Конспект учебника физики 10 класс параграф 16 по теме «Кинематика абсолютно твёрдого тела. » УМК Мякишев Буховцев Сотский п/р Парфентьевой Базовый уровень + Ответы на вопросы. Цитаты из учебного пособия использованы в учебных целях. Код материалов: Физика Конспект §16 Баз.ур.
Вернуться к Списку конспектов (в ОГЛАВЛЕНИЕ)
Физика 10 класс (Мякишев Буховцев)
Конспект § 16. Кинематика абсолютно твёрдого тела
Абсолютно твёрдое тело — тело, расстояние между любыми двумя точками которого остаётся постоянным при движении. Это механическая модель; реальные тела могут считаться абсолютно твёрдыми, если их деформации малы.
Поступательное движение — движение, при котором любой отрезок, соединяющий две точки тела, остаётся параллельным самому себе.
- Все точки тела совершают одинаковые перемещения, описывают одинаковые траектории, имеют равные скорости и ускорения.
- Для описания поступательного движения достаточно описать движение одной точки.
- Важно: Только при поступательном движении можно говорить о скорости и ускорении тела (а не только точки).
Вращательное движение вокруг неподвижной оси — движение, при котором все точки тела описывают окружности, центры которых лежат на одной прямой — оси вращения, а плоскости этих окружностей перпендикулярны оси.
Угловая скорость \( \omega \) при вращательном движении одинакова для всех точек тела.
Линейная скорость точки: \( v = \omega R \), где \( R \) — расстояние от точки до оси вращения.
Период вращения \( T \) — время одного полного оборота.
Частота вращения \( \nu = \frac{1}{T} \).
Связь угловой скорости с периодом и частотой:
\[
\omega = \frac{2\pi}{T} = 2\pi \nu
\]
Центростремительное ускорение точки вращающегося тела:
\[
a_{цс} = \omega^2 R = \frac{v^2}{R}
\]
Важно: При вращательном движении угловая скорость одинакова для всех точек, а линейная скорость и центростремительное ускорение зависят от радиуса.
❓ Вопросы для самопроверки (страница 61)
№ 1. В каком случае тело можно считать абсолютно твёрдым?
Тело можно считать абсолютно твёрдым, если расстояние между любыми двумя его точками остаётся постоянным при движении. Это возможно, когда деформации тела пренебрежимо малы по сравнению с его размерами и перемещениями.
№ 2. Что называется поступательным движением?
Поступательным называется такое движение абсолютно твёрдого тела, при котором любой отрезок, соединяющий две точки тела, остаётся параллельным самому себе. При поступательном движении все точки тела движутся одинаково: имеют равные скорости, ускорения и описывают одинаковые траектории.
№ 3. Приведите примеры поступательного движения, не упомянутые в тексте книги.
Примеры поступательного движения:
• Движение кабины лифта при подъёме или спуске.
• Движение стрелки секундомера (если рассматривать её как тело, движущееся поступательно вдоль циферблата).
• Движение ящика, который толкают по горизонтальной поверхности без вращения.
• Движение педали велосипеда (при определённых условиях).
• Движение поршня в цилиндре двигателя (относительно цилиндра).
№ 4. Что называется осью вращения твёрдого тела?
Осью вращения называется неподвижная прямая, вокруг которой вращается абсолютно твёрдое тело. При вращательном движении все точки тела описывают окружности, центры которых лежат на этой прямой, а плоскости окружностей перпендикулярны оси вращения.
№ 5. Что такое угловая скорость?
Угловая скорость \( \omega \) — это величина, равная отношению угла поворота тела \( \Delta \varphi \) к промежутку времени \( \Delta t \), за который этот поворот произошёл:
\[
\omega = \frac{\Delta \varphi}{\Delta t}
\]
В СИ измеряется в радианах в секунду (рад/с). При равномерном вращении угловая скорость одинакова для всех точек тела.
№ 6. Во сколько раз угловая скорость минутной стрелки часов больше угловой скорости часовой стрелки?
