поля (например, магнитного) или только при непосредственном контакте?Приведите примеры проявления третьего закона Ньютона.
9. Какие виды взаимодействия существуют в природе? К какому из них относится взаимодействие, приводящее к появлению силы упругости? Вследствие чего появляется сила упругости?
Что такое деформация? Какую деформацию называют упругой, а какую пластичной? Назовите виды деформаций.
При каких условиях возникают деформации тел? Что такое сила упругости? Какова природа этой силы?
Как направлены силы упругости? Как формулируется и записывается закон Гука?
Что такое жесткость? Какова единица жесткости в системе СИ?
Постройте график, иллюстрирующий закон Гука.
10. Что такое реакция опоры или подвеса?
11. Как формулируется закон всемирного тяготения? Какой вид имеет формула всемирного тяготения для материальных точек?Что называют гравитационной постоянной? Каков ее физический смысл? Каково ее значение в системе СИ?
Что называют гравитационным полем? Зависит ли сила тяготения от свойств среды, в которой находятся тела?
12. Что называют силой тяжести? По какой формуле определяют модуль силы тяжести? Одинакова ли сила тяжести в различных точках земного шара? Куда приложена сила тяжести, действующая на любое тело?
13. Зависит ли сила ускорения свободного падения тела от его массы? Как изменяется сила тяжести при удалении тела от поверхности Земли? Какое числовое значение ускорения свободного падения используется в расчетах?
14. Какие силы называют силами трения? Какова классификация основных видов трения?
Какое трение называют внешним и какое внутренним? Назовите виды внешнего трения. Когда они возникают?
Дайте физическую суть трения покоя. Напишите формулу закона, определяющего модуль силы трения покоя.
Что представляет собой коэффициент трения покоя?
Сделав чертеж и расчет, объясните, как на опыте определить значение коэффициента трения покоя.
В чем заключается физическая суть трения скольжения? Напишите формулу закона, определяющего собой коэффициент трения скольжения. Что представляет собой коэффициент трения скольжения? От чего зависит его значение?
Охарактеризуйте трение качения. Объясните природу возникновения силы трения качения.
Объясните роль смазки. Какое трение называют сухим? Существует ли трение покоя в жидкостях и газах?
Законы сохранения
15. Что называется импульсом тела и импульсом силы? Запишите формулу импульса тела.
Запишите формулу импульса силы. Какова единица измерения импульса тела в СИ? Как она формулируется?
16. Что такое замкнутая система тел? Какую систему тел называют незамкнутой?
17. На примере взаимодействия двух тел в замкнутой системе покажите, как устанавливают закон сохранения импульса.
18. Какое движение называется реактивным? Верно ли утверждение: для осуществления реактивного движения не требуется взаимодействия с окружающей средой? На каком законе основано реактивное движение?
От чего зависит скорость ракеты? Запишите закон сохранения импульса для реактивного движения.
19. Что называют механической работой? Какая формула выражает смысл этого понятия?
В каком случае сила совершает положительную работу и в каком – отрицательную?
Автомобиль движется по ровной дороге. Совершает ли работу сила тяжести, действующая на автомобиль?
Тело брошено вертикально вверх. Укажите, положительную или отрицательную работу совершает сила тяжести: а) при подъеме тела; б) при его падении.
20. Что называют мощностью? Какая формула выражает смысл этого понятия?
Какова связь между скоростью равномерного движения транспортного средства и мощностью его двигателя? Выведите и объясните эту формулу.
21. Что называют энергией? Выведите формулу для подсчета работы, совершаемой при изменении скорости тела.
Что такое кинетическая энергия? Какая формула выражает смысл этого понятия? Скалярная это величина или векторная?
Выведите формулу работы, совершаемой силой при изменении скорости тела (теорему о кинетической энергии).
Изменится ли кинетическая энергия движущегося тела при изменении направления вектора его скорости?
22. Какую энергию называют потенциальной?
Зависит ли работа силы тяжести от траектории движения тела в поле тяготения земли?
Чему равна работа силы тяжести по замкнутой траектории?
Как изменяется потенциальная энергия при движении вверх?
23. Какую энергию называют энергией взаимодействия, а какую – энергией движения и почему?
24. По какой формуле определяют потенциальную энергию упруго деформированного тела?
25. Что такое полная механическая энергия? Сформулируйте и запишите закон сохранения полной механической энергии. В каких системах выполняется закон сохранения полной механической энергии в общем виде?
26. Что называют коэффициентом полезного действия (КПД)? Что понимают под полезной работой, совершаемой механизмом? Что понимают под всей затраченной (полной) работой?
