Обобщающий урок физики в 10 классе по теме: Кинематика

Кинематика КГУ «Вечерняя школа №3» акимата г.Усть-КаменогорскаУчитель физики Орыспаев К.К. 1.1.1. Механическое движение и его виды.1.1.2. Относительность механического движения.1.1.3. Скорость.1.1.4. Ускорение.1.1.5. Равномерное движение.1.1.6. Прямолинейное равноускоренное движение.1.1.7. Свободное падение (ускорение свободного падения).1.1.8. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью. Центростремительное ускорение.Использованные ресурсы. Перейти к решению задач Задачи 1 2,3 4 5,6 7,8 9,10 11,12 13,14 15,16 17 18,19 20,21 22,23 24 25 26 27 28 29 30 1.1.1. Механическое движение и его виды Механическим движением тела называют изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.Тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь, называется материальной точкой.Траектория - некоторая линия, которую описывает тело (материальная точка) с течением времени, перемещаясь из одной точки в другую.Путь ( S ) - расстояние, отсчитываемое вдоль траектории за время (скалярная величина).Перемещение ( ) - вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела. 1.1.1. Механическое движение и его виды Виды движения по траекториипрямолинейноекриволинейное по пройденному пути в единицу времениравномерноенеравномерное по траекторииточек телапоступательноевращательное колебательное 1.1.2. Относительность механического движения Тело движется относительно разных тел по-разному (человек в автомобиле имеет разную скорость относительно автомобиля и относительно земли).Когда говорится о движении тела, необходимо указать, относительно какого тела рассматривается его движение. Для однозначного определения положения тела необходимо задать систему отсчета:1) тело отсчета (тело, относительно которого изучается движение рассматриваемого тела - например, Земля);2) система координат, связанная с телом отсчета (одномерная - автомобиль на шоссе, двумерная - шайба на хоккейном поле, трехмерная - воздушный шар);3)часы, связанные с телом отсчета. Тела в разных системах отсчета двигаются по-разному!В разных с.о. изменяются: скорость, путь, перемещение, траектория.Не изменяются в разных с.о. (при условии, что: время, масса, сила, ускорение. 1.1.2. Относительность механического движения Какое перемещение совершит человек относительно берега(Земли)? Берег (Земля) - неподвижная с.о.Плот - подвижная с.о. - перемещение человека относительно Земли (н.с.о.) - перемещение человека относительно плота (п.с.о.) - перемещение плота относительно Земли (п.с.о. относительно н.с.о.) 1.1.2. Относительность механического движения Правило сложения скоростей:Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна геометрической сумме скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной:Принцип относительности ГалилеяВсе инерциальные системы равноправны. Это проявляется в том, что законы механики в них записываются одинаково.Инерциальные системы отсчета (ИСО) - системы отсчета, которые двигаются равномерно прямолинейно относительно друг друга. Система координат х Одномерная - координатная прямая А(x) y z Пространственная системаКоординат (трехмерная) А(x,y,z) х Двумерная – координатная плоскость А(x,y) х y 1.1.3. Скорость Скорость - физическая векторная величина, характеризующая направление и быстроту движения. Показывает, какое перемещение совершило тело в единицу времени: Мгновенная скорость - скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории. Равна отношению малого перемещения к малому промежутку времени, за которое это перемещение совершено:Средняя скорость - физическая величина, равная отношению всего пройденного пути ко всему времени: 1.1.4. Ускорение Ускорение – физическая векторная величина, характеризующая быстроту изменения скорости по величине и направлению. Равна отношению изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло: 1.1.5. Равномерное движение Прямолинейным равномерным движением (РПД) называют такое движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения.Скорость РПД - векторная физическая величина, равная отношению перемещения тела ко времени, за которое это перемещение совершено:Перемещение РПДКоордината 1.1.5. Равномерное движение Графическое представление РПД скорость перемещение координата Графики 1 и 2. υ1 > υ2, x01 = x02 = 0.. Координата тела возрастает, скорость тела положительна.График 3. x03 ≠ 0. Координата телауменьшается. Оно движетсяк началу координат, проекция его скорости отрицательна. υx t υx >0 υx <0 1 2 3 0 t x 1 2 3 0 Sx t 0 3 1 2 1.1.6. Прямолинейное равноускоренное движение Прямолинейным равноускоренным движением (РУПД) называется движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется на одну и ту же величину.УскорениеМгновенная скорость (скорость в любой момент времени)Перемещение (путь, пройденный телом) численно равно площади под графиком скорости. υx t t 0 υ0 Координата 1.1.6. Прямолинейное равноускоренное движение Графическое представление Графическое представление 1.1.6. Прямолинейное равноускоренное движение Перемещение тела при РУПД без начальной скорости OA : OB : OC : OD : OE = 1 : 4 : 9 : 16 : 25 OA : AB : BC : CD : DE = 1 : 3 : 5 : 7 : 9 1.1.7. Свободное падение (ускорение свободного падения) Свободное падение – движение тела в безвоздушном пространстве только под влиянием гравитационных сил (силы тяжести).Ускорение свободного падения – g ≈ 9,8 м/с2 (на экваторе g немного меньше, а на полюсах – немного больше) y y 1.1.8. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью. Центростремительное ускорение Период обращения – время, в течение которого тело совершает один полный оборот: Частота обращения – число оборотов тела за одну секунду: Угловая скорость – физическая величина, равная отношению углового перемещения к промежутку времени, за которое это перемещение произошло: O φ 1.1.8. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью. Центростремительное ускорение Линейная скорость тела, равномерно движущегося по окружности, оставаясь постоянной по модулю, непрерывно изменяется по направлению и в любой точке направлена по касательной к траектории: Равномерно движущееся по окружности тело имеет ускорение, направленное к центру окружности (перпендикулярно скорости) – центростремительное ускорение: O φ Подборка заданий по кинематике (А1) 1. Четыре тела двигались по оси Ох. В таблице представлена зависимость их координат от времени. t, с 0 1 2 3 4 5 x1, м 0 2 4 6 8 10 x2, м 0 0 0 0 0 0 x3, м 0 1 4 9 16 25 x4, м 0 2 0 -2 0 2 У какого из тел скорость могла быть постоянна и отлична от нуля?1) 12) 23) 34) 4 Подборка заданий по кинематике (А1) 2. Тело брошено вертикально вверх. Через 0,5 с после броска его скорость равна 20 м/с. Какова начальная скорость тела? Сопротивлением воздуха пренебречь.1) 15 м/с2) 20,5 м/с3) 25 м/с4) 30 м/с3. На графике показана зависимость скорости тела от времени. Каков путь, пройденный телом к моменту времени t = 4 c?1) 7 м2) 6 м3) 5 м4) 4 м Перемещение – площадь трапеции 4. На рисунке приведен график зависимости проекции скорости тела от времени. Проекция ускорения тела в интервале времени от 12 до 16 с представлена графиком 1) 2) 3) 4) Подборка заданий по кинематике (А1) 5. Материальная точка движется по окружности с постоянной по модулю скоростью. Как изменится модуль ее центростремительного ускорения, если скорость точки увеличить втрое?1) увеличится в 3 раза2) увеличится в 9 раз3) уменьшится в 3 раза4) уменьшится в 9 раз6. Эскалатор метро поднимается со скоростью 1 м/с. Может ли человек, находящийся на нем, быть в покое в системе отсчета, связанной с Землей?1) Может, если