Теоретические положения. 2 Порядок выполнения работы 2

Содержание

1 Цель работы 2

2 Порядок выполнения работы 2

3 Содержание отчета 36

4 Контрольные вопросы 36

5 Литература 36

Приложение А. Теоретические положения 37

Приложение Б. Примеры решения задач 40

Приложение В. Таблица «Виды движения по ускорению» 44

Приложение Г. 45

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1 Проверить уровень сформированности знаний основных понятий формул, уравнений, графиков и элементов кинематики.

1.2 Применить полученные знания и умения для решения задач.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

2.1 Задание 1: подумать и выбрать один правильный ответ из нескольких предложенных (по вариантам).

Вариант 1

1. Уравнение координаты тела x=4-5t. Определить путь тела через 4с.

а) S = 16 м;

б) S = -20 м;

в) S = 4 м;

г) S = 20 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

2. Какой из графиков движения трех тел соответствует равноускоренному движению?

а) 1 график;

б) 2 график;

в) 3 график;

г) все три графика;

д) среди данных ответов нет правильного.

3. Тело бросили вертикально вверх с начальной скоростью 30 м/с. На какой высоте скорость тела уменьшится в 3 раза?

а) 40 м;

б) 50 м;

в) 1 м;

г) 400 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

4. Уравнение координаты тела имеет вид: . Определить модуль ускорения тела.

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) среди данных ответов нет правильного

5. Тело равномерно движется по окружности радиусом 2 м и делает один оборот за 6,28 с. Определить ускорение тела.

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

Вариант 2

1. По заданному графику написать уравнение координат

а) x = 20+5 t;

б) x = 20-4 t;

в) x = 5+4 t;

г) x = 4 t;

д) среди данных ответов нет правильного.

2. По графику скорости определите ускорение прямолинейно движущегося тела в момент t = 2 с.

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

3. Написать уравнение координаты , , . Определить вид движения.

а) движение равноускоренное и прямолинейное;

б) движение равнозамедленное и прямолинейное;

в) движение равномерное и прямолинейное;

г) движение равнозамедленное и прямолинейное;

д) среди данных ответов нет правильного.

4. Какой путь пройдет тело за 2 с движения вертикально вверх, если его ускорение 10 , а начальная скорость равна 20 м/с?

а) 60 м;

б) 0 м;

в) 20 м;

г) 10 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

5. Как изменится центростремительное ускорение, если тело будет двигаться равномерно по окружности вдвое меньшего радиуса с той же скоростью?

а) не изменится;

б) увеличится в 4 раза;

в) уменьшится в 4 раза;

г) увеличится в 2 раза;

д) среди данных ответов нет правильного.

Вариант 3

1. По данному графику пути написать уравнение координат. Начальная координата 4 м.

а) x = 6t;

б) x = 4t;

в) x = 4-3t;

г) x = 4+6t;

д) среди данных ответов нет правильного.

2. Написать уравнение координаты равноускоренного движения, если , , .

а) ; б) ;

в) ; г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

3. По данному графику определить ускорение в момент времени t = 2 c.

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

4. Какой путь пройден телом за 5 с при свободном падении , ?

а) 125 м;

б) 250 м;

в) 50 м;

г) 2 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

5. Как изменится центростремительное ускорение, если тело будет двигаться равномерно по окружности того же радиуса со скоростью в 2 раза меньше по модулю?

а) увеличится в 2 раза;

б) уменьшится в 2 раза;

в) не изменится;

г) уменьшится в 4 раза;

д) среди данных ответов нет правильного.

Вариант 4

1. По данному графику координат написать уравнение координат

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

2. Уравнение координаты тела имеет вид . Написать уравнение скорости этого тела.

а) ; б) ;

в) ; г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

3. Какое тело движется равноускоренно?

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) все три тела;

д) ни одно тело.

4. Тело бросили вертикально вверх с начальной скоростью 30 м/с. Найти время подъема. Написать уравнение скорости.

а) ; б) ; в) ; г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

5. Какой вид имеет формула центростремительного ускорения?

а) ; б) ; в) ; г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

Вариант 5

1. Уравнение координаты тела x=5-2t. Найти пройденный путь телом через 2 с.

а) 1 м;

б) 4 м;

в) 9 м;

г) 2 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

2. По данному графику определить ускорение тела в момент времени t=2c.

