Задачи с курса Физика на тему 3, Динамика прямолинейного движения тел (65 задач)
« Назад
Задача 3.1
Рис. 3.1 - Два груза связаны нитью и лежат на гладкой горизонтальной поверхности
Два груза массами m1 = 200 г и m2 = 300 г связаны нитью и лежат на гладкой горизонтальной поверхности (см. рисунок). С каким ускорением будут двигаться грузы, если к m1 приложить силу F = 1,5 Н, направленную параллельно плоскости стола? Какую силу натяжения будет испытывать при этом нить. связывающая тела?
Задача 3.2
Рис. 3.2 – Тело лежит на гладком горизонтальном столе
Тело массой М = 2,0 кг лежит на гладком горизонтальном столе (см. рис.). С каким ускорением начнет двигаться тело, если: 1) нить потянуть с силой F = 9,8 Н; 2) подвесить к нити груз массой m = 1,0 кг?
Задача 3.3
К концам шнура, перекинутого через неподвижный блок, подвешены грузы массами m1 = 0,10 кг и m2 = 0,15 кг. Пренебрегая трением и считая шнур и блок невесомыми и шнур нерастяжимым, определить ускорение, с каким будут двигаться грузы, силу натяжения шнура и показания динамометра, на котором висит блок.
Задача 3.4
Рис. 3.3 - На штанге укреплен неподвижный невесомый блок
На штанге укреплен неподвижный невесомый блок, через который перекинута нить с двумя грузами, массы которых m1 = 500 г и m2 = 100 г. В грузе m2 имеется отверстие, через которое проходит штанга (см. рисунок). Сила трения груза m2 о штангу постоянна и равна Fтр = 13 Н. Найти ускорение а грузов и силу натяжения Т нити.
Задача 3.5
Через неподвижный блок, масса которого пренебрежимо мала, перекинута невесомая веревка. На одном конце веревки висит груз массы М = 25 кг, а за другой конец ухватилась обезьяна и карабкается вверх. С каким ускорением а поднимается обезьяна, если груз находится все время на одной высоте? Масса обезьяны m = 20 кг. Через какое время t обезьяна достигнет блока, если первоначально она находилась от него на расстоянии t = 20 м?
Задача 3.6
Рис. 3.4 - Через блок перекинута веревка
Через блок, укрепленный в вершине наклонной плоскости, перекинута веревка с двумя грузами одинаковой массы m (см. рис.). Найти силу N давления на ось, если коэффициент трения между наклонной плоскостью и лежащим на ней грузом равен µ, а угол наклона плоскости равен α. Трением в оси блока и его массой пренебречь.
Задача 3.7
Рис. 3.5 – Груз на наклонной плоскости
Груз массы m1 = 3 кг находится на наклонной плоскости с углом наклона α = 300 и связан с грузом m2 = 2 кг нерастяжимой легкой нитью, переброшенной через невесомый и неподвижный блок (см. рис.). Определить ускорение грузов, силу натяжения нити, силу давления на ось блока.
Задача 3.8
Рис. 3.6 – Брусок на горизонтальной поверхности с коэффициентом трения
На горизонтальной поверхности с коэффициентом трения µ движется брусок массой m2, соединенный нитью со свисающим бруском массой m1. Найти натяжение нити и силу давления на ось невесомого блока.
Задача 3.9
Рис. 3.7 - Три тела на горизонтальной поверхности стола
На горизонтальной поверхности стола находятся три тела с массами m1, m2 и m3, связанные нитями между собой и с телом массы m4, которое привязано к нити, перекинутой через блок (см. рис.). Коэффициент трения между телами и плоскостью стола равен µ. Найти ускорение тел а и натяжения нитей Т1, Т2 и T3. Трением в блоке, а также массами блока и нитей пренебречь.
Задача 3.10
Рис. 3.8 - На верхнем краю наклонной плоскости
На верхнем краю наклонной плоскости, образующей угол α с горизонтом, укреплен блок, через который перекинута нить. К одному концу нити привязан груз массы m1, лежащий на наклонной плоскости. На другом конце висит груз массы m2 (см. рис.). Коэффициент трения между грузом и плоскостью равен µ.
