Глава 3. Динамика
Закон инерции. Инерциальная система отсчёта. Первый закон Ньютона
1. Дополните предложение, вставляя пропущенные слова.
Изучая движение шаров по разным наклонным плоскостям, Галилей экспериментально установил, что:
при движении шара вниз по наклонной плоскости модуль его скорость _________________; при движении шара вверх по наклонной плоскости модуль его скорость _________________; при уменьшении угла наклона плоскости к горизонту изменение модуля скорости движущегося по ней вниз или вверх шара ____________________________.
На основании этих опытов Галилей предположил, что при движении шара по идеально гладкой горизонтальной плоскости при _______________________ на него других тел шар должен двигаться ________________________________.
Закон инерции Галилея утверждает: если на точечное тело не действуют другие тела, то такое тело ________________ или ________________________
________________________________________.
Систему отсчёта называют инерциальной, если в ней свободное (______________________ ______________) точечное тело ___________________
______________________________________.
Другими словами, инерциальной называют систему отсчёта, в которой выполняется _____________________________________________________.
Системы отсчёта, в которых свободное тело движется с ускорением (в которых закон инерции ____________________________), называют _______________________________________.
Первый закон Ньютона:
___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
Это означает, что всегда можно найти систему отсчёта, которую ______________________________________________________________ можно считать инерциальной.
2. Зачеркните варианты с неверными утверждениями.
Динамика — раздел механики, в котором: а) изучают только действующие на тела силы; б) рассматривают причины изменения характера движения тел; в) изучают только законы движения тел.
|
|
Система отсчёта, связанная с покоящимся или равномерно прямолинейно поступательно движущимся телом: а) всегда; б) не всегда является инерциальной.
Инерциальные системы отсчёта: а) существуют, б) не существуют.
Автомобиль с выключенным двигателем: а) может; б) не может двигаться равномерно по горизонтальному прямолинейному шоссе, так как ____________________________________________________________________
3. При каких условиях можно считать инерциальными: а) лабораторную; б) гелиоцентрическую системы отсчёта?
а)
б)
4. Отметьте знаком Ú (галочкой) правильные утверждения.
А) Закон инерции выполняется:
всегда □
в ИСО □
в системе отсчёта, движущихся равномерно прямолинейно поступательно относительно ИСО □
в системе отсчёта, движущихся равноускоренно прямолинейно поступательно относительно ИСО □
в системе отсчёта, равномерно вращающейся относительно ИСО □
Б) Человеку, стоящему в дрейфующей по течению лодке, трудно сохранить прежнее положение, если лодка натыкается на мель, потому что:
лодка раскачивается при остановке; □
человек стремится продолжить движение по инерции; □
на человека действует препятствие. □
В) Опускание столбика ртути при встряхивании медицинского термометра обусловлено:
её инерцией; □
движением под действием силы тяжести. □
Г) В ИСО, связанной с Землёй, воздушный шар:
а) равномерно поднимается;
б) поднимается, ускоряясь;
в) сносится равномерно движущимся потоком воздуха в сторону;
г) опускается, замедляясь;
|
|
д) опускается, ускоряясь;
е) равномерно опускается.
Систему отсчёта, связанную с воздушным шаром, можно приближённо считать инерциальной в случаях:
1) а), б) и в) □
2) только а) и в) □
3) только а) и е) □
4) а), в), и е) □
Д) Мяч, неподвижно лежавший на полу трамвая, начинает катиться влево, если смотреть по ходу движения трамвая потому, что трамвай:
ускоряется □
тормозит □
поворачивает вправо □
поворачивает влево □
5. Относительно ИСО, связанной с поверхностью Земли, автомобиль движется:
а) по горизонтальной дороге прямолинейно равномерно;
б) равномерно по закругленному участку дороги;
в) по горизонтальной дороге, увеличивая скорость;
г) по горизонтальной дороге, тормозя;
д) равномерно поднимаясь в гору по наклонной прямой;
е) равномерно опускаясь с горы по дороге, угол наклона которой к горизонту уменьшается.
В каких из перечисленных случаев систему отсчета, связанную с автомобилем, можно считать инерциальной? Поясните свой ответ.
6. Почему при резком торможении или разгоне автобуса пассажиры приобретают ускорение относительно автобуса? Приобретают ли при этом пассажиры ускорение относительно Земли? Ответы поясните.
Сила. Измерение сил
1. Дополните предложение, вставляя пропущенные слова.
Силой в механике называют _________________величину, характеризующую действие одного тела на другое, в результате которого это другое тело получает ________________ в _____________________________ системе отсчёта.
При действии на точечное тело только одной силы направление этой силы ________________ с направлением ______________________тела в ИСО.
|
|
При действии на __________ тело нескольких сил ______________ этого тела в ИСО будет таким же, как если бы на него действовала одна сила, равная векторной _________________ _________________________________________.
Если одновременное действие на точечное тело двух противоположно направленных сил не изменяет его скорости в ИСО, то эти силы ___________________________________________________________________.
Если на движущийся по прямолинейному участку шоссе автомобиль действует сила тяги, равная по модулю силе сопротивления движению, то автомобиль будет двигаться _________________________________________________.
2. Отметьте знаком Ú (галочкой) правильные утверждения.
