Практическая работа: «Движение тела под действием нескольких сил»

Практическая работа №3

Тема: «Движение тела под действием нескольких сил»

Цель: закрепить умения и навыки решения задач на второй закон Ньютона, когда на тело действуют несколько сил.

Оборудование: тетрадь для практических работ, ручка, методические рекомендации по выполнению работы, линейка, карандаш.

Порядок выполнения работы

1. Рассмотрите теоретический материал по теме.

2. Решите самостоятельную работу по вариантам. Оформите решение письменно в тетради.

1. Теоретическая часть

Первый закон Ньютона: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока действие сил не изменит это состояние. (R = 0).

Второй закон Ньютона: ускорение, сообщаемое телу данной силой, прямо пропорционально величине этой силы и обратно пропорционально массе тела: а = 𝑭 𝒎 или F= 𝒎a. Равнодействующая сил направлена в сторону ускорения.

Третий закон Ньютона: действия тел друг на друга всегда равны по величине и противоположны по направлению: 𝑭𝟏 = - 𝑭𝟐 или 𝑚1𝑎1= - 𝑚2𝑎2. При этом силы лежат на одной прямой, одной природы и не компенсируют друг друга, т.к. приложены к разным телам (R ≠ 0).

Сила тяжести – это гравитационная сила, с которой Земля притягивает к себе тела: F = mg, где g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2. .

Ускорение свободного падения зависит от: 1) RЗемли (географической широты): чем RЗемли ↑ (экватор), тем g ↓ 2) h – высоты тела над поверхностью Земли: чем h ↓, тем g ↓. Для любого космического тела Fтяж пл = G Мпл𝒎 (𝑹+𝒉) 𝟐 Минимальная скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно могло двигаться вокруг Земли по круговой орбите (ИСЗ) - первая космическая скорость υ1 = 7,9 км/с.

Сила трения бывает: покоя, скольжения, качения и жидкое трение. Если трение полезно – его увеличивают (шурупы, песок, шиповки, рукавицы и т.д.), а если вредно – уменьшают (подшипники, смазка, обтекаемая форма и т.д.).

Сила упругости – возникает при деформации тел. Природа – электромагнитная. Деформация бывает упругая (растяжение - сжатие, изгиб, сдвиг – срез, кручение) и пластическая (не исчезает после прекращения воздействия. Для упругой деформации выполняется закон Гука: сила упругости прямо пропорциональна удлинению тела: F = − k∆Ɩ, где k – жесткость тела, ∆Ɩ – его удлинение. Знак «−» указывает, что Fупр направлена противоположно смещению частиц тела. Вес тела – это сила, с которой тело, вследствие его притяжения к Земле, действует на опору или подвес: P = mg, где P – вес тела, 𝑃 =H, g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2 .

ХОД РАБОТЫ:

1. Решить задачи по вариантам.

Вариант № 1

1. Брусок массой 0,2 кг равномерно тянут с помощью динамометра по горизонтальной плоскости стола. Показание динамометра 0,4 Н. Определите коэффициент трения скольжения μ.

2. На наклонной плоскости с углом наклона 20° находится тело массой 20 кг. Определите силу, направленную вдоль плоскости, которую необходимо приложить к телу, чтобы его равномерно двигать вверх. Коэффициент трения тела о плоскость 0,4.

3. На нити, перекинутой через неподвижный блок, подвешены грузы массами 0,3 и 0,34 кг. За 2 с после начала движения каждый груз прошел путь 1,2 м. По данным опыта найти ускорение свободного падения.

4. Электровоз, трогаясь с места, развивает максимальную силу тяги 650 кН. Какое ускорение он сообщит железнодорожному составу массой 3250 т, если коэффициент сопротивления равен 0,005?

5. Автомобиль массой 14 т, трогаясь с места, проходит первые 50 м за 10 с. Найти силу тяги, если коэффициент сопротивления равен 0,05.

6. Какой массы состав может вести тепловоз с ускорением 0,1 м/с2 при коэффициенте сопротивления 0,005, если он развивает максимальное тяговое усилие в 300 кН?

7. Мотоцикл массой 300 кг начал движение из состояния покоя на горизонтальном участке дороги. Какую скорость приобрел мотоциклист через 10 с после начала движения? Сила тяги и коэффициент сопротивления движению на всем пути постоянны и соответственно равны 180 Н и 0,04

8. На вагон массой 20 т начинает действовать сила торможения, и он останавливается через 100 с. Определите ускорение, с которым он двигался, если коэффициент сопротивления движению равен 0,03.

