тесты. механика. 1. Кинематика точки (верно или неверно, да или нет)
 Скачать 245.24 Kb.
|
|
1.Кинематика точки (верно или неверно, да или нет) 1.Тело отсчета – это тело, относительно которого задается положение данного тела или же точки (неверно). 2.Радиус- вектор – это направленный отрезок, соединяющий начальное положение тела с его конечным положением (неверно). 3.Проекция вектора – это векторная величина (нет). 4.Движение точки называется равномерным, если за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути (верно). 5.Скоростью равномерного прямолинейного движения точки называют величину, равную отношению перемещения точки к промежутку времени, в течении которого это перемещение произошло (верно). 6.Графический смысл перемещения: перемещение численно равно площади фигуры, ограниченной графиком функции v=v(t) (верно). 7.Мгновенная скорость не имеет направления движения (неверно). 8.Ускорением точки называется предел отношения изменения скорости к промежутку времени, в течении которого это изменение произошло, при стремлении промежутка времени к нулю (верно). 9.Выбранную систему координат, связанную с точкой отсчета, можно ориентировать в пространстве произвольно, в зависимости от условия задачи, и выбирать разные единичные векторы для каждой оси (да). 10.Равномерное движение по окружности подразумевает, что у движущегося тела ускорение равно нулю (неверно). 2.Кинематика твердого тела. 1.Поступательным называется такое движение твердого тела, при котором любая прямая, проведенная в этом теле, перемещается параллельно самой себе (верно). 2.Вращением твердого тела вокруг неподвижной оси называется такое движение, при котором все точки тела описывают окружности, центры которых находятся на одной прямой, перпендикулярной плоскостям этих окружностей. Сама эта прямая есть ось вращения (неверно). 3.Угловой скоростью при равномерном вращении называется величина, равная отношению пройденного пути по дуге окружности к промежутку времени, за которое это перемещение произошло (неверно). 4.Угловую скорость можно выразить через частоту (да). 5.Между линейной скоростью какой либо точки вращающегося тела и его угловой скоростью связи не существует (неверно). 6.Период – это время одного полного оборота какой либо точки вращающегося тела вокруг оси вращения (верно). 7.Абсолютно твердое тело – это тело, деформацией которого можно пренебречь (тело как бы недеформируемо) (да). 8.Абсолютно твердые тела существуют в природе (нет). 9.Абсолютно твердое тело – это кристалл, выращенный искусственно (да). 10.Угловая скорость – это скалярная величина (неверно). 3.Законы механики Ньютона. 1.Если действий со стороны других тел на данное тело нет или они скомпенсированы, то тело может покоиться, двигаться с постоянной скоростью или двигаться с постоянным ускорением (неверно). 2.Формулировка первого закона Ньютона: существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых свободные тела движутся равномерно и прямолинейно ( неверно). 3.Тело, на которое не оказывают воздействие другие тела, называется свободным (да). 4.Инертность – это физическое явление, заключающееся в том, что тела стремятся сохранить свою скорость (покой) (неверно). 5.Масса – это скалярная величина, характеризующая инертность тела (да). 6.Инерция – это свойство тел сохранять свою скорость (покой) (верно). 7.Второй закон Ньютона: произведение массы на ускорение равно сумме действующих на тело сил (верно). 8.Третий закон Ньютона: силы, с которыми тела действуют друг на друга, не одной природы, равны по модулю и направлены по одной прямой в противоположные стороны (неверно). 9.Какой-либо механический процесс в различных инерциальных системах отсчета будет протекать неодинаково (неверно). 10.