PDF-версии: 1.
i
Груз изображенного на рисунке пружинного маятника совершает гармонические колебания между точками
Как меняются кинетическая энергия груза маятника, скорость груза и жесткость пружины при движении груза маятника от точки 2 к точке 3?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.
1. Увеличивается.
2. Уменьшается.
3. Не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Кинетическая энергия груза маятника | Скорость груза | Жесткость пружины |
следовательно, кинетическая энергия груза также уменьшается. Жесткость пружины является характеристикой пружины, не зависящей от фазы колебания, поэтому жесткость пружины не изменяется.
Отсюда видно, что если центростремительное ускорение увеличивается, то радиус орбиты уменьшается. Подставляя во второй закон Ньютона выражение для центростремительного ускорения 
имеем: 
Следовательно, в результате перехода на новую орбиту скорость движения спутника по орбите увеличивается. Период обращения спутника связан с радиусом орбиты и скоростью движения соотношением 
Поскольку радиус уменьшается, а скорость возрастает, получаем, что период обращения спутника вокруг Земли уменьшается.
Следовательно, в результате перехода на новую орбиту скорость движения спутника по орбите уменьшается. Период обращения спутника связан с радиусом орбиты и скоростью движения соотношением 
(см. рис.). Считая сопротивление воздуха малым, установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять (
— время полета). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
График А отображает именно такую зависимость от времени. 
Координата шарика обращается в ноль в начальный и конечный моменты полеты.
от времени приобретает вид 
Теперь легко видеть, что график А представляет зависимость кинетической энергии шарика от времени (А — 3). Действительно, 
это парабола с ветвями вверх. График Б, в свою очередь, соответствует энергии взаимодействия шарика с Землей (Б — 4). 
а значит, 
а значит, 
Это парабола, ветви которой направлены вниз.
Таким образом, увеличение скорости приведет к увеличению центростремительного ускорения 
здесь 
— угол наклона плоскости.
Установите соответствие между физическими величинами, характеризующего этот процесс, и частотами их изменения.
груз на пружине совершает вынужденные гармонические колебания с такой же частотой. Следовательно, закон изменения со временем высоты груза относительно положения устойчивого равновесия имеет вид 
Таким образом, закон изменения ускорения со временем: 
Отсюда получаем, что частота изменения ускорения груза также равна 
(Б — 2).
Отсюда получаем, что кинетическая энергия груза изменяется по закону: 
(А — 3). Наконец, закон изменения потенциальной энергии груза:
Следовательно, при приближении спутника к Земле, потенциальная энергия уменьшается по величине (Г — 3). Отсюда, из закона сохранения полной механической энергии получаем, что кинетическая энергия спутника при приближении к Земле, напротив, увеличивается (В — 2). Поскольку кинетическая энергия увеличивается, заключаем, что величина скорости движения спутника также увеличивается. Так как траектория движения — эллипс, а не прямая, скорость изменяется и по направлению (А — 4). Единственная сила, действующая на спутник, — сила притяжения со стороны Земли, поэтому второй закон Ньютона для спутника в проекции на радиальную ось приобретает вид 
Таким образом, при приближении к Земле ускорение спутника увеличивается по величине. Поскольку в любой момент времени ускорение спутника направлено к Земле, а спутник двигается вокруг нее, направление ускорения тоже изменяется (Б — 4).
Следовательно, при приближении кометы к Солнцу, потенциальная энергия уменьшается по величине (Г — 3). Отсюда, из закона сохранения полной механической энергии получаем, что кинетическая энергия кометы при приближении к Солнцу, напротив, увеличивается (В — 2). Поскольку кинетическая энергия увеличивается, заключаем, что величина скорости движения кометы также увеличивается. Так как траектория движения — эллипс, а не прямая, скорость изменяется и по направлению (А — 4). Единственная сила, действующая на комету, — сила притяжения со стороны Солнца, поэтому второй закон Ньютона для кометы в проекции на радиальную ось приобретает вид 
Таким образом, при приближении к Солнцу ускорение кометы увеличивается по величине. Поскольку в любой момент времени ускорение кометы направлено к Солнцу, а комета двигается вокруг него, направление ускорения тоже изменяется (Б — 4).
Поэтому, при удалении кометы от Солнца ее потенциальная энергия по модулю уменьшается, но, поскольку потенциальная энергия отрицательна, по величине она увеличивается (Г — 2). Отсюда, из закона сохранения полной механической энергии получаем, что кинетическая энергия кометы при удалении от Солнца, напротив, уменьшается (В — 3). Поскольку кинетическая энергия уменьшается, заключаем, что величина скорости движения кометы также уменьшается. Так как траектория движения — эллипс, а не прямая, скорость изменяется и по направлению (А — 5). Единственная сила, действующая на комету, — сила притяжения со стороны Солнца, поэтому второй закон Ньютона для кометы в проекции на радиальную ось приобретает вид 
Таким образом, при удалении от Солнца ускорение кометы уменьшается по величине. Поскольку в любой момент времени ускорение кометы направлено к Солнцу, а комета двигается вокруг него, направление ускорения тоже изменяется (Б — 5).
