Тема 1. Законы взаимодействия и движения тел

Сборник задач по физике

Класс

2018

Тема 1. Законы взаимодействия и движения тел

Урок 1. Материальная точка. Система отсчета

Урок 2. Перемещение

1. Мяч отпустили с высоты 2 м, а после отскока он поднялся на высоту 1,5 м. Чему равен путь и модуль перемещения мяча?

2. Мяч с высоты 1 м над поверхностью земли был подброшен вертикально вверх еще на 2 м и упал на землю. Найдите путь и перемещение мяча.

3. Два тела, брошенные с поверхности земли вертикально вверх, достигли высот 10 м и 20 м и упали на землю. Во сколько раз отличаются пути, пройденные этими телами?

4. Человек обошел круглое озеро диаметром 1 км. Определите путь, пройденный человеком и модуль перемещения.

5. Спортсмен дважды пробежал дистанцию в 400 м по дорожке стадиона и вернулся к месту старта. Чему равен путь, пройденный спортсменом и модуль его перемещения?

6. Камень бросили из окна второго этажа с высоты 4 м, и он упал на землю на расстоянии 3 м от стены дома. Чему равен модуль перемещения камня?

7. Спортсмен во время тренировки пробежал 100 м на восток, а затем, повернувшись, еще 100 м на север. Найдите путь и модуль перемещения спортсмена. 

8. Начальное положение тела соответствует координатам x ₀ = 0, y ₀ = 2 м; конечное положение: x = 4 м, y = 0. Сделайте построение и найдите модуль перемещения и значения проекций на координатные оси.

9. Тело переместили из точки с координатами x ₀ =        –1 м, y ₀ = 1 м в точку с координатами x = 3 м, y = –2 м. Сделайте построение, найдите проекции вектора перемещения на координатные оси и его модуль.

10. В начальный момент времени тело находилось в точке А, через некоторое время оказалось в точке В (см. рисунок). Найдите начальные и конечные координаты тела, модуль перемещения и проекции перемещения на оси О x и Oy.   

11. На рисунке показана траектория движения материальной точки. Ее начальное положение – точка А, конечное – точка С. Найдите проекции перемещения точки на координатные оси, модуль перемещения и путь, пройденный точкой.

12. Автомобиль прошел путь 20 км, двигаясь на север, затем ему пришлось свернуть на восток и пройти еще  30 км, после чего он снова повернул на север и достиг конечного пункта, пройдя еще 10 км. Найдите путь и модуль перемещения этого автомобиля.

13. Человек прошел по проспекту 240 м, затем повернул на перекрестке и прошел в перпендикулярном направлении еще 70 м. Во сколько раз путь, пройденный человеком, больше модуля его перемещения?

14. Тело движется по окружности 2 м. Через некоторое время его перемещение по модулю оказалось равным диаметру. Какой путь прошло тело?

 

 

Урок 3. Скорость прямолинейного равномерного движения

Урок 6. Перемещение при прямолинейном равноускоренном движении

Урок 12. Инерциальные системы отсчета.

Первый закон Ньютона

1.  Может ли шайба, брошенная хоккеистом, двигаться равномерно по льду?

2. Назовите тела, действие которых компенсируется в следующих случаях: а) айсберг плывет в океане; б) камень лежит на дне ручья; в) подводная лодка равномерно и прямолинейно дрейфует в толще воды; г) аэростат удерживается у земли канатами.

3. Почему опасно переходить дорогу перед близко идущим транспортом?

4. Почему стоящему в движущейся лодке человеку трудно сохранить прежнее положение, если лодка внезапно останавливается?

5. Почему при встряхивании медицинского термометра столбик ртути опускается?

6. Может ли автомобиль двигаться равномерно по горизонтальному участку шоссе с выключенным двигателем? Ответ объясните.

7. Почему груз, сброшенный с транспортного самолета, не падает вниз вертикально?

 8. При каком условии пароход, плывущий против течения, будет иметь постоянную скорость?

9. Система отсчета жестко связана с лифтом. В каких из приведенных ниже случаях систему отсчета можно считать инерциальной? Лифт: а) свободно падает; б) движется равномерно вверх; в) движется ускоренно вверх; г) движется замедленно вверх; д) движется равномерно вниз.

 10. Может ли тело в одно и то же время в одной системе отсчета сохранять свою скорость, а в другой – изменять? Приведите примеры, подтверждающие ваш ответ.

11. Строго говоря, связанная с Землей система отсчета не является инерциальной. Обусловлено ли это: а) тяготением Земли; б) вращением Земли вокруг своей оси; в) движением Земли вокруг Солнца?

12. При каком движении самолета связанную с ним систему отсчета можно считать инерциальной?

13. Тело покоится относительно инерциальной системы отсчета. Как движется это тело относительно любой другой инерциальной системы отсета?

14. Поезд движется относительно Земли прямолинейно равномерно, а относительно автомобиля – равноускорено. Является ли инерциальной системой отсчета «автомобиль»?

15. Автомобиль равномерно движется по кольцевой трассе. Является ли связанная с ним система отсчета инерциальной?

16. На чём основан один из способов насаживания молотка на рукоятку?

17. Школьник решил мысленно связать системы отсчета с различными телами во дворе своего дома: а) с верхушкой дерева, которое раскачивает ветер; б) с проезжающим автомобилем (автомобиль движется прямолинейно и равномерно); в) с летящим мячом. С какими телами оказались связаны инерциальные системы отсчета?

18. Поезд резко затормозил. Куда покатилось яблоко, лежащее на столике в купе? Можете ли вы указать, действие какого тела привело его в движение относительно поезда?

19. Автомобиль движется относительно Земли равномерно и прямолинейно, а относительно велосипедиста – равноускорено. Инерциальна ли система отсчета «Велосипедист»? Ответ объясните.

20. Действие каких сил компенсируется, если мяч лежит на полу? Плавает в озере?

21. Каскадер, выпрыгнув на ходу из поезда при скорости 20 м/с не сможет его догнать. Не рискует, ли отстать от космической станции космонавт, вышедший в открытый космос, при скорости 8 км/с?

 

 

Урок 23. Импульс тела

1. Какое из тел имеет больший импульс: автобус массой 8 т движущийся со скоростью 18 км/ч, или снаряд массой 6 кг, летящий со скоростью 500 м/с?

2. Какова масса тела, если его импульс равен             600  при скорости 15 м/с?

3. Стальной шар движется со скоростью 2 м/с, а алюминиевый шар такого же радиуса – со скоростью 6 м/с. Какой из шаров имеет больший импульс?

4. С высоты 80 м без начальной скорости отпустили чугунное ядро массой 20 кг. На какой высоте его импульс будет равен 400 ?

5. Координата тела изменяется по закону                         х = –6 + 3t – 0,25t², а импульс – по закону р_х = 12 – 2t. Найдите массу тела и действующую на него силу.

6. Тело массой 3 кг движется со скоростью 4 м/с. Чему равен его импульс?

7. Определите импульс камня массой 120 г, который бросили со скоростью 5 м/с.

8. Мяч летит со скоростью 6 м/с. Определите массу мяча, если его импульс равен 4,2 .

9. С какой скоростью движется пуля массой 63 г, если ее импульс равен 21 ?

10. С какой скоростью должен двигаться легковой автомобиль, масса которого 1,5 т, чтобы у него был такой же импульс, как у грузовика массой 9 т, движущегося со скоростью 54 км/ч?

11. На сколько отличается импульс пули массой 50 г, которая летит со скоростью 20 м/с, от пули, масса которой в 3 раза, скорость в 4 раза больше, чем у первой?

12. Теннисист ударяет ракеткой по мячу с силой         0,6 кН. Удар длится 0,001 с. На сколько изменился импульс мяча?

13. Мальчик ударил по неподвижному мячу массой     80 г. После удара мяч начал двигаться со скоростью 20 м/с. Определите среднюю силу удара, если он длился 0,002 с.

14. При ударе молотка массой 300 г по гвоздю скорость движения молотка составляла 5 м/с. Как долго длился удар, если сила удара равна 40 Н?

 

 

Урок 24. Закон сохранения импульса

Урок 34. Резонанс

1. К пружине маятника, груз которого имеет массу 1 кг, прикладывается периодическая сила, частота колебаний которой представляет 16 Гц. Будет ли происходить резонанс, если жесткость пружины 400 Н/м?

2.   Груз массой 300 кг колеблется на пружине жесткостью 12 МН/м. Возникнет ли явление резонанса, если во время колебаний на груз будет действовать сила, которая изменяется по закону F = F_mcos 100t?

