12. Сила реакции опоры
А 1 | Четыре одинаковых кирпича массой каждый сложены в стопку (см. рисунок). Если убрать верхний кирпич, то сила , действующая со стороны горизонтальной опоры на 1-й кирпич, уменьшается на | 1 2 3 4 |
1) | 2) | |
3) | 4) | |
А 2 | Четыре
одинаковых кирпича массой
каждый сложены в стопку (см. | 1 2 3 4 |
1) 2) | 3) 4) |
рис.). Если
сверху положить ещё один такой же
кирпич, то сила
,
действующая со стороны горизонтальной
опоры на 1-й кирпич, увеличится наА 1 | У первой грани бруска в форме параллелепипеда площадь в 2 раза больше, чем у второй грани. Согласно закону сухого трения при переворачивании бруска с первой грани на вторую сила трения бруска о стол | |
1) не изменится | 2) уменьшится в 2 раза | |
3) уменьшится в 4 раза | ||
А 2 | У
первой грани бруска в форме параллелепипеда
коэффициент трения о стол в 2 раза
больше, чем у второй грани. | ||||||||||||||||||
1) не изменится | 2) уменьшится в 2 раза | ||||||||||||||||||
3) уменьшится в 4 раза | 4) увеличится в 2 раза | ||||||||||||||||||
А 3 | У первой грани бруска в форме параллелепипеда площадь и коэффициент трения о стол в 3 раза больше, чем у второй грани. Согласно закону сухого трения при переворачивании бруска с первой грани на вторую сила трения бруска о стол | ||||||||||||||||||
1) не изменится | 2) уменьшится в 3 раза | ||||||||||||||||||
3) уменьшится в 9 раз | 4) увеличится в 3 раза | ||||||||||||||||||
А 4 | Деревянный
брусок массой
,
площади граней которого связаны
отношением
,
скользит равномерно по горизонтальной
шероховатой опоре, соприкасаясь с ней
гранью площадью
,
под действием горизонтальной силы
. | ||||||||||||||||||
1) 2) 3) 4) | |||||||||||||||||||
А 5 | Деревянный брусок массой , площади граней которого связаны отношением , скользит равномерно по горизонтальной шероховатой опоре, соприкасаясь с ней гранью площадью , под действием горизонтальной силы . Каков коэффициент трения бруска об опору? | ||||||||||||||||||
1) 2) 3) 4) | |||||||||||||||||||
А 6 | Деревянный
брусок массой
,
площади граней которого связаны
отношением
,
скользит равномерно по горизонтальной
шероховатой опоре, соприкасаясь с ней
гранью площадью
,
под действием горизонтальной силы. | ||||||||||||||||||
1) 32) 3) 4) | |||||||||||||||||||
А 7 | Тело равномерно движется по плоскости. Сила давления тела на плоскость равна 8 Н, сила трения 2 Н. Коэффициент скольжения равен | ||||||||||||||||||
1) 0,16 2) 0,25 | 3) 0,75 4) 4 | ||||||||||||||||||
А 8 | Тело равномерно
движется по плоскости. | ||||||||||||||||||
1) 0,8 2) 0,25 | 3) 0,75 4) 0,2 | ||||||||||||||||||
А 9 | Конькобежец массой 70 кг скользит по льду. Какова сила трения, действующая на конькобежца, если коэффициент трения скольжения коньков по льду равен 0,02? | ||||||||||||||||||
1) 0,35 Н 2) 1,4 Н | 3) 3,5 Н 4) 14 Н | ||||||||||||||||||
А 10 | Санки массой 5
кг скользят по горизонтальной дороге. | ||||||||||||||||||
1) 0,012 | 2) 0,83 | ||||||||||||||||||
3) 0,12 | 4) 0,083 | ||||||||||||||||||
А 11 | При движении по горизонтальной поверхности на тело массой 40 кг действует сила трения скольжения 10 Н. Какой станет сила трения скольжения после уменьшения массы тела в 5 раз, если коэффициент трения не изменится? | ||||||||||||||||||
1) 1 Н 2) 2 Н | 3) 4 Н 4) 8 Н | ||||||||||||||||||
А 12 | При
движении по горизонтальной поверхности
на тело действует сила трения скольжения
10 Н.