и 
соответственно. Пусть скорость пластилинового шара до удара равнялась 
Тогда суммарная кинетическая энергия шаров до столкновения равна: 
После столкновения: 
Таким образом, суммарная кинетическая энергия шаров уменьшается после столкновения (А — 2). Полная энергия системы должна сохраняться, а значит, внутренняя энергия шаров увеличивается, в результате удара они нагреваются (Б — 1).
После того как груз опустили в жидкость, на него стала действовать также выталкивающая сила Архимеда: 
В результате сила натяжения нити уменьшается (А — 2). 
), тем самым сила давления жидкости на дно сосуда увеличивается (Б — 1).
а кинетическая энергия груза увеличивается 
увеличивается, а кинетическая энергия груза 
уменьшается.
,
»). Следовательно, при уменьшении радиуса орбиты спутника, потенциальная энергия уменьшается.
поэтому при ускоренном передвижении частота колебаний не изменится (А — 3).
где x — растяжение пружины. Эта же энергия будет равна максимальной кинетической энергии шарика, значит, при увеличении жесткости пружины увеличится максимальная кинетическая энергия шарика, а следовательно, и его максимальная скорость.
следовательно, при увеличении угла сила нормальной реакции опоры уменьшится. Сила трения равна 
следовательно, сила трения уменьшается.
и не зависит от высоты падения тела.
Так как масса тела в обоих опытах одинакова, то сила тяжести, которая уравновешивает силу Архимеда, также одинакова, а значит, модуль силы Архимеда остается неизменным в обоих случаях.
из чего следует, что глубина погружения увеличится.
Следовательно, при уменьшении длины нити уменьшится период колебаний.
При переходе от одной шестерни к другой линейная скорость сохраняется, то есть 
Следовательно, модуль линейной скорости тела не изменится. Из этого следует, что так как радиус второй шестерни больше, то угловая скорость и модуль центростремительного ускорения уменьшится. 
прямо пропорциональна коэффициенту трения, и, значит, во втором случае расстояние, пройденное бруском до остановки, будет больше, чем в первом.
дальность полета равна 
Их отношение 
увеличится при увеличении угла бросания тела.
При увеличении угла броска косинус 
уменьшится, следовательно, уменьшится и 
Поскольку модуль начальной скорости остался прежним, отношение модуля импульса в верхней точке траектории к модулю импульса при броске уменьшится.
за время полета t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рис.). Что произойдет с временем полета и ускорением шарика, если на той же установке при неизменной начальной скорости шарика увеличить высоту H? (Сопротивлением воздуха пренебречь.) 
увеличивается с ростом высоты.
Через 3 с тело будет на высоте 
Высота тела увеличилась, а значит, потенциальная энергия увеличилась, а кинетическая энергия уменьшилась.
где 
— сила Архимеда, действующая на груз. Объем тела определяется выражением 
Поскольку плотность железа больше плотности алюминия, то объем алюминиевого груза будет больше объема железного груза той же массы. Тогда сила Архимеда для железного груза уменьшится, а натяжение нити увеличится. Поскольку масса груза не меняется, то не меняется и сила тяжести.
плотность жидкости не изменилась, объем погруженной части также остался постоянным, g — константа, значит, сила Архимеда на кубик не изменилась.
Поскольку шарик в опытах один и тот же, то сила тяжести также одинакова, а значит, модуль силы Архимеда остается неизменным в обоих случаях.
В поле тяжести планеты ускорение равно 
где M — масса планеты. Таким образом, скорость и ускорение связаны соотношением 
При уменьшении скорости ускорение уменьшается.
При уменьшении скорости период увеличивается.
до падения на землю пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рис.). Что произойдет с временем полета до падения на землю и ускорением шарика, если на этой же установке увеличить начальную скорость шарика? Сопротивлением воздуха пренебречь.
При увеличении начальной скорости время полета не изменится. 
и период обращения 
увеличатся.
Следовательно, если скорость увеличивается, то радиус уменьшается, значит, потенциальная энергия уменьшится.
Если радиус уменьшается, то центростремительное ускорение увеличится.
Утверждение 2 верно. 
Она увеличивалась, пока росла скорость, затем не менялась. Утверждение 4 верно.
направленной под углом α к стержню. Сила, с которой бусинка давит на стержень, направлена вверх. Модуль силы 
увеличивают, не изменяя ее направления. Как в результате этого изменятся следующие физические величины: а) модуль силы взаимодействия стержня и бусинки; б) работа, совершаемая силой 
и при увеличении F эта сила, равная 
увеличится.
При увеличении силы F она возрастет.
На наклонной поверхности сила реакции опоры меньше, поэтому модуль силы трения уменьшится.