Задачи
1. Вагон массой 20 т движется с постоянным ускорением, равным 0,3 м/с2, и начальной скоростью 54 км/ч. Какая сила торможения действует на вагон? Через какое время он остановится и какое расстояние пройдет до остановки?
2. Два человека тянут веревку в противоположные стороны с силой по 50 Н каждый. Разорвется ли веревка, если она выдерживает натяжение в 60 Н?
3. К потолку вагона подвешен шар. Как он будет себя вести, если вагон начнет двигаться ускоренно? Равномерно? Замедленно? Влево? Вправо?
4. Определите массу тела, которому сила 50 Н сообщает ускорение 0,2 м/с2. Какое перемещение совершило тело за 30 с от начала движения?
5. Сила тяги, действующая на автомобиль, равна 1 кН, сила сопротивления движению – 0,5 кН. Не противоречит ли это третьему закону Ньютона?
6. В правилах уличного движения говорится: «Граждане! Не переходите улицу перед близко идущим транспортом. Помните, что транспорт мгновенно остановить нельзя». Объясните, почему невозможна мгновенная остановка транспорта.
7. Автомобиль массой 3 т, имеющий скорость 8 м/с, останавливается торможением через 6 с. Найдите тормозящую силу.
8. Два ученика тянут за динамометр в противоположные стороны. Что покажет динамометр, если первый ученик может развивать силу 250 Н, а второй – 100 Н?
9. Что произойдет с всадником, если скачущая лошадь внезапно остановится?
10. Парашютист массой 78,4 кг раскрыл парашют, пролетев 120 м. На протяжении 5 с парашют уменьшил скорость падения до 4,5 м/с. Определите наибольшую силу натяжения строп, на которых парашютист подвешен к парашюту.
11. Человек, стоящий на неподвижном плоту, начал двигаться со скоростью 5 м/с относительно плота. Масса человека составляет 100 кг, масса плота – 5000 кг. Какую скорость относительно воды приобрел плот?
12. Мяч, который неподвижно лежал на столе, при движении поезда покатился: а) вперед, в направлении движения поезда; б) назад, против движения; в) влево; г) вправо. Какие изменения в движении поезда произошли в каждом из этих случаев?
13. Из ствола пушки длиной 1,8 м вылетает снаряд массой 16 кг. Силу давления пороховых газов можно считать постоянной и равной 1,6. 106 Н. Определите скорость снаряда в момент вылета из ствола.
14. Два бруска массами 0,2 кг и 0,3 кг движутся без трения равноускоренно под действием силы F= 1 Н.
Определите ускорение брусков. Какая сила действует на второй брусок?
15. Бегущий человек, споткнувшись, падает вперед, а поскользнувшись, – назад. Почему?
16. Шар, движущийся со скоростью 2 м/с, сталкивается со вторым шаром, движущимся в том же направлении со скоростью 0,5 м/с. После столкновения скорость первого шара уменьшилась до 1 м/с, а скорость второго возросла до 1 м/с. Какой из шаров имеет большую массу и во сколько раз?
17. Поезд массой 1200 т движется со скоростью 28,8 км/ч и при торможении останавливается, пройдя путь 200 м. Найдите силу торможения.
18. В автомобилях применяются тормоза, которые действуют либо на все колеса, либо только на задние. Почему не применяется торможение только передних колес?
19. Футболист ударяет мяч массой 700 г и сообщает ему скорость 12 м/с. Определите силу удара, считая его продолжающимся 0,02 с.
20. Поезд массой 1500 т увеличил скорость с 5 до 11 м/с в течение 5 мин. Определите силу, сообщающую поезду ускорение.
21. Может ли автомобиль двигаться равномерно по горизонтальному шоссе с выключенным двигателем?
22. Автомобиль, имеющий с полной нагрузкой массу 1800 кг, течение 12 с развивает скорость 60 км/ч. Определите действующую силу и пройденный путь за время разгона автомобиля.
23. Желая прочнее насадить молоток или топор, свободным концом рукоятки резко ударяют о неподвижный массивный предмет. Объясните целесообразность этого приема.
24. Электровоз приводит в движение состав массой 9,8·105 кг по горизонтальному пути, развивая силу тяги 3,92·105 Н. Определите ускорение поезда, если коэффициент трения колес вагонов о рельсы равен 0,03. Принять g = 10 м/с2.
25. Две тележки движутся навстречу друг другу со скоростью 4 м/с. После столкновения вторая тележка стала двигаться в направлении движения первой тележки со скоростью 6 м/с, а первая тележка остановилась. Определите массу первой тележки, если масса второй 2 кг.
