Физика.Основы механики и молекулярная физика. Министерство образования РФ россисийский государственный университет

• Название: Министерство образования РФ россисийский государственный университет
• Анкор: Физика.Основы механики и молекулярная физика.doc
• Дата: 20.05.2018
• Размер: 401.5 Kb.
• Имя файла: Физика.Основы механики и молекулярная физика.doc
• Тип: Документы; #19471
• страница: 2 из 5

Тема 5. Законы Ньютона.
1. Мяч брошен вертикально вверх с поверхности Земли. Во сколько раз время подъема мяча будет меньше времени его падения, если сила сопротивления воздуха на всем пути составляет 25% силы тяжести мяча?

2. Камень брошен вертикально вверх с поверхности Земли. Во сколько раз время падения камня будет больше времени его подъема, если сила сопротивления воздуха на всем пути составляет 50% силы тяжести камня?

3. Тело массы т брошено с поверхности Земли вертикально вверх. На какую величину будут отличаться модули ускорений тела при движении вверх и вниз, если сила сопротивления воздуха постоянна и равна F?

4. Воздушный шар массы М опускается с постоянной скоростью. Какой массы балласт надо выбросить, чтобы шар начал подниматься с той же скоростью? Подъемную силу шара и силу сопротивления считать постоянными.

5. Аэростат массы М опускается с постоянным ускорением а. Определите массу балласта, который следует выбросить за борт, чтобы аэростат получил такое же по величине ускорение, но направленное вверх? Сопротивлением воздуха пренебречь Подъемную силу считайте постоянной.

6. Двое саней массами т₁и т₂, связанные веревкой, движутся по

горизонтальной дороге. На первые сани действует сила F, направленная под углом а к горизонту. Коэффициент трения полозьев о снег одинаков для обоих саней и равен μ. Найдите ускорение, с которым движутся сани.

7. В вагоне, движущемся горизонтально с ускорением 2 м/с , висит на невесомом шнуре груз массы 0,2 кг. Найдите силу натяжения шнура и угол отклонения шнура от вертикали.

8. Человек массы 75 кг стоит на пружинных весах в кабине лифта, движущегося с ускорением 5 м/с². Что покажут весы, если ускорение направлено: 1) вверх, 2) вниз? При каком условии показание весов будет равно нулю? g = 10 м/с².

9. К пружинным весам подвешен блок. Через блок перекинут шнур, к концам которого привязаны грузы массами 1,5 кг и 3 кг. Каково будет показание весов во время движения грузов? Массой блока пренебречь.

10.К концам нити, перекинутой через легкий вращающийся без трения блок,

прикреплены грузы массами 1 кг и 1,5 кг. Нить невесома и нерастяжима.

Определите силу давления блока на ось при движении грузов.

11.Тело массы 40 кг скользит по шероховатой горизонтальной поверхности. В

некоторый момент его скорость равна 2 м/с. Какова была сила трения, если

тело остановилось после того, как оно прошло 40 м?

12.Найдите модуль силы, действующей на частицу массы т при ее движении в

плоскости XYпо законам: х=Аsint, y=Bcost, где А, В, ω- постоянные.

13.Частица движется по закону: к=At² –Bt³ , где А,В - постоянные. В

начальный момент сила, действующая на частицу, равна F₀. Найдите силу в тот момент, когда частица опять окажется в точке х = 0.

14.Материальная точка массы 2 кг движется под действием силы согласно уравнению: х. = А + Bt + Сt² + Dt³, где С = 1 м/с², D= -2 м/с³. Найдите силу через 2 с и 5 с после начала движения. В какой момент сила равна нулю?

15.Тело массы 1 кг начинает двигаться с ускорением, зависящим от времени как: а = 6t -10 (м/с²). Найти силу, действующую на тело через 2 с после начала ее действия, и скорость в этот момент. Постройте графики a(t) и v(t).
16.Частица движется вдоль оси х по закону: х = 5t² –t³(м). В момент t = 0 сила,

действующая на частицу, равна 5 Н. Найдите значение силы в момент изменения направления движения.

17.Скорость тела массы 1 кг, движущегося по прямой линии, зависит от времени по закону v = kt³, где k = 3 м/с⁴. Найдите зависимость от времени силы, действующей на тело.