движется в противоположную сторону со скоростью 1 м/с.2) Может, если движется в ту же сторону со скоростью 1 м/с.3) Может, если стоит на эскалаторе.4) Не может ни при каких условиях. Подборка заданий по кинематике (А1) 7. Два автомобиля движутся по прямой дороге в одном направлении: один со скоростью 40 км/ч, а другой - со скоростью 60 км/ч. При этом они1) сближаются2) удаляются3) не изменяют расстояние друг от друга4) могут сближаться, а могут и удаляться8. На рисунке представлен график зависимости скорости υ автомобиля от времени t. Найдите путь, пройденный автомобилем за 5 с. 0 м20 м30 м35 м Подборка заданий по кинематике (А1) 9. Вертолет равномерно поднимается вертикально вверх. Какова траектория движения точки на конце лопасти винта вертолета в системе отсчета, связанной с корпусом вертолета?ТочкаПрямаяОкружностьВинтовая линия10. На рисунке представлен график зависимости пути S велосипедиста от времени t. Определите интервал времени, когда велосипедист двигался со скоростью 5 м/с.от 5 с до 7 сот 3 с до 5 сот 1 с до 3 сот 0 до 1 с Подборка заданий по кинематике (А1) 11. Мотоциклист и велосипедист одновременно начинают равноускоренное движение. Ускорение мотоциклиста в 3 раза больше, чем у велосипедиста. В один и тот же момент времени скорости мотоциклиста больше скорости велосипедиста 1) в 1,5 раза2) в раза3) в 3 раза4) в 9 раз12. Два тела, брошенные с поверхности Земли вертикально вверх, достигли высот 10 м и 20 м и упали на Землю. Пути, пройденные этими телами, отличаются на1) 5 м2) 20 м3) 10 м4) 30 м Подборка заданий по кинематике (А1) 13. Зависимость координаты х тела от времени t имеет вид: x = 1 + 4t – 2t2. Проекция скорости тела на ось Ох в момент времени t = 1 с при таком движении равна1) 8 м/с2) 3 м/с3) 2 м/с4) 0 м/с14. Зависимость координаты х тела от времени t имеет вид: х = 20 – 6t + 2t2. Через сколько секунд после начала отсчета времени t = 0 с проекция вектора скорости тела на ось Ох станет равной нулю?1) 3) 2) 4) Подборка заданий по кинематике (А1) 15. Когда мы говорим, что смена дня и ночи на Земле объясняется вращением Земли вокруг своей оси, то мы имеем в виду систему отсчета, связанную сСолнцемЗемлейпланетамилюбым телом16. Координата тела меняется с течением времени согласно формуле х = 5 – 3t, где все величины выражены в СИ. Чему равна координата этого тела через 5 с после начала движения?-15 м10 м-10 м15 м Подборка заданий по кинематике (А1) 17. На рисунке представлен график движения автобуса из пункта А в пункт Б и обратно. Пункт А находится в точке х = 0, а пункт Б — в точке х = 30 км. Чему равна скорость автобуса на пути из Б в А?40 км/ч60 км/ч50 км/ч75 км/ч Подборка заданий по кинематике (А1) 18. На рисунке изображены графики координаты двух тел. Скорость первого тела больше скорости второго телав 1,5 разав 2 разав 2,5 разав 3 раза19. Координата у материальной точки изменяется с течением времени t согласно уравнению у = 2 – t, а координата х этой точки изменяется с течением времени согласно уравнению х = 4 + 2t. Уравнение траектории этой точки, т.е. зависимость координаты у от координаты х имеет вид: У = 4 – 2хУ = 2 + 0,4хУ = 4 – 0,5хУ = 6 + х Подборка заданий по кинематике (А1) 20. Тело свободно падает с некоторой высоты с начальной скоростью, равной нулю. Время, за которое тело пройдет путь L, прямо пропорционально1) 2) 3) 4)21. Точка движется с постоянной по модулю скоростью по окружности радиуса R. Как изменится центростремительное ускорение точки, если ее скорость увеличить вдвое, а радиус окружности вдвое уменьшить?1) уменьшится в 2 раза2) увеличится в 2 раза3) увеличится в 4 раза4) увеличится в 8 раз Подборка заданий по кинематике (А1) 22. Две материальные точки движутся по окружностям радиусами R1 и R2, причем R2 = 2R1. При условии равенства линейных скоростей точек