Тема 1 Кинематика материальной точки и поступательного движения твердого тела (стр. 1 )

Тема 1

КИНЕМАТИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ И ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Контрольные вопросы

1.1 Что называется механическим движением? Какое движение называется поступательным? Что такое «Материальная точка»? Приведите примеры, в которых одно и то же тело в одних условиях можно считать материальной точкой, а в других нельзя.

1.2 Что называется системой отсчета? Что называется радиус-вектором материальной точки относительно начала координат (рисунок)? Что называют координатами материальной точки (рисунок)? Что такое вектор перемещения (рисунок)?

1.3 Что называется траекторией движения материальной точки? Как можно получить уравнение траектории, если известен закон изменения радиус-вектора материальной точки?

1.4 Что такое скорость материальной точки? Что называется ускорением точки? Как записать среднюю величину скорости и среднюю величину ускорения за промежуток времени от t1 до t2? Вектор мгновенной скорости? Вектор мгновенного ускорения?

1.5 Какую задачу называют прямой задачей кинематики? Как, зная закон изменения координаты точки, определить законы изменения ее скорости и ускорения вдоль заданного направления? Как подсчитать мгновенные значения скорости и ускорения в данный момент времени?

1.6 Запишите формулы для определения пути и скорости при равноускоренном (равнозамедленном) прямолинейном движении. Как найти ускорение в этом случае?

1.7 Какую задачу называют обратной задачей кинематики? Как определить законы изменения скорости и координаты вдоль заданного направления, если задан закон изменения ускорения вдоль этого направления? Что должно быть задано дополнительно для того, чтобы ответы были однозначными?

1.8 Чему равно расстояние между двумя точками в системе отсчета? Как определить расстояние в данный момент времени между двумя движущимися материальными точками, если известны законы изменения их скоростей в одной и той же системе отсчета?

1.9 В чем состоит принцип независимости движений? Как будет двигаться тело, брошенное горизонтально над поверхностью Земли?

1.10 Какие составляющие ускорения называют нормальной и тангенциальной? Как они направлены? Какие изменения скорости они характеризуют?

1.11 Как, зная нормальное и тангенциальное ускорения, определить вектор полного ускорения и его модуль? Рисунок.

1.12 Что называют кривизной траектории? Чему равен радиус ее кривизны?

Тема 2

ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ И ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Контрольные вопросы

2.1 Сформулируйте основные законы динамики материальной точки и поступательного движения твердого тела. В чем состоит закон инерции? Какие системы отсчета называются инерциальными? В каком случае при решении задач можно использовать второй закон Ньютона? Как найти величину ускоряющей силы, действующей на материальную точку, если известен закон изменения ее ускорения?

2.2 Как определить момент времени, в который изменяющаяся величина силы, действующей на тело, приобретает заданное значение, если известен закон изменения скорости этого тела?

2.3 Сформулируйте третий закон Ньютона, поясните его. Какие силы называют внешними, а какие внутренними? Что называется центром масс (центром инерции) механической системы? Когда при рассмотрении движения механической системы достаточно рассматривать движение только её центра масс?

2.4 Запишите формулы для определения пути и скорости при равноускоренном (равнозамедленном) прямолинейном движении. Как найти ускорение в этом случае? Под действием каких сил осуществляется движение с постоянным ускорением?

2.5 Какие силы действуют на груз, подвешенный на нити? Что называют весом тела? В каком случае вес тела численно равен силе тяжести? На какое тело действует вес, а на какое – сила тяжести в случае, когда груз подвешен на невесомой нерастяжимой нити? Рисунок. Когда груз находится на опоре? Рисунок.

2.6 Сколько уравнений необходимо для описания механической системы, состоящей из n тел, на которые действуют как внутренние, так и внешние силы? Как составляют эти уравнения? Чему равна сумма всех внутренних сил, действующих на систему тел?

2.7 Сформулируйте закон сохранения импульса и объясните его связь с однородностью пространства.

2.8 Запишите закон сохранения импульса для двух взаимодействующих тел.

2.9 Запишите закон сохранения импульса для двух взаимодействующих тел, направления движения которых составляют угол альфа. Какой вид примет этот закон для составляющих векторов импульсов вдоль заданного направления?

2.10 Что называется импульсом силы? Какой вид имеет закон изменения импульса для незамкнутой системы? В каких случаях может быть использован закон сохранения импульса для реальной незамкнутой системы?

Тема 3

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ. МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИКЕ.

Контрольные вопросы

3.1 Поясните, что такое механическая работа. Что называется мощностью?

