--> Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå «Äâèæåíèå ñ ïîñòîÿííûì óñêîðåíèåì ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ. Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 1. Êèíåìàòèêà òî÷êè è òâ¸ðäîãî òåëà

 


§ 14. Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå «Äâèæåíèå ñ ïîñòîÿííûì óñêîðåíèåì ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ

Ïðè ðåøåíèè çàäà÷ ïî ýòîé òåìå íàäî èìåòü â âèäó, ÷òî ñâîáîäíîå ïàäåíèå — ÷àñòíûé ñëó÷àé äâèæåíèÿ òåëà ñ ïîñòîÿííûì óñêîðåíèåì. Åñëè òåëî áðîøåíî ïîä óãëîì ê ãîðèçîíòó, îòëè÷íûì îò 90°, òî äâèæåíèå ïðîèñõîäèò â ïëîñêîñòè, ïðè ýòîì íàäî ïîìíèòü, ÷òî â ãîðèçîíòàëüíîì íàïðàâëåíèè äâèæåíèå ðàâíîìåðíîå, òàê êàê ïðîåêöèÿ óñêîðåíèÿ íà ýòó îñü ðàâíà íóëþ.

Çàäà÷à 1. Ñ áàëêîíà èç òî÷êè Î áðîñèëè ìÿ÷ âåðòèêàëüíî ââåðõ ñî ñêîðîñòüþ υ0 = 9 ì/ñ. Îïðåäåëèòå ïîëîæåíèå ìÿ÷à îòíîñèòåëüíî òî÷êè Î è åãî ñêîðîñòü ñïóñòÿ âðåìÿ t1 = 2 ñ îò ìîìåíòà áðîñàíèÿ. Ñîïðîòèâëåíèå âîçäóõà íå ó÷èòûâàéòå.

Ð å ø å í è å. Ïîñêîëüêó ñîïðîòèâëåíèå âîçäóõà íå ó÷èòûâàåòñÿ, òî äâèæåíèå ìÿ÷à ìîæíî ñ÷èòàòü ñâîáîäíûì ïàäåíèåì.  äàííîì ñëó÷àå âåêòîðû 0 è ëåæàò íà îäíîé ïðÿìîé. Ñëåäîâàòåëüíî, ìÿ÷ áóäåò äâèãàòüñÿ âäîëü òîé æå ïðÿìîé. Ïðèìåì çà íà÷àëî êîîðäèíàò òî÷êó Î áðîñàíèÿ ìÿ÷à, îñü Ó íàïðàâèì âåðòèêàëüíî ââåðõ (ðèñ. 1.54). Òîãäà äâèæåíèå ìÿ÷à áóäåò îïèñûâàòüñÿ êèíåìàòè÷åñêèì óðàâíåíèåì

äâèæåíèå ìÿ÷à áóäåò îïèñûâàòüñÿ êèíåìàòè÷åñêèì óðàâíåíèåì

Òàê êàê ó0 = 0, υ0y = υ0 è àó = -g, òî Â ìîìåíò âðåìåíè

×òîáû îïðåäåëèòü ìîäóëü è íàïðàâëåíèå âåêòîðà ñêîðîñòè 1, íàéä¸ì åãî ïðîåêöèþ íà îñü Ó ïî ôîðìóëå υy = υ0y + ayt. Ïðè âûáðàííîì íàïðàâëåíèè îñè Ó ïîñëåäíþþ ôîðìóëó ìîæíî çàïèñàòü òàê: υy = υ0 - gt. Ïîýòîìó

ìîäóëü è íàïðàâëåíèå âåêòîðà ñêîðîñòè

Îòðèöàòåëüíûé çíàê ïðîåêöèè ñêîðîñòè îçíà÷àåò, ÷òî â êîíöå âòîðîé ñåêóíäû ñêîðîñòü ìÿ÷à íàïðàâëåíà ïðîòèâîïîëîæíî ïîëîæèòåëüíîìó íàïðàâëåíèþ îñè Y, ò. å. âíèç.