2. Выполнить тестовые задания:

1. Если на тело не действуют другие тела, то это тело

1) движется прямолинейно неравномерно

2) движется равномерно непрямолинейно

3) движется прямолинейно и равномерно или покоится

4) может только покоиться

2. Скорость пули, вылетевшей из ствола ружья

1) не изменяется

2) увеличивается в результате взаимодействия пули с ружьем

3) уменьшается в результате взаимодействия пули с ружьем

4) уменьшается в результате взаимодействия пули с воздухом

3. Мяч, находившийся в состоянии покоя в равномерно прямолинейно движущемся поезде, при торможении поезда

1) останется в покое

2) покатится вперед

3) покатится назад

4) покатится назад или вперед

4 . При столкновении двух тележек, движущихся в одном направлении,

1) изменит свою скорость только первая тележка

2) изменит свою скорость только вторая тележка

3) изменят свою скорость обе тележки

4) ни одна тележка не изменит свою скорость

5. Мальчик прыгает с неподвижной незакреплённой лодки, находящейся в воде. В результате прыжка

1) движется только мальчик

2) мальчик и лодка движутся в одну сторону

3) мальчик и лодка движутся в произвольных направлениях

4) мальчик движется в одну сторону, лодка движется в противоположную сторону

6. Человек массой 75 кг выпрыгнул из неподвижной лодки, стоящей в воде, на берег. Если масса лодки 150 кг, то

1) скорости человека и лодки одинаковы по величине

2) скорость лодки в два раза меньше скорости человека

3) скорость лодки в два раза больше скорости человека

4) скорость лодки равна нулю

Вариант № 2

1. Какую силу надо приложить для подъема вагонетки массой 600 кг по эстакаде с углом наклона 20°, если коэффициент сопротивления движению равен 0,05?

2. На наклонной плоскости с углом наклона 30° находится тело массой 20 кг. Определите силу, направленную вдоль плоскости, которую необходимо приложить к телу, чтобы его равномерно двигать вниз. Коэффициент трения тела о плоскость 0,6.

3. На шнуре, перекинутом через неподвижный блок, подвешены грузы массами 0,3 и 0,2 кг. С каким ускорением движутся грузы? Какова сила натяжения шнура во время движения?

4. Автомобиль «Жигули» массой 1 т, трогаясь с места, достигает скорости 30 м/с через 20 с. Найти силу тяги, если коэффициент сопротивления равен 0,05?

5. Автомобиль массой 2 т движется равномерно по горизонтальному шоссе. Найти силу тяги автомобиля, если коэффициент сопротивления качению равен 0,02. Сопротивление воздуха не учитывать.

6. Через сколько времени после начала аварийного торможения остановится автобус, движущийся со скоростью 12 м/с, если коэффициент сопротивления при аварийном торможении равен 0,3?

7. Автомобиль массой 5 т трогается с места с ускорением 0,6 м/с2. Найти силу тяги, если коэффициент сопротивления движению равен 0,04.

8. С какой наименьшей силой нужно толкать перед собой тележку, масса которой m = 12 кг, для того чтобы сдвинуть ее с места? Сила направлена вдоль ручки тележки и составляет с горизонтом угол α = 30°, а коэффициент трения между полом и тележкой μ = 0,4?

2. Выполнить тестовые задания:

1. Движением по инерции называется

1) движение тела под действием силы

2) движение тела при отсутствии действия на него других тел

3) движение тела под действием других тел

4) движение с изменяющейся скоростью

2. Скорость шайбы, скользящей по льду после удара клюшкой

1) не изменяется

2) увеличивается в результате взаимодействия шайбы с клюшкой

3) уменьшается в результате взаимодействия шайбы с клюшкой

4) уменьшается в результате взаимодействия шайбы со льдом

3. Мяч, находившийся в состоянии покоя в стоящем на месте поезде, при разгоне поезда

1) останется в покое

2) покатится вперёд

3) покатится назад

4) покатится назад или вперёд

4 . При столкновении двух тележек, движущихся навстречу друг другу

1) изменит свою скорость только первая тележка

2) изменит свою скорость только вторая тележка

3) изменят свою скорость обе тележки

4) ни одна тележка не изменит свою скорость

5. При выстреле из ружья

1) движется только пуля

2) пуля и ружье движутся в одну сторону

3) пуля движется в одну сторону, ружье движется в противоположную сторону

4) пуля движется прямо, ружье может двигаться в любом направлении

6. Человек массой 65 кг выпрыгнул из неподвижной лодки, стоящей в воде, на берег. Если масса лодки 65 кг, то

1) скорости человека и лодки одинаковы по величине

2) скорость лодки в два раза меньше скорости человека

3) скорость лодки в два раза больше скорости человека

4) скорость лодки равна нулю

Отчет о работе: Решение задач самостоятельной работы в тетради.

Вывод: