Контрольная работа на тему Физика движения тела
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2013-10-17Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ
Задача 1.
Точка движется прямолинейно на плоскости по закону 
Каковы начальная скорость и ускорение точки? Найти мгновенную скорость
точки в начале пятой секунды движения.
Решение:
1) Т.к. 
,то
при 
м/с.
2) Т.к. 
, то
м/с.
3) При 
, т.к. до начала 5 с прошло 4 с.
м/с.
Ответ: Начальная скорость точки м/с, ускорение 
м/с, скорость точки в начале
пятой секунды движения 
м/с.
Задача 2.
Найти радиус R вращающегося колеса, если известно, что линейная скорость v1 точки,
лежащей на ободе, в 2,5 раза больше линейной скорости v2, точки, лежащей на расстоянии
r =5 cм. ближе к оси колеса.
Решение:
1) У точек находящихся на
колесе и лежащих на радиусе,
будут одинаковы угловые ско-
рости. Используем связь угловой
и линейной скоростей:
и 
т.к. 
, приравниваем правые
части уравнений:
Решим уравнение относительно 
:
; 
; 
; 
;
Ответ: Радиус вращающегося колеса равен 8,33 см.
Задача 3.
Под действием силы F = 10 Н тело движется прямолинейно так, что зависимость пройденного телом пути S от времени t дается уравнением 
, где С = 1 м/с2.
Найти массу m тела.
Решение:
1) Известно, что зависимость пути от времени выражается
формулой:
отсюда имеем:
, 
, 
.
2) По условию:
следовательно:
3) Из второго закона Ньютона: 
отсюда:
кг.
Ответ: Масса тела равна 5кг.
Задача 4.
Из ружья массой m1 = 5 кг вылетает пуля массой m2 = 5 г со скоростью v2 = 600 м/с.
Найти скорость v2 отдачи ружья.
Решение:
1) По закону сохранения импульса:
при этом 
то:
;
;
отсюда:
Ответ: Скорость отдачи ружья составляет 
Задача 5.
Вагон массой m = 20 т, двигаясь равнозамедленно с начальной скоростью v0 = 54 км/ч,
под действием силы трения Fmp = 6кН через некоторое время останавливается. Найти работу A
сил трения и расстояние S, которое вагон пройдет до остановки.
Решение:
1) Работа А, совершаемая результирующей силой, может быть определена как мера изменения кинетической энергии материальной точки:
; 
; 
; 
.
;
2) 
; выполним проверку размерности: 
Ответ: Работа сил трения равна 
, расстояние которое вагон пройдет до
остановки 
.
Задача 6.
Тело массой m1 = 5 кг ударяется о неподвижное тело массой m2 = 2,5 кг. Кинетическая
энергия системы двух тел непосредственно после удара стала wк = 5 Дж. Считая удар центральным и неупругим, найти кинетическую энергию wк1 первого тела до удара.
Решение:
1) Используем закон сохранения импульса:
Где 
- скорость первого тела до удара;
- скорость второго тела до удара;
- скорость движения тел после удара.
т.к. по условию второе тело до удара неподвижно
2) 
;
Т.к. удар неупругий, то скорости двух тел после удара равны, т.о. выразив через 
, получим:
; 
; 
.
3) Отсюда имеем:
;
- скорость первого тела до удара.
4) Подставив данное значение, найдем кинетическую энергию первого тела до удара:
5) Выполним проверку размерности:
Ответ: Кинетическая энергия первого тела до удара 
Задача 7.
К ободу диска массой m = 5 кг приложена касательная сила F = 19,6 Н. Какую кинетическую энергию wк будет иметь диск через время t = 5 c после начала действия силы?
Решение:
1) 
- кинетическая энергия диска;
2) 
- угловая скорость;
3) 
- угловое ускорение;
4) Момент инерции для диска 
;
5) 
6) Выполним проверку размерности:
7) Подставив данные, получим :
Ответ: Кинетическая энергия, через 5 с. после начала действия силы будет равна 
.
Задача 8.
Сколько полных колебаний должен совершить маятник, логарифмический декремент затухания которого 0,54, для того, чтобы амплитуда его колебаний уменьшилась в три раза?
Решение:
1) 
-число колебаний с амплитудой 
, где -
основание натурального логарифма 
2) 
- число колебаний
Ответ: маятник должен совершить три полных колебания.
