/
Text
Куперштейн Ю. С. Марон А. Е. ФИЗИКА ОПОРНЫЕ КОНСПЕКТЫ И ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ
Ю. С. КУПЕРШТЕЙН, А. Е. МАРОН ОПОРНЫЕ КОНСПЕКТЫ И ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ ФИЗИКА (9 КЛАСС) В ПОМОЩЬ ШКОЛЬНИКУ И АБИТУРИЕНТУ Ленинград 1991
Пособие содержит комплект опорных конспектов и дифференциро- ванных задач по физике, составленных в полном соответствии с действую- щей учебной программой по физике. Опорные конспекты в виде схематических блоков учебной информа- ции (формул, рисунков, символов и т. д ) охватывают все основные темы курса физики и представляют собой целостную структуру. Учителю целесообразно объяснять материал в классе по опорному конспекту с помощью специально изготовленных кодослайдов или воспроизводить его на доске. Оптимальный вариант обучения, когда каждый ученик имеет набор опорных конспектов, а учитель систематически их приме- няет в своей работе при изложении нового материала, в ходе опроса, в процессе систематизации знаний и подготовке к зачетам или экзамеиам. Дифференцированные задачи, составленные или взятые из разиых источников, подобраны по степени усложнения: простые (1 группа), средние (2 группа), повышенной сложности (3 группа). Учащиеся само- стоятельно выбирают группу задач в зависимости от собственной под- готовки и способностей. По мере овладения знаниями они могут перейти к решению более сложных задач. Внутри каждой группы задачи выделяются в блоки (в тексте пособия оии отделены друг от друга чертой). За один урок, включая домашнее задание, учащиеся должны научиться решать задачи из одного блока (5 задач), одну-две из которых учитель письменно проверяет на уроке. К наиболее сложным задачам в скобках даны ответы. 5 Принятые условные обозначения: с — см. определения в учебнике: Кикоин И. К., Кикоин А. К Физика. Учебник для 9 класса средней школы.— М.: Просвещение, 1990. — § учебника, соответствующий данному конспекту Работа предназначается для учащихся 9 классов общеобразова- тельных школ. © Авторы-составители. Ю С Куперштейн, учитель-методист, А Е. Марон, доктор педаг наук, профессор. 1991. 2
к %. Понятие о мехдн. д&иж. ие сведения дв ижен и и а) мехьнич Эвижбние ... j («гу .$) 53 основная задача механики. $(<*]».£) й^ пг>ст>пательн движение... } (ор. б) 0 материальная т-ка ... Ь) система. коорЗииат мог^т Быть равные траектории
К % Р А В Н О П Е Р Е М Е Н Н. ДВИЖЕНИЕ ©JP^BHonePeN^. ^^вюкение — с корссть, илмере-ннАя Этом tr- Ь^корсние- — бсГр }gj)
уЛ, Кинематика криволинейного движен. -—-. - -L~-‘-. ' " _ _ .г,- - -" _ VTT късательн Даже если ) v{ - , Х - меня етсях са-нп есть а = О'ТТл'хГ Кри Волин движению ЛвИХ< МОЖНО свести К Окру лености ® Центростремительное ускорение Направлен не : д4*О =£“А&аМв|= Vat А ОД В cz5 A BCJ) (по 3-м у «л* а») U*- R- a вСХ) $>+ЛА-18о Сл-но • aVJLIT 4ЦД.ТГ — копр, к e*WTfl ОКРУЖНОСТИ по i спорет - -Зп рад ) л _ X. - И offepn — 4»Ги ра$ J t t &Ращ,ени>1 ^чйсдс ооороГоЬ В сек) оврл1ц€н С Время 1 оборота) < —— - — -z=— = -2п &V - сО к.
К9Л Динамика криволинейного движен Петля Нестерова g. JL. кесмигес^Ай ^ft7h = St ”»’ R* 2l*thl = v ггл рл J _RKL attv h->OzTo tJj.- Vs/ 64 k/'~ U^-jO/ conpow. fo^cf^xa. h ~ Лоо-}СО км. НЁС
к % I и j-ны Ньютона задача Динамики: причина, величина, направл.,(<х" © X з - н________И ьют она 2 Сс= о Действиях Вывод JtMZU-onoPhf') уксмпенсир .земли -ниги1 Л/ - гп о ’) -* F-F V - r'rTJ движение- по инерции . а = о?если действие тел скомпенсируй % „земля*- инерциальная % „телеокка"- неинерциалвн Существуют такие системы отсчета ... (стр. 5л) ©...П.РХЧ fr-9L'. ~ и ^ком п-енсир. действие других тел ,,,Ан з клюш ка-шайба z мяч-нога ® Ускорение при взаимодействии rm- 77# rwwww rrrr№ [тДг независимо от хлр-р* »э>ииод. 6X1 _3iL- <?’" Qx ” О/ qyT “ *" - Cortst- 1-е тело ноз sc-лее инертным Масса - мера инертности ; — - m т /> qx ал!Ч\ Масса - это . (стг. 5вЗ C.hi'J =£<rj -эталон (взвешивание !) ® ..^ и л а» ... IT ? - и Н ь юто ид И 5 G) : - F Если несколько сил; тс Итак’ F з-причина ускорения XFernet'* - ^(стр. бз)
К % 111 3-Н И ь ЮТ ОНА нТ «Ч ГПг -> _» — — “ <" - Т77 => т< F. - - Е. Те, л а действуют друг на друга с силами, ра&- HbiMin по Абсолютной Величиной направлен- ными вдоль одной и той же прямой В Про- тивоположные стороны Силы & 3а И у, о д е й ст В и я _дрлжкьТ. Бь1ТЬ * Л ед-нсй природы Т) асегдл р*»ны nt> величине зТ всегда капгавл- в противоп стороны вдоль одном прямой ч) пгмложены к разным телам ^ке >Равновеши даются Приме р ы Т. Т °. ОТ Т Н-(л-Т I
С И Л Ы ПРИРОДЫ © Лв< ЛЛ *£&*£** &з^имод^ а механике
К % 8>С Е МИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ © ПаЭение тел на Земл-о Лун* вокруг Земли Планеты вокруг Солнца Приливы и отливы Почему Ньютон 466? с взаимоА / то F-v м m Q - Corwty но Т К СуЩ,-€£Т& 1 85 1 RA Все тела притяг-ся Д₽уг к лрягу с силой . j Ccrp So) Л “ грабиТ&и,ионная постоянная - материальные г-ки — шары - шар большего R. и тело
кЪ А&ижение под действием силы тяжести • ИЖС-МИС ПО ВвРТИКАЛИ £г= -у-'+ ^^4, S' -tr=~g4 © Де. и ж тела брошенного горизонтально S = 1ТО t + х: Г € = 1Г0 i> IT I Н = ^ Г v's J ГОРИЗОНТУ под УГЛОМ (3)e 4 = maw ъ 4 Н = (з)«^; н=1ГЛс^.З^Д TJp CoScA - О ~ Vo - 0 »3
К$о* УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ ТЕД ® Усл с>б и я рав новесия И-е(для небрлщ, тел) ® Г^ьнр.^есил телу имеющих т-к> onoPbt уровен» цт. nobt>iuj. уронено ЦТ поииж уровенк ЦТ не и1М ®_ Ра внове сие, тел, имеющих площадь ар<?/и Рлгнсбссие - « ели отзесн линия , прсход. через ц Т nePectr-. $ споры, 8
К % 3-Н СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА -» LX-? F = т-сь = m F • а€ - т и- -mV f 'W мп»а*с силы И1МСИ. иМГУЛьсв тел* m, U,- тД С’ *t» mAaA- m /<=“£ ZZ, - mt in - - uAттл "У1 m, u t тл t4 - tn, ul * mAi7A n*M<. ♦jevx». Геометрия СУММА ИМПУЛЬСОЬ TeAz... (стр. <13) ©Когда можно применять з-н сохр. mtX - в замкнутой системе всег,>& — В н«вамкнугсгЯ сисгелие (лейетв внешние силы^ • случлвл: <) Внешние сил»! ^рааноВеши&ак>тс> (И‘р- * I’H'g-.-1 л) Внешние силы малы го сравнен, с Виутреим (н-р: з) Внешние сил»* п* и'.ко мему направлен, отсутствует Внешние силы велики/ и® (влемвы t вмстрем^уел^^ @ Р^актифное, движение ^лкеты z ьелктиВм. самолеты, .. Циолковский - Цана₽р - Королев - Гагарин I X УГ-^г !2/Й-6<г И С.З, „Восток.* Ни.