1) Выяснить условия, при которых а) груз m2 опускается; б) груз m2 поднимается; в) грузы не двигаются. 2) Найти ускорение грузов а и натяжение нити Т для случаев (а) и (б) пункта l. Блок и нить считать невесомыми, трение в оси блока не учитывать.
Задача 3.11
Рис. 3.9 - Ускорение грузов
Определить ускорение грузов, показанных на рисунке. Массы грузов М = 5,0 кг, m = 1,0 кг. Трением, массами блоков и нитей пренебречь.
Задача 3.12
Рис. 3.10 - Ускорение тел в системе
Определить ускорение тел в системе, показанной на рисунке. Коэффициент трения между телом m1, и плоскостью равен µ = 0,10. Трением в блоке, массами блока и нити пренебречь. Масса m1 = 1,5 кг, m2 = 0,50 кг, сила F = 10 Н. Угол α между силой и горизонтом равен 300.
Задача 3.13
Рис. 3.11 - Блок перекинут шнурок
Через легкий вращающийся без трения блок перекинут шнурок. На одном конце шнурка привязан груз массой m1. По другому концу шнурка может скользить кольцо массой m2 (см. рис.). С каким ускорением движется кольцо, если груз массой пм неподвижен? Чему равна сила трения кольца о шнурок?
Задача 3.14
Рис. 3.12 - Два одинаковых шарика связаны невесомой нитью
Два одинаковых шарика связаны невесомой нитью, перекинутой через невесомый блок, причем один из шариков погружен в сосуд с жидкостью (см. рис.) С какой установившейся скоростью v будут двигаться шарики, если известно, что установившаяся скорость падения одиночного шарика в той же жидкости равна v0? Сила сопротивления жидкости пропорциональна скорости. Плотность жидкости равна ρа, плотность материала шарика равна ρ.
Задача 3.15
Груз массы М = 10 кг привязан к свободно свисающему концу веревки, намотанной на лебедку. И груз, и лебедка находятся на некоторой высоте. Груз начинает падать, причем веревка натянулась, когда груз пролетел расстояние h = 12 м. После этого при помощи лебедки начали тормозить движение груза. Какую минимальную длину 1 веревки пришлось выпустить до полной остановки груза, если веревка выдерживает силу натяжения Т = 180 Н?
Задача 3.16
Рис. 3.13 - Два тела соединены нерастяжимой нитью
Два тела массами m1 = 10 кг и m2 = 1 кг соединены нерастяжимой нитью, перекинутой через блок, как показано на рисунке. Угол α = π/6, коэффициент трения между телом m1 и наклонной плоскостью равен µ = 0,1. Найти натяжение нити, силу давления на ось блока во время движения. Наклонная плоскость неподвижна, массами блока и нити пренебречь.
Задача 3.17
Рис. 3.14 – К системе приложить горизонтальную силу F
Какую горизонтальную силу F необходимо приложить к системе, изображенной на рисунке, чтобы тела 1 и 2 связанные нерастяжимой нитью не двигались относительно тела 3. Трение между телами 1 и 3, 2 и 3, а также между телом 3 и горизонтальной плоскостью отсутствует. Массы тел соответственно равны m1, m2, m3. Задачу решить в системе отсчета, связанной с неподвижной горизонтальной плоскостью.
Задача 3.18
Рис. 3.15 - Два тела соединены пружиной
Два тела массами m1 = 1 кг и m2 = 2 кг соединены пружиной, жесткость которой k = 300 Н/м, и лежат на горизонтальной плоскости. К телу m2 приложили силу F = 10 Н под углом α = π/6 к горизонту. Трение между телом m1 и плоскостью отсутствует, а коэффициент трения между телом m2 и плоскостью µ = 0,5. Найти ускорение системы и удлинение пружины в установившемся движении. Массой пружины пренебречь.
Задача 3.19
Рис. 3.16 - К оси подвижного блока подвешен груз
К оси подвижного блока подвешен груз массой m1 (см. рис.). С какой силой F нужно потянуть конец нити, перекинутой через второй блок, чтобы груз m1 двигался с ускорением а? Чтобы груз покоился? Чему будет равно натяжение нити в системе, если вместо силы F к свободному концу нити прикрепить груз m2 = 3*m1?
Задача 3.20
Рис. 3.17 - Натяжение нитей в системе
Определить натяжение нитей в системе, изображенной на рисунке. Блок и нити считать невесомыми, трение в оси блока не учитывать.
Задача 3.21
Рис. 3.18 - Гибкий канат перекинут через неподвижный блок
Гибкий канат длиной l и массой m перекинут через неподвижный блок так, что его центр масс С находится ниже от блока на расстоянии у0 (см. рис.). Определить ускорение каната в этот момент и силу натяжения в сечении каната, проходящем через центр масс. Масса и с радиус блока пренебрежимо малы, трение отсутствует.
Задача 3.22
Рис. 3.19 - Ускорение грузов и натяжение нитей в системе
Определить ускорение грузов и натяжение нитей в системе, изображенной на рисунке. Массами блоков и нитей пренебречь, нити нерастяжимы. Массы m1, m2 и m3 заданы.
Задача 3.23
К грузу массы m1 = 7 кг подвешен на веревке груз массы m2 = 5 кг. Масса веревки m = 4 кг. К грузу m1 приложена направленная вверх сила F = 188,8 Н. Найти силу натяжения в верхнем конце и в середине веревки.
Задача 3.24
Два груза, лежащие на гладком горизонтальном столе. связаны нерастяжимой нитью. Чему равны массы грузов, если при приложении к одному из тел горизонтальной силы F = 120 Н, ускорение системы составляет а = 2 м/с, а натяжение нити равно Т = 40 Н?
Задача 3.25
Два груза массами m1 = 6 кг и m2 = 8 кг, лежащие на гладком горизонтальном столе, связаны нерастяжимой нитью. С какой силой надо тянуть груз массой m1 в горизонтальном направлении, чтобы натяжение нити составляло Т = 60 Н?
Задача 3.26
Два связанных невесомой нерастяжимой нитью тела массами m1, m2 (m1 < m2) лежат на гладком горизонтальном столе. Найти натяжение нити, если сила F, параллельная поверхности стола, приложена к: а) телу массой m1, б) телу массой m2.
Задача 3.27
Рис. 3.20 - Два связанных невесомой и нерастяжимой нитью груза
На гладком горизонтальном столе лежат два связанных невесомой и нерастяжимой нитью груза. Масса левого груза m1 = 200 г, масса правого m2 = 300 г. К левому грузу приложена сила F1 = 2 H, правому, в противоположном направлении, сила F2= 6 Н (см. рисунок). С каким ускорением движутся грузы и какова сила натяжения соединяющей их нити?
Задача 3.28
Рис. 3.21 - Система n тел
Система n тел массами m1, m2 … mn связанных друг с другом невесомыми нерастяжимыми нитями, движется горизонтально под действием силы F (см. рисунок). Коэффициент трения для всех тел одинаков и равен µ. Определить ускорение системы и силы натяжения всех нитей.
Задача 3.29
Нерастяжимый канат длиной l тянут влево с силой F1 и вправо с силой F2. Найти, как меняется сила натяжения каната вдоль него.
Задача 3.30
Мотосани массой М тянут со скоростью v0 шесть сцепленных обычных саней массой m = M/2 каждые. В момент времени t = 0 от санного поезда отцепились двое саней. Найти закон, по которому будет меняться со временем расстояние между отцепившимися санями и остатком санного поезда. Тяга мотосаней все время постоянна. Коэффициент трения полозьев о дорогу равен µ.
Задача 3.31
Рис. 3.22 - Три груза соединены легкими нерастяжимыми нитями
Три груза массами m1, m2 и m3 соединены легкими нерастяжимыми нитями (см. рисунок). Коэффициент трения между грузами и поверхностью стола равен µ. Определить ускорение грузов и силы натяжения нитей при движении системы. Блок невесомый, трения в оси блока нет.
Задача 3.32
На гладком горизонтальном столе лежат n связанных последовательно невесомыми и нерастяжимыми нитями одинаковых грузов массой m каждый. Такой же (n + 1) груз с помощью перекинутой через невесомый блок нити свешивается вниз. Определить натяжение нити между к-М и (к + 1) грузами. Трения в оси блока нет.
Задача 3.33
На столе лежат два шарика, соединенные пружиной. Массы шариков m1 и m2, жесткость пружины k. На шарик массой m1, действует постоянная сила F по направлению к шарику массой m2 (вдоль пружины). На какую величину сжата пружина? Трения нет, колебания отсутствуют.
