Третий закон Ньютона. Закон сохранения импульса

Физика

Методическое указание к выполнению контрольной работы

для технических специальностей

Екатеринбург

2016

Одобрено цикловой комиссией ОГСЭ и МЕНД	Составлено в соответствии с Рабочей программой по дисциплине «Физика» для с технических специальностей
Председатель комиссии _____________ Е.Н.Крылова Протокол № 3 от «02» ноября 2016 г.	Председатель Методического совета   ________________ В.И. Овсянников «03» ноября 2016 г.

Составитель: Головина А.И. преподаватель АН ПОО «Уральский промышленно-экономический техникум»

ВВЕДЕНИЕ

Контрольная работа составлена в соответствии с образовательной программой учебной дисциплины «Физика», предназначенной для реализации требований к минимуму содержания и уровню подготовки специалистов среднего звена по специальностям технического направления

Учебная дисциплина «Физика» является общеобразовательной. Программой дисциплины предусмотрено выполнение обязательной домашней контрольной работы, перед выполнением которой рекомендуется следующая последовательность изучения материала: ознакомление с содержанием программы, изучение материала дисциплины, выполнение пробного теста для самоконтроля, выполнение домашней контрольной работы.

требования к содержАНИЮ КОНТРОЛЬной работы

Номер варианта соответствует последней цифре в списке в учебном журнале.

При оформлении контрольной работы необходимо соблюдать следующие основные требования:

- контрольная работа выполняется в тетради или на формате А4;

- задания приводятся полностью, без сокращений;

- контрольная работа должна содержать необходимые схемы, графики и пояснения;

- при выполнении работы необходимо делать ссылки на используемую литературу (справочники, учебники и т.п.), список которой приводится в конце работы;

- в тетради должны быть отведены поля для заметок рецензента.

Контрольные работы, выполненные не по своему варианту и без соблюдения указанных выше требований, не принимаются к проверке.

ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ .

Равнопеременное движение

1. Автомобиль через 5 с после начала движения при­обретает скорость 15 м/с. С каким ускорением движется автомобиль? Через какое время его скорость станет 108 км/ч, если он будет двигаться с тем же ускорением?

2. Скорость автомобиля за 4 с возрастает на 8 м/с. Его начальная скорость 3 м/с. Напишите уравнение дви­жения.

3. Велосипедист, подъезжая к уклону, имеет ско­рость 10 м/с и начинает двигаться с ускорением 0,2 м/с². Какую скорость приобретает велосипедист через 30 с?

4. Найдите время, в течение которого длится раз­гон автомобиля, если он увеличивает свою скорость от 10 до 20 м/с, двигаясь с ускорением 0,4 м/с².

5. Вычислите тормозной путь автомобиля, имеющего скорость 72 км/ч, в двух случаях: а) на мокрой дороге, когда ускорение 4 м/с²; б) на сухой дороге, когда уско­рение 9 м/с².

6. Трамвай, двигаясь равномерно со скоростью 54 км/ч, начинает торможение. Чему равен тормозной путь трамвая, если он остановился через 6 с?

7. Начальная скорость легкого самолета в момент отрыва от земли равна 54 км/ч. Чтобы развить рейсовую скорость, самолет начал двигаться с ускорением 3 м/с². Через 12 с он достиг этой скорости. Определите эту ско­рость.

8. Цирковой артист при падении на сетку имел ско­рость 10 м/с. С каким ускорением совершалось тормо­жение, если до полной остановки артиста сетка прогну­лась на 1,25 м?

9. Две электрички отправились со станции с интер­валом в 1 мин друг за другом с ускорением 0,4 м/с². Через какой интервал времени после отправки первой электрички расстояние между ними будет 4,2 км?

10. Движения двух автомобилей по шоссе заданы уравнениями x₁ = 2t + 0,2t², x₂ = 80 – 4t. Опишите карти­ну движения и найдите: а) место и время встречи; б) рас­стояние между ними через 5 с после начала движения.

2. Динамика поступательного движения. Второй закон Ньютона

1. Электропоезд массой 10⁶ кг после остановки на­чинает равноускорено двигаться и в течение 1 мин до­стигает скорости 108 км/ч. Определите силу тяги элек­тровоза, если коэффициент трения равен 0,02.

2. Под действием некоторой силы тело массой 100 кг движется с ускорением 0,3 м/с². С каким ускорением будет двигаться тело массой 120 кг под действием этой силы? Найдите эту силу.

3. Автомобиль под действием силы тяги 1 кН движется с ускорением 0,2 м/с². С каким ускорением будет дви­гаться автомобиль, если сила тяги 750 Н?