3. Подвесили на упругой нити четыре маятника. Для каких маятников возможен резонанс?

4. Для каких из указанных на рисунке маятников возможен резонанс? Почему?

5. Каждый спортсмен раскачивается при прыжках на батуте со строго определенной частотой. От чего зависит эта частота?

6. При какой скорости движения поезда амплитуда вертикальных колебаний вагона будет наибольшей, если период собственных вертикальных колебаний вагона          Т = 0,7 с, а длина рельса 𝒍 = 14 м? При каких других скоростях движения амплитуды также будут возрастать?

7. Во время движения трамвая периодически начинают сильно дребезжать стекла. Объясните причины этого явления.

8. На рисунке изображена резонансная кривая (зависимость амплитуды установившихся колебаний от частоты вынуждающей силы) пружинного маятника. Определи резонансную частоту и амплитуду колебаний этого маятника при резонансе.

9. Маленький шарик подвешен на нити длиной 1 м к потолку вагона. При какой скорости вагона шарик будет особенно сильно колебаться под действием ударов колес о стыки рельсов? Длина рельса 12,5 м.

10. На конец пружины жесткостью 383 Н/м горизонтального маятника, груз которого имеет массу      2,8 кг, действует переменная сила, частота колебаний которой равна 18 Гц. Определи, будет ли при этом наблюдаться резонанс. При расчетах прими π = 3,14. (Вычисления проводи с точностью до сотых. Ответ поясни.)

11. Определи, при какой скорости поезда математический маятник длиной 40 см, подвешенный в вагоне, особенно сильно раскачивается, если длина рельс 12,4 м. При расчетах прими π = 3,14, g = 9,8 м/с². (Ответ округли до сотых).

 

Самостоятельная работа

Вариант I

1. При полёте большинство насекомых издают звук. Чем это вызывается?

а) голосовыми связками;       б) взмахами крыльев;

  в) ветром;                                 г) строением тела.

2. В каких направлениях совершаются колебания в продольной волне?

а) во всех направлениях;

б) только по направлению распространения волны;

в) только перпендикулярно распространению волны;

г) по направлению распространения волны и перпендикулярно этому направлению.

3. Какие колебания называются ультразвуковыми?

а) механические колебания, частоты которых выше     20 000 Гц;

б) механические колебания с частотой выше 16 Гц;

в) механические колебания, частоты которых лежат в пределах от 16 до 20 000 Гц.

4. Период колебания частиц воды равен 2 с, а расстояние между соседними гребнями волн равно 6 м. Определите скорость распространения этих волн.

а) 3 м/с;    б) 12 м/с;   в) 1/3 м/с.

5. В каких упругих средах могут возникать поперечные волны?

а) в газообразных телах;     

б) в жидкостях;

в) в твёрдых телах;

г) в твёрдых, жидких и газообразных.

 

Вариант II

1. Какое насекомое – бабочка или муха – делает большее количество взмахов крыльями?

а) бабочка;

б) муха и бабочка делают одинаковое количество взмахов;

в) муха;

г) они не взмахивают крыльями.

2. Определите длину волны, если скорость равна     1500 м/с, а частота колебаний равна 500 Гц.

а) 3 м;         б) 1/3 м;  в) 750 000 м.

3. Какие колебания называются звуковыми?

а) механические колебания, частоты которых выше    20 000 Гц;

б) механические колебания с частотой выше 16 Гц;

в) механические колебания, частоты которых лежат в пределах от 16 до 20 000 Гц.

4. В каких упругих средах могут возникать продольные волны?

а) только в газообразных телах;

б) только в жидкостях;

в) только в твёрдых телах;

г) в твёрдых, жидких и газообразных.

5. В каких направлениях совершаются колебания в поперечной волне?

а) во всех направлениях;

б) только по направлению распространения волны;

в) только перпендикулярно распространению волны;

г) по направлению распространения волны и перпендикулярно этому направлению.

Правило левой руки

1. Существование магнитного поля вокруг проводника с током можно обнаружить с помощью…

   а) часов;                    б) магнитных стрелок;

   в) амперметра;          г) вольтметра.

2. Как называют силу, с которой магнитное поле действует

на проводник с током?

  а) сила Ампера;         б) сила Архимеда;

в) сила Кулона;          г) сила Фарадея.

3. Направление силы Ампера определяют по правилу...