Количественную меру действия тел друг на друга, в результате которого тела получают ускорения, называю в механике силой (да). 4.Силы в механике. 1.В природе существуют всего 4 типа сил: гравитационные, электромагнитные, ядерные и слабые взаимодействия (верно) 2.Под деформацией понимают изменение объема или формы тела (верно). 3.Закон Гука выполняется при любых деформациях тела (неверно). 4.Сила трения скольжения больше силы трения покоя, качения и жидкого трения (нет). 5.Сила сухого трения прямо пропорциональна силе реакции опоры (да). 6.Сила сопротивления при движении твердых тел в жидкостях и газах всегда прямо пропорциональна скорости движения тела относительно среды (неверно). 7.Сила тяжести и вес тела – это силы, равные по модулю, имеющие одинаковое направление и одной природы (да). 8.Сила тяжести – это частный случай силы всемирного тяготения (да). 9.Скорость, которую необходимо сообщить телу у поверхности планеты, чтобы оно стало ее спутником, движущимся по круговой орбите, называют первой космической скоростью (верно). 10.Ускорение свободного падения не зависит от высоты тела над уровнем Земли и от широты местности (неверно). Механика (задания списать, дать ответ без обоснования). 1.На рисунках 1-4 изображены графики зависимости ускорения для разных движений. Какой из графиков соответствует равномерному движению?  Ответ: 4) график Г. 2.Тело движется равнозамедленно. Какая зависимость соответствующая движению тела изображена на рисунке 5.  Ответ: 1) скорости от времени. 3.Два тела движутся с постоянным ускорением, причем ускорение тела 1 меньше, чем ускорение тела 2. Это означает, что: тело 1 движется медленнее тела 2. 4.Футболист бьет по мячу. После удара мяч летит с некоторым постоянным ускорением. Это возможно, если: не учитывать сопротивления воздуха. Качественные задачи (ответ обосновать). 1.Действует ли сила трения на неподвижный автомобиль? Несмотря на свое название, сила трения покоя часто вызывает движение тел. Например, делая шаг, вы отталкиваетесь от дороги. Четкий след подошвы на дороге указывает на то, что во время толчка подошва покоилась относительно дороги. Значит, между подошвой и дорогой действовали силы трения покоя. С помощью сил трения покоя вы толкаете дорогу назад, а она толкает вас вперед. Вращающиеся колеса автомобиля также отталкиваются от дороги. 2.Какова природа силы, сообщающей ускорение автомобилю при движении на поворотах? Сила инерции при движении по окружности (центробежная сила) направлена вдоль радиуса наружу. Равная и противоположная сила - центростремительная. Обе равны  (V - скорость, R - радиус, m - масса. B случае c автомобилем центростремительная сила создаётся за счёт трения (сцепления) между колёсами и дорогой. Предельное значение - f*m*g, где f - коэффициент трения (сцепления), g - ускорение свободного падения. Отсюда  . B противном случае колёса теряют сцепление c дорогой, и автомобиль "не слушается руля" - это и есть "занос". Если центростремительная сила мгновенно исчезает полностью (например, камень выпущен из пращи), дальше движение тела, на которое не действует никакая сила, происходит равномерно и прямолинейно в том же направлении, которое было в момент исчезновения силы, т.e. по касательной.3.У грузового автомобиля ведущими являются задние колеса. В каком месте кузова следует разместить тяжелый груз, чтобы автомобиль развивал наибольшую силу тяги? Трогание и движение автомобиля по дороге возможны только при условии, что сила тяги, развиваемая двигателем и приложенная в месте контакта колес с дорогой, превышает суммарные силы сопротивления, действующие на автомобиль. При этом обязательным условием является достаточное сцепление колес автомобиля, особенно ведущих, с поверхностью дороги, иначе они будут буксовать. Сила сцепления зависит от массы, приходящейся на колесо, от состояния покрытия дороги, давления воздуха в шинах и рисунка протектора. Поэтому, чтобы автомобиль развивал наибольшую силу тяги груз надо расположить посередине кузова. 