Минутная стрелка делает полный оборот за 1 час (\( T_1 = 1 \) ч), часовая — за 12 часов (\( T_2 = 12 \) ч). Угловая скорость обратно пропорциональна периоду:
\[
\omega = \frac{2\pi}{T}
\]
Отношение угловых скоростей:
\[
\frac{\omega_{\text{мин}}}{\omega_{\text{час}}} = \frac{T_{\text{час}}}{T_{\text{мин}}} = \frac{12}{1} = 12
\]
Угловая скорость минутной стрелки в 12 раз больше угловой скорости часовой стрелки.
Тестовые задания (страница 61)
Задание 1
Условие: Период обращения тела, движущегося равномерно по окружности, увеличился в 2 раза. При этом частота обращения:
1) возросла в 2 раза
2) уменьшилась в 2 раза
3) возросла в 4 раза
4) уменьшилась в 4 раза
Решение: Частота обращения \( \nu \) связана с периодом \( T \) соотношением:
\[
\nu = \frac{1}{T}
\]
Если период увеличился в 2 раза (\( T_2 = 2T_1 \)), то частота:
\[
\nu_2 = \frac{1}{T_2} = \frac{1}{2T_1} = \frac{\nu_1}{2}
\]
Частота уменьшилась в 2 раза.
Ответ: 2) уменьшилась в 2 раза.
Задание 2
Условие: Материальная точка, двигаясь равномерно по окружности, за 3 с прошла четверть окружности. Определите частоту обращения точки.
1) \( \frac{1}{12} \) с⁻¹
2) \( \frac{1}{3} \) с⁻¹
3) \( \frac{1}{4} \) с⁻¹
4) \( \frac{1}{2} \) с⁻¹
Решение: Четверть окружности соответствует углу \( 90^\circ \). Если за 3 с пройдена четверть окружности, то полный оборот займёт:
\[
T = 4 \cdot 3 = 12 \text{ с}
\]
Частота обращения:
\[
\nu = \frac{1}{T} = \frac{1}{12} \text{ с}^{-1}
\]
Ответ: 1) \( \frac{1}{12} \) с⁻¹.
Задание 3
Условие: Автомобиль движется по закруглению дороги радиусом 20 м с центростремительным ускорением 5 м/с². Скорость автомобиля равна:
1) 12,5 м/с 2) 10 м/с 3) 5 м/с 4) 4 м/с
Решение: Центростремительное ускорение:
\[
a_{цс} = \frac{v^2}{R}
\]
Отсюда скорость:
\[
v = \sqrt{a_{цс} \cdot R} = \sqrt{5 \cdot 20} = \sqrt{100} = 10 \text{ м/с}
\]
Ответ: 2) 10 м/с.
Задание 4
Условие: Материальная точка движется по окружности с постоянной по модулю скоростью. Как изменится модуль её центростремительного ускорения, если скорость точки увеличить втрое?
1) увеличится в 3 раза
2) увеличится в 9 раз
3) уменьшится в 3 раза
4) уменьшится в 9 раз
Решение: Центростремительное ускорение:
\[
a_{цс} = \frac{v^2}{R}
\]
При увеличении скорости в 3 раза (\( v_2 = 3v_1 \)):
\[
a_{цс2} = \frac{(3v_1)^2}{R} = \frac{9v_1^2}{R} = 9 \cdot \frac{v_1^2}{R} = 9 a_{цс1}
\]
Ускорение увеличится в 9 раз.
Ответ: 2) увеличится в 9 раз.
Вы смотрели: Конспект учебника физики 10 класс параграф 16 по теме « Кинематика абсолютно твёрдого тела. » УМК Мякишев Буховцев Сотский п/р Парфентьевой Базовый уровень + Ответы на вопросы. Цитаты из учебного пособия использованы в учебных целях. Код материалов: Физика Конспект §16 Баз.ур.
Вернуться к Списку конспектов (в ОГЛАВЛЕНИЕ)