| ||||||||||||||||||
А 13 | При выполнении лабораторной работы ученик равномерно перемещал брусок с помощью динамометра по горизонтальному столу. Масса бруска 150 г. Динамометр, расположенный параллельно столу, показывал 0,5 Н. Коэффициент трения скольжения равен | ||||||||||||||||||
1) 1 2) 2/3 | 3) 1/3 4) 1,5 | ||||||||||||||||||
А 14 | На
рисунке представлен график зависимости
модуля силы трения от модуля силы
реакции опоры (см.
| ||||||||||||||||||
А 15 | На рисунке представлены графики 1 и 2 зависимостей силы трения от силы нормального давления. Отношение, коэффициентов трения скольжения равно | ||||||||||||||||||
1) 1 2) 2 | 3) 0,5 4) | ||||||||||||||||||
А 16 | При
исследовании зависимости силы трения
от силы нормального давления были
получены результаты, представленные
на рисунке графиком. | ||||||||||||||||||
1) Fтр = 0,3 Fд 2) Fтр = 0,2 Fд | 3) Fтр = 0,1 Fд 4) Fтр = 0,4 Fд | ||||||||||||||||||
А 17 | При исследовании зависимости силы трения от силы нормального давления были получены следующие данные
Из результатов исследования можно заключить, что коэффициент трения скольжения равен | ||||||||||||||||||
1) 0,2 2) 2 | 3) 0,5 4) 5 | ||||||||||||||||||
А 18 | После
удара клюшкой шайба массой 0,15 кг
скользит по ледяной площадке. | ||||||||||||||||||
1) 0,15 | 2) 0,2 | ||||||||||||||||||
3) 3 | 4) 0,3 | ||||||||||||||||||
А 19 | Санки, съехав с горки, движутся далее по горизонтальной дорожке. Уравнение изменения координаты санок на дорожке равно . Чему равен коэффициент трения полозьев санок о дорожку? | ||||||||||||||||||
1) 0,4 | 2) 0,3 | ||||||||||||||||||
3) 0,8 | 4) 0,6 | ||||||||||||||||||
А 20 | Брусок
массой m лежит на шероховатой горизонтальной
поверхности;
в брусок попадает пуля и он, начав
двигаться, проходит по поверхности
расстояние s. | ||||||||||||||||||
1) 2) | 3) 4) | ||||||||||||||||||
Согласно
закону сухого трения при переворачивании
бруска с первой грани на вторую сила
трения бруска о стол
Какова величина этой силы, если
коэффициент трения бруска об опору
равен
?
Сила давления
тела на плоскость равна 20 Н, сила трения
5 Н. Коэффициент скольжения равен
Какой станет сила трения
скольжения после уменьшения массы
тела в 5 раз и увеличения площади его
соприкосновения с поверхностью в 2
раза, если коэффициент трения не
изменится?
рисунок). Определите
коэффициент трения скольжения.
Наиболее
точно отражает результаты эксперимента
зависимость
Ее
скорость при этом меняется в соответствии
с уравнением.
Коэффициент трения шайбы о лед равен:
Коэффициент трения между бруском и
поверхностью
равен μ. Определите начальную скорость
бруска.В 1 | Чему равен тормозной путь автомобиля массой 1000 кг, движущегося со скоростью 30 м/с по горизонтальной дороге? Коэффициент трения скольжения между дорогой и шинами автомобиля равен 0,3. (150 м) | ||||
В 2 | На
столе закреплена доска длиной
. | ||||
В 3 | На шероховатом столе лежит доска длиной = 0,40 м. На ней у ее левого конца находится небольшой брусок массой m = 100 г. Коэффициент трения скольжения бруска о доску μ = 0,50. Какую минимальную скорость нужно сообщить бруску, чтобы он соскользнул с правого конца доски? (2 м/c) | ||||
А 21 | Ученик
исследовал движение бруска массой
0,1 кг по столу после
разгона его по наклонной плоскости. | ||||
1) 20 см 2) 30 см | 3) 10 см 4) 5 см | ||||
На доске у её левого торца лежит
небольшой брусок. Коэффициент трения
скольжения бруска о доску
.