4.Правильно ли утверждение: при перетягивании каната побеждает тот, кто прикладывает к канату большую силу? Нет. Т.к. по III-закону Ньютона тела действуют друг на друга силами равными по модулю, но противоположными по направлению (система человек-канат и канат-человек, т.е. спортсмен связан с соперником). Все зависит от силы трения, у кого она проявляется в большей степени, тот и побеждает. 5.Согласно третьему закону Ньютона каждой силе соответствует «сила противодействия». Какие силы являются «противодействующими» для: а) силы тяги автомобиля; б) силы, останавливающей автомобиль при торможении? а)  «противодействующими» для силы тяги автомобиля является сила трения. б) «противодействующими» для силы, останавливающей автомобиль при торможении нет, т.к. там действует в основном сила трения. Вопросы: 1.Будет ли гореть спичка, зажженная внутри искусственного спутника Земли? Ответ: Если за искусственный спутник принимать орбитальную станцию с космонавтами на борту, то спичка будет гореть, так как там присутствует кислород. Случались даже пожары на таких кораблях . 23 февраля 1997 года в модуле «Квант» произошел сильный пожар: загорелась кислородная шашка. Космонавты пытались сбить пламя, но долгое время им это не удавалось. «Мир» находился на участке, недосягаемом для связи, и в Звездном городке никто не знал, что экипаж находился на грани жизни и смерти… Если внутри спутника кислорода нет, то все предметы внутри спутника находятся в состоянии невесомости. Поэтому конвекции воздуха внутри спутника не будет и продукты сгорания, скопляясь, около пламени, погасят его. 5.За много лет до Ньютона великий итальянский художник и ученый Леонардо да Винчи высказал следующее утверждение: «Если сила за заданное время перемещает тело на определенное расстояние, то та же сила половину такого тела переместит на такое же расстояние за вдвое меньшее время». Верно ли это утверждение или ложно? Решение: Время, необходимое для перемещения тела на расстояние S найдем из уравнения движения для равноускоренного движения (считаем V0x=0)  отсюда:  из II закона Ньютона:  следовательно,  В первом случае:  Во втором случае:   Таким образом, утверждение не верно, не за вдвое меньшее время, а за √2 раза меньшее. 8.Космонавт П.Р. Попович, находясь в кабине космического корабля в условиях невесомости, наблюдал за пузырьком воздуха в закупоренной колбе, заполненной на 2/3 водой. В спокойном состоянии воздух собирался в один большой пузырь в середине колбы, а вокруг него была вода. Объясните почему? Ответ: Силы сцепления между молекулами воды и стенками сосуда больше сил сцепления между молекулами самой воды. Поэтому вода в колбе беспрепятственно поднимается у стенок (в обычных условиях этому мешает сила тяжести) и полностью покрывает внутреннюю поверхность колбы. Воздух при этом оказывается внутри воды. Силы поверхностного натяжения максимально сокращают свободную поверхность воды, вследствие чего воздушный пузырь стремится приобрести сферическую форму. Когда воздушные пузырьки собираются в один пузырь, воздух возвращается к устойчивому состоянию, так как при этом свободная поверхность жидкости становится минимальной. 10.