Расчетно-графическая работа
для студентов 1-го курса (1 семестр)
МЕХАНИКА
Вопросы для теоретической подготовки:
-
Кинематика и динамика поступательного движения.
-
Работа и энергия. Законы сохранения.
-
Кинематика и динамика вращательного движения. Законы сохранения при вращательном движении.
Литература:
-
Модули по лекциями и практическим занятиям 1-7.
-
Повзнер А.А., Валишев М.Г. Курс общей физики. СПб.: Издательство «Лань». 2009. 576 стр.
-
В.С. Волькенштейн «Сборник задач по курсу физики», М.: Наука, 2010.
Указания
При выполнении расчетно-графической работы студенту необходимо руководствоваться следующим:
-
Номер варианта расчетно- графической работы определяется последней цифрой его студенческого билета.
-
Работа включает в себя:
а) теоретические вопросы, на которые студент должен дать развернутые ответы, привести рисунки и формулы.
б) графическое задание;
Для решения графического задания студенту необходимо проанализировать исходные данные и написать основные законы или формулы, описывающие данные графики указать, почему их можно применить. Пояснить буквенные обозначения физических величин, входящих в эти формулы. Если величины векторные, то на рисунке показать их направления и пояснить, как определяются эти направления. Если при решении задания применяется частная формула, не выражающая какой-нибудь закон или не являющаяся определением какой – либо физической величины, то её следует вывести. Все ответы должны быть подтверждены подробными расчетами. В конце следует указать номер правильных вариантов ответов.
в) задачи;
Решения задач оформляются следующим образом:
1. Записать условие задачи полностью.
2. Дано: Решение:
. . . . . Схематический чертеж.
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
________
Найти
. . . . .
2. Выписать численные данные и перевести их в Международную систему измерения физических величин ( СИ ).
3. Выполнить чертеж или рисунок, поясняющий содержание задачи, показав на нем соответствующие обозначения физических величин, используемых при решении именно этой задачи.
4. Проанализировать условия задачи и указать основные законы, которые нужно применить для решения, указать, почему их можно применить и записать их аналитическую форму. Пояснить буквенные обозначения физических величин, входящих в эти формулы. Если величины векторные, то на рисунке показать их направления и пояснить, как определяются эти направления.
Если при решении задач применяется частная формула, не выражающая какой-нибудь закон или не являющаяся определением какой – либо физической величины, то её следует вывести.
5. Необходимо сопровождать весь ход решения задачи краткими, но исчерпывающими пояснениями. Результатом анализа и решения задачи является составление системы уравнений, которая включает в себя все искомые величины.
6. Получить решение задачи в аналитическом виде, т.е. выразить искомые величины через заданные величины в буквенном виде и стандартные физические постоянные.
7. Подставить в полученную формулу численные значения всех величин, выраженных системе СИ. Произвести вычисления и получить искомый результат. Записать ответ, указав единицы измерения искомой величины.
Проанализировать полученный результат.
Чтобы разобраться в предложенных задачах и выполнить расчетно- графическую работу правильно, следует после изучения теории очередного учебного модуля внимательно разобрать помещенные в практических указаниях примеры решения типовых задач, близких по уровню сложности к задачам контрольной работы.
г) тестовые задания.
Все тестовые задания должны содержать подробные пояснения выбранного варианта ответа с приведением физических законов и формул и пояснением входящих в них величин, рисунков и необходимых расчетов.
Выполненную расчетно-графическую работу следует сохранить в отдельном файле с титульным листом по форме:
УГТУ-УПИ
кафедра физики
Расчетно-графическая работа по теме «Механика»
Студент(ка):
Группа:
№ варианта:
Дата предъявления
Отметка о зачете:
и выслать на проверку преподавателю через «ЭЛИОС».
РГР «Механика»
Билет № 1
-
Первый и третий законы Ньютона (формулировка и математическая запись).
-
Консервативные силы и их свойства. Закон сохранения полной механической энергии (формулировка и доказательство).
-
На рисунке приведена зависимость угла поворота от времени для твердого тела. На какой угол повернется тело за 4 с? Какова будет кинетическая энергия тела через 2 с, если момент инерции тела 2 кг∙м2?
,
рад
20
1 2 t, c
-
Зависимость пройденного телом пути от времени дается уравнением
S = A + Bt + Ct3, где А=6 м, В=6 м/с, С=-0,5 м/с3 - постоянные величины. Определить момент времени, в который скорость тела будет равна нулю, а также значение ускорения в этот момент времени.
-
Тестовые задания :
5.1. Тело брошено в поле тяжести Земли под углом к горизонту. Оно падает в яму. Сопротивление воздуха не учитывается. Кинетическая энергия тела минимальна в положении, обозначенном цифрой …..
5.2. Формула, отражающая связь момента сил, действующих на тело, с мо- ментом импульса этого тела, записана под номером ………
1) 2) 3) 4)
5.3.Правая часть формулы-определения угловой скорости обозначена цифрой…. 1) 2) 3) 4)
Составила Андреева А.Г.
УГТУ-УПИ, Екатеринбург
РГР «Механика» Билет № 2
-
Основные понятия кинематики: система отсчета, перемещение, траектория, путь. Скорость, ускорение тела.
-
Момент импульса тела. Закон сохранения момента импульса.
-
Приведен график зависимости модуля ускорения материальной точки от времени. Построить график зависимости модуля скорости от времени для этой материальной точки, если начальная скорость равна нулю.
a,
м/с2
t1 t2 t3 t, c
4. К ободу однородного диска радиусом R = 0,2 м приложена касательная сила F = 98,1 Н. При вращении на диск действует момент сил трения Mтр = 4,9 Нм. Найти массу m диска, если известно, что диск вращается с угловым ускорением = 100 рад/с2.
5. Тестовые задания:
5.1. Тело массы m=1 кг бросили вертикально вверх с поверхности земли с начальной скоростью ν =10 м/с. Работа силы сопротивления воздуха за все время движения тела составила Ас=-18 Дж. Тело упало на землю со скоростью
1) ν = 4 м/с; 2) ν = 8 м/с; 3) ν = 12 м/с; 4) ν = 16 м/с.
5.2. М.т. вращается вокруг вертикальной оси против часовой стрелки. Вектор линейной скорости обозначен цифрой….
5.3.Направление вектора углового перемещения тела связано с направлением вращения тела правилом ……………
Составила Андреева А.Г.
УГТУ-УПИ, Екатеринбург
РГР «Механика»
Билет № 3
-
Прямой центральный неупругий удар двух тел. Работа деформации.
-
Момент инерции абсолютно твердого тела. Момент инерции материальной точки, вращающейся по окружности радиуса r. Теорема Штейнера.
-
Приведен график зависимости координаты материальной точки от времени при прямолинейном движении. Построить график зависимости скорости этой материальной точки от времени.
Х,м
t1 t2 t3 t, c
-
Тело брошено со скоростью v0 = 14,7 м/с под углом = 300 к горизонту. Найти нормальное an и тангенциальное a ускорения тела через время t = 1,25 с после начала движения.
-
Тестовые задания:
5.1. Два тела одинаковой массы движутся навстречу друг другу по горизонтальной гладкой поверхности с одинаковыми по модулю скоростями и испытывают абсолютно неупругое столкновение. Тела после столкновения будут
-
неподвижны ; 2) двигаться вместе влево; 3) двигаться вместе вправо;
4) их скорости поменяют свое направление на противоположное.
5.2. Система отсчета, связанная со свободным и невращающимся телом, называется …………… системой отсчета
5.3. Обруч массы m катится со скоростью ν без проскальзывания по горизонтальной поверхности. Кинетическая энергия обруча будет равна
1) 0,5m ν2; 2) 0,75m ν2 3) m ν2 4) 2m ν2
Составила Андреева А.Г.
УГТУ-УПИ, Екатеринбург
РГР «Механика»
Билет № 4
-
ИСО. Принцип относительности Галилея. Законы Ньютона.
-
Определение угловой скорости, углового ускорения. Связь угловых и линейных характеристик вращательного движения.
-
На рисунке представлен график зависимости проекции ускорения от времени для материальной точки, движущейся вдоль оси Х. На каком участке на тело действовала постоянная сила; на каком участке равнодействующая всех сил равна нулю; чему равна скорость тела через 2 с после начала движения, если начальная скорость 2 м/с ?
a,
м/с2
4 1
2 4
2 3
2 4 6 8 t, c
4. Маховик в виде диска массой 80 кг и радиусом 30 см находится в состоянии покоя. Определить работу внешних сил при сообщении маховику частоты вращения 10 об/с.
5. Тестовые задания:
5.1. Потенциальная энергия пружины равна Wр= 10 Дж, а модуль действующей на нее упругой силы Fу = 100 н. Удлинение тела составляет
1) 0.1 м; 2) ) 0.2 м; 3) 0.4 м; 4) 0.8 м.
5.2. На рисунке приведен вектор консервативной силы. Направление вектора градиента потенциальной энергии обозначено цифрой….
5.3. Тело вращается с постоянной угловой скоростью. Векторная сумма моментов внешних сил относительно оси вращения равна……..
Составила Андреева А.Г.
УГТУ-УПИ, Екатеринбург
РГР «Механика» Билет № 5
-
Механическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии (формулировка и доказательство).
-
Дать определения и записать выражения для скорости (мгновенной, средней), ускорения (мгновенного, среднего). Виды ускорения: нормальное и тангенциальное. Изобразить графически положение векторов скоростей, ускорений относительно траектории движущегося тела.
-
На рисунке изображены графики зависимости модуля силы, действующей на материальную точку, от пройденного пути. В каком случае работа силы максимальна; в каком случае работа минимальна; в каких двух случаях работы одинаковы ?
F, H F, H F, H F, H
2 2 2 2
1 1 1 1
0 2 4 S,м 0 2 4 S,м 0 2 4 S,м 0 2 S,м
-
Колесо, вращаясь равнозамедленно, уменьшило за 1 мин частоту обращения от 300 об/мин до 180 об/мин. Момент инерции колеса 2 кгм2. Найти Угловое ускорение колеса; момент сил торможения; работу сил торможения.
-
Тестовые задания:
|