Какую минимальную скорость
нужно сообщить бруску, чтобы он
соскользнул с правого торца доски? (3
м/с)
Перед пуском тела он измерил
силу трения между бруском и столом в
разных местах. На каком расстоянии от
точки О окажется
брусок через 0,2 с, если его начальная
скорость 2 м/с?404 Cтраница не найдена
Размер: A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта
Сведения об образовательной организации
Вход для администратора сайта
К сожалению запрашиваемая страница не найдена.
Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже
|
|
Иллюстрации гистограммы
Одним из инструментов, который можно использовать для выражения понимания теоремы о работе-энергии, является гистограмма.
Гистограмма рабочей энергии представляет количество энергии, которой обладает объект, с помощью вертикальной полосы. Длина полосы отражает количество присутствующей энергии, при этом более длинная полоса представляет большее количество энергии. На гистограмме работы-энергии столбец строится для каждой формы энергии. В соответствии с соотношением работы и энергии, обсуждаемым в этом уроке, сумма всех форм начальной энергии плюс работа, выполненная над объектом внешними силами, равна сумме всех форм конечной энергии.
В столбце количества работы-энергии для представления каждой гистограммы используется столбец. приведенное выше уравнение. Следовательно, сумма высот стержней для начального состояния (начальная энергия + внешняя работа) должна равняться сумме высот стержней для конечного состояния (конечная энергия). Поскольку потенциальная энергия бывает двух видов — упругая потенциальная энергия, запасенная в пружинах (PE spring ) и гравитационная потенциальная энергия (PE grav ) — вышеприведенное уравнение переписывается как
разнообразие движений, связанных с изменениями энергии или преобразованиями энергии.
Процедура построения гистограмм
Следующая процедура может быть полезна для построения гистограмм работы-энергии:
- анализ начального и конечного состояний объекта для принятия решения о наличии или отсутствии различные формы энергии
- анализировать силы, действующие на объект во время движения, чтобы определить, совершают ли внешние силы работу и является ли работа (если она присутствует) положительной или отрицательной
- построить столбики на графике, чтобы проиллюстрировать наличие и отсутствие различных форм энергии для начального и конечного состояния объекта; точная высота отдельных брусков не важна; важно то, что сумма высот в левой части диаграммы равна , уравновешенная , сумма высот в правой части диаграммы равна .
Описанная выше процедура показана ниже.
Рассмотрим мяч, падающий с вершины столба на землю внизу; игнорировать сопротивление воздуха. Начальное состояние — это шар, покоящийся на вершине столба, а конечное состояние — это шар 9.
0067 непосредственно перед ударом о землю. Учитывая это движение и идентификацию начального и конечного состояния шара, можно принимать решения о наличии и отсутствии каждой формы энергии. Поскольку в верхней части столба нет движения, нет и начальной кинетической энергии. Поскольку мяч приподнят над землей, находясь на вершине столба, существует начальная гравитационная потенциальная энергия (PE grav ). Пружины не задействованы; таким образом, нет ни начальной, ни конечной упругой потенциальной энергии (PE пружина ). В конечном состоянии ( непосредственно перед ударом о землю) мяч движется. Таким образом, возникает конечная кинетическая энергия. И, наконец, мяч больше не приподнят над землей, поэтому конечной гравитационной потенциальной энергии нет. Мяч падает только под действием силы тяжести (внутренней силы). Таким образом, внешние силы отсутствуют и не совершают работу. Диаграмма справа резюмирует этот анализ.
Чтобы завершить гистограмму, произвольно решил 9Определяется высота 0059 для каждой полосы, и для каждой формы энергии строится полоса.