к9А Мех, работа и мощность ф Фо рмула. Единица измерения A- F-5 - F’5• Со$(Р,5) [АП-ГЗРм - ДжЗ it/rni Если <s<t — О =^> CoSot = "f А = F- & с/ - острый , те А >О сЛ - О О с*--т>п€>й/То А<О <£) ^Гра ф И ч е ско <5- изо SP^ ж.е.н и е Ра ^РТ?.1. Л А = А дА = SLaS А = Лй .©Работа силы тяжести (г«ГТ^ А, „ ~ гтий ku «Т* А& У Аас = Тгзд.к<^ип^Ил+--- -иГ к/ + m^bk, = m^(h1+k/*’- + hJ- ЛЖимигч^чиМ — ~ kl Am^ не зависит <?т срсрмы ТРАекгоРии ©Работа силы упругости © Работа силы грен'иТГ А гр - Rfp-3 — ^-РтрЛ
К % Э Н Е Р г и я квс ® -ЭнвРГИЯ — велиминг, характер М5укзи|м способность тела или системы тел совершать механич . Работу Е=^(«сг^ния тел*) Я , Е П > Е=А„„ @ Потенциальная энергия -эн«ргия в$аимодейег <а) поднятого тела й)с.вям> А и СЁИ •»< 6) УГ)Р У го -д(е«рорммр reA^ Er,,- mtyhf л Еи^ ^дЬд-wgh, А ~ тд {hj-^Э -fvghj (з) Кинетическая энергия -энергия движения h ~ f . а ~ т сь • Если ЛГо^О А - Мвк ~ Я, Тео рема о Е
Механические колебания 0 сsoводные .колебание, — | (стр. колееат. сист.-/(с??. Условия СВОБОДНЫХ KOAgg, - все к.с. имен?т П у Р. -при выведении из П У Р. ~ Fpej к П.У.Р - п.у.Р, вследствии инертности — Ртр ->О ^физ, величины : пост величины F (если F~-кх. ~ колеб. гармонич^) Т-период 9 -частота Пс <с А - амплитуда - j бьгр. й?) % Л- -Исгич8) @ Превращение энергии при колвБ. дви>к. © В-Щ-Н У ж Двн н ь> е к олвбАн ия Резонанс ^ын ~^о -Резонанс - 5 (сгр 15^) -разрушение мостов - вибрация ерунда ментов, стдн ко в7 сам оде гн крыльев 10
МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ к* процесс распростр. колебании В среде стечен. врем. п *пр i! Э И Ч И Н Ы инертность частиц Продольные -^{«*10) (5 г.хж. утвер телах) Поперечные 6тШ) (а т&. тсл^к, на поверхности ж.) сгущен. -^pajPjwk/* Т «'Н2£ инсррьзв ^6 ~ & ерс^ы) 16 —2^000 Ги> —> Ультрдзв, ви^Р*ЦИИ /(продольные!) Причины С Г 4 г Супруг среды ВОЛНЫ г:777> рлччык. >а^к f шумм меняется) Х2чР~с^ ГРОМКОСТЬЮ (А^) и ВЬКОТОИ тона, л Г* х 1 Г“ '** ^JVCU^jcЛ* bpg. Акустический резонанс Ультра3(3. ~ Эх^локли/л я^ л-Ч’Сктссл / <* мелиц и наг ун им T. микр*-^.
ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ КИНЕМАТИКА 1 группа Т — 9/1 1 Какую скорость приобретает ракета за 1 мин, двигаясь из состояния покоя с ускоре- нием 60 м/с'? 2. Троллейбус, двигавшийся со скоростью 16 м/с, останавливается в течение 6 с. Найти тормозной путь, если ускорение при тормо- жении 4 м/с2. 3. За какое время мотоциклист, двигаясь из состояния покоя с ускорением 0,6 м/с', достигнет скорости 12 м/с? 4. Какой путь пройдет электрокар за 8 с, двигаясь из состояния покоя с ускорением 3 м/с2? (96 м) 5, За время 7 с до въезда на мост авто- мобиль, двигавшийся со скоростью 72 км/ч, начал тормозить. Ускорение при торможении 2 М/’с?. С какой скоростью автомобиль въехал на мост? (6 м/с) 6. Тормозной путь автомобиля, движуще- гося по шоссе со скоростью 25 м/с, равен 52 м. Определить ускорение во время тормо- жения. 7 Какую скорость разовьет мотороллер, пройдя из состояния покоя путь 200 м с уско- рением 1 м/с2? 8. Какой путь пройдет тело из состояния покоя за 10 мин, если ускорение его 0,5 м/с ? 9. Электропоезд при торможении дви- жется с ускорением 0,3 м/с2 и останавлива- 7 ка- ется через 1 мин после начала торможения. Найти начальную скорость. (18 м/с) 10. Наибольшая скорость автомобиля 150 км/ч. На каком пути и через какое время автомобиль достигнет этой скорости, двигаясь с места с ускорением 1,2 м/с ? Постройте график скорости. (724,5 м; 34,8 с) 11. Велосипедист за первые пять секунд от начала движения прошел путь 7,5 м. С каким ускорением он двигался? 12. Вагонетка из состояния покоя начала двигаться с ускорением 0,25 м/с" и достигла скорости 2 м/с. Определить путь, который прошла вагонетка. 13. Найти скорость локомотива через 2 с после начала торможения, если начальная ско- рость локомотива 36 км/ч, а его ускорение 0,5 м/с2. 14. Лыжник спускается с горы за 25 с. На- чальная скорость его 18 км/ч, а ускорение 0,4 м/с2. Найти длину горы. (250 м) 1 5. Вагон наехал на тормозной башмак в тот момент, когда его скорость равнялась 9 км/ч. Через 4 с вагон остановился. Найти путь, прой- денный вагоном при торможении, если ускоре- ние вагона 0,625 м/с". (5 м) 2 группа Т— 9/2 1. Трамвай двигался со скоростью 12 м/с и был заторможен в течение 1 мин. Найти длину тормозного пути, считая движение трам- вая равнозамедленным. (360 м) 2. Самолет для взлета должен иметь ско- оость 100 м/с. Определить время разбега и ‘'ускорение, если длина разбега 600 м. (a-Consf). (12 с; 8,4 м/с2) 3. Автомобиль движется со скоростью v,=25 м/с. На пути 40 м производится тор- можение, после чего скорость его уменьша- ется до v2 = 15 м/с. Считать движение авто- мобиля равнозамедленным, найти ускорение и время торможения. (5 м/с ; 2 с) 12 4. Теплоход, двигаясь равноускоренно из состояния покоя с ускорением 0,1 м/с2, дости- гает скорости 18 км/ч. За какое время эта скорость достигнута? Какой путь пройден за это время? (50 с; 125 м) 5. Мотоциклист, двигаясь ИЗ СОСТОЯНИЯ по- коя, проходит 1 км пути с ускорением 0,8 м/с'. Найти время разгона мотоциклиста и его ско- рость в конце этого пути. (50 с; 40 м/с) 6. Акула и подводная лодка начали дви- гаться одновременно в одном направлении, лодка равномерно со скоростью 32 км/ч, а акула равноускоренно с ускооением 0,2 м/с* 1 11. На каком расстоянии друг от друга они будут через 0,5 мин ? (177 м) 7. Лифт в момент пуска движется с посто- янным ускорением 1,6 м/с, затем в течение 3 с равномерно со скоростью 1 м/с. Опре- делить время и высоту подъема. (3,63 с; 3,3 м] 8. Автомобиль при движении со скоро- стью 36 км/ч останавливается торможением в течение 2 с. Какое ускорение получает авто- мобиль при торможении и какое расстояние он проходит до остановки? (5 м/с ; 10 м) 9. Санки скатываются с горы длиной 72 м в течение 12 с. Определить ускорение санок и скорость их в конце пути. (1 м/с ; 12 м/с) 10. Поезд прошел от станции расстояние 1,5 км. За это время он развил скорость 54 км/ч. Определить время разгона и ускоре- ние поезда (3,3 мин; 0,075 м/с ) 11. Пуля, летящая со скоростью 400 м/с, ударилась в деревянную балку и углубилась в нее на 20 см С каким ускорением дви- галась пуля внутри доски? На какой глубине скорость пули уменьшилась в 2 раза? (4 • 10s м/с2; 15 см) 12. По полу катится шар. Начальная ско- рость его 1,6 м/с, а ускорение— 16 см/с2. Через сколько секунд шар остановится? Как далеко он прокатится? (10 с; 8 м)