Задача 9.
Вода при температуре t = 4 0C занимает объём V = 1 см3. Определить количество вещества v и число N молекул воды.
Решение:
1) 
Молярная масса воды 
Плотность воды при 
равна 
- количество вещества
2) 
-число молекул.
Ответ: при 
в объеме воды 
количество вещества 
,
а число молекул 
Задача 10.
Найти внутреннюю энергию w массы m = 20 г кислорода при температуре t = 20 0C
Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения молекул, и какая на
долю вращательного движения?
Решение:
1) QUOTE 
где 
- число степеней
свободы 
т.к. кислород является
двухатомным газом.
2) 
3) 
4) выполним проверку размерности:
5) 
6) Поскольку кислород является двухатомным, он имеет пять степеней свободы,
из них три приходится на поступательное и две на вращательное движение, отсюда:
Ответ: внутренняя энергия кислорода массой 20 гр. при t=10 QUOTE 
равна 9,9 кДж, при этом на
долю поступательного движения приходится QUOTE 
всей энергии, т.е. 5,94 кДж, а на долю
вращательного движения, соответственно, приходится QUOTE 
всей энергии т.е. 3,96 кДж.
Задача 11.
При некоторых условиях средняя длина свободного пробега молекул газа 
средняя арифметическая скорость его молекул 
Найти среднее число столкновений Z в единицу времени молекул этого газа, если при той же
температуре давление газа уменьшить в 1.27 раза.
Решение:
1) 
; 
; 
т.к. скорость – производная от
температуры, а 
по условию.
2) Составим пропорцию:
т.к. 
, то 
3) Решим полученное равенство относительно 
:
; 
4) Выполним проверку размерности:
Ответ: если при давление газа уменьшить в 1,27 раза то среднее число
столкновений будет равно 
раз в секунду.
Задача 12.
Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 37 кДж. При этом она берет тепло от тела с температурой t2 = - 10 0C
и передаёт тепло телу с t1= 17 0C. Найти к.п.д. η цикла, количество теплоты Q2, отнятое у холодного тела за один цикл и количество теплоты Q1 переданное более горячему телу за один цикл.
Решение:
1) Найдем к.п.д. холодильной машины:
где 
отсюда к.п.д. холодильной
машины:
;
2) Известно, что к.п.д. это отношение произведенной работы к отданному теплу,
отсюда 
таким образом находим 
- количество тепла переданного более горячему телу.
3) Количество тепла отнятого у более холодного тела, определим через пропорцию:
; 
;
- количество тепла отнятого у более холодного тела.
Ответ: - к.п.д. холодильной машины
- количество тепла переданного более горячему телу
- количество тепла отнятого у более холодного тела
Задача 1.
Точка движется прямолинейно на плоскости по закону
Каковы начальная скорость и ускорение точки? Найти мгновенную скорость
точки в начале пятой секунды движения.
| Дано: Найти: |
Решение:
1) Т.к.
при 2) Т.к.
3) При
Ответ: Начальная скорость точки
пятой секунды движения
Задача 2.
Найти радиус R вращающегося колеса, если известно, что линейная скорость v1 точки,
лежащей на ободе, в 2,5 раза больше линейной скорости v2, точки, лежащей на расстоянии
r =5 cм. ближе к оси колеса.
| Дано: Найти: |
Решение:
1) У точек находящихся на колесе и лежащих на радиусе,
будут одинаковы угловые ско-
рости. Используем связь угловой
и линейной скоростей:
т.к.
части уравнений:
Решим уравнение относительно
Ответ: Радиус вращающегося колеса равен 8,33 см.
Задача 3.
Под действием силы F = 10 Н тело движется прямолинейно так, что зависимость пройденного телом пути S от времени t дается уравнением
Найти массу m тела.
| Дано: Найти: |
Решение:
1) Известно, что зависимость пути от времени выражается
формулой:
2) По условию:
3) Из второго закона Ньютона:
Ответ: Масса тела равна 5кг.
Задача 4.
Из ружья массой m1 = 5 кг вылетает пуля массой m2 = 5 г со скоростью v2 = 600 м/с.