а) левой руки;            б) буравчика;

в) правой руки;            г) буравчика и правой руки.

4. Проводник с током I размещен в магнитном поле, силовые линии, которого направлены, как показано на рисунке. Определите направление силы Ампера. Угол зрения перпендикулярный площади рисунка.

                                  а) Влево;

                                         б) Вправо;

      I                               в) От нас;

                                         г) К нам.

5. Проводник с током I размещен между полюсами подковообразного магнита. Укажите, как расположены полюса магнита. Направление силы Ампера – от нас.

                                    а) Южный вверху;        

                  F _A        б) Северный вверху.     

      I

 

6. Проводник с током I размещен в магнитном поле, силовые линии, которого направлены, как показано на рисунке. Определите направление силы Ампера. Угол зрения перпендикулярный площади рисунка.

х х х х                а) К нам;

х    х х х                б) От нас;

х х х х                в) Вправо;

х х х х                г) Влево.

         I

Правило Ленца

1. Направление   тока, индуцированного в замкнутом проводнике, зависит...

а) от усиления или от уменьшения интенсивности

магнитного поля;

б) от скорости изменения магнитного поля;

в) от количества витков;

г) от вида источника магнитного поля.

2. Что произойдет в кольце, когда в него введут магнит, если кольцо сделано из: а) непроводника; б) проводника и в) сверхпроводника?

3. На  рисунке      приведены     различные     случаи электромагнитной индукции. Сформулируйте и решите задачу для каждого случая.

  1. Куда направлен индукционный ток?

  2. Куда движется проводник?

  3. Где север?

  4. Куда направлен индукционный ток?

  5. Куда движется проводник?

  6. Составьте самостоятельно.

  7. Где плюс, где минус?

4. Будет ли в рамке ABCD возникать индукционный

ток, если рамку:

а) вращать относительно неподвижного проводника с током 00', как показано на рисунке;

б) вращать вокруг стороны АВ;

в) вращать вокруг стороны ВС;

г) двигать поступательно в вертикальном направлении;

д) двигать поступательно в горизонтальном направлении?

5. Будет ли возникать индукционный ток в круговом витке, находящемся в однородном магнитном поле, если:

а) перемещать виток поступательно;

б) вращать виток вокруг оси, проходящей через его центр перпендикулярно плоскости витка;

в) вращать виток вокруг оси, лежащей в его плоскости?

6. Каково направление индукционного тока в случаях, изображенных на рисунке? Направление движения каждого проводника показано стрелкой.

7. Определите направление тока в проводнике CD в случаях, когда:

а) цепь проводника АВ замыкают;

б) цепь проводника АВ размыкают;

в) ручку реостата в замкнутой цепи проводника АВ перемещают вверх; вниз;

г) прямолинейные части контуров АВ и CD сближают; удаляют.

8. Почему колебания стрелки компаса быстрее затухают, если корпус прибора латунный, и медленнее затухают, если корпус прибора пластмассовый?

9. Между полюсами U-образного магнита вращается

алюминиевый диск в направлении, указанном стрелкой. Каково направление индукционного тока: к центру или от центра диска?

10. На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведенному графику.

В какие промежутки времени амперметр покажет наличие тока в левой катушке?

1) от 1 с до 2 с и от 2,5 с до 5 с;
  2) только от 1 с до 2 с;
  3) от 0 с до 1 с и от 2 с до 2,5 с;
 4) только от 2,5 с до 5 с.

11. Квадратная рамка вращается в однородном магнитном поле вокруг одной из своих сторон. Первый раз ось вращения совпадает с направлением вектора магнитной индукции, второй раз перпендикулярна ему. Ток в рамке:

1) возникает в обоих случаях;
  2) не возникает ни в одном из случаев;
  3) возникает только в первом случае;
  4) возникает только во втором случае.

Самостоятельная работа в виде тестов

Урок 53. Дисперсия света

1. Первым ученым, исследовавшим разнообразие и

особенности цветов, был:

а) Снеллиус;            б) Ньютон;
  в) Декарт;                 г) Максвелл.

2. Ньютон в своем опыте использовал:

а) стеклянную призму; б) собирающую линзу;
  в) рассеивающую линзу; 

г) плоскопараллельную стеклянную пластину.

3. Белый свет:

а) простой;            б) сложный;
  в) разлагается на пучки разных цветов;

  г) имеет сложную структуру, состоит из семи основных цветов.