Как упоминалось ранее, не важно, насколько высока каждая полоса. Важно только, чтобы сумма высот столбцов слева уравновешивала сумму высот столбцов справа.
Обратите внимание, что эта гистограмма работы-энергии показывает, что
- в начальном состоянии нет кинетической и упругой потенциальной энергии
- нет гравитационной и упругой потенциальной энергии в конечном состоянии
- работа внешних сил не совершается
- сумма высот справа (5 единиц) равна сумме высот слева (5 единиц)
Неважно, насколько высоки два столбца на гистограмме выше. Если бы столбцы были высотой 4 единицы вместо 5, то это была бы столь же приемлемая гистограмма. Решение о высоте стержня совершенно произвольно.
Возможно, в это время вы захотите повторить уроки по работе, потенциальной энергии и кинетической энергии. Воспользуйтесь ссылками ниже.
|
Пример заноса автомобиля
Теперь мы повторим процесс для автомобиля, который скользит с высокой скорости до полной остановки по ровной поверхности с включенными тормозами.
Начальным состоянием является автомобиль, движущийся с большой скоростью, а конечным состоянием — автомобиль в состоянии покоя. Изначально у автомобиля есть кинетическая энергия (поскольку он движется), но нет гравитационной потенциальной энергии (поскольку высота равна нулю) или упругой потенциальной энергии (поскольку нет пружин). В конечном состоянии автомобиля нет ни кинетической энергии (поскольку автомобиль покоится), ни потенциальной энергии (поскольку нет ни высоты, ни рессор). Сила трения между шинами буксующего автомобиля и дорогой действует на автомобиль. Трение — это внешняя сила. Трение совершает отрицательную работу, так как его направление противоположно направлению движения автомобиля.
Теперь, когда анализ завершен, можно построить гистограмму. Диаграмма должна соответствовать приведенному выше анализу.
Обратите внимание, что планка для работы направлена вниз. Это согласуется с тем фактом, что работа трения является отрицательной работой.
Всякий раз, когда внешние силы совершают отрицательную работу, бар W ext будет нисходящим баром. Также обратите внимание, что сумма высот столбцов в левой части (+5 плюс -5) равна сумме высот столбцов в правой части диаграммы. Последнее замечание уместно: хотя высота всех столбцов слева равна высоте всех столбцов справа, энергия равна 9.0067, а не сохранен. Гистограмма включает как энергию, так и работу в левой части диаграммы. Если работа совершается внешними силами, то единственная причина, по которой сумма высот равна с обеих сторон, состоит в том, что W ext компенсирует разницу между начальным и конечным количествами полной механической энергии.
Возможно, в это время вы захотите повторить уроки по работе, потенциальной энергии и кинетической энергии. Воспользуйтесь ссылками ниже.
|
Пример лыжника
В качестве последнего примера рассмотрим лыжника, который стартует из состояния покоя на вершине холма A и едет на лыжах в долину и обратно на холм B.
Лыжник использует свои палки, чтобы двигаться по снегу, совершая работу по изменению своей полной механической энергии. Начальное состояние находится на вершине холма А, а конечное состояние — на вершине холма В. Предположим, что трение и сопротивление воздуха незначительно влияют на движение. В начальном состоянии у лыжника нет кинетической энергии (говорят, что лыжник покоится). Упругая потенциальная энергия отсутствует как в начальном, так и в конечном состоянии (поскольку нет пружин). Лыжник обладает гравитационной потенциальной энергией как в начальном, так и в конечном состоянии (поскольку лыжник находится на возвышенности). Наконец, работа выполняется внешними силами, поскольку лыжник, как говорят, использует «свои палки, чтобы двигаться по снегу». Эта работа является положительной работой, поскольку сила снега на ее полюсах направлена в том же направлении, что и ее перемещение.
Теперь, когда анализ завершен, можно построить гистограммы. Графики должны соответствовать приведенному выше анализу.