Задача 3.34
Тела массой m1 и m2 лежащие на гладкой горизонтальной поверхности, соединены пружиной жесткостью k. На тело массой m2 действует сила F, направленная вдоль пружины к телу массой m1. Найти, на сколько сжата пружина, если никаких других сил нет, а колебания уже прекратились. Какими будут ускорения тел сразу после прекращения действия силы?
Задача 3.35
Рис. 3.23 - Два бруска скрепленные недеформированной пружиной
Два бруска массой m1 и m2, скрепленные недеформированной пружиной жесткостью k, находятся на гладком горизонтальном столе. К брускам приложили горизонтальные силы F1 и F2, направленные в противоположные стороны (см. рисунок). Найти удлинение пружины.
Задача 3.36
Рис. 3.24 - (n+l) одинаковых грузов массой m каждый соединены друг с другом
(n+l) одинаковых грузов массой m каждый соединены друг с другом n одинаковыми невесомыми пружинами. К крайнему грузу приложена некоторая сила F, под действием которой система движется с ускорением а в горизонтальном направлении (см. рисунок). Определить величину силы F и удлинение ∆х, каждой пружины, если коэффициент трения между грузами и плоскостью равен µ, а жесткость каждой пружины равна k.
Задача 3.37
Два небольших тела массой m1 = 2 кг и m2 = 1 кг связаны невесомой и нерастяжимой нитью и расположены на горизонтальной плоскости. К первому телу приложена сила F = 10 Н, направленная под углом α = 300 к горизонту (вверх). Определить ускорение системы, если коэффициент трения тел о плоскость одинаков и равен µ = 0,1.
Задача 3.38
Два одинаковых груза массой М = 0,24 кг каждый связаны невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый, блок с неподвижной осью. На один из грузов кладут перегрузок массой m = 10 г и вся система приходит в движение. Определить, какой путь пройдут грузы за первые t = 4 с движения. Трения в оси блока нет.
Задача 3.39
Рис. 3.25 - Через легкий блок перекинута невесомая нерастяжимая нить
Через легкий блок перекинута невесомая нерастяжимая нить, на концах которой висят два одинаковых груза массой М каждый (см. рисунок). Одновременно на каждый из этих грузов кладут по перегрузку: справа массой 3m и слева массой m. Определить ускорение системы и натяжение нити. Трения в оси блока нет.
Задача 3.40
Рис. 3.26 - Через неподвижный блок перекинута нерастяжимая нить
Через неподвижный блок перекинута нерастяжимая нить, к которой подвешены пять грузов одинаковой массы m, как показано на рисунке. Определить ускорение грузов и силы натяжения всех нитей. Массой блока пренебречь. Трения нет.
Задача 3.41
Рис. 3.27 - Невесомая и нерастяжимая нить, перекинутая через легкий блок
Невесомая и нерастяжимая нить, перекинутая через легкий блок с неподвижной осью вращения, пропущена через муфту (см. рисунок). При движении нити на нее со стороны муфты действует постоянная сила трения F. На концах нити подвешены грузы массами m1 и m2 (m1 > m2). Определить ускорение грузов. Трения в оси блока нет.
Задача 3.42
Рис. 3.28 – Движение груза в установке
Определить ускорение, с которым движется груз m1 в установке, изображенной на рисунке. Масса груза m2 = 4m1. Трением, массами блоков и нити, а также растяжением нити пренебречь.
Задача 3.43
Считая блоки невесомыми, найти скорость груза (см. рисунок к задаче 3.42) в момент, когда он прошел расстояние s. Начальные скорости грузов равны нулю. Трения нет. Нить невесома и нерастяжима.
Задача 3.44
Рис. 3.29 - Груз массой m = 2 кг подвешен к оси легкого подвижного блока
Груз массой m = 2 кг подвешен к оси легкого подвижного блока (см. рисунок). Какую силу необходимо приложить к свободному концу нити, чтобы система находилась в равновесии? Как будет двигаться система, если к концу нити приложена сила F = 12 Н? Определить в этом случае ускорение груза и натяжение нити. Массой блока и нити пренебречь. Нить нерастяжима, трения в оси блока нет.
