|
Ламберг_Методическая_разработка_95. Методическая разработка Ламберг Ольга Оскаровна, учитель физики г. Железногорск 2015 г. Ламберг О. О
Табл.2. СПРАВОЧНАЯ ТАБЛИЦА ПО ТЕМЕ «ДИНАМИКА»
Объект изучения – движущееся тело Используемая модель: материальная точка (есть масса, нет формы, размера);
Средство описания движения – система отсчета: тело отсчета, система координат, часы
|
ТЕОРИИ
|
Первичные понятия и законы (появились благодаря наблюдениям и эксперименту)
|
Вторичные понятия и законы (выводные)
|
Утверждения (законы)
|
Величины
|
Следствия
|
Качественные
|
Математически
выраженные
|
Неопределяемые (основные) и определяемые, постоянные
|
М ЕХ А Н И К А
|
Д И Н А М И К А
|
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ МЕХАНИКИ
|
-если на тело не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано, то оно может, как покоиться, так и двигаться прямолинейно равномерно - эти два состояния равноправны;
-действие другого тела необходимо для того, чтобы у данного тела изменилась скорость (модуль или направление);
-действие всегда взаимно;
-тела действуют друг на друга силами одной природы, одинаковыми по модулю и противоположными по направлению, направленными вдоль линии соединяющей центры этих тел.
|
Законы Ньютона
I закон Если ∑¯F = 0,
то ¯а = 0, а ¯υ = const
или ¯υ = 0
(Нет силы – нет ускорения!)
II закон ¯F = m¯a, где ¯F = ¯Fт + ¯Fу +¯Fтр+…
(Куда сила – туда ускорение!)
III закон ¯F12 = -¯F21
|
1.Сила – степень действия
¯F = m¯a Н = кг м/с2
2.Масса – мера инертности.
m1 a2
  m2 = a1
кг (масса 1 л чистой воды)
3.Давление p = F (Па = Н)
 S м2
|
Сопутствующие величины
1. Ускорение ¯а = ¯υ -¯υ0
 t
По окружности a = υ2
R
2. Скорость
1 км = 1000 м = 1 м
Ч 3600с 3,6 с
36 км/час = 10 м/с
|
СИЛЫ В ПРИРОДЕ
|
- В повседневной жизни проявляют себя силы двух видов:
гравитационные (всемирного тяготения, тяжести) становятся заметными при наличии большой массы;
и электромагнитные (упругости, трения) – действуют благодаря наличию заряженных протонов и электронов в атомах; (упругости при деформации, трения при относительном движении тел);
- если одновременно действует несколько сил – результат действия зависит от их векторной суммы.
¯F      1 ¯ F ¯F1 ¯F1
  F2 ¯F2 ¯F2
  ¯F ¯F
 F = √ F12 + F22 F = F1 + F2 F = F1 – F2
|
Закон всемирного тяготения
F = G m1 m2
R2
Закон Гука
Fу = - k х
Принцип суперпозиции сил
¯F = ¯Fт+ ¯Fу+ ¯Fтр +…
(векторная сумма)
|
1. Гравитационная постоянная
G = 6,67∙10-11 Н м2 / кг2
2.Ускорение свободного падения
g = 9,8 м/ с2 (≈10 Н / кг)
3. Коэффициент упругости
k = E S / l0
Е – модуль Юнга (в таблицах)
4. Коэффициент трения
μ = Fтр / Fдавл.
|
F = G m1 m2 - сила всемирного
R2 тяготения =>
g = G M
r2 r = R + h
υ =√ G M
r или υI = √ g R
|
F = mg - сила тяжести
|
Fу = k ∆l - сила упругости
∆l = l – l0
|
Р = mg ± ma - вес тела + а ↑↓ g
(Р = mg - ρg ∆V – в жидк.)- a ↓↓ g
|
N = Fдавл. – сила реакции опоры
|
Fтр = Fтяг - сила трения покоя
|
Fтр = μ N (Fдавл) Fд = N
Fд = mg Fд = p ∙S и пр.
|
СТАТИКА
|
РАВНОВЕСИЕ ТЕЛ
|
Тело находится в состоянии покоя, если выполняются два условия: 1) векторная сумма всех сил, действующих на тело равна нулю;
2) алгебраическая сумма всех моментов сил, действующих на тело, равна нулю.
Условие равновесия тела определяют относительно:
- тела отсчета;
- точки вращения.
|
1. ∑¯F = 0,
2.∑ М = 0
или Мпо часовой = Мпротив часовой
=>
Правило F1 = L2
р ычага F2 L1
|
1.Плечо силы L,( м) – расстояние по ┴ от точки вращения до линии действия силы
2.Момент силы
М = F L┴ Н*м
+ M по часовой стрелке
- М против часовой стрелки
|
1  . О
  ∆ F
 L
2. Условие плавания тел mg = FA
FA = ρgV
3.Условие равновесия жидкости и газа в сообщающихся сосудах
p1 = p2
p = ρg h – давление в жидкости
| Табл.3. СПРАВОЧНАЯ ТАБЛИЦА ПО ТЕМЕ «ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ» (продолжение раздела «Динамика»)
Импульс тела. Импульс силы.
|
Энергия (E, W) –характеризует способность тела совершать работу. Работа (А).
Мощность (N, Р) – работа, выполняемая за единицу времени.
|
1 ˉp = mˉυ [кг м / с]
2. ∆ˉp = ∆mˉυ = mˉυ2 - mˉυ1
а) абсолютно ∆ m υ = 2 m υ
упругий удар
mˉυ
  x
mˉυ
b) абсолютно ∆ m υ = m υ
неупругий удар
 mˉυ
x
3. ¯F t - импульс силы
|
1. А = ± ∆ Е [ Дж = Н м]
  ˉF ˉF ˉS ˉS
2     . А = FS cos α а) ˉS α = 0, А = FS b) α = 180о, А = - FS c) α = 90о
ˉF А = 0
3. N = A/t [Вт =Дж/с] ( A = N t ) N = F υ ( если υ = соnst )
|
Механическая энергия
|
Энергия взаимодействия - потенциальная
|
Энергия движения - кинетическая
|
Энергия тела, поднятого над Землей
|
Энергия деформированного тела
|
E = mgh
|
E = k х2
 2
|
E = m υ2
2
|
Работа силы тяжести
|
Работа силы упругости
|
Теорема о кинетической энергии
|
A = - (mgh2 – mgh1)
|
A = - (k х22 - k х21)
 2 2
|
A = ( m υ22 - m υ21)
2 2
|
A = - ( E2 – E1 )
1) Энергия определяется координатой и зависит от выбора «0» уровня.
2) Положительная (+) работа силы уменьшает энергию системы.
3) Работа силы на замкнутой траектории = 0
4) Работа силы не зависит от выбора траектории.
|
A = (E2 – E1)
Энергия зависит от выбора системы отсчета, т.к. скорость относительна.
|
Закон сохранения импульса
|
Закон сохранения энергии
|
а) замкнутая система ∑ ˉp = const
или
m1ˉυ1 + m2ˉυ2 = m1ˉυ'1 + m2ˉυ'2
|
а ) замкнутая система 1.  υ0 а) m υ02 m υ2
∑ E = const h + mgh =
и ли Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2 2. υ 2 2
|
b) не замкнутая система
∆ˉp = ¯F t = ∆ mˉυ = mˉυ2 - mˉυ1
Импульс силы равен изменению импульса тела.
|
b) не замкнутая система A = ∆ E б) m υ2 m υ02
т.е. A = E2 – E1 где E1 = Ek1 + Ep1 , Ас = – [ + mgh ]
или E1 = E2 + Q E2 = Ek2 + Ep2 2 2
В общем виде: E1 + A = E2 + Q
|
Алгоритмы решения задач
|
1.Определить взаимодействующие тела.
2.Определить момент и способ взаимодействия.
3.Определить наличие или отсутствие сторонних сил
4.Определить импульсы тел до и после взаимодействия.
5.Записать закон сохранения импульса для соответствующей системы тел.
6.Выразить искомую величину, и определить её.
|
1.Сделать рисунок и установить характерные для данной задачи точки (1. И 2. См. рисунок выше).
2.Выбрать «0» уровень – например, самую нижнюю точку, в которой будет находиться тело (не всегда), или нижнюю из двух выбранных.
3.Определить какая энергия есть у тела в выбранных точках относительно «0» уровня (кинетическая, потенциальная – какая)
4.Определить наличие или отсутствие сторонних сил (не тяготения и не упругости – трения, сопротивления и т.п.)
5.Записать закон сохранения энергии для замкнутой (нет сторонних сил) или незамкнутой (есть сторонние силы) системы тел
6.Дописать недостающие уравнения (выражение для энергии, работы, силы и пр.)
7.Выразить искомую величину, подставить численные значения, сделать расчёты в системе СИ
| |
|
|
Скачать 0.91 Mb.