13, Тело, двигаясь из состояния покоя, до- стигло скорости 50 м/с, пройдя путь 50 м. Определить время, за которое тело прошло этот путь. [2 с] 14. Какой путь пройдет катер, если он будет двигаться 5 с с постоянной скоростью 10 м/с, а затем 5 с с постоянным ускорением 0,5 м/с2? (106,25 м) 15. Трамвай двигался со скоростью 12 м/с и был заторможен в течение 1 мин. Найти длину тормозного пути, считая движение трам- вая равнозамедленным. (360 м) 3 группа Т— 93 1 С какой скоростью v0 двигался поезд до начала торможения, если он прошел тор- мозной путь за f — 30 с с ускорением а = 0,5 м/с". Вычислите модуль перемещения тела при торможении. (15 м/с; 225 м) 2. Уравнение движения тела имеет вид х = 4 + 1,5f + f* (в СИ). Какое это движение6 7 11 Напишите уравнение скорости. Чему равна ско- рость тела через 6 с? 3. Самолет для взлета должен иметь скорость 100 м/с. Определить время разбега и ускорение, если длина разбега 600 м. (12 с; 8,4 м/с) 4. Теплоход, двигаясь равноускоренно из состояния покоя с ускорением 0,1 м/с2, до- стигает скорости 18 км/ч. За какое время эта скорость достигнута? Какой путь за эго время пройден? (50 с; 125 м) 5. Путь 1 км мотоциклист, двигаясь из состояния покоя, проходит с ускорением 0,8 м/с. За какое время этот путь пройден? Какова скорость в конце этого пути7 (50 с; 40 м/с) 6. Тормозном путь автомобиля, движуще- гося по сухому асфальту со скоростью 15 км/ч, равен 1,5 м. Каков тормозной путь автомобиля, если его скорость равна 90 км/ч? Ускорение в обоих случаях одинаково. (53 м) 7. Прыгая с вышки, пловец погрузился в воду на глубину 2 м за 0,4 с. С каким ускоре- нием двигался пловец в воде? (25 М/С*) 8. Уклон длиной 100 м лыжник прошел за 20 с, двигаясь с ускорением 0,3 м/с . Какова скорость лыжника в начале и в конце уклона7 (2 м/с; 8 м с) 9. Имея начальную скорость 36 км/ч, троллейбус за первые 10 с прошел 120 м. С каким ускорением двигался троллейбус и какова его скорость в конце пути? (0,4 м/с2; 14 м, с) 10. Сани начинают двигаться вниз по горе с ускорением 0,8 м/с2. Длина горы 40 м. Ска- тившись с горы, санки продолжают двигаться равнозамедленно и останавливаются через 8 с. Определить ускорение санок и путь, пройден- ный во время равнозамедленного движения. (1 м с2; 32 м] 11. С каким ускорением движется тело, если за шестую секунду оно прошло путь, равный 11 м? Начальная скорость равна нулю.. (2 м/с ) 12. Автомобиль, пройдя от остановки рав- ноускоренно некоторый путь, достиг скорости 25 м/с. Какова была его скорость в средней точке этого пути? (18 М/с) 13. Тело, двигаясь из состояния покоя с ус- корением 5 м/с', достигло скорости 30 м/с, а затем, двигаясь равнозамедленно, останови- лось через 10 с. Определить путь, пройден- ный телом за все время движения. (240 м) 14. По одному направлению из одной точки одновременно начали двигаться два тела: одно равномерно со скоростью 980 см/с, а другое — равноускоренно без начальной скорости с ус- корением 9,8 см/с . Через какое время второе тело догонит первое? (200 с) 15. Реактивный самолет летит со скоростью v(l = 720 км/ч. С некоторого момента времени самолет движется с ускорением в течение 10 секунд и в последнюю секунду проходит путь 295 м. Определить ускорение и конечную скорость самолета, (10 м с ; 300 м/с) ДИНАМИКА 1 группа Т — 9 4 1. Электровоз ведет поезд с ускорением 0,1 м/с2. Масса поезда 60 т. Сила сопротив- ления движению 4100 Н. Найти силу тяги. 2. Автомобиль массой 1,2 т движется с ме- ста с ускорением 0,8 м/с2. Какую силу тяги развивает мотор при этом движении, если коэффициент трения 0,02? 3. Определить силу торможения поезда массой 400 т, если ускорение при торможении 0,1 м/с"? 4. Поезд массой 1000 т движется по го- ризонтальному пути с ускорением 0,2 м с . Определить силу тяги паровоза, если коэф- фициент трения 0,005. (250 кН) 5. Автомобиль массой 1,5 т при тормо- жении движется с ускорением 3 м,< с2. Какова сила торможения ? (4,5 кН) 6. На тело массой 200 г действует сила 1,8 Н. Чему равно ускорение этого тела, если оно движется горизонтально? вертикально вверх? (9 м с ; —1 М/С*') 7. Время разгона автомобиля «Волга» до скорости 100 км/ч равно 22 с. Определите силу тяги ведущих колес, если масс1 автомо- биля равна 1300 кг, а коэффициент сопро- тивления 0,02. (1,95 кН) 8. Трос выдерживает нагрузку 1,5 кН. С каким наибольшим ускорением с помощью этого троса можно поднять вверх груз массой 100 кг? (5 м/с2) 9. Определить силу, действующую на летчика-космонавта массой 70 кг при старте 13
с поверхности Земли вертикально вверх с ус- корением 15 м/с2 * 4. (1,75 кН) 10. Тело массой 5 кг лежит на горизон- тальной площадке. Какую силу надо приложить к телу в горизонтальном направлении, чтобы сообщить ему ускорение 2 м/с2, если коэф- фициент трения 0,1? (^ 15 Н) 11. Автомобиль массой 1000 кг, двигаясь из состояния покоя, проходит за время f — 5 с путь 50 м. Чему равна сила тяги автомобиля, если сила трения 500 Н? 12. Груз массой 0,5 кг подвешен на дина- мометре. Какими будут показания динамо- метра, если груз поднимают вверх с постоян- ным ускорением 3 м/с2? 13 Поезд массой 1 500 т увеличил свою ско- рость от 5 м/с до 10 м/с в течение 50 с. Опре- делить силу, сообщающую поезду ускорение. Трением пренебречь. 14. Трамвай массой 5 т трогается с места и на пути 50 м развивает скорость 36 км/ч. Чему равна сила тяги трамвая, если коэффи- циент трения 0,2? (15 кН) 15. В лифте находится груз массой 20 кг, Найти силу давления груза на пол лифта, если он опускается вниз с ускорением 2 м с2. (160 Н) 2 группа Т — 9/5 1. Автомобиль массой 10 т двигается с ус- корением 0,4 м/с2. Чему равна сила тяги авто- мобиля, если сила трения 1000 Н? (5 кН) 2. Пассажирским поезд массой 400 т дви- гается со скоростью 54 км/ч Определить силу торможения, если тормозной путь поезда 150 м (300 кН) 3. С каким ускорением движется тело при торможении, если коэффициент трения и ~ = 0,3? (3 м/с ) 4 Подвешенное к динамометру тело мас- сой 2 кг поднимается вертикально вверх. Что покажет динамометр а) при подъеме с уско- рением 2 м/с2? 6) при равномерном подъеме? (24 Н; « 20 Н) 5. Через сколько времени после начала торможения остановится автобус, движущийся со скоростью 12 м/с, если коэффициент соп- ротивления 0,4? ( - 3 с) РИС.1 6. Шайба брошена по льду. Докажите, что отрицательное ускорение шайбы а ~ дд, где ц — коэффициент трения скольжения. 7. С какой силой груз массой 10 кг давит на подставку, если она вместе с грузом дви- жется вниз равнозамедленно с ускорением 2,5 м/с2? (125 Н) 8. Определить ускорение тел (рис. 1) и си- лу натяжения Т2, если т, = 13 кг, т2 = 7 кг, Т( = 60 Н. Трением пренебречь. (3 м с; 21 Н) 9. В шахту спускается бадья массой 500 кг и в первые 10 с от начала равноускоренного движения проходит 20 м. Какова сила натя- жения каната? (4,7 кН) 10. Трамвай массой 20 т, отходя от оста- новки, на расстоянии 50 м развивает скорость 8 м/с. Определить силу тяги двигателей трам- вая, если коэффициент трения р = 0,036. (20 кН) 11. Определить ускорение (рис. 2) и силу натяжения нити, если масса грузов гм(=6 кг, m. = 4 кг, а коэффициент трения ц=0,2. (2,8 м/с2; 28 Н) 12. Парашютист, достигнув в затяжном прыжке скорость 55 м/с, раскрыл парашют, после чего за 10 с скорость его уменьши- лась до 5 м/с. Найти силу натяжения стро- пов парашюта, если масса парашютиста 80 кг. (1,2 кН) 13. Тело останавливается под действием силы трения, пройдя за 10 с путь 100 м. Опре- делить коэффициент трения. (0,2) 14. Определить ускорение и силу натяже- ния нити (рис. 3), если F = 0,5 Н, f = 0,2 Н; масса тел: М — 40 кг; т=0,2 кг. Трением пренебречь. (0,0075 М/с ; 0,2 Н) РИС.З 14
15. На полу лифта лежит груз массой 50 кг. Какова сила давления груза на пол, если лифт а) поднимается вертикально с ускорением 0,4 м/с2; б) двигается равномерно; в) опуска- ется с ускорением 0,2 м/с , г) свободно падает. (520 Н; 500 Н; 480 Н; 0) 3 группа I — 9 6 1. Электропоезд массой 10 кг начинает равноускоренно двигаться и в течение 1 мин достигает скорости 108 км/ч. Определить силу тяги электропоезда, если коэффициент трения 0,02 (7 10 Н) 2. С каким ускорением движется трамвай при торможении, если коэффициент трения 0,4? (4 м, с ) 3. С какой силой груз массой 10 кг давит на подставку, если она вместе с грузом дви- жется вверх равнозамедленно с ускорением 2,8 м/с ? (70 Н) 4. Найти ускорение движения грузов и си- лу натяжения нити (рис. 4), если массы ГЛ; = 8 кг, т2 — 12 кг. (2 м/с2; 96 Н| 5. На каком минимальном расстоянии от перекрестка должен начать тормозить при красном свете светофора автомобиль, движу- щийся со скоростью 72 км/ч, если коэффи- циент трения между шинами и дорогой равен 0,5? (40 м| 6. Определить ускорение движения гру- зов (рис. 5) и силы натяжения нитей, если F = 48 Н, nij = 1 кг; т2 = 2 кг; т3 = 3 кг, коэффициент трения для всех брусков 0,4. (4 м/с2; 40 Н; 24 Н| 7. Клетка подъемной машины массой 300 кг удерживается канатом. Чему равна сила натяжения каната, если клетка движется верти- кально вверх а) равноускоренно с ускорением 1,2 м/с ? б) равномерно? в) равнозамедленно с ускорением а = 1 м/с'? Сила трения во всех случаях равна 200 Н. (3560 Н; 3200 Н; 2840 Н| РИС. 5 15
8. К перекинутой через блок нити (рис. 6) подвешен груз т, = 2 кг, на который постав- лен перегрузок т2 = 0,5 кг. Найти ускорение, силу натяжения нити и силу f давления пере- грузка т2 на груз т,. Какова сила давления Q нити на ось блока? Сила F = 30 Н. (2 nJc2- 30 Н; 6 Н; 60 Н| 9. Докажите, что тормозной путь автомо- биля S не зависит от его массы, а определя- V2 ется по формуле $ — о_ 10. Через блок (рис. 7), подвешенный к крюку динамометра, перекинута нерастяжи- мая нить, к концам которой привязаны два различных груза массой гл, и т2. При движе- нии грузов под действием силы тяжести (m2>m]) динамометр показывает силу Q — 30 Н. Какова масса груза т2, если т, = 1 кг? (3 кг) 11. Два тела одинаковой массы (т == 1 кг) соединены невесомой пружиной, имеющей жесткость 200 Н/м. Тела находятся на абсо- лютно гладкой горизонтальной поверхности. К одному из тел приложена горизонтальная сила F = 20 Н. Определить удлинение пружины При движении тел с постоянным одинаковым ускорением ? (5 см) 12. Брусок А массой 400 г (рис. 8) под дей- ствием груза массой т, — 100 г проходит из состояния покоя путь 80 см за 2 с. Найти коэффициент трения и силу натяжения нити. (0,2; 0,96 Н) 13. Две гири с массами т, =7 кг и m2 — 11 кг висят на концах нити, перекинутой через блок. Гири вначале находятся на одной высоте. Через сколько времени после начала движения гиря гл, окажется на 10 см выше гири пт >? (0,22 с) 14. Тормозной путь легкового автомобиля, имеющего начальную скорость 54 км ч, на сухом асфальте равен 20 м, на загрязненной мокрой дороге — 75 м. Определите коэффи-
циенты трения для указанных случаев. (0,56; 0,13) 15. Докажите, что коэффициент трения |л может быть определен по формуле р = ig а, где а— угол наклона плоскости к горизонту, при котором тело начинает равномерно сколь- зить вниз по наклонной плоскости. ДВИЖЕНИЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ 1 группа Т — 9.7 1. Камень свободно падал до дна ущелья 5 с. Какова глубина ущелья? 2. Тело свободно падает с высоты 45 м над землей. Какую скорость имеет тело в мо- мент удара о землю? 3. Тело свободно падает с высоты 25 м. Определить время его падения и скорость в момент удара о землю. 4. Камень упал со скалы высотой 80 м. Определить скорость камня в момент удара о землю. (40 м/с) 5. С какой высоты упало тело, если в мо- мент удара о землю скорость тела равна 25 м/с. Сколько времени падало тело? (31,25 м; 2,5 с) 6. Пуля вылетает из баллистического пи- столета вертикально вверх со скоростью 2 м/с. На какой высоте от пистолета будет пуля через 0,1 с? Какова будет скорость на этой высоте? 7. Стрела выпущена из лука вертикально вверх со скоростью 40 м/с. Какова макси- мальная высота подъема стрелы? 8. Мяч подброшен вертикально со ско- ростью 20 м с. На какой высоте он окажется через 2 с? Какова будет его скорость через 1 с? 9. Тело свободно падает с высоты 40 м. Определить скорость тела в момент удара о землю. Сколько времени падало тело? (28 м/с; 2,8 с) 10. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 30 м/с. На какой высоте оно ока- жется через 3 с? Какова будет его скорость на этой высоте? (45 м; 0) 11. Мяч, брошенный горизонтально со ско- ростью 12 м/с упал на землю через 3 с. С какой высоты был брошен мяч? Какова даль- ность его полета? 12. Тело брошено горизонтально с высоты 20 м со скоростью 5 м/с. Определить даль- ность полета и время полета. 13. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 25 м/с. На какой высоте оно ока- жется через 2 с? Какова будет на этой высоте его скорость? 14. Пуля, вылетевшая из баллистического пистолета горизонтально со скоростью 3 м/с, упала на землю через 1 с. Определить, с какой высоты вылетела пуля и какова дальность полета. (5 м; 3 м) 15. Мяч брошен горизонтально со скоро- стью 10 м/с. Дальность полета 20 м. Опреде- лить время движения и высоту, с которой был брошен мяч. (2 с; 20 м) 2 группа Т— 9/8 1. Определить глубину ущелья, если ка- мень достиг его дна за 6 с. С какой скоро- стью камень ударился о дно ? (180 м; 60 м/с) 2. Мяч, брошенный вертикально вверх, упал на поверхность земли через 5 с. Найти высоту и начальную скорость мяча. (31,25 м,' 25 м/с) 3. Стрела, выпущенная вертикально вверх со скоростью 50 м/с, попадает в цель через 3 с. На какой высоте находилась цель и какова была скорость стрелы при попадании ее в цель? (105 м; 20 м/с) 4. Тело падает с высоты 490 м. Опреде- лить время падения и его скорость в момент достижения поверхности земли. (10 с; 100 М/с) 5. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 30 м/с. На какой высоте оно ока- жется через 2 с? Какова максимальная высота подъема тела? (40 м; 45 м) 6. Вертолет равномерно опускается верти- кально вниз со скоростью 10 м/с. С него сбрасывают пакет, который достиг поверхно- сти земли через 5 с. На какой высоте нахо- дился вертолет в момент сбрасывания? С какой скоростью пакет ударился о землю ? (175 м; 60 м/с) 7. Сигнальная ракета, выпущенная гори- зонтально со скоростью 40 м/с с высоты 80 м, достигает земли. Определить дальность ее по- лета. (160 м) 8. Какой путь проходит свободно падаю- щее тело в четвертую секунду? На сколько увеличивается скорость тела за это время? (35 м; 9,8 м/с) 9. Максимальная дальность полета тела, брошенного горизонтально со скоростью 10 м/с, равна 20 м. С какой высоты было брошено тело? (20 м) 10. Мальчик бросил вертикально вверх тело и поймал его через 2 с. На какую высоту поднялось тело и какова его начальная ско- рость? (5 м; 10 м/с) 11. Тело свободно падает с высоты 80 м. Сколько секунд падало тело? Какой путь про- ходит оно в последнюю секунду падения? (4 с; 35 м) 12. Найти начальную и конечную скорости камня, брошенного горизонтально с высоты 5 м, если по горизонтали он пролетел 10 м. (10 м с; 14 м/с) 13. Девочка бросила мяч горизонтально из окна, находящегося на высоте 20 м. Сколько времени летел мяч до земли и с какой скоро- 16