В 1860 г. в Индии упал метеорит. Почертив на небе огненный след, раскаленное тело упало в болото. Каково же было удивление подбежавших людей, когда на месте падения метеорита они обнаружили глыбу льда. Как объяснить этот парадокс? Ответ: Полет метеорита через земную атмосферу длится всего несколько секунд. За такое короткое время тепло, возникающее при трении метеорита о воздух, не успевает проникнуть в его толщу, так как теплопроводность метеоритного вещества мала. Поэтому, хотя поверхность метеорита, как правило, оплавлена, в его глубине сохраняется температура космического пространства. При падении в воду поверхностные слои быстро охлаждаются и его поверхность покрывается коркой льда, как покрывается тонким слоем льда брошенный в воду сильно охлажденный кусок железа. 12.Наш организм в сухом воздухе способен выдерживать температуру +1600С, как доказали английские физики Ч.Благден и Ф. Чентри, проводившие ради опыта целые часы в натопленной печи хлебопекарни. «Можно сварить яйцо и изжарить бифштекс в воздухе помещения, в котором люди остаются без вреда для себя» - писал по этому поводу Д. Тиндаль. Чем объясняется такая выносливость? Ответ: Наш организм борется с нагреванием с помощью выделения пота. Испарение пота поглощает значительное количество тепла из прилегающего к телу слоя воздуха, и тем понижается его температуру. Это возможно, если тело не соприкасается непосредственно с источником тепла и воздух сухой. 15. Самолет летит со сверхзвуковой скоростью. Летчик находится в носовой части фюзеляжа, двигатели - на крыльях. Может ли летчик слышать звук двигателей своего самолета? Ответ: Дело в том, что между воздухом, как средой, в которой распространяется звук, и корпусом самолета есть существенная разница. Воздух, неподвижный относительно Земли, движется относительно источника звука (двигателя) и приемника звука (летчика); корпус же самолета неподвижен относительно источника и приемника звука. Поэтому звук, распространяющийся в воздухе, уносится вместе с воздухом назад, не достигая летчика; звук, распространяющийся в корпусе летящего самолета, идет по корпусу точно так же, как он шел бы в корпусе неподвижного самолета. Таким образом, звук достигнет летчика по корпусу при любой скорости самолета. Расчетные задачи. 1.С какой силой надо ладонью прижимать книгу массой 1 кг к стене, чтобы книга не падала, если коэффициент трения между книгой и ладонью 0,3? (не менее 20 Н)
 Поскольку сила тяжести направлена вниз, чтобы ее уравновесить сила трения направлена вверх. Согласно 3 закону Ньютона действие равно противодействию, т.е. с какой силой мы давим на книгу, с той же силой опора давит на нее. Сила тяжести F = m*g = 1*10 = 10 H - направлена вниз Сила трения Fтр = k*N - направлена вверх чтобы книга не упала силы должны быть уравновешены m*g = k*N , отсюда N = m*g/k= 1*10/(0,3) = 33,3 Н Ответ: не менее 20 Н. 2.Брусок массой 2 кг лежит на столе, коэффициент трения µ=0,3. Какая сила трения действует на брусок, если его тянут в горизонтальном направлении с силой а)4Н; б)8Н; в)12 Н?
 Применяя 2 закон Ньютона получим уравнение в векторном виде:  (1)Проекция на ось Х:  (2)Проекция на ось Y:  Сила трения покоя по определению  (3)Подставим (3) в (2) и найдем ускорение    Ответ: сила трения во всех трех случаях равна 3Н. 3.Пытаясь подвинуть лежащий на столе справочник массой 4 кг, ученик прикладывает к нему горизонтальную силу F, постепенно увеличивая ее. Как зависит эта сила трения, действующая на справочник со стороны стола, от модуля F? Начертите график этой зависимости, если коэффициент трения между справочником и столом равен 0,4.
Зависимость силы трения простая. Пока книга покоится и сила не может его сдвинуть то сила тяги и сила трения равны. А потом когда начнется движение. Сила трения не меняется. Сила трения покоя по определению   4.Стальной магнит массой 100 г «прилип» к вертикальной стальной плите, притягиваясь к ней силой F1 =10Н. Какую направленную вниз силу надо приложить к магниту, чтобы он скользил по плите? Коэффициент трения равен µ=0,3.