4. Через неподвижный блок пере­кинута нить, к концам которой привязаны два груза массой m1 = 1 кг и m₂ = 1,5 кг (рис. 3). С каким ускорением будут перемещаться грузы? Трение и сопротивле­ние воздуха не учитывать.

V

_{m1 m} F_тр

F_т

m₂

рис.3

5. Определите вес космонавта на Луне, если на по­верхности Земли он весит 800 Н, а ускорение свободно­го падения на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле.

6. Под действием силы 2 кН автомобиль движется прямолинейно так, что его путь выражается уравнением s = t – 0,1t². Определите массу автомобиля.

7. Составьте уравнение движения тела, масса кото­рого 50 кг, если тело движется влево (рис. 4 и к нему приложены сила тяги F_т = 10 Н и сила трения F_тр = 15 Н. Найдите ускорение движения тела.

8. Плита массой m = 500 кг, подвешенная на тросе, опускается с ускорением a = 8 м/с². Определите вес плиты в момент опускания.

9. С каким ускорением можно поднимать груз, под­вешенный на тросе, вертикально вверх, чтобы сила на­тяжения троса превышала вес груза не более чем в 1,5 раза?

10. Под действием постоянной силы 50 Н в течение 8 с скорость тела массой 100 кг была увеличена до 10 м/с. С какой скоростью двигалось тело до приложения силы?

Волновые свойства света

1. Могут ли две разноцветные световые волны, на­пример красного и зеленого излучений, иметь одинако­вые длины волн? Если могут, то при каких условиях? Выполните расчет для красного излучения с длиной вол­ны λ_кр = 760 нм и зеленого излучения с длиной волны λ_з = 570 нм.

2. Определите четыре наименьшие толщины про­зрачной пленки, показатель преломления которой 1,5, чтобы при освещении их перпендикулярными красны­ми лучами с длиной волны 750 нм они были видны в отраженном свете красными.

3. При освещении кварцевого клина с очень малым углом, равным 10S, монохроматическими лучами с длиной волны 500 нм, перпендикулярными его поверхнос­ти, наблюдаются интерференционные полосы. Найдите расстояние между этими полосами (1 рад = 206 265").

Рис. 102

4. На рис. 102 AC и ВC - когерентные лучи, длина которых 540 нм. Какая интерференцион­ная картина будет наблю­даться на экране в точке C, удаленной от источни­ков света на расстоянии AC = 4 м и ВC = 4,27 м?

5.На тонкую пленку (п= 1,5) перпендикулярно ее поверхности направлен параллельный пучок желтых лу­чей (X = 600 нм). При какой наименьшей толщине плен­ка в отраженном свете будет казаться желтой?

6.Световая волна длиной 500 нм падает перпенди­кулярно на прозрачную поверхность стеклянного клина (л= 1,5). В отраженном свете наблюдается система ин­терференционных полос. Определите угол между граня­ми клина, если расстояние между соседними темными полосами a = 2 мм (1 рад = 206 265").

7.Два когерентных луча с длинами волн 404 нм пересекаются на экране в одной точке. Что будет наблю­даться в этой точке - усиление или ослабление света, если оптическая разность хода
лучей равна 17,17 мкм?

8.На дифракционную решетку, постоянная кото­рой равна 0,01 мм, направлена монохроматическая вол­на. Первый дифракционный максимум получен на экра­не смещенным на 3 см от первоначального направления света. Определите длину волны монохроматического из­лучения, если расстояние между экраном и решеткой равно 70 см.

9.Световая волна длиной 530 нм падает перпен­дикулярно на прозрачную дифракционную решетку, по­стоянная которой равна 1,8 мкм. Определите угол диф­ракции, при котором образуется максимум наибольшего порядка.

10.Угол полной поляризации при падении луча на поверхность некоторой жидкости оказался равным 53°. Что это за жидкость?

Физика

Методическое указание к выполнению контрольной работы

для технических специальностей

Екатеринбург

2016

Одобрено цикловой комиссией ОГСЭ и МЕНД	Составлено в соответствии с Рабочей программой по дисциплине «Физика» для с технических специальностей
Председатель комиссии _____________ Е.Н.Крылова Протокол № 3 от «02» ноября 2016 г.	Председатель Методического совета   ________________ В.И. Овсянников «03» ноября 2016 г.

Составитель: Головина А.И. преподаватель АН ПОО «Уральский промышленно-экономический техникум»

ВВЕДЕНИЕ

Контрольная работа составлена в соответствии с образовательной программой учебной дисциплины «Физика», предназначенной для реализации требований к минимуму содержания и уровню подготовки специалистов среднего звена по специальностям технического направления

Учебная дисциплина «Физика» является общеобразовательной. Программой дисциплины предусмотрено выполнение обязательной домашней контрольной работы, перед выполнением которой рекомендуется следующая последовательность изучения материала: ознакомление с содержанием программы, изучение материала дисциплины, выполнение пробного теста для самоконтроля, выполнение домашней контрольной работы.

требования к содержАНИЮ КОНТРОЛЬной работы

Номер варианта соответствует последней цифре в списке в учебном журнале.

При оформлении контрольной работы необходимо соблюдать следующие основные требования:

- контрольная работа выполняется в тетради или на формате А4;

- задания приводятся полностью, без сокращений;

- контрольная работа должна содержать необходимые схемы, графики и пояснения;

- при выполнении работы необходимо делать ссылки на используемую литературу (справочники, учебники и т.п.), список которой приводится в конце работы;

- в тетради должны быть отведены поля для заметок рецензента.

Контрольные работы, выполненные не по своему варианту и без соблюдения указанных выше требований, не принимаются к проверке.

ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ .

Равнопеременное движение

1. Автомобиль через 5 с после начала движения при­обретает скорость 15 м/с. С каким ускорением движется автомобиль? Через какое время его скорость станет 108 км/ч, если он будет двигаться с тем же ускорением?

2. Скорость автомобиля за 4 с возрастает на 8 м/с. Его начальная скорость 3 м/с. Напишите уравнение дви­жения.

3. Велосипедист, подъезжая к уклону, имеет ско­рость 10 м/с и начинает двигаться с ускорением 0,2 м/с². Какую скорость приобретает велосипедист через 30 с?

4. Найдите время, в течение которого длится раз­гон автомобиля, если он увеличивает свою скорость от 10 до 20 м/с, двигаясь с ускорением 0,4 м/с².

5. Вычислите тормозной путь автомобиля, имеющего скорость 72 км/ч, в двух случаях: а) на мокрой дороге, когда ускорение 4 м/с²; б) на сухой дороге, когда уско­рение 9 м/с².

6. Трамвай, двигаясь равномерно со скоростью 54 км/ч, начинает торможение. Чему равен тормозной путь трамвая, если он остановился через 6 с?

7. Начальная скорость легкого самолета в момент отрыва от земли равна 54 км/ч. Чтобы развить рейсовую скорость, самолет начал двигаться с ускорением 3 м/с². Через 12 с он достиг этой скорости. Определите эту ско­рость.

8. Цирковой артист при падении на сетку имел ско­рость 10 м/с. С каким ускорением совершалось тормо­жение, если до полной остановки артиста сетка прогну­лась на 1,25 м?

9. Две электрички отправились со станции с интер­валом в 1 мин друг за другом с ускорением 0,4 м/с². Через какой интервал времени после отправки первой электрички расстояние между ними будет 4,2 км?

10. Движения двух автомобилей по шоссе заданы уравнениями x₁ = 2t + 0,2t², x₂ = 80 – 4t. Опишите карти­ну движения и найдите: а) место и время встречи; б) рас­стояние между ними через 5 с после начала движения.

2. Динамика поступательного движения. Второй закон Ньютона

1. Электропоезд массой 10⁶ кг после остановки на­чинает равноускорено двигаться и в течение 1 мин до­стигает скорости 108 км/ч. Определите силу тяги элек­тровоза, если коэффициент трения равен 0,02.

2. Под действием некоторой силы тело массой 100 кг движется с ускорением 0,3 м/с². С каким ускорением будет двигаться тело массой 120 кг под действием этой силы? Найдите эту силу.

3. Автомобиль под действием силы тяги 1 кН движется с ускорением 0,2 м/с². С каким ускорением будет дви­гаться автомобиль, если сила тяги 750 Н?

4. Через неподвижный блок пере­кинута нить, к концам которой привязаны два груза массой m1 = 1 кг и m₂ = 1,5 кг (рис. 3). С каким ускорением будут перемещаться грузы? Трение и сопротивле­ние воздуха не учитывать.

V

_{m1 m} F_тр

F_т

m₂

рис.3

5. Определите вес космонавта на Луне, если на по­верхности Земли он весит 800 Н, а ускорение свободно­го падения на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле.

6. Под действием силы 2 кН автомобиль движется прямолинейно так, что его путь выражается уравнением s = t – 0,1t². Определите массу автомобиля.

7. Составьте уравнение движения тела, масса кото­рого 50 кг, если тело движется влево (рис. 4 и к нему приложены сила тяги F_т = 10 Н и сила трения F_тр = 15 Н. Найдите ускорение движения тела.