3.2 Запишите формулу для работы переменной силы. Поясните ее

3.3 Какая энергия называется кинетической? По какой формуле ее рассчитывают?

3.4 Какая энергия называется потенциальной? Приведите примеры тел, обладающих какой-нибудь потенциальной энергией. Какие формулы для расчета потенциальной энергии вам известны? Из чего складывается полная механическая энергия тела и системы тел?

3.5 Какая связь существует между потенциальной энергией материальной точки во внешнем силовом поле и силой, действующей на материальную точку?

3.6 Какие поля называются центральными? Что называется напряженностью гравитационного поля? Что такое потенциал гравитационного поля? Какая связь существует между потенциалом и напряженностью в данной точке поля?

3.7 Сформулируйте закон сохранения механической энергии. Поясните его связь с однородностью времени.

3.8 Что такое удар? Поверхность соприкосновения? Линия удара? В каком случае удар называют центральным? Прямым? Рисунки.

3.9 Какое соударение двух тел называется абсолютно неупругим? Какой из известных вам законов сохранения в механике выполняется при абсолютно неупругом ударе? (рисунок). Как выполняется закон сохранения энергии в этом случае?

3.10 Какое соударение двух тел называется абсолютно упругим? Какие законы сохранения выполняются при абсолютно упругом ударе? (рисунок).Запишите формулы для скоростей двух шаров после абсолютно упругого удара в векторном виде и в проекции на линию удара.

3.11 Что такое диссипация энергии? Какие механические системы являются диссипативными? Приведите примеры диссипативных систем.

Тема 4

КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

Контрольные вопросы

4.1 Какое движение является вращательным? Что называется угловым перемещением материальной точки? Что называется угловой скоростью и угловым ускорением материальной точки? Как, зная закон изменения углового ускорения материальной точки, найти ее угловую скорость и угловое смещение в данный момент времени?

4.2 Запишите формулы для определения углового перемещения и угловой скорости при равномерном вращательном движении. При равноускоренном (равнозамедленном) вращательном движении.

4.3 Какая связь существует между линейными и угловыми характеристиками движения материальной точки?

4.4 Что называется моментом инерции материальной точки относительно заданной оси? Как определяют в общем случае момент инерции тела относительно какой-либо оси?

4.5 Чему равны моменты инерции сплошного однородного диска, цилиндра, шара, стержня относительно оси, проходящей через центр масс? Чему равны моменты инерции тонкостенного полого цилиндра и обруча относительно оси, проходящей через центр масс? Сделайте рисунки

4.6 Как определить момент инерции тела относительно оси, не проходящей через центр масс тела? Запишите формулу Гюйгенса-Штейнера и сделайте рисунок.

4.7 Что называется моментом силы относительно точки? Каков модуль и направление вектора момента силы? Что такое момент силы относительно оси? Какова величина момента силы относительно оси, которая параллельная линии действия силы?

4.8 Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения. Поясните его.

4.9 Что называется моментом импульса материальной точки относительно заданной оси? Каков модуль и направление вектора момента импульса?

4.10 Сформулируйте закон сохранения момента импульса. Запишите его. В каких случаях может быть использован закон сохранения момента импульса для реальных систем?

4.11 Поясните связь закона сохранения момента импульса с изотропностью пространства.

4.12 Чему равна работа силы, совершаемая при вращательном движении за малый промежуток времени? Как определить работу за промежуток времени от t1 до t2, если величина момента силы, действующего на вращающееся тело, постоянна? Если с течением времени изменяется?

Тема 5

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ. ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ФИЗИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ.

Контрольные вопросы

5.1 Сформулируйте основные положения молекулярно-кинетической теории газов. Запишите уравнение состояния идеального газа.(Менделеева-Клапейрона). Поясните его.

5.2 Чему равно давление смеси газов? Сформулируйте закон Дальтона, поясните его. Что называется парциальным давлением газа?

5.3 Что называется плотностью вещества? Как определить плотность смеси двух газов?

5.4 Запишите основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов, поясните его. Что такое концентрация молекул? В каких единицах ее измеряют?

5.5 Что такое энергия теплового движения молекул идеального газа? Чему она равна? Что называется числом степеней свободы молекул газа? Какие значения может принимать число степеней свободы молекул идеального газа? В чем состоит закон распределения энергии по степеням свободы? Какая часть энергии молекул приходится на долю поступательного движения, а какая на долю вращательного, если эта молекула: а) двухатомная, б) многоатомная?