 На магнит действуют силы: тяжести направлена вниз, трения направлена вверх, сила F2 направлена вниз, реакции опоры направлена от стены, сила с которой магнит прижимается к плите направлена к стене F1. По второму закону Ньютона  проекции на ось y, направленную вниз F2+mg-Fтр=ma, так как движение равномерное то а=0 F2+mg-Fтр=0 Fтр=μN, где N=F1 (по оси х), тогда F2+mg=μF1 , отсюда  Ответ: надо приложить силу в 2 Н. А. Задания с выбором ответа (дать ответ без объяснения) 1.Для того, чтобы уменьшить кинетическую энергию в 2 раза, надо скорость тела уменьшить в: Ответ: Б  раза.2.Товарный вагон, движущийся по горизонтальному пути с небольшой скоростью, сталкивается с другим вагоном и останавливается. При этом пружина буфера сжимается. Какое из приведенных ниже преобразований энергии происходит в этом процессе. Ответ: А. Кинетическая энергия вагона преобразуется в потенциальную энергию пружины. 3.С балкона высотой 20 м над поверхностью Земли упал мяч массой 0,2 кг. Из –за сопротивления воздуха скорость мяча у поверхности Земли оказалась на 20% меньше скорости тела, свободно падающего с высоты 20 м. Импульс мяча в момент падения равен: Ответ: В. 3,2 кг·м/с. 4.Пластилиновый шарик массой m, движущийся со скоростью v, налетает на покоящийся пластилиновый шарик 2m. После удара шарики, слипшись, движутся вместе. Какова скорость их движения? Ответ: А. v/3. 5.Пуля массой m движется горизонтально со скоростью v и попадает в неподвижное тело массой М, лежащее на гладкой поверхности. С какой скоростью будет двигаться тело, если пуля застрянет в нем? Ответ: Б.  11.Определите ускорение тела, скатывающегося без трения по наклонной плоскости, показанной на рисунке 26 (g=10 м/с2), если угол наклона составляет α=300. Ответ: Б. 5 м/с2 12.Велосипедист движется по закруглению дороги. Рассмотрите пояснительные чертежи (рис 27), на которых показаны силы приложенные к телу велосипедиста и их равнодействующую. Какой из рисунков верен? (Велосипедист движется в направлении, перпендикулярном плоскости рисунков). Ответ:  13.Какя из приведенных ниже формул выражает закон всемирного тяготения? Ответ: В.  14.На материальную точку массы 1 кг действуют две постоянные взаимно перпендикулярные силы. Если ускорения, сообщаемые точке каждой силой в отдельности, равны 3 м/с2 и 4 м/с2 , то величина результирующей силы, действующей на точку равна? Ответ: Г) 5 Н. 15.Под действием силы 10 Н тело движется с ускорением 5 м/с2. Какова масса тела ? Ответ: А) 2 кг. 16.Тело массой движется под действием силы. Если массу тела уменьшить в 2 раза, а силу увеличить в два раза, то модуль ускорения тела: В) не измениться. 17.Космическая ракета приближается к Земле. Как изменится сила тяготения, действующая со стороны Земли на ракету при уменьшении расстояния до центра Земли в 2 раза? Ответ: Б) увеличится в 4 раза. Применение законов Ньютона. (ответ без объяснений) 1.Тело подвешивают на пружине и поднимают вверх до положения 1 (рис 20). После этого тело начинает двигаться вниз. На рис 21 даны пояснительные чертежи с изображение сил, действующих на тело, когда оно проходит положение 11. Какой из них, по вашему мнению, верен? Ответ:  2.Чему равна величина веса тела в положении 11 (рис 20)? Ответ: А)  3.Каким из перечисленных ниже способов можно сделать равным нулю вес груза, подвешенного на динамометре? Ответ: В) предоставить динамометру возможность свободно падать. 4.По склону горы скатываются санки (рис 22). Рассмотрите пояснительные чертежи (рис 23) с изображением сил, действующих на санки в точке 1. Какой из них верен? (Трение не учитывать). Ответ:  5.Как направлена равнодействующая сил, приложенных к санкам в точке 1 (рис 22)? Ответ: Д) равнодействующая сила равна нулю. 6.Обозначим массу санок через m, их скорость в точке 1 – через v, радиус кривизны траектории - через R. Чему равен вес санок в точке 1? Ответ: Г)  7.Спутник равномерно обращается вокруг Земли по круговой орбите (рис 24) Как направлена равнодействующая в точке 1? Ответ: Д) равнодействующая сила равна нулю. 8.Велосипедист массой 60 кг перестает вращать педали. Абсолютная величина силы трения равна 60Н. Пусть координатная ось направлена в сторону движения велосипедиста. Чему равно ускорение велосипедиста? Ответ: Б) 1 м/с2. 9.Сколько времени будет продолжаться движение велосипедиста до момента остановки, если в начале торможения его скорость была равна 8 м/с? (см вопрос 8) Ответ: Б) 8 с. 10.Тело скользит по наклонной плоскости (рис 25). Рассмотрите пояснительные чертежи (рис 26), на которых указаны силы, действующие на данное тело. Какой из этих чертежей, по вашему мнению верен? (Трение не учитывать). Ответ:  |