Обратите внимание, что планка для работы направлена вверх. Это согласуется с тем фактом, что работа, совершаемая полюсами, является положительной работой. Всякий раз, когда внешние силы совершают положительную работу, бар W ext будет восходящим баром. Обратите также внимание на то, что сумма высот столбцов с левой стороны (+5 плюс +2) равна сумме высот столбцов с правой стороны (+4 плюс +3) диаграммы. Как упоминалось ранее, точная высота отдельных стержней не важна. Важно только, чтобы столбики существовали, чтобы они были в правильном направлении (вверх) и чтобы их сумма слева была такой же, как сумма справа.
Возможно, в это время вы захотите повторить уроки по работе, потенциальной энергии и кинетической энергии. Воспользуйтесь ссылками ниже.
|
Другой тип гистограммы
Иногда принято использовать другой тип гистограммы «работа-энергия», который выглядит как на диаграмме ниже.
Если внешние силы не совершают работы, то полная механическая энергия сохраняется. W ext член исключается из уравнения работы-энергии, оставляя уравнение плюс кинетическая энергия) в начальном состоянии такое же, как и в конечном состоянии. В самом деле, если внешние силы не совершают работы, то полная механическая энергия будет одной и той же на протяжении всего движения. Для таких ситуаций принято использовать другой стиль гистограммы для отображения энергосбережения. Показана серия полос для различных положений во время движения; каждый набор столбцов показывает, что полная механическая энергия (TME) всегда одинакова, в то время как потенциальная энергия (PE) и кинетическая энергия (KE) постоянно меняются.
В качестве примера использования этой гистограммы рассмотрим автомобиль с американскими горками в идеальной ситуации, в которой сила сопротивления воздуха считается незначительной (действительно, идеализированная ситуация).
Поскольку нормальная сила все время действует под прямым углом к движению, она не совершает работы. Единственная сила, совершающая работу над автомобилем американских горок, — это гравитация. А поскольку сила тяжести является внутренней или консервативной силой, полная механическая энергия сохраняется (т. е. не изменяется). Энергия может менять формы — переходя из потенциальной в кинетическую и наоборот. Но общая сумма никогда не изменится. На приведенной ниже диаграмме показано сохранение полной механической энергии и преобразование потенциальной и кинетической энергии для автомобиля американских горок в пяти точках вдоль трассы.
В заключение, гистограммы являются полезным инструментом для изображения влияния внешних сил (если они есть) на общую механическую энергию. Это концептуальный инструмент для представления своего понимания взаимосвязи работы и энергии.
Мы хотели бы предложить .
.. Иногда недостаточно просто прочитать об этом. Вы должны взаимодействовать с ним! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашей интерактивной модели американских горок, нашей интерактивной мессы на пружине и/или нашей интерактивной диаграммы этого движения. Эти три интерактива можно найти в разделе Physics Interactive на нашем веб-сайте, и они предоставляют интерактивную возможность исследовать взаимосвязь между работой и энергией.
Посетите: Модель американских горок | Масса на пружине | Диаграмма движения
Построить анализ и гистограммы рабочей энергии для следующих движений. Затем проверьте ответы, нажав кнопку и щелкнув ссылку «Просмотреть линейчатую диаграмму».
1. Мяч вбрасывается из состояния покоя с моста.
Когда мяч падает в воздухе, он сталкивается с небольшим сопротивлением воздуха. Конечное состояние мяча — это момент перед его ударом о воду.
2. Волейболист забрасывает мяч чуть выше уровня сетки и перебрасывает его через сетку. Исходное состояние — мяч непосредственно перед шипом. Конечное состояние мяча — момент перед его ударом о землю.
3. Пружинный пистолет используется для выброса губчатого дротика в воздух под углом к горизонтали. Орудие удерживается на высоте 1-метра перед курок нажат. Заряженный пружинный пистолет — это начальное состояние, а губчатый дротик на пике — конечное состояние.
4. Кэтчер поймал бейсбольный мяч после того, как он прошел над домашней площадкой. Исходным состоянием является бейсбольный мяч, движущийся с высокой скоростью непосредственно перед попаданием в перчатку кэтчера.