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

3. Какой из графиков скорости соответствует движению, при котором вектор скорости направлен противоположно скорости?

а) 1;

б) 2;

в) все три графика;

г) ни один из трех графиков;

д) 3.

4. Какой путь будет пройден телом при свободном падении за 4 с, если ускорение свободного падения принять равным 10 ?

а) 80 м;

б) 160 м;

в) 2,5 м;

г) 40 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

5. Как измениться центростремительное ускорение, если тело будет двигаться равномерно по окружности в 2 раза большего радиуса с той же скоростью?

а) увеличится в 4 раза;

б) увеличится в 2 раза;

в) не изменится;

г) уменьшится в 2 раза;

д) уменьшится в 4 раза.

Вариант 6

1. Уравнение пути тела имеет вид S=4t. Определить координату тела через 2 с, если начальная координата 2 м, движение в положительном направлении оси.

а) 8 м;

б) 6 м;

в) 10 м;

г) 4 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

2. Какое из тел движется с большим ускорением?

а) тело 3;

б) тело 2;

в) тело 1;

г) все три тела;

д) среди данных ответов нет правильного.

3. С какой скоростью будет двигаться тело через 3 с после начала свободного падения? .

а) ;

б) 30 м/с;

в) 90 м/с;

г) 45 м/с;

д) среди данных ответов нет правильного.

4. Написать уравнение скорости, если . Какое это движение?

а) равноускоренное прямолинейное движение;

б) равномерное прямолинейноедвижение;

в) равнозамедленное прямолинейное движение;

г) равноускоренное прямолинейное движение;

д) среди данных ответов нет правильного.

5. Тело равномерно движется по окружности. Как изменится центростремительное ускорение при увеличении скорости в 2 раза, если радиус окружности не изменяется?

а) увеличится в 2 раза;

б) уменьшится в 2 раза;

в) не изменится;

г) уменьшится в 4 раза;

д) увеличится в 4 раза.

Вариант 7

1. По графику координаты определить скорость тела.

а) 2 м/с; б) 6 м/с;

в) 3 м/с; г) 12 м/с;

д) среди данных ответов нет правильного.

2. Уравнение скорости имеет вид . Определить путь, пройденный телом через 5 с.

а) S=200 м; б) S=20 м;

в) S=45 м; г) S=14 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

3. Какой из данных графиков соответствует движению с наибольшим по модулю ускорением?

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4;

д) 5.

4. Написать уравнение координаты, если , , . Какое это движение?

а) равноускоренное прямолинейное движение;

б) равноускоренное прямолинейноедвижение;

в) равнозамедленное прямолинейное движение;

г) равнозамедленное прямолинейное движение;

д) среди данных ответов нет правильного.

5. Чему равно отношение путей пройденных телом за 1 с и за 2 с после начала свободного падения?

а) ; б) ; в) ; г) ; д) среди данных ответов нет правильного.

Вариант 8

1. Тело движется равномерно противоположно оси x со скоростью 5 м/с. Написать уравнение координаты, если начальная координата 10 м.

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

2. По заданному графику скорости написать уравнение пути

а) S=t;

б) S=-t;

в) S=-1+t;

г) S=1+t;

д) среди данных ответов нет правильного.

3. Проекция скорости имеет вид м/с. Начиная с какого момента движение тела станет равноускоренным?

а) 4 с;

б) 2 с;

в) 8 с;

г) тело всегда будет двигаться равнозамедленно;

д) среди данных ответов нет правильного.

4. Тело бросили вертикально вверх с начальной скоростью 30 м/с. Определить время подъема.

а) 15 с;

б) 4 с;

в) с;

г) 3 с;

д) среди данных ответов нет правильного.

5. Тело равномерно движется по окружности по часовой стрелке. Какое направление имеет ускорение в точке N?

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4;

д) среди данных ответов нет правильного.

Вариант 9

1. Уравнение координаты тела имеет вид . Определить путь пройденный телом за 5 с.

а) 20 м;

б) 10 м;

в) -18 м;

г) -20 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

2. По заданному графику написать уравнения координат.

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

3. За 4 с равноускоренного движения скорость тела возросла на 46 м/с. Определить модуль ускорения тела.

а) ; б) ; в) ; г) ;

д) среди данных ответов нет правильного.

4. Определить путь пройденный телом за 4 с при свободном падении , .

