Блок 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ. ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
- Наблюдения,
опыт, эксперимент, установление закономерностей – основа познания мира.
- ФИЗИЧЕСКИЙ ЗАКОН
– описание соотношений в природе, проявляющихся при определённых условиях
в эксперименте.
- НАУЧНАЯ ГИПОТЕЗА
– предполагает связь между известным и вновь объясняемым явлением.
- НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ –
совокупность постулатов, определений, гипотез и законов, объясняющих наблюдаемое
явление. ЭКСПЕРИМЕНТ
– критерий правильности теории.
- ФИЗИЧЕСКАЯ
МОДЕЛЬ – упрощённая версия физической системы, сохраняющая её главные
черты.
·
Идеи атомизма
(предположение Демокрита, теория Ломоносова, идея Дальтона, таблица
Менделеева).
·
Модели в микромире (модель
атома Томсона, модель атома Резерфорда, элементарные частицы ).
3.
Виды фундаментальных
взаимодействий (гравитационные, электромагнитные, сильные, слабые).
4.
Радиус действия –
важнейшая характеристика взаимодействия (электромагнитные и гравитационные
взаимодействия – дальнодействующие; сильные и слабые взаимодействия -
короткодействующие).
5.
Взаимодействия как
связь структур вещества (сильные взаимодействия обеспечивают прочность ядра,
слабые взаимодействия являются причиной радиоактивности, ядерных реакций,
электромагнитные взаимодействия связывают ядра с электронами в атомах,
объединяют атомы и молекулы в различные вещества, проявляются в силах
упругости, трения, гравитационное взаимодействие обеспечивает порядок на
Земле и в Космосе).
- Базовые физические
величины механики: время – сек, длина – м, масса – кг.
КИНЕМАТИКА
ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ
1.
Движение в Природе. Механическое
движение – изменение пространственного положения тела относительно других
тел с течением времени. Кинематика даёт математическое описание движения
тел.
2.
Материальная точка как физическая модель – это тело, размерами
которого можно пренебречь.
3.
Тело отсчёта – тело, относительно которого рассматривается
движение.
4.
Система отсчёта – это совокупность тела отсчёта и связанной с
ним системы координат и часов.
5.
Траектория – линия вдоль которой движется тело.
6.
Радиус-вектор – вектор, соединяющий начало отсчёта с
положением точки в определённый момент времени.
7.
Закон движения
материальной точки в координатной форме определяет совокупность координат
x(t), y(t) в данный момент времени.
Закон движения материальной точки в векторной форме
определяет зависимость радиуса – вектора от времени.
Связь между законами движения материальной точки в
координатной и векторной форме. rx = x, ry = y, r2 = rx2 + ry2. x = r cosα, y = r sinα.
8.
Изменение величины – это разность её конечного и начального
значений.
9.
Перемещение характеризует
изменение радиуса-вектора материальной точки.
Перемещение показывает на какое расстояние и в каком направлении смещается тело
за данное время. Перемещение – вектор, проведённый из начального
положения материальной точки в конечное.
Результирующее перемещение равно векторной сумме последовательных перемещений.
10.
Путь – длина участка траектории, пройденного
материальной точкой за данный промежуток времени.
Путь равен модулю перемещения только при прямолинейном движении в одном
направлении.
11.
Скорость
v
Средняя скорость равна отношению пройденного пути ко времени,
за которое этот путь пройден. V = S/ t
v
Мгновенная скорость
– средняя скорость за бесконечно малый интервал времени. V
= ∆S/ ∆t. Мгновенная скорость направлена так же, как и перемещение в
данный момент времени.
v
Относительная скорость – скорость первого тела относительно второго,
равна векторной разности скорости первого тела и скорости второго тела. скорость
второго тела относительно первого, равна векторной разности скорости второго
тела и скорости первого тела.
v
Методика решения задач
на расчёт средней скорости –
вводится величина, о которой ничего не известно, по этой величине составляется
уравнение, затем эта величина выражается через известные величины.
12.
Ускорение характеризует изменение скорости.
v
Ускорение показывает, как изменяется скорость за единицу времени.
v
Мгновенное ускорение – векторная физическая величина, равная пределу
отношения изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение
произошло. a= (V – V0)/t
v
Вектор ускорения при прямолинейном движении параллелен или
антипараллелен вектору скорости.
v
Прямолинейное
равноускоренное движение. a= (V – V0)/t; a – const.
Равнопеременное движение.
13.
Скорость при
прямолинейном равнопеременном движении. Vх = V0х + axt.
Модуль вектора скорости численно равен его проекции на координатную ось,
вдоль которой происходит движение.
vГрафик зависимости скорости при равнопеременном
движении есть прямая линия.
vПеремещение численно равно площади фигуры ограниченной графиком
скорости.
Уравнение
равнопеременного движения.
x= x0+ Sx
АЛГОРИТМ РЕШНИЯ ЗАДАЧ ПО КИНЕМАТИКЕ.
1.
Определить характер и
направление движения относительно системы отсчёта. Выполнить рисунок.
2.
Написать уравнение
движения и дописать недостающие уравнения.
3.
Найти проекции векторных
величин и записать уравнения движения в проекциях.
4.
Решить систему уравнений
относительно неизвестной величины.
5.
Записать ответ.
Решение
задач
Задача 1. Координаты
движущейся точки в данный момент времени A (3,4). Найти значение радиуса
вектора.
Решение. rx =
x = 3, ry = y = 4, r2= x2+ y2, r = 5
Задача 2. Найти путь
и перемещение часовой стрелки за 3,6,12 часов.
Решение. Перемещение:
Путь:
S1= πR/2, S2 = πR, S3 = 2 πR – путь.
Задача 3. Докажите,
что средняя скорость автобуса, движущегося из пункта А в пункт В со скоростью V1, а из пункта В в пункт А со скоростью V2 , меньше либо равна (V1 + V2)/2.
Решение. t = t1 + t2; 2S/V = S/V1 + S/V2; 2/V = 1/V1 + 1/V2;
2/V = (V2 + V1)/V1V2; V = 2V1V2/
(V1+V2); (V2 + V1)/2
> 2V1V2/ (V1+V2); V12+2 V1V2 +
V22 > 4 V1V2;
V12 – 2 V1V2 +
V22 > 0; (V1 –V2)2 > 0, что и
требовалось доказать. (V1 –V2)2 = 0 при V1
=V2.
Задача 4. Самолёт пролетел первую треть пути со скоростью 1100км/час, а
оставшийся путь со скоростью 800км/час. Найти среднюю скорость его полёта. (880км/час).
Самостоятельно.
Задача 5. По графику зависимости скорости от времени найти параметры движения
и написать уравнение движения.
Решение. Рисунок 1. Vo = 6м/с , a = (V – Vo)/t = (12 – 6) /6 = 1м/с2
x = xo +Vot
+ at2/2, x = 6t + t2/2,
Рисунок 2. самостоятельно.
Задача 6. По уравнению движения х = t + 2 t2 найти параметры движения и построить график
зависимости скорости, координаты и ускорения от времени. Ответ: х0 =
0, V0
= 1м/с, а = 4 м/с2. Выражение для скорости V = 1 +4t
Задача 7 По уравнению движения найти параметры
движения, записать закон
изменения скорости и построить график зависимости скорости от времени:
а) х = t -
0,5 t2, в)х = 2t + t2
а) Vo = 1м/с , a = - 1м/с2, V = 1 – t.
в) самостоятельно.
Задача 8. Дано уравнение движения катера x = 8t – 0,5t2
и теплохода x = – 10t .
Место встречи – начало отсчёта
A. Найти начальные скорости и ускорения каждого тела.
Написать закон изменения скорости для каждого и построить графики
зависимости скорости от времени.
B. Найти расстояние между ними через 10 сек после встречи.
C.
Построить графики зависимости координат катера и теплохода от времени. Самостоятельно.
Задача 9. Сколько времени падало тело, если за последнюю секунду оно прошло 35м?
Решение. L1: L2 :L3 :L4 … =
1:3:5:7:9…, L1: Ln = 1:(2n – 1), L1 = gt2/2
= 5, 5: 35= 1:(2n – 1), n = 4c.
Задача 10. Тело свободно падает с высоты 80м. Найти его перемещение в последнюю
секунду. Какова будет его скорость в момент падения. Самостоятельно. Ответ:
35м, 40м/с.
Задача 11. При скорости 18км/час тормозной путь автомобиля равен 1м. Каким будет
тормозной путь при скорости 108км/час? Ускорение в обоих случаях одинаково.
Решение. Движение равноускоренное. х = xo + Sx, Sx = V2/2a, a = V2/2S = 25/2 = 12,5м/c2.
Sx = V2/2a = 900/25 = 36м.
Задача12. Пуля при вылете их ствола автомата Калашникова имеет скорость
715м/с.. С каким ускорением и сколько времени движется в стволе пуля?. Длина
ствола 41,5см. Ответ: 616км/с2, 1,16мс. Самостоятельно.
Задача 13. Стрела, выпущенная из лука вертикально вверх, упала на землю через 6
сек. Какова начальная скорость стрелы и максимальная высота подъёма? Ответ:
30м/с, 45м. Самостоятельно.
Формулы кинематики
1.
Скорость
V
= ∆S/ ∆t – мгновенная скорость,
V = S/t – средняя скорость,
Vx = V0x+ axt – мгновенная скорость
при равноускоренном движении.
Vср = (Vx + V0x)/2 - средняя скорость при равноускоренном
движении.
V1,2 = V1 + V2 – относительная скорость
2.
Ускорение ax = (Vx –V0x)/t – ускорение
при равноускоренном движении.
3.
Перемещение Sx = Vxt – при равномерном
движении,
При
равноускоренном движении :
4.
Уравнение движения
x=
x0+ Sx
5.
Законы
равноускоренного движения (vo
= 0)
1. L1: L2 :L3 :L4 …Ln = 1:3:5:7:9…(2n-1) L1, L2, L3, L4 – пути, проходимые
телом за равные последовательные промежутки времени (за первую, вторую, третью,
и т. д. секунду).
2.
S1 : S2 : S3 : S4 : S5 = 1:4:9:16:25… – пути,
проходимые телом за одну, две, три, четыре и так далее секунд.
6.
Свободное падение
Используются
те же формулы, что и при равноускоренном движении, только ускорение постоянно и
равно 9,8 м/с2
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.