26. Как устанавливается поверхность бензина в цистерне при равномерном, ускоренном и замедленном движении поезда?
27. Поезд массой 1500 т, движущийся со скоростью 36 км/ч, остановился, пройдя 30 м после начала торможения. Найдите время торможения и силу сопротивления движению поезда во время торможения.
28. Радиус планеты Марс приблизительно в 2 раза меньше радиуса Земли, а масса Марса составляет приблизительно 0,1 массы Земли. Сравните силы тяжести, действующие на тела одинаковой массы на Земле и на Марсе.
29. При колке дров в полене застрял топор. Как лучше ударить о твердую опору: вниз поленом или вниз обухом топора, чтобы расколоть полено?
30. За какое время скорость поезда возрастет с 36 до 57,6 км/ч, если его масса составляет 530 т, а сила тяги двигателя равна 84 800 Н? Какое расстояние пройдет поезд за это время?
31. Санки, съезжая с горы, приобрели скорость 5 м/с. Двигаясь далее по горизонтальному пути, они остановились через 15 с. Найдите силу трения, останавливающую санки, и коэффициент трения, если масса санок равна 75 кг.
32. Изобразите графики скорости движения электровоза в следующих случаях: а) сила тяги двигателей больше силы трения; б) сила тяги равна силе трения; в) сила тяги меньше силы трения. Силу тяги считать постоянной.
33. Парашютист, достигнув в затяжном прыжке скорости 55 м/с, раскрыл парашют, после чего за 2 с скорость уменьшилась до 5 м/с. Найдите наибольшую силу натяжения стропов парашюта, если масса парашютиста составляет 80 кг.
34. Какова жесткость пружины динамометра, если под нагрузкой в 10 Н пружина удлинилась на 4 см? На сколько удлинится эта пружина под нагрузкой 20 Н? Почему шкала динамометра равномерная?
35. В известных опытах с магдебургскими полушариями по изучению атмосферного давления, чтобы разнять два полушария, из которых был выкачан воздух, впрягли шестнадцать лошадей (по восемь к каждому полушарию). Как можно было бы выполнить то же самое действие восемью лошадьми?
36. Космический корабль массой 6·108 кг поднимается с Земли вертикально вверх. С каким ускорением будет подниматься корабль, если двигатели развивают силу тяги 2,94– 107 Н? Определите скорость и координату корабля относительно места старта в конце 5-й минуты движения.
37. После толчка вагон остановился, пройдя по горизонтали 37,5 м за 50 с. Каков коэффициент трения?
38. Является ли инерциальной системой отсчета вагон, движущийся равномерно? Неравномерно? Является ли инерциальной системой отсчета искусственный спутник Земли? Карусель?
39. Человек, стоя в лодке, подтягивает к себе вторую лодку с помощью веревки. Масса первой лодки сосавляет 400 кг, масса второй – 200 кг. Какое перемещение совершит каждая из лодок за 5 с, если сила упругости натянутой веревки равна 100 Н? Силами трения пренебречь, а воду считать покоящейся.
40. Вычислите первую космическую скорость для Луны, если радиус Луны равен 1700 км, а ускорение свободного падения тел на Луне равно 1,6 м/с2.
41. Почему шофер не может мгновенно остановить движущуюся автомашину?
42. Какую наименьшую силу необходимо приложить, чтобы двигать санки с грузом массой 500 кг по льду? Коэффициент трения скольжения дерева о лед равен 0,035.
43. Человек, стоя в лодке, подтягивает к себе с помощью веревки вторую лодку. Определите перемещения лодок за 5 с, если масса первой лодки – 200 кг, второй – 100 кг, а сила натяжения веревки -100 Н. Силами трения пренебречь, воду считать покоящейся, а движение лодок равноускоренным.
44. Мальчик, стоя на тележке, подтягивает к себе с помощью веревки вторую тележку с постоянной силой 100 Н. Определите скорости первой и второй тележек через 2 с после начала движения; если масса тележки с мальчиком равна 100 кг, а масса второй тележки – 80 кг. Трением пренебречь.
45. Мальчик догнал тележку, движущуюся со скоростью 3 м/с, и вскочил на нее. Чему равна скорость тележки после этого, если скорость мальчика в момент прыжка была равна 4 м/с, масса мальчика 50 кг, а масса тележки 80 кг? Чему будет равна скорость тележки, если мальчик прыгнет навстречу движущейся тележке?
46. Человек массой 75 кг прыгнул с движущейся тележки массой 100 кг в сторону, противоположную ее движению, так, что его скорость относительно земли стала равной нулю. Чему равна скорость тележки после прыжка, если до прыжка она была 4 м/с?
47. Снаряд массой 50 кг летел с горизонтальной скоростью 400 м/с. При разрыве одна его часть массой 40 кг полетела со скоростью 550 м/с в направлении движения снаряда. С какой скоростью и в каком направлении стала двигаться вторая часть снаряда?
48. Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 1,5 м/с, встречает стоящую на пути платформу массой 10 т. Найдите скорость совместного движения вагона и платформы.
49. Две железнодорожные платформы движутся навстречу друг Другу со скоростями 0,6 и 0,4 м/с. Массы платформ соответственно равны 18 и 28 т. С какой скоростью и в каком направлении будут двигаться платформы после столкновения? Удар считать упругим.
50. Летящая пуля попадает в подвешенный ящик с песком массой 5,01 кг. При этом ящик откачнулся на 10 см. Определите скорость пули при ударе, если ее масса 10 г.
51. Мальчик догнал тележку, движущуюся со скоростью 3 м/с, и вскочил на нее. Чему равна скорость тележки после этого, если скорость мальчика в момент прыжка была 4 м/с, масса мальчика 50 кг, а масса тележки 80 кг? Чему будет равна скорость тележки, если мальчик прыгнет навстречу движущейся тележке?
52. Ящик тянут равномерно по горизонтальной поверхности. Веревка, с помощью которой тянут ящик, образует с горизонталью угол 30°. Сила натяжения веревки 25 Н. Какая работа проделана при перемещении ящика на расстояние 52 м?
53. Какие превращения энергии происходят при стрельбе из
лука?
54. Снаряд массой 50 кг летел с горизонтальной скоростью 400 м/с. При разрыве одна его часть массой 40 кг полетела со скоростью 550 м/с в направлении движения снаряда. С какой скоростью и в каком направлении стала двигаться вторая
часть снаряда?
55. . Сани, масса которых 70 кг, скатываются без начальной скорости с горы длиной 50 м и высотой 8 м. Определите среднюю силу сопротивления, зная, что у подножия горы скорость саней была 6 м/с (g = 10 м/с2).
56. Для чего при строительстве гидроэлектростанции возводят плотины?
57. Подъемный кран приводится в действие двигателем мощностью 10 кВт. Какое время потребуется для доставки на высоту 50 м груза массой 2000 кг, если коэффициент полезного действия двигателя равен 75%?
58. Тело массой 250 г брошено вертикально вверх со скоро-тью 15 м/с. Найдите: а) кинетическую энергию в момент бросания; б) потенциальную энергию тела в наивысшей точке его пути; в) наибольшую высоту подъема.
59. Для чего опытный шофер перед небольшим подъемом дороги увеличивает скорость движения?
60. Подъемный кран должен в течение 8 ч рабочего дня поднять 3-Ю6 кг строительных материалов на высоту 9 м. Какова мощность двигателя крана, если коэффициент полезного действия установки 60%?
61. Футбольный мяч массой 400 г свободно падает на землю с высоты 6 м и отскакивает на высоту 2,4 м. Сколько энергии теряет мяч при ударе о землю?
62. Какие превращения энергии происходят при стрельбе из воздушного пистолета?
Ракета под действием ракетоносителя была поднята на высоту 4-Ю4 м и приобрела скорость 1,4-103 м/с. Определите работу, выполненную двигателем ракетоносителя, а также кинетическую и потенциальную энергию ракеты на этой высоте, если масса ракеты 500 кг.
63. Платформа массой 10 т движется со скоростью 2 м/с. Ее догоняет платформа массой 15 т, имеющая скорость 3 м/с. Какова скорость этих платформ после удара (удар считать неупругим)?
64. Почему тяжелая автомашина должна иметь более мощные тормоза, чем легкая?
65. Автомобиль «Волга» с пассажирами имеет массу 1750 кг. Какую максимальную скорость он может развить из состояния покоя на подъеме с уклоном 30°, если коэффициент трения колес о полотно дороги равен 0,25? Мощность двигателя автомобиля 51,5 кВт.
66. Определите потенциальную и кинетическую энергию стрелы массой 30 г, выпущенной вертикально вверх со скоростью 25 м/с, через 2 и 4 с после начала полета.
67. Что произойдет, если под одну из чашек уравновешенных весов направить струю воздуха из трубки?
Н. Д. Ахметова, МОУ "Ялгинская СОШ", г. Саранск
Метки: Физика