18.Частица массы т в момент t = 0 начинает двигаться под действием силы

, где и ω - постоянные. Найдите зависимость скорости частицы от времени.

19.В момент t= 0 частица начинает двигаться под действием силы ,

где и ω - постоянные. Найдите время движения частицы до первой остановки.

20.Каков должен быть минимальный коэффициент трения скольжения между

шинами автомобиля и асфальтом, чтобы автомобиль мог пройти закругление

радиусом 200 м со скоростью 90 км/ч?

21.Велосипедист при повороте по кругу радиуса Rнаклоняется внутрь

закругления так, что угол между плоскостью велосипеда и землей равен а.

Найдите скорость велосипедиста.

22.Груз массы 200 г, привязанный к нерастяжимой нити длиной 40 см, вращают

в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью так, что нить

описывает коническую поверхность. Угол отклонения нити от вертикали

равен 60˚. Найти силу натяжения нити и угловую скорость вращения груза.

23.Самолет делает "мертвую петлю" радиуса 100 м и движется со скоростью

280 км/ч. Найдите силы, с которыми летчик массы 80 кг давит на сиденье

самолета в верхней и нижней точках петли.

24.Самолет делает "мертвую петлю" радиуса 500 м и движется с постоянной

скоростью 360 км/ч. Найти вес летчика в нижней, верхней и средней точках

петли. Масса летчика 70 кг.

25.Невесомый стержень вращается в горизонтальной плоскости с угловой

скоростью 30 рад/с. На расстояниях 0,4 м и 0,3 м по разные стороны от оси

вращения закреплены грузы массами 0,2 кг и 0,1 кг, соответственно.

Найдите горизонтальную силу, действующую на ось вращения.

26.Ледяная гора составляет с горизонтом угол 30°. Из некоторой точки по ней

снизу движется тело с начальной скоростью 10 м/с. Коэффициент трения

скольжения 0,1. Определите высоту поднятия тела.

27.Ледяная гора составляет с горизонтом угол 30°. Из некоторой точки по ней

снизу вверх движется тело с начальной скоростью 10 м/с. Коэффициент

трения скольжения 0,1. Определите скорость тела при его возвращении в ту

же точку.

28.Наклонная плоскость, образующая угол 30° с горизонтом, имеет длину 2 м.

Тело, двигаясь из состояния покоя, соскальзывает с этой плоскости за 2 с.

Определите коэффициент трения скольжения тела о плоскость.

29.Тело начинает скользить по наклонной плоскости с углом наклона 45°. Чему

равен коэффициент трения скольжения между телом и плоскостью, если

время соскальзывания вдвое больше, чем в случае, когда трение пренебрежимо мало?

30.На материальную точку массы 0,50 кг действует сила (Н). Найдите модуль ее скорости в момент времени 2 с.(При t = 0 v₀= 0).

31.Брусок массы т тянут за нить, составляющую угол  с горизонтом так, что брусок движется с постоянной скоростью по горизонтальной плоскости с коэффициентом трения скольжения μ. Найдите угол, при котором натяжение нити будет наименьшим. Чему оно равно?

32.Два бруска массами m₁ и т₂находятся на горизонтальной плоскости. К верхнему бруску приложена сила F, направленная под углом к горизонту. Коэффициенты трения скольжения брусков друг о друга и нижнего бруска о плоскость равны μ₁ и μ₂, соответственно. Найти ускорения брусков.

33.Брусок массы 5 кг может свободно скользить без трения по горизонтальной поверхности. На нем находится другой брусок массы 1 кг. Коэффициент трения между поверхностями брусков 0,3. При какой горизонтальной силе, приложенной к нижнему бруску, начинается соскальзывание верхнего бруска?

34. Небольшой брусок начинает скользить по наклонной плоскости с углом наклона к горизонту. Коэффициент трения зависит от времени как: μ=t, где  - постоянная. Найти время, через которое брусок остановится.

35.K бруску массы т, лежащему на гладкой горизонтальной плоскости,

приложили постоянную по модулю силу F=mg/3, направленную под углом к горизонту, зависящим от времени, как: а=kt, где k - постоянная. Найдите скорость бруска как функцию угла .