их центростремительные ускорения связаны соотношениями1) 2)3)4)23. Автомобиль движется по закруглению дороги радиусом 20 м с центростремительным ускорением 5 м/с2. Скорость автомобиля равна1) 12,5 м/с2) 10 м/с3) 5 м/с4) 4 м/с Подборка заданий по кинематике (А1) 24. Две шестерни, сцепленные друг с другом, вращаются вокруг неподвижных осей (см. рисунок). Бульшая шестерня радиусом 10 см делает 20 оборотов за 10 с, а частота обращения меньшей шестерни равна 5 с-1. Каков радиус меньшей шестерни? Ответ укажите в сантиметрах. Подборка заданий по кинематике (с кратким ответом) Решение задачи Следующая задача Решение Дано: Решение Т.к. шестерни сцеплены друг с другом, то можно записать: 25. Мальчик катается на карусели. На рисунке показан график изменения центростремительного ускорения мальчика в зависимости от линейной скорости его движения. Масса мальчика равна 40 кг. На каком расстоянии от оси вращения карусели находится мальчик? Подборка заданий по кинематике (с кратким ответом) Решение задачи Следующая задача Решение m = 40 кг Решение.R - ?По графику находим значение ускорения соответствующее скорости, например, скорости 3 м/с соответствует ускорение 3 м/с2.Находим искомое расстояние от оси вращения: 26. Мимо остановки по прямой улице проезжает грузовик со скоростью 10 м/с. Через 5 с от остановки вдогонку грузовику отъезжает мотоциклист, движущийся с ускорением 3 м/с2. На каком расстоянии от остановки мотоциклист догонит грузовик? Подборка заданий по кинематике (с кратким ответом) Решение задачи Следующая задача Решение Решение.Грузовик проехал S за время (t + 5) c, где t – время движениямотоциклиста. Исходя из этого, можно записать:С другой стороныЛевые части равенств одинаковы, следовательно можно приравнять и правые: (Второе значение времени получаетсяотрицательным, чего быть не может) υг = 10 м/сtг = 5 сaг = 3 м/с2S - ? 27. Материальная точка, двигаясь равноускоренно по прямой, за время t увеличила скорость в 3 раза, пройдя путь 20 м. Найдите t, если ускорение точки равно 5 м/с2. Подборка заданий по кинематике (с кратким ответом) Решение задачи Следующая задача Решение Дано:υ = 3υ0S = 20 мa = 5 м/с2t - ? Решение. Подставив известные данные в уравнения для перемещения и скорости получим систему двух уравненийс двумя неизвестными: 28. Всадник проехал за первый час 8 км. Следующие 30 минут он двигался со скоростью 12 км/ч, а последний участок пути длиной 5 км прошел пешком со скоростью 5 км/ч. Определите среднюю скорость (в км/ч) всадника на второй половине пути. Подборка заданий по кинематике (с кратким ответом) Решение задачи Следующая задача Решение Дано: Решение S1 S2 S3 S/2 Вторая половина пути включает в себя S3 и 4,5 км движения со скоростью 12 км/ч, поэтому время на второй половине пути можноподсчитать: Средняя скорость это отношение всего пути ко всему времени движения, т.е. 29. Небольшой камень, брошенный с ровной горизонтальной поверхности земли под углом к горизонту, упал обратно на землю в 20 м от места броска. Сколько времени прошло от броска до того момента, когда его скорость была направлена горизонтально и равна 10 м/с? Подборка заданий по кинематике (с кратким ответом) Решение задачи Следующая задача Решение Дано: Скорость камня горизонтальна в высшей точке его траектории. По времени – это ровно половина всего времени полета.По горизонтали движение камня равномерное, следовательно можновычислить общее время полета: 30. За 2 с прямолинейного движения с постоянным ускорением тело прошло 20 м, не меняя направления движения и уменьшив свою скорость в 3 раза. Чему равна начальная скорость тела на этом интервале? Подборка заданий по кинематике (с кратким ответом) Решение задачи Решение Дано: Движение равноускоренное, следовательно можнозаписать: Приравняем правые части получившихся выражений: