 |
|
Задачі для самостійного розв’язування
УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ КОМП’ЮТЕРНО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОЛЕДЖ
НТУ «ХПІ»
МЕТОДИЧНий посібник
Завдання з фізики за 1 семестр
Харків 2015
Методичний посібник «Завдання з фізики за 1 семестр» розроблений викладачем-методистом вищої категорії Наумкіним С.М.
Затверджено на засіданні комісії загальноосвітніх дисциплін, фізичного виховання та іноземної мови
Протокол № від « » 20 р.
Голова комісії
І.В.Максимова
Заступник директора з навчальної роботи
Дідух І.І.
Вступ
Методичний посібник «Завдання з фізики за 1 семестр» відповідає навчальної програмі з фізики (рівень стандарту) для вищих навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації, які здійснюють підготовку молодших спеціалістів на основі базової загальної середньої освіти. Посібник за змістом відповідає стандартному курсу лекцій з розділов «Механіка», «Молекулярна фізика і термодинаміка».
Модуль 1. Механіка
Кінематика
1. Прямолінійний рівномірний рух
2. Прискорення. Рівноприскорений прямолінійний рух
3. Вільне падіння
4. Рівномірний рух по колу
Питання для заліку
1. Що називають шляхом? Переміщенням?
2. Що називають миттєвою швидкістю змінного руху?
3. Що таке середня швидкість? Як її визначають?
4. Як на графіках зображаються шлях і швидкість рівномірного прямолінійного руху?
5. Чим відрізняється миттєва швидкість у рівномірному прямолінійному русі від миттєвої швидкості в нерівномірному русі?
6. Чи може тіло рухатися з великою швидкістю, але з малим прискоренням?
7. Як напрямлений вектор прискорення у разі прямолінійного руху?
8. Як напрямлена миттєва швидкість у криволінійному русі?
9. Що називають лінійною швидкістю матеріальної точки? Як її виражають через кутову швидкість?
Питання для самостійного відпрацювання
1.Графіки залежності кінематичних величин рівномірного прямолінійного руху від часу.
2.Миттєва швидкість.
3.Графіки залежності кінематичних величин рівноприскореного прямолінійного руху від часу.
4. Швидкість і пройдений шлях тіла під час рівноприскореного прямолінійного руху.
Задачі для самостійного розв’язування
Задача 1.1. Автомобіль проїхав першу половину шляху із швидкістю 
1 = 10м/с, а другу половину шляху – із швидкістю 2 = 15м/с. Визначити середню швидкість на всьому шляху. Довести, що середня швидкість менша, ніж середнє арифметичне значення 1 і 2.
Відповідь: с = 12м/с.
Задача 1.2. Тіло рухалося протягом часу t1 = 5c зі швидкістю 1 = 5м/с і t2 = 10с зі швидкістю 2 = 5 м/с і t3 = 6с зі швидкістю 3 = 20 м/с. Визначити середню швидкість тіла на всьому шляху.
Відповідь: с=8,87м/с.
Задача 1.3. Два поїзди їдуть назустріч один одному із швидкостями 36км/год і 54км/год. Пасажир, який їде в першому поїзді, помічає, що другий поїзд проходить повз нього протягом 6с. Яка довжина другого поїзда? Відповідь: l = 150м.
Задача 1.4. З двох пунктів А і В, відстань між якими дорівнює 9км, одночасно, в одному напрямі почали рухатися два мотоцикліста. Швидкість мотоцикліста, який почав рух з пункту А, - 54км/год, мотоцикліста, що виїхав з пункту В, – 36км/год. Через який час мотоцикліст, що виїхав з пункту А, наздожене мотоцикліста, що рухається з пункту В? Яке переміщення здійснить кожний мотоцикліст? Відповідь: t = 0,5год; S1 = 27км ; S2=18 км.
Задача 1.5. Між двома пунктами, розміщеними на річці на відстані S = 100км один від одного, курсує катер, який, рухаючись за течією, проходить усю відстань за t1 = 4 год, а проти течії – за t2 = 10год. Визначити швидкість течії річки U і швидкість катера відносно води.
Відповідь: U=7,5км/год, =17,5км/год.
Задача 1.6. Коли два тіла рівномірно рухаються назустріч один одному, то відстань між ними зменшується на S1=16м за кожних t1=10с. Якщо тіла з такими ж швидкостями будуть рухатися в одному напрямку, то відстань між ними буде збільшуватися на S2=3м за кожних t2 = 5с. Які швидкості кожного із тіл? Відповідь: U1=1,6м/с i U2=0,6м/с.
Задача 1.7. Швидкість потягу між двома пунктами 1 = 80км/год, середня швидкість на всьому шляху 2 = 60км/год, час зупинки займає час t2 = 1год. Знайти відстань між цими пунктами?
Відповідь: L=240км.
Задача 1.8. Перший вагон поїзда, що від’їжджає від зупинки, проходить за 3с повз спостерігача, який стояв, коли поїзд рушив, біля початку цього вагона. За який час повз спостерігача пройде весь поїзд, що складається з 9 вагонів? Проміжками між вагонами знехтувати. Відповідь: t = 9c.
Задача 1.9. Рухи двох автомобілів описуються рівняннями: 
і 
. Описати картину руху, визначити час і місце зустрічі автомобілів, відстань між ними через 5с, координату першого автомобіля в той момент часу, коли другий перебував у початку відліку.
Відповідь: 
.
