Рекомендации к решению задач. Задача



Скачать 44.82 Kb.
Дата29.11.2012
Размер44.82 Kb.
ТипДокументы
Рекомендации к решению задач.

Задача. На барабан радиусом r=50 см намотан шнур, к концу которого привязан груз массой m=10 кг. Найти момент инерции барабана, если известно, что груз опускается с ускорением а =2,04 м/с2.

Ответ: J =9,5 кг м2.

Рассмотрим на данном конкретном примере правила, которыми следует руководствоваться при решении задач. При этом полезно при решении любой физической задачи выделять четыре этапа.

1 этап. Ознакомление с задачей.

Внимательно прочтите задачу, если позволяет характер задачи, сделайте чертеж. Произведите краткую запись условия задачи, численные значения физических величин переведите в систему СИ.


г=50 см=0,5м m=10кг а=2,04м/с




J-?






2 этап. Составление плана решения задачи (анализ).

При решении всех физических задач следует выяснить какое физическое явление и какие физические понятия рассматриваются в данной задаче. При решении задач по механике рассматривается механическое перемещение. Следовательно, нужно решить как движется груз и как барабан: груз движется поступательно, барабан вращается.

Затем нужно попытаться найти путь решения задачи, в механике во многих случаях нужно попытаться использовать законы Ньютона или законы сохранения или то и другое вместе.

Чтобы применить законы Ньютона, нужно на рисунке указать силы, действующие на тела, выбрать систему отсчета и связать с ней систему координат.




На груз действует сила тяжести mg и сила натяжения нити Т. На барабан сила натяжения нити Т. Нужно вспомнить или прочитать в учебнике, если забыли, законы Ньютона:

Fi=ma - II закон Ньютона для поступательного движения груза.

М=Jε - II закон Ньютона для вращательного движения барабана.

Переходя от векторной формы к скалярной с учетом направления действия сил, получим систему из двух уравнений:
mg-T=ma (1)
Tr= Jε (2)

Вспомните или посмотрите в учебнике, если забыли, что момент силы М определяется, как М = r F sin a


Подсчитайте, сколько неизвестных в уравнениях и сколько самих уравнений. Неизвестных больше. Прочитайте еще раз задачу.
Все ли условия задачи использованы? В задаче не указано, что есть проскальзывание шнура относительно барабана. т.е. можно считать, что шнур относительно барабана движется без проскальзывания. Поэтому можно написать кинематическое соотношение между ускорением груза a и угловым ускорением ε барабана:



Теперь есть три уравнения с 3-мя неизвестными. Можно перейти к третьему этапу решения.

3 этап. Осуществление плана решения задачи.



За редким исключением ответ в каждой задаче должен быть дан сначала в общем виде, т.е. в буквенных обозначениях, а не в числах, причем, искомая величина должна быть выражена через заданные в условии задачи величины. В данной задаче ответ в общем виде получим после решения выше указанной системы уравнений (1)-(3):

(ответ в общем виде)
Получив решение в общем виде, нужно проверить, имеет ли искомая величина правильную размерность:



Смотрите в учебнике, что такое момент инерции и в каких единицах измеряется. Затем найдите числовой ответ:


Надо помнить, что численные значения физических величин всегда являются приближенными. Поэтому рекомендуется в численном ответе оставлять столько значащих цифр, сколько их содержится в исходных данных. Подробнее смотрите в задачнике Чертова М.1997 г. С.486-487.

Проверка решения и его критическая оценка. '

Получив ответ, оглянитесь назад, проанализируйте свое решение. Правдоподобен ли результат? Такая оценка может в ряде случаев обнаружить ошибочность полученного результата. Например, скорость тела не может превышать скорость света в вакууме, КПД теплового двигателя всегда меньше единицы и др.