Найти скорость v2 отдачи ружья.
| Дано: Найти: |
Решение:1) По закону сохранения импульса:
Ответ: Скорость отдачи ружья составляет
Задача 5.
Вагон массой m = 20 т, двигаясь равнозамедленно с начальной скоростью v0 = 54 км/ч,
под действием силы трения Fmp = 6кН через некоторое время останавливается. Найти работу A
сил трения и расстояние S, которое вагон пройдет до остановки.
| Дано: Найти: |
Решение:
1) Работа А, совершаемая результирующей силой, может быть определена как мера изменения кинетической энергии материальной точки:
2)
Ответ: Работа сил трения равна
остановки
Задача 6.
Тело массой m1 = 5 кг ударяется о неподвижное тело массой m2 = 2,5 кг. Кинетическая
энергия системы двух тел непосредственно после удара стала wк = 5 Дж. Считая удар центральным и неупругим, найти кинетическую энергию wк1 первого тела до удара.
| Дано: Найти: |
Решение:
1) Используем закон сохранения импульса:
Где
2)
Т.к. удар неупругий, то скорости двух тел после удара равны, т.о. выразив
3) Отсюда имеем:
4) Подставив данное значение, найдем кинетическую энергию первого тела до удара:
5) Выполним проверку размерности:
Ответ: Кинетическая энергия первого тела до удара
Задача 7.
К ободу диска массой m = 5 кг приложена касательная сила F = 19,6 Н. Какую кинетическую энергию wк будет иметь диск через время t = 5 c после начала действия силы?
| Дано: Найти: |
Решение:
1)
2)
3)
4) Момент инерции для диска
5)
6) Выполним проверку размерности:
7) Подставив данные, получим :
Ответ: Кинетическая энергия, через 5 с. после начала действия силы будет равна
Задача 8.
Сколько полных колебаний должен совершить маятник, логарифмический декремент затухания которого 0,54, для того, чтобы амплитуда его колебаний уменьшилась в три раза?
| Дано: Найти: |
Решение:
1)
основание натурального логарифма
2)
Ответ: маятник должен совершить три полных колебания.
Задача 9.
Вода при температуре t = 4 0C занимает объём V = 1 см3. Определить количество вещества v и число N молекул воды.
| Дано: Найти: |
Решение:1)
Молярная масса воды
Плотность воды при
2)
Ответ: при
а число молекул
Задача 10.
Найти внутреннюю энергию w массы m = 20 г кислорода при температуре t = 20 0C
Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения молекул, и какая на
долю вращательного движения?
| Дано: Найти: |
Решение: 1) QUOTE свободы
двухатомным газом.
2)
3)
4) выполним проверку размерности:
5)
6) Поскольку кислород является двухатомным, он имеет пять степеней свободы,
из них три приходится на поступательное и две на вращательное движение, отсюда:
Ответ: внутренняя энергия кислорода массой 20 гр. при t=10 QUOTE
равна 9,9 кДж, при этом на долю поступательного движения приходится QUOTE
всей энергии, т.е. 5,94 кДж, а на долювращательного движения, соответственно, приходится QUOTE
всей энергии т.е. 3,96 кДж.Задача 11.
При некоторых условиях средняя длина свободного пробега молекул газа
средняя арифметическая скорость его молекул
Найти среднее число столкновений Z в единицу времени молекул этого газа, если при той же
температуре давление газа уменьшить в 1.27 раза.
| Дано: Найти: |
Решение:1)
температуры, а
2) Составим пропорцию:
3) Решим полученное равенство относительно
4) Выполним проверку размерности:
Ответ: если при
столкновений будет равно
Задача 12.
Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 37 кДж. При этом она берет тепло от тела с температурой t2 = - 10 0C
и передаёт тепло телу с t1= 17 0C. Найти к.п.д. η цикла, количество теплоты Q2, отнятое у холодного тела за один цикл и количество теплоты Q1 переданное более горячему телу за один цикл.
| Дано: Найти: |
Решение: 1) Найдем к.п.д. холодильной машины:
машины:
2) Известно, что к.п.д. это отношение произведенной работы к отданному теплу,
3) Количество тепла отнятого у более холодного тела, определим через пропорцию:
Ответ: - к.п.д. холодильной машины - количество тепла переданного более горячему телу
- количество тепла отнятого у более холодного тела