стью он был брошен, если ом упал на рас- стоянии 4 м от основания дома? (2 с; 2 м/с) 14. Пуля вылетает из баллистического пи- столета вертикально вверх со скоростью 2 м/с. На какой высоте будет пуля через 0,1 с? Какова максимальная высота подъема? Определить время движения пули. (0,15 м; 0,2 м; 0,4 с) 15. Тело свободно падает с высоты 125 м. Определить путь, пройденный телом за пос- ледние 2 с падения. (80 м] 3 группа Т — 9/9 1. Во сколько раз отличаются высоты, с которых падают тела на Луне и на Земле, если их скорости в момент удара о поверх- ности одинаковы? (Ускорение свободного па- дения на Луне 1,6 м/с2) (Нл: Н3 = 6) 2. Мальчик прыгает в длину. Под каким углом к горизонту совершены прыжки, если дальность полета I больше высоты полета Н в 3 раза; 1 =± Н? 53°; 76°) 3. Тело бросили со скоростью 50 м/с под углом 40 к горизонту. Определите время и дальность полета. Как изменится время и дальность полета при увеличении скорости бросания в 2 раза? (~ 6,4 С; =з 250 м) 4. Какой путь пройдет свободно падаю- щее тело за восьмую секунду? На сколько увеличивается скорость тела за это время? (75 м; 9,8 м/с) 5. Одно тело свободно падает с высоты h; одновременно с ним начинает движение другое тело с большой высоты Н. Какова'долж- на быть начальная скорость Vo второго тела, чтобы они упали одновременно? ( _______________V^h/g 6. С воздушного шара, поднимающегося со скоростью 10 м/с, сбрасывают камень, ко- торый достигает поверхности Земли через 8 с. На какой высоте находился шар в момент сбрасывания каммя? (240 м) 7. 7еле брошено горизонтально с высоты 40 м со скоростью 5 м с. Определить даль- ность полета и скорость тела в момент удара о землю. (14 м; 28,4 м/с) 8. Определить высоту телевизионной баш- ни в Останкино, если шарик, падая с башни без начальной скорости, последние 185 м пути пролетел за 2 с. Сопротивлением воздуха пре- небречь. (525 м) 9. Сравните время свободного падения тел на Земле и на Луне, если высота, с которой падают тела, одна и та же. Ускорение свобод- ного падения на Луне 1,6 м/с. (fn:f3 = 2,5) 10. С самолета, летящего горизонтально со скоростью 144 км/ч, сбросили пакет с поч- той. На какой высоте летел самолет, если за время падения пакет сместился ft горизонталь- ном направлении на 152 м? Какова скорость пакета в момент падения? (72,2 м; 55,2 м/с) 1 1 .... I ч I > I 1ПГГЯ I . ! , , . 11. Мяч брошен под углом а = 60я к гори- зонту со скоростью v , “ 20 м,с. Определить наибольшую высоту подъема и дальность по- лета. (15 м; 35 м) 12. Самолет летит на высоте 400 м со ско- ростью 300 км ч. С самолета надо сбросить вымпел на судно, которое движется со ско- ростью 22 км, ч, навстречу самолету. На каком расстоянии от судна надо сбросить вымпел? С какой скоростью он ударится о палубу суд- на и под каким углом к горизонту? (~ 100 м; 122 м/с; 42°| 13. Тело, брошенное вертикально вверх, по- бывало на одной и той же высоте 8,75 м два раза с интервалом в 3 с. С какой скоростью было брошено тело? (20 м/с) 14. Два тела начали свободно падать с од- ной и той же высоты одно вслед за другим через 5 с. Через сколько времени, считая от начала движения первого тела, расстояние между телами будет равно 200 м? (6,5 с) 15. Снаряд вылетает из орудия с начальной скоростью 490 м/с под углом 30° к горизонту. 17 Найти высоту, дальность и время полета снаря- да (3 км; 21 км; 24,5 с) ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНОВ НЬЮТОНА 1 группа Т--9/10 1. С каким ускорениелл скользят сани с горки, угол наклона которой к горизонту 21 °? Трением пренебречь. 2. С каким ускорением скатывается тело массой 3 кг с наклонной плоскости с углом наклона 15е, если сила трения 1,8 Н? 3. С каким ускорением скатывается тело с наклонной плоскости, если угол ее наклона к горизонту 30°, а коэффициент трения 0,3? 4. Определить силу тяги автомобиля мас- сой 6 т, который поднимается с ускорением 0,5 м/с2 по наклонной плоскости с углом нак- лона 7°, если сила трения 680 Н. (11 кН) 5. С каким ускорением скатывается тело массой 2 кг с наклонной плоскости с углом наклона 28°, если сила трения 1,4 Н? (4 м/с ) 6. На автомобиль массой 5 т действует Сила тяги двигателей 5 кН Определите уско- рение автомобиля при движении по горизон- тальной дороге; вверх на подъем (h J — 0,03) Во всех случаях коэффициент сопротивления равен 0,04. (0,6 м/с2; 0,3 м/с ) 7. Какое ускорение приобретают сани, спускающиеся с горы длиной 50 м и высотой 10 м, двигаясь из состояния покоя? Какая сила тяги сообщит саням массой 45 кг такое же ускорение по горизонтальной дороге6 7 8 9 Коэф- фициент трения равен 0,03 (1,7 м/с2; 90 Й) 8. С каким ускорением скатывается тело С наклонной плоскости, если угол ее наклона к горизонту 60°, а коэффициент трения 0,4? 9. С какой скоростью должен двигаться мотоциклист по выпуклому мосту, чтобы про-
I' i скочить провал на его середине? Радиус кри- визны моста равен 90 м. (108 км/ч) 10. Тело скользит без трения с наклонной плоскости высотой Н. Докажите, что скорость тела в конце спуска равна V = т/2дН 11. Самолет при скорости 396 км/ч делает в вертикальной плоскости петлю Нестерова радиусом 150 м. С какой силой летчик давит на сидение в наивысшей и наинизшей точке петли, если его масса 80 кг? (5670 Н; « 7280 HJ 12, Сани массой 6 кг поднимают на горку с углом наклона 40° с ускорением 0,3 м/с* 1 2 *. Какую силу надо приложить к санкам для их подъема, если коэффициент трения 0,3? (54 Н) 13. Автомобиль массой 3 т движется со ско- ростью 36 км/ч а) по выпуклому мосту, б) по вогнутому мосту, в) по горизонтальному мосту. Радиус кривизны в случаях а и б R == 20 м. С какой силой давит автомобиль на мост в каж- дом случае? 14. Мальчик массой 50 кг качается на каче- лях с длиной подвеса 4 м. С какой силой он давит на сидение при прохождении положения равновесия со скоростью 6 м/с? (950 Н) 15. Вагон спускается с сортировочной гор- ки. Начальная скорость v0 — 0. Высота сорти- ровочной горки 40 м, длина 400 м. Коэффи- циент трения 0,05. Определить скорость вагона в конце горки. (20 м/с) 2 группа 7 — 9/11 1. Мальчик вращает в вертикальной плос- кости грузик массой 0,1 кг, привязанный к ве- ревке длиной 0,5 м. Определить силу натяже- ния веревки в момент нахождения грузика в верхней и нижней точках окружности вра- щения, если частота вращения 120 об/мин. (« 7 Н; « 9 Н) 2. Чему равен коэффициент трения колес автомобиля о дорогу, если автомобиль удер- живается тормозом на горе с углом наклона 8°? (0,14) 3. Какова скорость самолета при выпол- нении «мертвой петли» радиусом 200 м, если в верхней точке петли летчик а) находился в состоянии невесомости, б) давит на сидение с силой, равной собственному весу? (« 44,3 м/с; 62,6 м/с) 4. Тело массой m покоится на наклонной плоскости с углом наклона а. Чему равна сила трения? Изменится ли она и как, если угол наклона увеличить? 5. Тело начинает соскальзывать с наклон- ной плоскости с углом наклона 45°. ц — 0,4 Составить уравнение движения и определить скорость через время 2 с. («8,5 м/с) 6. Вычислить первую космическую ско- рость на высоте R от поверхности земли, если радиус земного шара R — 6400 км. Чему равен период обращения такого спутника? (5,6 км/с; « 4 ч) 7. Мотоциклист движется со скоростью 72 км/ч по кругу радиусом 45 м. Найти угол наклона мотоциклиста к горизонту. (48°) 8. Дорожка для велосипедных гонок де- лает закругление с радиусом 40 м. Дорожка сделана с наклоном в 30° к горизонту. На ка- кую скорость рассчитан такой наклон? (15,2 м/с) 9. Может ли спутник обращаться вокруг Земли по круговой орбите со скоростью 1 км/с? При каком условии это возможно? (может, т. к. h>300 км) 10. По кривой какого радиуса проедет ве- лосипедист, если он движется со скоростью 6 м/с? Предельный угол наклона к дороге 50°. (4,3 м) 11. Тело лежит на наклонной плоскости с уг- лом наклона 4°. Определить: 1) при каком предельном значении коэффициента трения тело начнет скользить по наклонной плоскости? 