8. Плита массой m = 500 кг, подвешенная на тросе, опускается с ускорением a = 8 м/с². Определите вес плиты в момент опускания.

9. С каким ускорением можно поднимать груз, под­вешенный на тросе, вертикально вверх, чтобы сила на­тяжения троса превышала вес груза не более чем в 1,5 раза?

10. Под действием постоянной силы 50 Н в течение 8 с скорость тела массой 100 кг была увеличена до 10 м/с. С какой скоростью двигалось тело до приложения силы?

Третий закон Ньютона. Закон сохранения импульса

1. Плита массой m = 500 кг, подвешенная на тросе, опускается с ускорением a = 8 м/с². Определите вес плиты в момент опускания.

2. С каким ускорением можно поднимать груз, под­вешенный на тросе, вертикально вверх, чтобы сила на­тяжения троса превышала вес груза не более чем в 1,5 раза?

3. Под действием постоянной силы 50 Н в течение 8 с скорость тела массой 100 кг была увеличена до 10 м/с.С какой скоростью двигалось тело до приложения силы?

4. На какое время надо включить маршевый двига­тель космического корабля массой 1000 кг, чтобы уве­личить его скорость от 500 м/с до 2 км/с, если сила тяжести двигателя 5 кН?

5. При равномерном торможении в течение 3 с ско­рость автомобиля массой 3 т уменьшилась на 2 м/с. Определите среднюю силу торможения.

6. Какова сила давления человека весом 600 Н на пол кабины лифта: а) при равномерном подъеме или опускании? б) при опускании с ускорением 0,49 м/с²? в) при подъеме с ускорением 0,49 м/с²?

7. Человек, находящийся в лодке, переходит с носа на корму. На какое расстояние относительно дна озера пе­реместится лодка длиной 3 м, если масса человека 60 кг, а масса лодки 120 кг? Сопротивление воды не учитывать.

8. Молекула массой 4,65х10^–26 кг, летящая со скоро­стью 600 м/с, ударяется о стенку сосуда под углом 60°к нормали. Найдите импульс силы, полученный стенкой за время удара. Столкновение считать абсолютно упругим.

9. Человек и тележка движутся навстречу друг дру­гу, причем масса человека в два раза больше массы те­лежки. Скорость человека 3 м/с, а тележки 2 м/с. Че­ловек вскакивает на тележку и остается на ней. Какова скорость человека вместе с тележкой? Как она направ­лена? Трением пренебречь.

10. Шар массой 20 г, движущийся горизонтально с некоторой скоростью v₁, столкнулся с неподвижным шаром массой 40 г. Шары абсолютно упругие, удар пря­мой, центральный. Какую долю e своей кинетической энергии первый шар передал второму?

4.Закон сохранения механической энергии

1. Как надо изменить скорость тела, чтобы его ки­нетическая энергия увеличилась в 4 раза?

2. На какой высоте над поверхностью Луны тело будет обладать такой же потенциальной энергией, как на высоте 80 м над поверхностью Земли? Ускорение сво­бодного падения на Луне 1,6 м/с².

3. Водомет за 5 мин выбрасывает 3 м³ воды со ско­ростью 10 м/с. Определите КПД водомета, если мощность его двигателя, 2 кВт.

4. Какое расстояние пройдет автомобиль с выклю­ченным двигателем по горизонтальному участку пути, если коэффициент трения равен 0,2, скорость движения 12 м/с? Принять g = 10 м/с².

5. Требуется ежечасно подавать 60 м³ воды на вы­соту 18 м. Какой мощности двигатель надо подключить к насосу, если КПД насоса 75%? Принять g = 10 м/с².

6. На тело массой 20 кг в течение 10 с действова­ла сила 4 Н. Определите кинетическую энергию тела в момент прекращения действия силы, если в начале дей­ствия тело находилось в покое.

7. Тело свободно падает с высоты 50 м. На какой высоте от поверхности Земли кинетическая энергия и потенциальная энергия тела окажутся равными?

8. При свободном падении тело в некоторой проме­жуточной точке имеет потенциальную энергию 100 Дж и кинетическую энергию 400 Дж. Какую максимальную потенциальную энергию имело тело в точке наивысшего подъема?

9. Автомобиль массой 5 т поднимается в гору под углом 10° с постоянной скоростью 5 м/с. Определите мощность, развиваемую двигателем автомобиля. Трение не учитывать.

10. Самолет, мощность двигателей которого равна 3000 кВт, при силе тяги 4,5 кН пролетел 360 км за 30 мин. Определите КПД двигателей самолета.