Попробуем использовать другой путь решения задачи с использованием законов сохранения. Следовательно, нужно вспомнить или прочитать в учебнике, если забыли, законы сохранения:



(закон сохранения импульса)



(закон сохранения момента импульса)



(закон сохранения механической энергии)

Выберите из данных законов тот, который подходит к данной задаче. Система тел - груз + барабан - система консервативная (о консервативных системах прочитайте в лекциях или в учебнике). В такой системе механическая энергия сохраняется. В верхней точке пути груз обладает потенциальной энергией mgh. В конце пути эта энергия перешла в кинетическую энергию поступательного движения груза mv2 кинетическую энергию вращательного движения блока



То есть будем использовать для решения задачи закон сохранения механической энергии- Не начинайте решать одно уравнение, не составив окончательного плана решения хотя бы в общем виде. Наличие одного уравнения и четырех неизвестных не приведет к цели

Вчитайтесь еще раз в условие задачи. Все ли Вы использовали? В задаче указано ускорение a = 2,04 м/с2 . Следовательно, ускорение - величина постоянная, а движение груза равноускоренное. Можно применить кинематические уравнения для равноускоренного движения:





При отсутствии проскальзывания шнура относительно барабана:



Решив систему четырех уравнений (1) - (4) получим ответ:



Какой путь решения Вам больше нравится? Решите сами и выбирайте его.

Ниже приводится программа практических занятий. Перечислены основные понятия и законы, которые должны быть проработаны и усвоены студентами по каждому разделу. Дается список характерных (типовых) задач для самостоятельного решения. Предполагается, что студент к концу семестра должен уметь решать эти задачи. Кроме этого предлагаются задачи повышенной сложности для самостоятельного решения и подготовки к олимпиадам. Такие задачи отмечены звездочкой *. Кроме этого предлагаются задачи по автомобильной тематике нашего вуза. Они отмечены кружочком (О).

Практические занятия и их содержание по курсу механики, молекулярной физики.

Похожие:

Рекомендации к решению задач. Задача iconУрок №1. Тема. Введение. Основные понятия генетики
Изучить основные понятия генетики, общие методические рекомендации по решению генетических задач, алгоритм решения генетических задач,...
Рекомендации к решению задач. Задача iconЗадача Рисунок Указания к решению 1
Решения планиметрических задач (часть С) из «Универсальных материалов для подготовки учащихся»
Рекомендации к решению задач. Задача iconМетодические указания по графическому решению задач линейного программирования.
Примеры задача о диете, составление плана производства, см например
Рекомендации к решению задач. Задача iconМетодические рекомендации по решению олимпиадных задач по информатике (часть 1)
Тем не менее, полноценных методических изданий, способных оказать существенную помощь учителям и школьникам в подготовке к олимпиадам...
Рекомендации к решению задач. Задача iconКонспект занятия в 10 классе по теме: «Подготовка по решению задач по планиметрии на егэ»
Цели занятия: познакомить учащихся с тем, какое место занимает планиметрия в Ким – ах по математике 2010 года. Дать рекомендации...
Рекомендации к решению задач. Задача iconПравила и приёмы решения физических задач (6 часов)
Теоретические занятия ( 2 часа): Физическая задача. Классификация задач. Что такое физическая задача. Состав физической за­дачи....
Рекомендации к решению задач. Задача iconПрактикум по решению задач, по изготовлению моделей и изучению их свойств вызовет познавательный интерес у учащихся и поможет определить профиль обучения в старшей школе
Элективный курс предназначен для реализации в 9 классе, он включает новые знания, не содержащиеся в базовой программе, а практикум...
Рекомендации к решению задач. Задача iconНекоторые возможности применения рядов фурье к решению задач сопротивления материалов
Данная работа посвящена возможностям применения рядов Фурье к решению некоторых задач изгиба балок. Рассмотрен один из примеров статически...
Рекомендации к решению задач. Задача iconКонтрольная работа №1. 2 Задание 2 Решение 2 Задача №1 2 Задача №2. 3 Задача №3. 5 Контрольная работа №2. 10 Задани
Необходимо выполнить контрольную работу, состоящую из трех задач. Тематика ее связана с решением конкретных производственных задач,...
Рекомендации к решению задач. Задача iconМетодические рекомендации по организации изучения дисциплины для преподавателя
Целью их является углубление и закрепление программного материала, и формирование у студентов умений и навыков практического приложения...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org