а) 80 м;

б) 160 м;

в) 2,5 м;

г) 40 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

5. Тело совершило один оборот по окружности за 3,14 с. Определить его период.

а) 2 с;

б) 0,34 с;

в) 1 с;

г) 3,14 с;

д) среди данных ответов нет правильного.

Вариант 10

1. По графику пути определить путь, пройденный велосипедистом за интервал времени от с до с.

а) 3 м; б) 30 м; в) 6 м;

г) 7,5 м; д) среди данных ответов нет правильного.

2. Уравнение координаты . Напишите уравнение пути.

а) S=4t;

б) S=0,8t;

в) S=-0,8t;

г) S=-0,8+t;

д) среди данных ответов нет правильного.

3. Тело движется с ускорением в течении 5 с. Начальная скорость тела 5 м/с. Найти конечную скорость, если вектор ускорения совпадает по направлению с вектором скорости.

а) 15 м/с;

б) -5 м/с;

в) 30 м/с;

г) 0;

д) среди данных ответов нет правильного.

4. Какой путь проходит свободно падающее тело за первую секунду своего движения?

а) 10 м;

б) 5 м;

в) 20 м;

г) 3 м;

д) среди данных ответов нет правильного.

5. Тело равномерно движется по окружности по часовой стрелке. Какое направление имеет вектор ускорения в точке М?

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4;

д) среди данных ответов нет правильного.

2.2 Задание 2: решить задачи по вариантам.

Вариант 1

1. Тело находится на высоте 25 м. на этой высоте его бросают горизонтально со скоростью 20 м/с. По какой траектории будет двигаться тело? Чему равна дальность полета?

2. Дано уравнение координаты материальной точки x=15(t+2). Как движется точка? Чему равны скорость и ускорение точки? Построить графики скорости и ускорения.

3. Тело бросили вверх. Оно вернулось на землю через 6 с. На какую высоту поднялось тело? С какой скоростью его бросили?

4. Написать уравнение координат для этих графиков. Найти место и время встречи аналитически.

Вариант 2

1. Тело начинает двигаться под углом 30° к горизонту с начальной скоростью 10 м/с. На какую высоту оно поднимается? Сколько времени будет подниматься?

2. По графику V_x(t) определить среднюю скорость за 6 с.

3. Два тела находятся на расстоянии 60 м. друг от друга и движутся в одном направлении со скоростями = 5 м/с, = 2 м/с. Определить время и место встречи.

4. Тело бросили вертикально вверх. Высота подъема 180 м. Определить время подъема и начальную скорость движения.

Вариант 3

1. С какой скоростью нужно бросить тело род углом 60° к горизонту, чтобы оно упало на расстоянии 20 м, если высота тела над землей в начальный момент времени 10 м? ().

2. Тело бросили вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Найти максимальную высоту подъема и время подъема.

3. Написать уравнение скорости, пути и координаты, если = -5 м, = 8 м/с, .

4. Уравнение координаты 1-го тела = 4t. Уравнение координаты 2-го тела . Построить на одном чертеже графики координат этих тел. Найти графически и аналитически место встречи.

Вариант 4

1. Струя воды в гидромоторе вылетает из ствола со скоростью 50 м/с под углом 35° к горизонту. Найти наибольшую высоту подъема струи.

2. Написать уравнение скорости и координаты, если м, , .

3. По графику скорости определить:

а) как движется тело на каждом участке;

б) ускорение и ;

в) уравнение скорости для каждого участка;

г) графики ускорения, координаты и пути (построить их).

4. Тело бросили вертикально вверх со скоростью 30 м/с. На какой высоте его скорость уменьшилась в 3 раза?

Вариант 5

1. Тело брошено горизонтально со скоростью 20 м/с. Определить смещение тела от точки бросания, при котором скорость будет направлена под углом 45 градусов к горизонту.

2. Автомобиль движется равноускоренно и за первые 3 секунды проходит путь 40 м, а за 5 секунд проходит 140 м. Определить начальную скорость и ускорение.

3.Тело свободно падает с высоты 125 м. Найти время падения и конечную скорость.

4. По данным графикам написать уравнение движения 1-го и 2-го тела. Найти графически и аналитически время встречи 1-го и 2-го тела.

Вариант 6

1. Тело находилось на высоте 25 м. На этой высоте его бросают горизонтально со скоростью 20 м/с. По какой траектории будет двигаться тело? Чему равна дальность полета?