Задача 3.45
Рис. 3.30 - Сила давления грузика m на груз М во время движения системы грузов
Найти силу давления грузика m на груз М во время движения системы грузов, изображенной на рисунке. Нить, связывающая грузы, невесома и нерастяжима. Массу блока не учитывать, трения нет.
Задача 3.46
Через легкий блок перекинута невесомая нерастяжимая веревка, по обоим концам которой с ускорениями а1 и а2 относительно веревки поднимаются две обезьяны. Определить силу натяжения веревки, если массы обезьян равны соответственно m1 и m2. Трения в оси блока нет.
Задача 3.47
Нить перекинута через легкий, вращающийся без трения блок. На одном конце нити прикреплен груз массой М, а по другой свисающей части нити скользит муфточка массой m с постоянным ускорением а относительно нити. Найти силу трения, с которой нить действует на муфточку.
Задача 3.48
Рис. 3.31 - Массы тел равны m0, m1, m2
В системе, показанной на рисунке, массы тел равны m0, m1, m2, трения нет. Найти ускорение тела
Задача 3.49
Вверх по наклонной плоскости с углом наклона α при основании тянут с ускорением а однородный трос длиной l и массой М. Коэффициент трения между тросом и плоскостью µ. Найти натяжение троса в сечении, находящемся на расстоянии х от его верхнего конца.
Задача 3.50
Рис. 3.32 - Два кубика, находящиеся на наклонных плоскостях
Два кубика, находящиеся на наклонных плоскостях, связаны невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок. Наклонные плоскости образуют с горизонтальной плоскостью углы α и β (см. рисунок). Массы кубиков равны m1 и m2. Коэффициент трения о плоскость для обоих кубиков один и тот же. Какому условию должен удовлетворять этот коэффициент, чтобы движение кубиков было ускоренным? Трения в оси блока нет.
Задача 3.51
Рис. 3.33 - Грузы массами m1 = 1 кг и m2 = 2 кг лежат на горизонтальной плоскости
В системе, изображенной на рисунке, грузы массами m1 = 1 кг и m2 = 2 кг лежат на горизонтальной плоскости. Нить, соединяющая грузы, невесома и нерастяжима. Блоки невесомы, трения в осях блоков нет. Коэффициенты трения грузов о плоскость соответственно µ1 = 0,5 и µ2 = 0,2. В момент времени t0 = 0 на ось верхнего блока начинает действовать сила F = 12 H, направленная вертикально вверх. На сколько сблизятся грузы за время t = 0,4 с после начала действия силы? Как изменится ответ, если сила F = 9 Н?
Задача 3.52
Рис. 3.34 - Сила натяжения нити и ускорение связанных между собой грузов
Определить силу натяжения нити и ускорения связанных между собой грузов (см. рисунок). Наклонная плоскость составляет с горизонтом угол α = 300. Массой блоков и трением пренебречь, нити считать невесомыми и нерастяжимыми.
Задача 3.53
Рис. 3.35 - Массы тел равны m1 и m2
Массы тел, изображенных на рисунке, равны m1 и m2, коэффициент трения первого груза о плоскость µ, угол наклона плоскости призмы α. Тела соединены через невесомый блок без трения невесомой нерастяжимой нитью и жесткостью k. Определить величину деформации пружины. Призма неподвижна.
Задача 3.54
Рис. 3.36 - Два тела массой m1 и m2, соединенные невесомой нерастяжимой нитью
Два тела массой m1 и m2, соединенные невесомой нерастяжимой нитью, удерживаются на наклонной плоскости с углом при основании α (см. рисунок). Коэффициенты трения тел о плоскость равны µ1 и µ2 соответственно, причем µ1 > tgα, µ2 < tgα. Найти силу натяжения нити, если тела отпустить.
Задача 3.55
Рис. 3.37 - Два тела массой m1 и m2 соединенные невесомой недеформированной пружиной жесткостью k
Два тела массой m1 и m2 соединенные невесомой недеформированной пружиной жесткостью k, удерживаются на наклонной плоскости с углом при основании α (см. рисунок). Коэффициенты трения тел о плоскость равны µ1 и µ2 ответственно, причем µ1 < tgα, µ2 > tgα. Найти установившееся изменение длины пружины, если тела опустить.