2) с каким ускорением будет скользить тело по плоскости, если коэффициент трения равен 0,03? 3) сколько времени потребуется для про- хождения при таких условиях 100 м пути? 4) какую скорость тело будет иметь в конце этого пути? (0,07; 0,4 м/с ; 22,3 с; 9 м/с) 12. Человек находится на краю круглой горизонтальной платформы радиусом 4 м Сколько оборотов в секунду должна делать платформа вокруг вертикальной оси, чтобы че- ловек не смог удержаться на ней при коэф- фициенте трения 0,16? (0,1 с'1) 13. Сколько времени тело будет двигаться вверх по наклонной плоскости до остановки, если ему сообщить начальную скорость 10 м/с, угол наклона плоскости к горизонту 30°, а коэф- фициент трения 0,3? (1,3 с) 14. Поезд движется по закруглению ради- усом 800 м со скоростью 72 км/ч. Опреде- лить, на сколько внешний рельс должен быть выше внутреннего. Расстояние между рель- сами принять равным 1,5 м. (7,5 см) 15. При катапультировании на самолете ускорение летчика достигает 200 м/с2 Опре- делите перегрузку летчика. Сколько времени длится эта перегрузка, если начальная ско- рость вылета сиденья из кабины 20 м/с? (21; 0,1 с) 3 группа Т — 9/12 1. По наклонной плоскости длиной 18 м и высотой 6 м равномерно втащили груз массой 180 кг, приложив силу 770 Н, направленную вдоль плоскости. Найти ц. (0,1) 2. Шарик движется по выпуклой полу- сфере с радиусом 1,6 м. В верхней точке полусферы находится отверстие, несколько превышающее диаметр шарика С какой ско- ростью должен двигаться шарик, чтобы не провалиться в это отверстие? (4 м/с) 3. На столе шлифовального станка, совер- шающего 50 об/мин, находится деталь. Какой силой надо прижать эту деталь (т==60 г), 18
чтобы удержать ее на столе? Радиус вращения детали 30 см. ц=0,3 ( ~ 1 Н] 4. На какой максимальной скорости мото- циклист может пройти вираж (закругление на повороте), если радиус поворота 50 м, а коэф- фициент трения 0,3? ( — 13 м/с) 5. Мотоциклист внезапно заметил впереди забор, перпендикулярный к направлению дви- жения мотоцикла. Рассчитайте, что выгоднее — затормозить или повернуть. 6. В современных паровых турбинах до- стигается частота вращения 3000 об/мин. Оп- ределите силу сцепления, препятствующую разрыву конца лопасти турбины массой 4 кг. Радиус вращения 1,4 м. 7. Автомобиль массой 2 т движется по выпуклому мосту со скоростью 36 км/ч, Оп- ределите силу давления автомобиля на мост в положениях 1 и 2 (рис. 1). Радиус кри- визны моста 50 м. (15,6 кН; 1Э кН) 8. Конический маятник имеет высоту Ь. Каков его период? (Т = 2дд h/g 9. Вагон опускается с сортировочной гор- ки. Какой длины должен быть участок горки с уклоном 0,04 (tga=0,04), чтобы скорость в конце этого участка была не менее 4,5 м/с и не более 5,5 м/с? v0 = 0; п—0 02. (51 м < S < 76 м) 10. На горизонтально вращающемся сто- лике укреплен вертикальный стержень, к вер- шине которого привязана нить К концу нити прикреплен шарик массой т. С какой частотой вращается столик, если нить составляет с вер- тикалью угол а = 45°? Длина нити I = 6 см; расстояние стержня от оси вращения г= 10 см. (1,34 с”1) 11 11. Чему равна наибольшая скорость мото- циклиста, если он будет ехать по наклонному треку с углом наклона а = 30° при R = 90 м? ц — 0,4. (82 км/ ч) РИС. 1 РИС. 2 12. Груз массой 0,1 кг, подвешенный к шну- ру длиной 1 м, движется равномерно по окру- жности в горизонтальной плоскости так, что шнур описывает коническую поверхность и от- клоняется от вертикали на угол « = 60°. Опре- делить силу натяжения нити и период враще- ния груза. (2 Н; 1,4 с) 13. Тело брошено вверх по наклонной плос- кости с углом наклона 28е (v0=13 м/с, р = 0,2). Найти время подъема тела до оста- новки и время спуска. (2 с; ~ 3 с) 14. Определить ускорение и силы натяже- ния нитей Т, и Т2 (рис. 2), если массы грузов m j = 3 кг, т2 — 4 кг, т3 = 5 кг, а угол а = 30°. Коэффициент трения р. = 0,2 (0,25 м/с*; 47,75 Н; 20,5 Н) 15. Найти натяжение нити Т при движении брусков, если ut коэффициент трения верхнего бруска в 2 раза больше коэффициента тре- ния нижнего бруска. Массы брусков одинаковы и равны m, == m2 = m. (рис. 3) (Т ~ = 1/4 pj mg cos а) МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА. МОЩНОСТЬ. ЭНЕРГИЯ 1 группа Т—9/13 1. Мальчик тянет санки за веревку, дей- ствуя на нее с силой 80 Н. Веревка образует с горизонтом угол в 30°. Какую мощность развивает мальчик, если за 5 с он перемещает санки на 15 м? 2. Вагон массой 30 т движется со скоро- стью 2 м/с по горизонтальному участку пути. Вагон сталкивается с помощью автосцепки с не- подвижной платформой массой 20 т. Чему равна скорость совместного движения вагона и платформы? 3. Автомобиль, двигаясь от остановки с ускорением 5 м/с7 на некотором участке пути развил скорость 36 км/ч. Сила тяги 20 кН. Определить работу, совершенную автомоби- лем. 4. Рабочий перемещает равномерно по го- ризонтальной поверхности фуз, прилагая силу 300 Н под углом 35° к горизонту. Найти мощность, развиваемую рабочим, если за 4 с груз переместился на 10 м. (615 Вт] 19
5. Сокол, пикируя отвесно, свободно па- дал в течение 3 с. Определить работу, совер- шенную соколом, если масса его 6 кг, (2700 Дж) 6. Два неупругих тела, массы которых 4 кг и 6 кг движутся навстречу друг другу со ско- ростями 3 м/с каждое. Определить модуль и направление скорости каждого из этих тел после удара 7. Баба копра массой 2 т свободно падает в течение 1 с. Определить работу, совершен- ную бабой копра. 8. Трактор, двигаясь от остановки с уско- рением 4 м с на некотором участке развил скорость 18 км/ч Сила тяги 175 кН. Опреде- лить работу, совершенную трактором. 9. Буксир тянет баржу с силой 45 кН, Канат образует угол 15° с направлением пе- ремещения Какова мощность буксира, если за Ю с он проходит 25 м? (112 кВт) 10 Автомобиль трогается с места с ускоре- нием 0,2 m/cz и достигает скорости 18 км/ч. Определить работу, совершенную автомоби- лем на этом участке, если сила тяги 3 кН, (187,5 кДж) 11 Трактор тянет плуг, прилагая силу 80 кН под углом 20° к направлению перемещения. Определить мощность, развиваемую тракто- ром, если за 20 с трактор проходит 100 м. 12. Мячик массой 100 г свободно падает в течение 2 с. Определить работу силы тяже- сти мячика. 