Конечным состоянием является бейсбольный мяч сразу после того, как кэтчер применил силу, чтобы остановить мяч. Предположим, что мяч не меняет высоты, пока его ловит ловец.
5. В лаборатории физики машина Hot Wheels стартует с возвышенности, съезжает по склону на ровную поверхность, врезается в коробку и останавливается. Рассмотрим три состояния автомобиля: состояние A — вершина уклона; состояние B — это нижняя часть уклона перед ударом по ящику; состояние C наступает после того, как автомобиль остановился. Используйте диаграмму справа и свое понимание теоремы о работе и энергии, чтобы построить гистограммы движения от А к В и от В к С.
1.
Вот гистограмма для вопроса № 1 выше.
Вернуться к вопросу 1.
2. Вот гистограмма для вопроса № 2 выше.
Вернуться к вопросу 2.
3. Вот гистограмма для вопроса № 3 выше.
Вернуться к вопросу 3.
4. Вот гистограмма для вопроса № 4 выше.
Вернуться к вопросу 4.
5. Вот гистограмма для вопроса № 5 выше.
Вернуться к вопросу 5.
Диаграммы движения или точечные диаграммы
Представьте себе устройство, которое может определять положение движущегося объекта через постоянные промежутки времени, например, каждую секунду, или каждую 1/10-ю секунду, или даже каждую 1/60-ю секунду. Возможно, такое устройство могло бы отслеживать местоположение объекта, движущегося в 1-м измерении, помещая точку на полоску бумаги.
След из точек будет представлять движение объекта по мере того, как он меняет свое положение с течением времени.
Веришь или нет, есть такое устройство — оно называется Таймер бегущей строки . До появления компьютеров в физических лабораториях обычным способом анализа движения объектов в физических лабораториях было выполнение анализа бегущей строки. Длинная лента была прикреплена к движущемуся объекту и пропущена через устройство, которое делало отметки на ленте через равные промежутки времени, скажем, каждые 0,10 секунды. Когда объект двигался, он протаскивал ленту через «бегущую строку», оставляя за собой след из точек. След из точек предоставил историю движения объекта и, следовательно, представление движения объекта.
видео анализа тикеров DOT Diagrams
, в то время как использование тикеровочных ленты.
использование бегущих строк или диаграмм движения по-прежнему сохраняется в нашей учебной программе по физике из-за визуального характера представления движения объекта. Такие диаграммы называются точечными диаграммами, диаграммами движения, диаграммами капель масла и (неподвижными) диаграммами бегущей строки.
Расстояние между точками на точечной диаграмме представляет собой изменение положения объекта в течение этого интервала времени. Большое расстояние между точками указывает на то, что в этот промежуток времени объект двигался быстро. Небольшое расстояние между точками означает, что в этот промежуток времени объект двигался медленно. Точечные диаграммы для быстро и медленно движущегося объекта изображены ниже.
Анализ точечной диаграммы также покажет, движется ли объект с постоянной скоростью или с ускорением. Изменение расстояния между точками указывает на изменение скорости и, следовательно, на ускорение. Постоянное расстояние между точками представляет собой постоянную скорость и, следовательно, отсутствие ускорения.
Ниже показаны точечные диаграммы для объектов, движущихся с постоянной скоростью и с ускорением.
Итак, точечные диаграммы дают еще одно средство представления различных особенностей движения объектов.
Мы хотели бы предложить …
Иногда недостаточно просто прочитать об этом. Вы должны взаимодействовать с ним! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактива Name That Motion. Он находится в разделе «Интерактивная физика» и позволяет учащемуся применять понятия скорости, скорости, ускорения и диаграмм бегущей строки.
Посетите назовите это движение.
Проверьте свое понимание
Диаграммы бегущей строки иногда называют диаграммами капель масла. Представьте себе машину с негерметичным двигателем, из которого регулярно капает масло.
Leave A Comment