Задача 3.56
Рис. 3.38 - Тело массой m1 соединено легкой пружиной жесткостью k
Тело массой m1, находящееся на горизонтальном столе, соединено легкой пружиной жесткостью k и невесомой нерастяжимой нитью с телом массой m2 так, как показано на рисунке. Найти установившееся изменение длины пружины, если стол начнет двигаться горизонтально с ускорением а. Коэффициент трения тела массой m1, о поверхность стола равен µ. Задачу решать в инерциальной системе отсчета.
Зaдача 3.57
Рис. 3.39 - На гладком горизонтальном столе лежит брусок массой М = 2 кг
На гладком горизонтальном столе лежит брусок массой М = 2 кг, на котором находится брусок массой m = 1 кг (см. рисунок). Какую силу надо приложить к нижнему бруску, чтобы он двигался с постоянным ускорением а = 5 м/с2? Коэффициент трения между брусками равен µ = 0,5. Нить невесома и нерастяжима.
Задача 3.58
Рис. 3.40 - Доска массой М может скользить без трения по горизонтальной поверхности
Доска массой М может скользить без трения по горизонтальной поверхности. На доске лежит брусок массой m. Коэффициент трения между поверхностями бруска и доски равен µ. Доска соединена с грузом перекинутой через невесомый блок нерастяжимой нитью (см. рисунок). Какой должна быть масса груза mх, чтобы брусок скользил по доске?
Задача 3.59
Рис. 3.41 - На гладком горизонтальном столе лежит доска массой М = 2 кг
На гладком горизонтальном столе лежит доска массой М = 2 кг, на которой находится брусок массой m = 1 кг. Брусок соединен невесомой нерастяжимой нитью перекинутой через невесомый блок, с грузом массой 2 m (см. рисунок). С каким ускорениями будут двигаться тела, предоставленные самим себе, коэффициент трения между поверхностями бруска и доски равен µ?
Задача 3.60
Рис. 3.42 - Доска массой М на наклонной плоскости
На наклонной плоскости с углом при основании α = 600 лежит доска массой М, на доске — брусок массой m = 2,3 кг. Брусок и доска соединены между собой с помощь невесомой нерастяжимой нити, перекинуто! через невесомый блок, как показано н рисунке. Коэффициент трения между поверхностями бруска и доски µ1 = 0,2 кг, доски и плоскости - µ2 = 0,4. При каких значениях массы доски М брусок будет двигаться вниз?
Задача 3.61
Рис. 3.43 - Брусок А перемещать в горизонтальном направлении
С каким минимальным ускорением нужно перемещать в горизонтальном направлении брусок А, чтобы тела 1 и 2 не двигались относительно бруска? Массы тел и 2 равны. Коэффициент трения между бруском и обоими телами равен µ. Задачу решать в системе отсчета, связанной с неподвижной горизонтальной плоскостью.
Задача 3.62
Рис. 3.44 - Ускорение тел массой m1, m2 и m3 в механической системе
Определить ускорения тел массой m1, m2 и m3 в механической системе, показанной на рисунке. Массой блока и нити, а также трением в оси блока и между поверхностями пренебречь. Нить нерастяжима. Задачу решать в системе отсчета, связанной с неподвижной поверхностью стола А.
Задача 3.63
К пружинным весам подвешен блок. Через блок перекинут шнур, к концам которого привязали грузы массами m1 = 1,5 кг и m2 = 3 кг. Каково будет показание весов во время движения грузов? Массой блока и шнура пренебречь.
Задача 3.64
На гладком столе лежит брусок массой m = 4 кг. К бруску привязаны два шнура, перекинутые через неподвижные блоки, прикрепленные к противоположным краям стола. К концам шнуров подвешены гири, массы которых m1 = 1 кг и m2 = 2 кг. Найти ускорение а, с которым движется брусок, и силу натяжения каждого из шнуров. Массой блоков и трением пренебречь.
Задача 3.65
Ракета, масса которой М = 6 т, поднимается вертикально вверх. Двигатель ракеты развивает силу тяги F = 500 кН. Определить ускорение а ракеты и силу натяжения Т троса, свободно свисающего с ракеты, на расстоянии, равном 1/4 его длины от точки прикрепления троса. Масса m троса равна 10 кг. Силой сопротивления воздуха пренебречь.
С уважением ИЦ "KURSOVIKS"!