2. По графику скорости определить как движется тело на участках АВ и ВС. Написать уравнение скорости для каждого участка.

3. По графику V_x(t) определить среднюю скорость движения за 15 с.

4. Тело бросили вертикально вверх с начальной скоростью v₀ = 20 м/с. Во сколько раз нужно увеличить начальную скорость тела, чтобы высота подъема увеличилась в 4 раза?

Вариант 7

1. Самолет летит горизонтально со скоростью 360 км/ч на высоте 490 м. Когда он пролетал над точкой А с него бросили пакет. На каком расстоянии от точки А пакет упадет на землю?

2. По графику V_x(t) написать уравнение скорости и координаты, если , . Определить путь тела за 5 с.

3. Тело бросили с высоты 240 м. и оно упало на землю через 6 с. С какой скоростью бросили тело? Найти скорость падения (g = 10 м/с²).

4. Материальная точка движется со скоростью v = 3 м/с из координаты , в течение t = 5 с. Написать уравнение координаты; построить график координаты и скорости за 5 с.

Вариант 8

1. Тело начинает двигаться под углом 45° к горизонту с начальной скоростью 20 м/с. На какую высоту оно поднимается? Сколько времени будет подниматься?

2. Тело бросили вертикально вверх со скоростью 10 м/с. Через сколько времени тело упадет на землю? Чему равна высота подъема?

3. Путь меняется по закону S = 6 t + t². Через сколько времени скорость тела будет в 2 раза больше, чем начальная скорость? Определить ускорение тела и путь.

4. По графику х(t) найти скорость тела в момент времени t=12c. Написать уравнение движения. Построить график пути и скорости.

Вариант 9

1. Мальчик ныряет в воду с крутого берега высотой 5 м, имея после разбега горизонтально направленную скорость, равную по модулю 6 м/с. Каковы модуль и направление скорости () мальчика при достижении им воды?

2. Уравнение координаты 1-го тела , уравнение координаты 2-го тела Построить графики координат, найти место и время встречи.

3. От начала торможения до остановки тело проходит путь 0,5 км за 20 с. Найти начальную скорость и ускорение тела.

4. Уравнение координаты материальной точки x=15(t+2). Как двигалась точка? Найти начальную скорость и ускорение. Построить графики скорости и ускорения.

Вариант 10

1. Тело брошено с начальной скоростью 10 м/с под углом 60° к горизонту, найти скорость тела в высшей точке подъема и в точке его падения на горизонтальную поверхность.

2. Дан график зависимости скорости от времени. Определить среднюю скорость за 4 с.

3. Дано уравнение координаты х = 20 - 4 t. Определить координаты точки через 10 с. Построить график координаты, пути и скорости.

4. Дано уравнение координаты x = (x_o+t-t²).Написать уравнение скорости. Найти координату и скорость тела через 10 с. Построить график скорости и координат.

2.3 Задание 3: заполнить таблицу 1 (см. Приложение В).

2.4 Задание 4: решить задачу поэтапно по вариантам.

Вариант 1

С башни высотой 30м брошено тело горизонтально со скоростью 10м/с. Найти: 1. уравнение траектории тела y (x); 2. скорость тела в момент падения на землю

1. Определить последовательность действий при решении задачи:
___выбрать направление осей координат
___определить направление угловой скорости (по правилу "буравчика")
___определить вид движения
___определить вид движения по оси ОХ
___определить вид траектории движения
___определить вид движения по оси ОY
___определить направление линейной скорости (по касательной к траектории в данной точке)
___определить нормальную компоненту ускорения и тангенциальную компоненту ускорения по модулю и направлению

2. Выберите правильный рисунок:

₃ Исходные формулы:

4. Расчетная формула:
; ;
;

Вариант 2

С башни высотой 30м брошено тело горизонтально со скоростью 10м/с. Найти: 1. угол, который образует скорость с горизонтом в точке падения; 2. время движения тела

2. Выберите правильный рисунок:

3. Исходные формулы:

4. Расчетная формула:
; ;
;

Вариант 3

С башни высотой 30м брошено тело горизонтально со скоростью 10м/с. Найти: 1. расстояние от основания башни до точки падения на землю; 2. скорость тела в некоторой точке траектории в момент времени t.

___определить вид движения по оси ОY
___определить направление линейной скорости (по касательной к траектории в данной точке)
___определить нормальную компоненту ускорения и тангенциальную компоненту ускорения по модулю и направлению

2. Выберите правильный рисунок:

3. Исходные формулы:

4. Расчетная формула:
; ;
;

Вариант 4

С башни высотой 30м брошено тело горизонтально со скоростью 10м/с. Найти: 1. уравнение траектории тела y (x); 2. время движения тела.

___определить вид движения по оси ОХ
___определить вид траектории движения
___определить вид движения по оси ОY
___определить направление линейной скорости (по касательной к траектории в данной точке)
___определить нормальную компоненту ускорения и тангенциальную компоненту ускорения по модулю и направлению

2. Выберите правильный рисунок:

3. Исходные формулы:

4. Расчетная формула:
;
;
;

Вариант 5

Тело брошено под углом 30⁰ к горизонту со скоростью 15м/с. Найти: 1. дальность полета тела (по горизонтали); 2. время его движения.

2. Выберите правильный рисунок:

3. Исходные формулы:

4. Расчетная формула:
; ;
;

Вариант 6

Тело брошено под углом 30⁰ к горизонту со скоростью 15м/с. Найти: 1. высоту подъема; 2. скорость на высоте h.

2. Выберите правильный рисунок:

3. Исходные формулы:

4. Расчетная формула:
; ;
;

Вариант 7

Тело брошено под углом 30⁰ к горизонту со скоростью 15м/с. Найти: 1. нормальную компоненту ускорения в начальной точке траектории; 2. дальность полета тела.

___определить вид траектории движения
___определить вид движения по оси ОY
___определить направление линейной скорости (по касательной к траектории в данной точке)
___определить нормальную компоненту ускорения и тангенциальную компоненту ускорения по модулю и направлению

2. Выберите правильный рисунок:

3. Исходные формулы:

4. Расчетная формула
; ;
;

Вариант 8

Тело брошено под углом 30⁰ к горизонту со скоростью 15м/с. Найти: 1. тангенциальную компоненту ускорения; 2. время движения тела.

2. Выберите правильный рисунок:

3. Исходные формулы:

4. Расчетная формула:
; ; ;

Вариант 9

Колесо радиусом R=10см вращается с угловым ускорением . Для точки на ободе колеса к концу первой секунды найти: 1.угловую скорость; 2.линейную скорость.

___определить нормальную компоненту ускорения и тангенциальную компоненту ускорения по модулю и направлению

2. Выберите правильный рисунок:

4.Расчетная формула
; ;
;

Вариант 10

Колесо радиусом R=10см вращается с угловым ускорением . Для точки на ободе колеса к концу первой секунды найти: 1. нормальную составляющую ускорения; 2. полное ускорение

___определить направление линейной скорости (по касательной к траектории в данной точке)
___определить нормальную компоненту ускорения и тангенциальную компоненту ускорения по модулю и направлению

2. Выберите правильный рисунок:

3. Исходные формулы:

4 Расчетная формула:
; ;
;

Содержание отчета

3.1 Цель работы

3.2 Порядок выполнения работы

3.3 Вывод по работе

3.4 Ответы на контрольные вопросы

Контрольные вопросы

4.1 Возможны ли движения, при которых отсутствует нормальное ускорение? тангенциальное ускорение? Приведите примеры.

4.2 Как определить мгновенную скорость, если известно, по какому закону меняется путь? (, напишите закон изменения мгновенной скорости)

4.3 Чем отличается график пути от графика координаты? в равномерном (равнопеременном) движении.

4.4 Что можно сказать о времени подъема и времени падения, если сопротивление воздуха не учитывать?

4.5 Тело брошено под углом α к горизонту (α~30⁰) со скоростью . Определить время и высоту подъема.

ЛИТЕРАТУРА

5.1 Дмитриева В.Ф. Физика. Учеб. для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования – М. Издательский центр «Академия» 2005 г.

5.2 Самойленко П.И. Физика. Учеб. для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования – М.; Издательский центр «Академия» 2003 г.

5.1 Жданов Л.С. Учебник по физике, “Наука”, М., 1984 г.

Приложение А

Теоретические положения

Механическим движением называется изменение положения тела по отношению к другим телам. Механическое движение – относительно, и выглядит по- разному в разных системах отчета.

Система отчета – это тело отсчета, по отношению к которому рассматривается движение других тел, жестко связанная с ним система координат и часы для измерения времени.