13. Тело массой 20 кг свободно падает в те- чение 6 с Наити работу силы тяжести. (36 кДж) 14. Какова полезная мощность двигателя токарного станка, если при силе резания 2000 Н резец за 1 мин снимает 120 м стружки? (4 к8т) 15. Подъемный кран начинает поднимать груз с ускорением 0,8 м/с* 2. Сила натяжения каната 8 кН. Определить работу, совершенную краном, если к концу подъема груз достиг скорости 4 м/с. Определить мощность, раз- виваемую краном при этом подъеме. (80 кДж; 16 кВт)______ 2 группа I — 9 14 1. Поезд массой 1000 т отходит от стан- ции равноускоренно и на расстоянии 250 м развивает скорость 36 км/ч. Коэффициент трения 0,06 Определить работу, совершенную локомотивом на этом* пути. (200 МДж) 2. Железнодорожный вагон, движущийся со скоростью 0,5 м/с, сталкивается с непод- вижной платформой, после чего они движутся вместе с некоторой скоростью. Определить эту скорость, если масса вагоне 20 т, а масса платформы 8 т, (0,36 м с) 3. Брусок массой 400 г поднимают по нак- лонной плоскости, длина которого 70 см, высо- та 40 см с помощью нити, перекинутой через блок, расположенный наверху наклонной плос- кости Ускорение груза ,6 м/с2. Какая работа при этом совершается, если коэффициент тре- ния 0,3? (Зг?5 Дж) 4. Пуля массой 10 г, летевшая со ско- ростью 600 м/с, попадает в бревно и застре- вает в нем, углубившись не Ю см. Найти силу сопротивления, с которой бревно действует на пулю. (18 кН) 5. Ледокол массой 6000 т, идущии с вык- люченным двигателем со скоростью 8 м/с, наталкивается на неподвижную льдину и дви- жет ее впереди себя. Скорость ледокола уменьшается при этом до 3 м/с. Определить массу льдины. (10 кг) 6. При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину с жесткостью 800 Н/м сжали на 5 см. Какую скорость приобретает Пуля массой 20 г при выстреле? (10 м/с) 7. Какое расстояние пройдет автомашина на горизонтальном участке пути после выклю- чения двигателя, если коэффициент трения 0,2, <Э скорость движения мащины до торможе- ния 72 км/ч? (100 м) 8. Тележка с песком массой 10 кг катится со скоростью 1 м/с по горизонтальному пути без трения. Навстречу тележке летит шар мас- сой 2 кг с горизонтальной скоростью 7 м/с. Шар после встречи с тележкой застрял в песке. В какую сторону и с какой скоростью покатится тележка после падения шара? (0,33 М/с) 9. Конькобежец массой 60 кг проехал пос- ле разгона до остановки 40 м, Вычислить ра- боту силы трения, если коэффициент трения коньков о лед 0,02. (—480 Дж) 10. Тело массой пт поднимают по наклонной плоскости высотой h. Угол в основании нак- лонной плоскости |3. Коэффициент трения меж- ду телом и плоскостью р,. Определить работу силы тяжести и работу силы трения. 11. Учебный самолет для взлета должен иметь скорость 108 км/ч. Время разгона для достижения этой скорости 12 с. Масса самолета 2 т. Коэффициент сопротивления при разгоне 0,05. Определить среднюю мощность двига- теля самолета, нужную для разгона. (90 кВт) 12. Граната, летевшая в горизонтальном на- правлении со скоростью vs = 10 м/с, разорва- лась на две части массой т, = 1 кг и m2 = 1,5 кг, которые продолжали лететь тоже в горизон- тальном направлении. Скорость большего куска возросла до у2 = 25 м/с. Определить скорость меньшего куска vP (12,5 м/с) 13. Пуля массой 10 г ударяется о доску толщиной 4 см со скоростью 600 м/с, а вы- летает со скоростью 400 м/с. Найти среднюю силу сопротивления доски. (25 кН) 14, Автомобиль массой 2 т спускается с го- ры, угол наклона которой к горизонту 7°. Пройдя из состояния покоя путь 50 м, авто- мобиль приобрел скорость 72 км/ч. Коэффи- циент трения 0,4. Найти среднюю мощность, развиваемую двигателем на этом участке. (136 кВт) 15. Определить работу, которую нужно произвести для того, чтобы сжать пружину 20
на 10 см, если для сжатия ее на 1 см необ- ходима сила 100 Н. (50 Дж) 3 группа Т — 9/15 1. Поезд метро, двигаясь со скоростью 72 км/ч, в точке А (рис. 1) отключает двига- тель и подходит к точке В со скоростью 54 км/ч. Определить длину участка АВ, если коэффициент сопротивления движению 0.01. Решить энергетически. (875 м) 2. Необходимо поднять на крутую гору прицеп массой 2,2 т. С какой скоростью трак- тор тяговой мощностью 30 кВт сможет тянуть прицеп, если подъем h/b=0,2, а коэффи- циент сопротивления 0,4? (8,3 км/ч) 3. Тело брошено под углом к горизонту со скоростью v0. Пользуясь законом сохране- ния энергии, докажите, что скорость тела на высоте h над горизонтом определяется по формуле v = д/ у'1 — 2gh 4. Докажите, используя закон сохранения энергии, что конечная скорость тела, свободно падающего с высоты Н с начальной скоростью v0, определяется по формуле v = д/2дН 4- 5. Докажите, используя закон сохранения механической энергии, что при одинаковой начальной скорости тормозной путь груженого и ненагруженного автомобилей одинаков. 6. Тело массой 1 кг движется по столу, имея в начальной точке скорость 2 м/с. До- стигнув края стола, высота которого 1 м, тело падает. Коэффициент трения тела о стол 0,1. Путь, пройденный телом по столу 2 м. Опре- делить количество теплоты, выделившееся при ударе о землю. (9,8 Дж| 7. Снаряд, летевший вертикально вверх со скоростью 300 м/с, в некоторой точке траектории разрывается на два осколка с мас- сами 1 5 кг и 5 кг. Меньший осколок продолжает движение горизонтально со скоростью 200 м/с. Определить скорость второго осколка. (406 м/с) РИС.1 РИС. 2 8. С какой начальной скоростью надо бро- сить мяч с высоты h, чтобы он подпрыгнул на высоту 2h. Удар упругий. Сопротивлением воздуха пренебречь. 9. Камень массой 50 г, брошенный под углом к горизонту с высоты 20 м над поверхно- стью земли со скоростью 18 м/с, упап на зем- лю со скоростью 24 м/с. Найти работу по преодолению сопротивления воздуха. (—3,6 Дж) 10. Плоское тело массой 1 кг скользит по круговому желобу (рис. 2), расположенному в вертикальной плоскости. С какой силой давит тело на желоб в наинизшей точке, если оно отпущено из точки А, находящейся по гори- зонтальной оси желоба, без начальной скоро- сти? (30 Н) 11 Пуля, летевшая горизонтально со ско- ростью 400 м/с, попадает в брусок, подвешен- ный на нити длиной 4 м, и застревает в нем. Определить угол, на который отклоняется бру- сок, если масса пули 20 г, масса бруска 5 кг. (15°) 12. На гладкой горизонтальной плоскости лежали два шара, между которыми находи- лась сжатая пружина. Затем пружине дали возможность распрямиться, вследствие чего шары приобрели некоторые скорости. Вычис- лить их, зная, что массы шаров равны 1 кг и 2 кг, а энергия сжатой пружины 3 Дж Массу пружины считать равной нулю. (1 м/с) 13. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 16 м/с. На какой высоте кинети- ческая энергия тела равна его потенциальной? (6,5 м) 14. Пуля, летящая горизонтально, попадает в шар, подвешенный на очень легком жестком стержне, и застревает в нем. Масса пули в 1000 раз меньше шара. Расстояние от точки подвеса стержня до центра шара равно 1 м. Найти скорость пули, если известно, что стер- жень с шаром отклонился от удара пули на угол 10°. (548 м/с) 15. Конькобежец массой 70 кг, стоя на коньках на льду, бросает в горизонтальном направлении камень массой 3 кг со скоростью 8 м/с. На какое расстояние откатится при этом конькобежец, если известно, что коэффи- циент трения коньков о лед 0,02. (0,3 м) МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ 1 группа т—9/16 1. Определить период колебаний матема- тического маятника длиной 2,5 м. 2. Каков период колебаний груза массой 0,1 кг, подвешенного к пружине с коэффициен- том упругости 10 Н/м? 3. Определить ускорение силы тяжести на поверхности Юпитера, если математический маятник длиной 66 см колеблется с периодом в 1 с. 4. Найти массу груза, который на пружине с жесткостью 250 Н/м колеблется с периодом 0,5 с. (1,57 кг) 5. Найти длину математического маятника, период колебаний которого 2 с. (1 м) 21