36.На тело массы т, лежащее на гладкой горизонтальной плоскости, начала действовать сила, зависящая от времени F=ktи направленная под углом а к горизонту (k - постоянная). Найдите скорость тела в момент его отрыва от плоскости.

37.Самолет делает "мертвую петлю ". В нижней точке траектории сила,

прижимающая летчика к сидению, в 5 раз больше силы тяжести. В верхней точке летчик испытывает состояние невесомости. Во сколько раз скорость самолета в нижней точке больше, чем в верхней?

38.Резиновый шнур растягивается на 1 см под действием силы 1 Н. На сколько сантиметров удлинится шнур, если к его концу прикрепить шарик массы 50 г и вращать шнур с шариком в горизонтальной плоскости с угловой скоростью 20 рад/с? Первоначальная длина шнура 40 см.

39. На столе лежит доска массы m, а на доске находится груз массы M. Какую минимальную силу надо приложить к доске, чтобы она выскользнула из-под груза? Коэффициент трения между грузом и доской μ₁, а между доской и столом μ₂.

40.Брусок массы 1 кг покоится на бруске массы 4 кг, находящимся на гладкой горизонтальной поверхности. На нижний брусок начала действовать горизонтальная сила, модуль которой равен . В какой момент времени верхний брусок начнет проскальзывать? Коэффициент трения между брусками 0,2.

41.На гладкой горизонтальной поверхности лежит брусок массы 2 кг, на котором находится другой брусок массы 1 кг. На нижний брусок начинает действовать горизонтальная сила, равная по модулю . В какой момент времени верхний брусок начнет проскальзывать, если коэффициент трения между брусками 0,1?

42.На горизонтальной плоскости лежит брусок массы 4 кг, на котором покоится другой брусок массы 1 кг. Коэффициенты трения между бруском и плоскостью 0,5, а между брусками 0,1. При какой горизонтальной силе, приложенной к нижнему бруску, верхний брусок начнет соскальзывать?

43.По наклонной плоскости, составляющей угол  с горизонтом, ускоренно скользит доска массы М. Коэффициент трения доски о плоскость равен μ. На доску кладут тело массы т, которое скользит по доске без трения. Найдите минимальную массу тела т, при которой движение доски станет равномерным.

44.Два шарика, сделанные из одного и того же материала, падают в воздухе. Диаметр одного из шариков в 2 раза больше диаметра другого. В каком отношении будут находиться скорости шариков при установившемся (равномерном) движении? Сила сопротивления воздуха пропорциональна площади поперечного сечения движущегося тела и квадрату его скорости.

45. Катер массы т движется по озеру со скоростью v₀. В момент t= 0 выключили двигатель. Считая силу сопротивления пропорциональной скорости катера: , где k - положительная постоянная, найдите зависимость скорости катера от времени.

46.Моторная лодка массы т двигалась по озеру со скоростью v₀. Считая силу сопротивления движению лодки пропорциональной квадрату ее скорости , где k - постоянная, определите зависимость скорости лодки от времени после выключения мотора. Постройте график этой зависимости.

47.Лодка под парусом развила скорость v₀. Найти зависимость скорости движения лодки в стоячей воде после спуска паруса, если сила сопротивления воды пропорциональна квадрату скорости , где k -постоянная. Постройте график зависимости скорости от времени.

48.Шайбе, находящейся у начала наклонной плоскости с углом наклона  к горизонту, сообщили скорость v₀, направленную вверх по плоскости. С какой скоростью шайба вернется в исходную точку, если предельный угол наклона плоскости, при котором неподвижная шайба начинает скользить по ней, равен ?
Тема 6. Закон сохранения импульса.
1. Стальной шарик массы 10 г упал с высоты 1 м на стальную плиту и подскочил после удара на 0,8 м. Найдите модуль изменения импульса шарика при ударе.

2. Материальная точка массы 1 кг, двигаясь равномерно, описывает четверть окружности радиуса 1,2 м в течение 2 с. Найдите модуль изменения импульса точки.

3. Тело массы т брошено с поверхности Земли под углом  к горизонту со скоростью v₀, Найдите модуль изменения импульса тела за время, в течение которого тело поднимается на максимальную высоту. Сделайте чертеж и укажите направление этого вектора.

4. Тело массы m бросили под углом к горизонту с некоторой скоростью. Спустя время τ тело упало на Землю. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найдите модуль изменения импульса тела за время полета.