А) Точечное тело, на которое действует единственная сила, может двигаться:
только в сторону, совпадающую с направлением силы; □
в сторону, противоположную направлению силы; □
в любую сторону. □
Приведите пример, доказывающий правильность выбранного ответа._________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
Б) Если действие на брусок двух параллельных сил 
и 
уравновешивает действие на него силы 
, то обязательно:
, причём 
□
□
В) Герои известной басни Крылова лебедь, щука и рак не сдвинут воз, стоящий на горизонтальной площадке:
если сумма всех сил, действующих на воз, равна нулю; □
если сумма горизонтальных составляющих сил лебедя, щуки и рака, действующих на воз, равна нулю; □
если сумма вертикальных составляющих сил лебедя, щуки и рака, действующих на воз, равна нулю; □
если лебедь действует на воз с направленной вертикально вверх силой, модуль которой равен силе тяжести, действующей на воз, а сумма сил щуки и рака не равна нулю. □
3. Мальчик натягивает тетиву лука, действуя силой, модуль которой равен F = 150условных единиц. Угол между ветвями тетивы a = 120° (рис. 32). Модуль T силы натяжения тетивы в этих единицах равен:
1) 100
2) 60
3) ~87
4) 150
Рис. 32
Отметьте знаком × правильный вариант ответа.
1) ÿ 2) ÿ 3) ÿ 4) ÿ
4. На рис. 33 показаны силы, действующие на точечные тела, находящиеся в центре квадратов. Одному делению (клетке) соответствует единичная по модулю сила. Используя линейку и рис. 33, заполните таблицу, указав в ней проекции 
, 
и модуль F суммы силы, действующих на каждое из тел.
Рис. 33
| Тело | Fx | Fy | F |
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 | |||
| 4 | |||
| 5 | |||
| 6 | |||
| 7 | |||
| 8 |
Инертность. Масса. Второй закон Ньютона
1. Дополните предложения, вставляя пропущенные слова или соотношения.
Под инертностью тела понимают его свойство ____________________ изменению __ ________________ под действием приложенной силы в ИСО.
Чем меньше ________________ (чем медленнее изменяется ____________) первого тела по сравнению с _________________ (изменением _____________) второго тела при одной и той же действующей на них силе, тем больше инертность первого тела по сравнению с инертностью второго тела.
Масса — физическая величина, количественно характеризующая ________________ тела.
Согласно второму закону Ньютона: в ИСО ускорение 
материальной точки равно отношению суммы 
____________________________________ к её _____________: = ____________.
Соотношение 
, где – сумма __________________, действующих на _________________________, m – её ___________, 
– её ____________ в ___________________________ СО, называют уравнением ________________ материальной ______________.
Уравнение движения ______________ точки в проекциях на оси X, Y, Z ИСО имеет вид:_____________________________________________________, где m – _______, _____, _____ и ______ — проекции суммы ______________________________________, а ___, ____ и ____ — проекции её _______________________
Свободное падение — это движение тела под действием только ____________ _____________________.
В СИ единица измерения массы _______________ (__), а силы — ___________ (__).
2. Отметьте знаком Ú (галочкой) правильные утверждения.
Масса — векторная величина □
масса — скалярная величина □
Чем меньше масса тела, тем труднее изменить его скорость □
Чем больше масса тела, тем сильнее изменяется скорость тела под действием заданной силы □
Материальная точка — это:
тело, имеющее малую массу □
точечное тело, имеющее массу □
любое тело, имеющее массу □
Тело: а) совершает свободное падение; б) лежит на поверхности Земли или какой-либо опоре; в) взлетает вверх с поверхности Земли; г) подвешено на нити к потолку движущегося лифта.
Сила тяжести действует на тело в случаях:
а) и б) □
б), в) и г) □
во всех указанных случаях □
Сумма всех сил, действующих на материальную точку, равна произведению её массы на её ускорение:
в ИСО □
в любой системе отсчёта □
в неинерциальной СО □
в лабораторной системе отсчёта, если допустимо пренебречь вращением Земли и её движением вокруг Солнца □
в СО, в которой выполняется закон инерции □
В СИ 1 Н равен:
а) 1 кг/м · с □ б) 1 кг · с/м 
□ в) 1 кг · м/с □
Масса легкового автомобиля равна 2 т, а грузового – 8 т. Автомобили начинают двигаться по горизонтальной прямолинейной дороге. Модуль силы тяги грузового автомобиля в 2 раза больше, чем у легкового.
Поэтому:
модуль ускорения легкового автомобиля больше, чем грузового □
модуль ускорения легкового автомобиля меньше, чем грузового □
модули ускорения легкового и грузового автомобилей одинаковы □
3. На груз, скользящий по гладкой горизонтальной плоскости в горизонтальном направлении, действуют силой, модуль которой равен F = 6 Н. Определите массу бруска, если модуль его ускорения a = 12 м/с2.
4. На рис. 34 приведён график зависимости от времени модуля скорости движущегося прямолинейно в положительном направлении оси Х тела массой 2 кг. Определите проекцию на эту ось суммы всех сил, действовавших на тело в промежутки времени: а) 0 – 5 с; б) 5 – 10 с; в) 10 – 15 с; г) 15 – 20 с.
Рис. 34
5. На покоившееся вдали от всех тел тело массой m = 30 г начинают одновременно действовать в противоположных направлениях две силы, модули которых F 1 = 0,2 Н и F 2 = 0,17 Н. Определите модуль скорости, которую приобретёт тело через t = 10 с после начала действия указанных сил.
6. На абсолютно гладком горизонтальном столе лежит брусок массой m = 1 кг. Брусок начинают тянуть с силой, модуль F которой равен 20 Н, направленной под углом α = 30° к горизонту. Определите путь, пройденный бруском за время t = 1 с после начала движения.
7. На горизонтальной абсолютно гладкой плоскости лежит брусок массой m = 0,2 кг. В некоторый момент на брусок начали действовать постоянной силой, направленной горизонтально. К тому моменту, когда брусок прошёл путь S = 2 м, модуль его скорости стал равен v = 4 м/с. Определите модуль силы, действовавшей на брусок.