6 Математический маятник длиной 81 см совершает 100 полных колебаний за 3 мии. Определить ускорение силы тяжести 7. Найти длину математического маятника, который за 20 с совершает 30 колебаний. 8. Чему будет равен период колебаний латунного шарика объемом 20 см/, подвешен- ного к пружине с жесткостью 1700 Н/'м? (о = 8500 кг/м*) 9 Математический маятник совершил 180 полных колебаний за 72 с. Определить период и частоту колебаний маятника (0,4 с; 2Г5 Гц) 10 Математический маятник длиной 2 м совершает 1268 колебаний за 1 час. Чему равно ускорение свободного падения? 11. Определить длину звуковой волны че- ловеческого голоса с высотой тона 680 Гц. Скорость звука принять равной 340 м/с. 12 Как изменится период колебаний маят- ника, если перенести его с Земли на Марс? Ускорение свободного падения на Марсе 3,86 м/с2. 13 Два математических маятника совер- шают колебания с периодами беи 8,5 с соот- ветственно Найти отношение длин маятников. 14. Лодка качается в море на волнах, рас- пространяющихся со скоростью 2 м/с. Рас- стояние между ближайшими гребнями волны 6 м. Какова частота ударов волн о корпус лодки? (0,33 Гц) 15. Во сколько раз изменится период коле- баний пружинного маятника, если вместо груза массой гП| = 3,6 кг к той же пружине подве- сили груз массой гп2 = 2,5 кг? (в 1,2 раза) 2 группа Т— 9/17 1. Математический маятник длиной 99,5 см за одну минуту совершает 30 полных колеба- нии. Определить период колебаний маятника и ускорение свободного падения в том месте, где находится маятник (2 с; 9,82 м/с ) 2. По графику, приведенному на рис. 1, найти амплитуду, период, частоту колебаний. Написать уравнение зависимости х от f. 3. Во сколько раз период колебаний маят- ника на Луне отличается от периода колеба- ний того же маятника на Земле? Ускорение свободного падения на Луне 1/6 д3, (2,45) 4. Груз массой 0,2 кг, подвешенный к пру- жине, совершает 30 колебаний за 1 мин. Опре- делить жесткость пружины. (2 Н/м) 5. Длина нити одного математического маятника 81 см, другого 1 м. Найти отноше- ние частот колебаний этих маятников. (1,12) 6. Как относятся длины маятников, если за одно и то же время первый маятник совершил 10 колебаний, а второй — 20? (I, :12 = 4) 7. Висящий на пружине груз массой 0,1 кг совершает вертикальные колебания. Опреде- лить период гармонических колебаний груза, если для упругого удлинения пружины на 1 см требуется сила 0,1 Н, Весом пружины пренеб- речь. (0,628 с) 8. Медный шарик, подвешенный к пружи- не, совершает вертикальные колебания. Как из- менится период колебаний, если к пружине подвесить алюминиевый шарик того же раз- мера? у„,дя = 8900 кг/м= 2700 кг/м3 * *. (Т,:Т, = 1.8) 9. По графику, приведенному на рис. 2, найти амплитуду, период, частоту колебаний. Написать уравнение зависимости х от f. 10. Во сколько раз жесткость пружинного маятника, имеющего период 0,3 с, отличается от жесткости маятника, период которого 0,5 с, если массы грузов обоих маятников одинаковы? 1-2,8) ~ 11. Шарик неподвижно висит на пружине, когда она растянута на 4 см. Определить пе- риод колебаний такого вертикального пружин- ного маятника. (~ 0,4 с) 12. Висящий на пружине груз массой 0,1 кг совершает вертикальные колебания с ампли- тудой 4 см. Определить период гармониче- ских колебаний груза, если для упругого удли- нения пружины на 1 см требуется сила 0,1 Н. Определить энергию колебаний маятника. (0,628 с; 8 10~3 Дж) 13. Рыболов заметил, что за 10 с поплавок совершил на волнах 20 колебаний, а расстояние между соседними горбами волн 1,2 м Какова скорость распространения волн? (2,4 м/с) 14. Как относятся частоты колебаний маят- ников, если их длины относятся как 1:4? (v1:v2 = 2) 15. На озере в безветренную погоду с лод- ки бросили тяжелый якорь. От места бросания якоря пошли волны. Человек, стоящий на бере- гу, заметил, что волна дошла до него через 50 с; расстояние между соседними горбами волн 0,5 м, а за 5 с было 20 всплесков о берег. Как далеко от берега находилась лодка? (100 м) 3 группа Т — 9/18 1. Как относятся длины маятников, если за одно и то же время первый маятник совер- шил 10 колебаний, а второй—20 колебаний? (1,/12 = 4> 2. По графику, приведенному на рис. 3, найти амплитуду, период, частоту колебаний, Написать уравнение колебаний. 3. Груз ви£ит на пружине и колеблется с периодом 0,5 с. На сколько укоротится пру- жина, если снять с нее груз? (6,3 см) 4. Во сколько раз изменится период коле- баний математического маятника, если перене- сти его с Земли на Луну? дл=1,6 м/с2. (в 2,5 раза) 5. За сколько времени минутная стрелка земных часов с маятником, пересенных на Лу- ну, сделает там полный оборот по цифербла- ту, если ускорение силы тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле? 22
6. Маятник состоит из шарика массой 100 г, подвешенного на нити длиной 50 см. Определить период колебаний маятника и за- пас энергии, которым он обладает, если наи- больший угол его отклонения от положения равновесия 15°. (1,42 с; 1,5.-10-2 Дж) 7. Легкая пружина с жесткостью 19,6 Н/'м подвешена к штативу. К свободному концу пружины подвесили гирю массой 1 00 г и осто- рожно отпустили. Напишите уравнение движе- ния гири. 8. Один маятник имеет период 3 с, а дру- гой 4 с. Каков период колебаний математи- ческого маятника, длина которого равна сумме длин указанных маятников? (5 с) 9. По графику, приведенному на рис. 4, найти амплитуду, период, частоту колебаний. Написать уравнение колебаний. 10. На нити подвешен груз массой 0,1 кг. Определить скорость и кинетическую энергию колеблющегося шарика при прохождении им положения равновесия, если повышение цент- ра тяжести шарика при максимальном отклоне- нии от положения равновесия 2,5 см. (0,7 м,с; 0,025 Дж) 11. Груз, подвешенный на пружине, совер- шает вертикальные колебания. Когда он имел массу m[f период колебаний был равен 0,6 с, а когда его массу сделали m2l период стал равен 0,8 с Каким будет период колебаний этого груза, если его масса будет равна гл, + т2? (1 с) 12. Пружинный маятник совершает гармо- нические колебания с амплитудой 4 см. При смещении груза на 3 см сила упругости равна 9 • 1 0—' Н Определить потенциальную и кине- тическую энергии, соответствующие данному смещению, и полную энергию маятника. (1,35 - 10~6 Дж; « 10~й Дж; 2,4 Ю~6 Дж) 13. На рис. 5 показаны графики x(i) для гармонических колебании двух грузов на оди- наковых пружинах. Напишите уравнения коор- динаты. Найдите по графикам отношение масс грузов. (m2:m( =2,25) 14. Математический маятник длиной / со- вершает колебания вблизи вертикальной стен- ки. Под точкой подвеса маятника на расстоя- 1 1 а нии I, =-^ от нее 0 стенкУ забит гвоздь. Найти период Т колебаний маятника. 15. Часы с маятником длиной 1 м за сутки отстают точно на 1 час. Что надо сделать с маятником, чтобы часы не отставали? (умень- шить длину на 8 см) 23
Куперштейн Юрий Семенович Марон Абрам Евсеевич ФИ ЗИКА Опорные конепекты и дифференцированные задачи 9 клан Конический редактор Л ,4 Ьагенко Корректор II ,4 Смирнова Оформление обложки „7 ,4 Кудрявцев Сллно в набор 23 01.91 i Подине пк» к нс ча i и 15 05 91 i Заказ № 90 Форма*!. б('Х 84/8. Бумага офеегняя Гарнитура ттературная Печать оф сетная Обьем 3 7 vq ни л 2,8 сел. (н ч л Тираж 8000 ski НИИ НОВ АПН СССР 191187. Ленинград наб Кутузова. 8 Кнопсрапт «Миниатюра» |0<10()4 Ле и ши рад В О > иишя 28
24