Çàäà÷à 2. Èç òî÷êè À áðîøåí ãîðèçîíòàëüíî øàðèê ñî ñêîðîñòüþ υ0 — 8 ì/ñ. Îïðåäåëèòå ïîëîæåíèå øàðèêà îòíîñèòåëüíî òî÷êè Î ÷åðåç t = 1,5 ñ îò íà÷àëà åãî äâèæåíèÿ. Òî÷êè À è Î íàõîäÿòñÿ íà îäíîé âåðòèêàëè íà ðàññòîÿíèè 5 ì äðóã îò äðóãà è òî÷êà Î íèæå òî÷êè À. Ñîïðîòèâëåíèåì âîçäóõà ìîæíî ïðåíåáðå÷ü.

Ð å ø å í è å. Âûáåðåì îñè êîîðäèíàò òàê, ÷òîáû âåêòîðû 0 è ëåæàëè â îäíîé êîîðäèíàòíîé ïëîñêîñòè, íàïðèìåð â ïëîñêîñòè XOY. Òàê êàê ñîïðîòèâëåíèå âîçäóõà íå ó÷èòûâàåòñÿ è íà÷àëüíàÿ ñêîðîñòü øàðèêà íàïðàâëåíà ãîðèçîíòàëüíî, òî îí áóäåò äâèãàòüñÿ â ïëîñêîñòè XOY ïî ïàðàáîëå, âåðøèíà êîòîðîé íàõîäèòñÿ â òî÷êå áðîñàíèÿ. Ïîñêîëüêó íàäî íàéòè ïîëîæåíèå øàðèêà îòíîñèòåëüíî òî÷êè Î, òî çà íà÷àëî êîîðäèíàò âîçüì¸ì ýòó òî÷êó. Îñü ÎÕ íàïðàâèì ãîðèçîíòàëüíî, îñü OY — âåðòèêàëüíî ââåðõ (ðèñ. 1.55).

 ýòîì ñëó÷àå äâèæåíèå øàðèêà áóäåò îïèñûâàòüñÿ êèíåìàòè÷åñêèìè óðàâíåíèÿìè

Ïðè ñäåëàííîì âûáîðå íà÷àëà êîîðäèíàò è íàïðàâëåíèé îñåé ÎÕ è OY èìååì õ0 = 0, ó0 = |ÎÀ|, υ0x = υ0, υ0y = 0, àõ = Î, àó = -g. Ïîýòîìó õ = υ0t, Ñïóñòÿ âðåìÿ t1 = 1,5 ñ êîîðäèíàòû øàðèêà áóäóò ðàâíû:

Çàäà÷à 3. Ôóòáîëèñò, íàõîäÿñü îò âîðîò íà ðàññòîÿíèè l, óäàðÿåò ïî ìÿ÷ó, è ìÿ÷ ëåòèò ñ íà÷àëüíîé ñêîðîñòüþ υ0 è ïðîëåòàåò ìèìî, åäâà êîñíóâøèñü âåðõíåé ïëàíêè âîðîò. Âûñîòà âîðîò h. Îïðåäåëèòå, ïîä êàêèì óãëîì íà÷àë ëåòåòü ìÿ÷, ïîñëå òîãî êàê ôóòáîëèñò óäàðèë ïî íåìó.

Ð å ø å í è å. Âûáðàâ ñèñòåìó êîîðäèíàò òàê, êàê ïîêàçàíî íà ðèñóíêå 1.56, è íà÷àëî êîîðäèíàò â òî÷êå óäàðà ïî ìÿ÷ó, îòìåòèì, ÷òî êîîðäèíàòû ìÿ÷à â ìîìåíò êàñàíèÿ âåðõíåé ïëàíêè âîðîò áóäóò

õ = l, ó = h.

Çàïèøåì óðàâíåíèÿ äâèæåíèÿ ìÿ÷à âäîëü îñåé ÎÕ è OY:

õ = (υ0cosα)t;
ó = (υ0sinα)t - gt2/2.

Âûðàçèâ èç ïåðâîãî óðàâíåíèÿ âðåìÿ è ïîäñòàâèâ åãî âî âòîðîå, ïîëó÷èì

Òîãäà ó âåðõíåé ïëàíêè âîðîò Ìû ïîëó÷èëè òðèãîíîìåòðè÷åñêîå óðàâíåíèå. Ïðîèçâåäÿ çàìåíó 1/(cos2α) = 1 + tg2α è âûïîëíèâ íåîáõîäèìûå ïðåîáðàçîâàíèÿ, ïîëó÷èì êâàäðàòíîå óðàâíåíèå îòíîñèòåëüíî tgα:

òðèãîíîìåòðè÷åñêîå óðàâíåíèå

Ðåøèâ åãî, íàéä¸ì

Òîãäà çíà÷åíèÿ óãëà

Îáà çíà÷åíèÿ èìåþò ñìûñë. Êðîìå ýòîãî, åñëè (g/υ20)(h + gl2/2υ20) = = 1/2, òî ìÿ÷ êàñàåòñÿ ïëàíêè â íàèâûñøåé òî÷êè òðàåêòîðèè. Íà ðèñóíêå 1.56 ïîêàçàíû òðè âîçìîæíûå òðàåêòîðèè ïîë¸òà ìÿ÷à.