4. Укажите правильную последовательность цветов в спектре:

а) КЖОЗГСФ;            б) КЖОГЗСФ;

в) КОЖЗГСФ;       г) ОЖЗГСФК.

5. Дисперсия света – это:

а) изменение направления распространения света на границе раздела сред;

б) пересечение световых пучков;

в) зависимость показателя преломления света от его цвета;
  г) преломление света призмой.

6. Больше всего преломляются призмой:
  а) красный свет, т.к. его скорость в стекле наибольшая;

б) красный свет, т.к. его скорость в стекле наименьшая;

в) фиолетовый свет, т.к. его скорость в стекле наименьшая;

г) фиолетовый свет, т.к. скорость его распространения в стекле наибольшая.

7. Почему мы видим траву зеленой, розу – красной, мел – белым при освещении одним и тем же солнечным светом?

8. Какие частоты колебаний отвечают крайним красным (λ = 0,8 мкм) и крайним фиолетовым (λ = 0,4 мкм) лучам видимой части спектра?

9. Как объяснить появление радужных полос в тонком слое керосина на поверхности воды?

10. На какой из схем (см. рис.) правильно изображен ход лучей при разложении пучка белого света линзой?

11. Почему цвет поверхности мыльного шарика непрерывно меняется?

12. Намочите в мыльной воде небольшую проволочную рамку и в отраженном свете рассмотрите поверхность пленки. Объясните наблюдаемое явление.

13. Почему заходящее солнце кажется нам красным?

Сборник задач по физике

Класс

2018

Тема 1. Законы взаимодействия и движения тел

Урок 1. Материальная точка. Система отсчета

Урок 2. Перемещение

1. Мяч отпустили с высоты 2 м, а после отскока он поднялся на высоту 1,5 м. Чему равен путь и модуль перемещения мяча?

2. Мяч с высоты 1 м над поверхностью земли был подброшен вертикально вверх еще на 2 м и упал на землю. Найдите путь и перемещение мяча.

3. Два тела, брошенные с поверхности земли вертикально вверх, достигли высот 10 м и 20 м и упали на землю. Во сколько раз отличаются пути, пройденные этими телами?

4. Человек обошел круглое озеро диаметром 1 км. Определите путь, пройденный человеком и модуль перемещения.

5. Спортсмен дважды пробежал дистанцию в 400 м по дорожке стадиона и вернулся к месту старта. Чему равен путь, пройденный спортсменом и модуль его перемещения?

6. Камень бросили из окна второго этажа с высоты 4 м, и он упал на землю на расстоянии 3 м от стены дома. Чему равен модуль перемещения камня?

7. Спортсмен во время тренировки пробежал 100 м на восток, а затем, повернувшись, еще 100 м на север. Найдите путь и модуль перемещения спортсмена. 

8. Начальное положение тела соответствует координатам x ₀ = 0, y ₀ = 2 м; конечное положение: x = 4 м, y = 0. Сделайте построение и найдите модуль перемещения и значения проекций на координатные оси.

9. Тело переместили из точки с координатами x ₀ =        –1 м, y ₀ = 1 м в точку с координатами x = 3 м, y = –2 м. Сделайте построение, найдите проекции вектора перемещения на координатные оси и его модуль.

10. В начальный момент времени тело находилось в точке А, через некоторое время оказалось в точке В (см. рисунок). Найдите начальные и конечные координаты тела, модуль перемещения и проекции перемещения на оси О x и Oy.   

11. На рисунке показана траектория движения материальной точки. Ее начальное положение – точка А, конечное – точка С. Найдите проекции перемещения точки на координатные оси, модуль перемещения и путь, пройденный точкой.

12. Автомобиль прошел путь 20 км, двигаясь на север, затем ему пришлось свернуть на восток и пройти еще  30 км, после чего он снова повернул на север и достиг конечного пункта, пройдя еще 10 км. Найдите путь и модуль перемещения этого автомобиля.

13. Человек прошел по проспекту 240 м, затем повернул на перекрестке и прошел в перпендикулярном направлении еще 70 м. Во сколько раз путь, пройденный человеком, больше модуля его перемещения?

14. Тело движется по окружности 2 м. Через некоторое время его перемещение по модулю оказалось равным диаметру. Какой путь прошло тело?