Задача 1.10. Велосипедист перші 4с рухався із стану спокою з прискоренням 
, а потім 0,1хв їхав рівномірно і останні 20м, доки не зупинився, рівносповільнено. Обчислити середню швидкість за весь час руху. Побудувати графік 
. Відповідь: 
.
Задача 1.11. Рухи матеріальних точок задано такими рівняннями:
а) 
, б) 
,в) 
, г) 
.
Написати залежність 
для кожного випадку; побудувати графіки цих залежностей; визначити вид руху в кожному випадку.
Відповідь: а) 
- прискорений;
б) 
- сповільнений, через 1с прискорений;
в) 
– сповільнений, через 1с прискорений; г) 
– прискорений.
Задача 1.12. Матеріальна точка рухається прямолінійно. Залежність ройденного шляху від часу описується рівнянням 
, де S – шлях, м; t– час, с. Визначити залежність швидкості і прискорення 
від часу, середню швидкість 
точки за другу секунду руху та шлях S1, який пройшла точка за п’яту секунду.
Відповідь: 
.
Задача 1.13. З одного і того ж місця розпочали рівноприскорено рухатися в одному напрямку два тіла. Друге тіло розпочало свій рух на 2с пізніше першого. Перше тіло рухалося з початковою швидкістю 
і прискоренням 
, друге- з початковою швидкістю 
і прискоренням 
. Через скільки часу і на якій відстані від початкового положення друге тіло наздожене перше? Відповідь: 
.
Задача 1.14. Рухаючись рівноприскорено, тіло проходить за 5с шлях 0,3 метра, а за наступні 5с – шлях 0,8м. Визначити початкову швидкість і прискорення.
Відповідь: 
.
Задача 1.15. Під час пробивання дошки швидкість кулі зменшилась з 800м/с до 600м/с. Товщина дошки 8см. Скільки часу куля рухалась всередині дошки?
Задача 1.16. Одне тіло вільно падає з якоїсь висоти 
, одночасно з ним починає падати друге тіло з більшої висоти 
. Яку початкову швидкість 
повинно мати друге тіло, щоб вони обоє упали одночасно? Відповідь: 
.
Задача 1.17. У скільки разів треба збільшити початкову швидкість кинутого вгору тіла, щоб висота, на яку воно підніметься, збільшилася в 4 рази?
Відповідь: в два рази.
Задача 1.18. Тіло вільно падає з висоти 80м. Яке його переміщення за останню секунду падіння?
Відповідь: 35м.
Задача 1.19. Снаряд зенітної гармати, випущений вертикально вгору із швидкістю 800 м/, досяг цілі через 6с. На якій висоті перебував літак противника і яка швидкість снаряда в момент досягання цілі? Відповідь: h = 4620м, v= 740м/с.
Задача 1.20. Тіло, кинуте вертикально вгору з початковою швидкістю v0=21м/с, було на половині свого найвищого підняття двічі. Визначити проміжок часу 
між цими двома моментами.
Відповідь: 
.
Задача 1.21. Вертикально вгору з початковою швидкістю 
кинули камінь. Через t = 1c після цього кинули вертикально вгору другий камінь з такою ж швидкістю. На якій висоті h зустрінуться камені? Відповідь: h=19,2м.
Задача 1.22. З якої висоти h упало тіло, якщо останній метр свого шляху воно пройшло за час t=0,1с? Відповідь: h=5,61м.
Задача 1.23. Два тіла кинули вертикально вгору з однієї точки одне за другим з інтервалом часу в 
, з однаковими початковими швидкостями 
. Через скільки часу обидва тіла зустрінуться? Відповідь: 
.
Задача 1.24. Лінійна швидкість точок робочої поверхні наждачного круга, який має діаметр 300мм, не повинна перевищувати 35м/с. Чи можна насадити на цей круг вал електродвигуна, що робить 1400 об/хв? Що робить 2800 об/хв? Відповідь: так; ні.
Задача 1.25. Радіус рукоятки криничного коловорота в 3 рази більший від радіуса вала, на який намотується трос. Яка лінійна швидкість кінця рукоятки під час піднімання відра з глибини 10м за 20с? Відповідь: 1,5 м/с.
Задача 1.26 Якщо радіус колової орбіти штучного супутника Землі збільшити в 4 рази, то його період обертання збільшиться у 8 разів. У скільки разів зміниться швидкість руху супутника по орбіті? Відповідь: зменшиться у 2 рази.
Задача 1.27. Хвилинна стрілка годинника у три рази довша від секундної. Обчислити співвідношення лінійних швидкостей кінців стрілок. Відповідь: 1:20.
Задача 1.28. Яку відстань проїде велосипедист, зробивши педалями 60 обертів, якщо діаметр колеса велосипеда дорівнює 70см, ведуча зубчатка має 48 зубців, а ведена - 18 зубців? Відповідь: S = 350м.
Задача 1.29. Яка швидкість різання, якщо токар витрачає 56,6с на обробку на токарному верстаті стального циліндра діаметром 0,006м і завдовжки 0,7м при подачі різця 0,5 мм за один оберт? Відповідь: v=0,46 м/с.
Задача 1.30. Хлопчик обертає камінь, прив’язаний до мотузки довжиною 0,6м, у вертикальній площині, роблячи 4об/с. На яку висоту підніметься камінь, якщо мотузка обривається в той момент, коли швидкість каменя напрямлена вертикально вгору? Відповідь: 11,6м.
Задача 1.31. При обертанні диск радіусом 0,1м робить 5об/с. Визначити доцентрове прискорення точок на ободі колеса і точок, що знаходяться на половині радіуса, а також кутову швидкість обертання диску. Відповідь: 
, 
, 
.
Динаміка