Çàäà÷è äëÿ ñàìîñòîÿòåëüíîãî ðåøåíèÿ

1. Êàìåíü, óïàâ ñ îáðûâà, äîñòèã ïîâåðõíîñòè âîäû ÷åðåç 2 ñ. ×åìó ðàâíà âûñîòà îáðûâà? Îïðåäåëèòå ìîäóëü êîíå÷íîé ñêîðîñòè êàìíÿ.

2. Ëüäèíêà ïàäàåò ñ âûñîòû 4 ì. Îïðåäåëèòå âðåìÿ, çà êîòîðîå îíà ïðîëåòåëà ïîñëåäíèé ìåòð, à òàêæå ñðåäíþþ ñêîðîñòü å¸ äâèæåíèÿ.

3. Êàìåíü áðîøåí ãîðèçîíòàëüíî ñî ñêîðîñòüþ 20 ì/ñ ñ âûñîòû 10 ì îòíîñèòåëüíî çåìëè. Îïðåäåëèòå âðåìÿ ïîë¸òà, äàëüíîñòü ïîë¸òà è ñêîðîñòü êàìíÿ â ìîìåíò ïàäåíèÿ íà çåìëþ.

4. Ìÿ÷ áðîøåí ñ ïîâåðõíîñòè çåìëè ïîä óãëîì 45° ê ãîðèçîíòó ñî ñêîðîñòüþ 20 ì/ñ. Îïðåäåëèòå íàèáîëüøóþ âûñîòó ïîäú¸ìà, äàëüíîñòü ïîë¸òà, ñêîðîñòü â íàèâûñøåé òî÷êå òðàåêòîðèè, ñêîðîñòü è êîîðäèíàòû ìÿ÷à ÷åðåç 2 ñ ïîñëå íà÷àëà äâèæåíèÿ.

Îáðàçöû çàäàíèé ÅÃÝ

B1. Êàìåíü ïàäàåò èç ñîñòîÿíèÿ ïîêîÿ ñ âûñîòû h. Îñü OY âåðòèêàëüíà è íàïðàâëåíà ââåðõ. Íà÷àëî êîîðäèíàò ñîâïàäàåò ñ ïîâåðõíîñòüþ çåìëè.

Óñòàíîâèòå ñîîòâåòñòâèå ìåæäó ôèçè÷åñêèìè âåëè÷èíàìè è ôîðìóëàìè, îïðåäåëÿþùèìè èõ. Ê êàæäîé ïîçèöèè ïåðâîãî ñòîëáöà ïîäáåðèòå íóæíóþ ïîçèöèþ âòîðîãî è çàïèøèòå â òàáëèöó âûáðàííûå öèôðû ïîä ñîîòâåòñòâóþùèìè áóêâàìè.

B2.Òåëî áðîøåíî ñî ñêîðîñòüþ υ0 ïîä óãëîì α ê ãîðèçîíòó. Íà÷àëî êîîðäèíàò íàõîäèòñÿ â òî÷êå, èç êîòîðîé áðîøåíî òåëî, îñü ÎÕ ãîðèçîíòàëüíà, îñü OY âåðòèêàëüíà è íàïðàâëåíà ââåðõ.

Óñòàíîâèòå ñîîòâåòñòâèå ìåæäó ôèçè÷åñêèìè âåëè÷èíàìè è ôîðìóëàìè, îïðåäåëÿþùèìè èõ. Ê êàæäîé ïîçèöèè ïåðâîãî ñòîëáöà ïîäáåðèòå íóæíóþ ïîçèöèþ âòîðîãî è çàïèøèòå â òàáëèöó âûáðàííûå öèôðû ïîä ñîîòâåòñòâóþùèìè áóêâàìè.

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->