5. Найдите скорость, с которой начал двигаться стрелок, стоящий на гладком льду, после горизонтального выстрела из винтовки. Масса стрелка с винтовкой 70 кг, масса пули 10 г, ее начальная скорость 700 м/с.

6. Найдите среднюю силу, с которой винтовка действует на плечо стрелка при выстреле, если смещение плеча стрелка составляет 1,5 см. Масса винтовки 5,0 кг, масса пули 10 г, средняя скорость пули в стволе и при вылете 500 м/c.Движение плеча считать равнопеременным.

7. Шар массы m₁ =2 кг, летящий со скоростью (м/с), неупруго соударяется с шаром массы т₂= 3кг, имеющим скорость (м/с). Найдите скорость шаров и после удара.

8. Частица 1 абсолютно неупруго сталкивается с частицей 2. Найдите скорость и модуль скорости образовавшейся частицы, если масса частицы 2 в два раза больше, чем частицы 1, а их скорости перед столкновением равны (м/с) и (м/с).

9. Частица 1 абсолютно неупруго сталкивается с частицей 2. Найдите скорость и модуль скорости образовавшейся частицы, если масса частицы 2 в два раза больше, чем частицы 1, а их скорости перед столкновением равны

(м/с) и (м/с).

10. Частица массы 1 кг, имеющая скоростью (м/с), неупруго сталкивается с частицей массы 2 кг, скорость которой (м/с). Найдите скорость и модуль скорости образовавшейся частицы.

11.Шар массы 0,30 кг, двигаясь со скоростью 10 м/с, упруго ударяется о гладкую неподвижную стенку так, что скорость его направлена под углом 30° к нормали. Найдите импульс, полученный стенкой.

12.Два мальчика на роликовых коньках стоят друг против друга. Масса первого 40 кг, второго 60 кг. Первый горизонтально бросает второму мяч массы 1кг со скоростью 10 м/с. Найдите скорость первого мальчика после броска и скорость второго после того, как он поймает мяч. Трением пренебречь.

13.Лодка длины 3 м и массы 120 кг стоит в спокойной воде. На носу и на корме находятся два рыбака массами 60 кг и 90 кг. На сколько сдвинется лодка, если рыбаки поменяются местами? Сопротивлением воды пренебречь.

14. На корме лодки массы 200 кг стоит человек массы 50 кг. Лодка плывет со скоростью 3 м/с. Человек прыгает с лодки в горизонтальном направлении в сторону противоположную движению лодки со скоростью 2 м/с относительно лодки. Найдите скорость движения лодки после прыжка человека. Сопротивлением воды пренебречь.

15.В лодке массы 240 кг стоит человек массы 60 кг. Лодка плывет со скоростью 2 м/с. Человек прыгает с лодки в горизонтальном направлении вперед по движению лодки со скоростью 4 м/с относительно лодки. Найдите скорость движения лодки после прыжка человека.

16.Человек массы 70 кг стоит на корме лодки, находящейся на озере. Длина лодки 5 м, масса 280 кг. Человек переходит на нос лодки. Найдите расстояние, на которое переместится человек относительно дна озера.

17.На краях подвижной платформы длины l и массы М стоят два человека массами т₁и т₂. В момент времени t= 0 они начинают бежать по платформе навстречу друг другу, причем относительно платформы скорость первого человека в два раза больше скорости второго. На какое расстояние откатится платформа, когда первый человек добежит до ее конца.

18.Плот массы М с находящимся на нем человеком массы т стоит неподвижно на поверхности озера. Человек совершает перемещение lотносительно плота и останавливается. Найдите перемещение плота относительно берега.

19.Снаряд, выпущенный со скоростью 100 м/с под углом 45° к горизонту, разорвался в верхней точке траектории на два одинаковых осколка. Один осколок начал падать вертикально вниз со скоростью 50 м/с. Найдите, под каким углом к горизонту начал двигаться другой осколок.

20.Снаряд летит с горизонтальной скоростью 600 м/с и разрывается на два осколка. Один из осколков большей массы падает по вертикали, а другой, массы в два раза меньшей первого, движется после разрыва под углом 30° к горизонту. Найдите скорости осколков непосредственно после разрыва.