Равнодействующая всех сил. Систематизация знаний о равнодействующей всех сил, приложенных к телу. Примеры решения задач

(общее количество баллов –89)

1. Выберите все правильные ответы. Запишите их в таблицу. (по 1 баллу за каждый верный ответ. Всего 9 баллов)

1.1. Вы­бе­ри­те среди пред­ло­жен­но­го со­ци­аль­ные факты, со­дер­жа­щие про­яв­ле­ние важ­ней­ших со­ци­аль­ных по­треб­но­стей лич­но­сти.

а) В тру­до­вом кол­лек­ти­ве, куда при­ш­ла вы­пуск­ни­ца эко­но­ми­че­ско­го вуза, сна­ча­ла ей было не­про­сто, мно­гие во­про­сы су­ще­ствен­но раз­ли­ча­лись с ву­зов­ски­ми зна­ни­я­ми, но более опыт­ные стар­шие кол­ле­ги сво­и­ми со­ве­та­ми по­мог­ли ей войти в курс дела.

б) Для юноши чрез­вы­чай­но важен его круг об­ще­ния, дру­зья и по­дру­ги, с ними можно об­су­дить порой то, что не об­су­дишь ни с ро­ди­те­ля­ми, ни с учи­те­ля­ми.

в) Мо­ло­дой че­ло­век пре­успел в ту­ри­сти­че­ском биз­не­се, со­здав круп­ную ком­па­нию, спе­ци­а­ли­зи­ру­ю­щу­ю­ся в об­ла­сти экс­тре­маль­но­го ту­риз­ма, но те­перь его боль­ше вол­ну­ет слава ме­це­на­та, по­кро­ви­те­ля мо­ло­дых да­ро­ва­ний; не­дав­но им была учре­жде­на сти­пен­дия для мо­ло­дых учёных.

г) Каж­дую по­след­нюю суб­бо­ту ме­ся­ца про­фес­сор по­свя­ща­ет по­хо­ду в кон­сер­ва­то­рию на кон­цер­ты ка­мер­ной му­зы­ки.

д) Каж­дый че­ло­век нуж­да­ет­ся в под­дер­жа­нии теп­ло­во­го ба­лан­са тела, по­это­му зимой мы на­де­ва­ем ва­реж­ки, тёплые са­по­ги и курт­ки.

1.2. Для борьбы с инфляцией Центральному банку следует:

а) выпустить государственные ценные бумаги

в) увеличить учетную ставку

г) уменьшить ставку рефинансирования

д) закона убывания предельной полезности

Ответ:

2. Установите верность или ложность утверждения (Да или Нет) и внесите в таблицу . За каждый правильный ответ – 1 балл, всего 10 баллов

1). Мировоззрение эпохи Ренессанса антропоцентрично

2). Статус это устойчивый вид социального поведения

3. Федеративное государство, демократическое государство, конфедеративное государство, унитарное государство (Демократическое государство, остальное – государства по административно - территориальному делению)

5. Государственная Дума РФ, Правительство РФ, Совет Федерации, Законодательная Дума Томской области (Правительство РФ, остальное – органы законодательной ветви власти)

5 . Вставьте в текст вместо пропусков соответствующие слова и сочетания слов из приведенного в таблице списка. Впишите в текст порядковые номера выбранных вами слов и сочетаний. Обратите внимание: в списке слов и сочетаний слов больше, чем пропусков в тексте! (по 1 баллу за каждый верный ответ. Всего 6 баллов)

Ответ:

В настоящее время в отечественной 6 ведутся дискуссии о 7. Качественными критериями здесь выступают уровень доходов, стандарты поведения и потребления, уровня образования, владение материальной или интеллектуальной собственностью . Значимой характеристикой является сравнительно высокий уровень материальной обеспеченности, что делает их достаточно автономной и относительно независимой от 1 частью населения, что в условиях российской действительности пока невозможно.

5 предполагает выделение групп по месту жительства, по времяпровождению, по любительским интересам, по склонностям к определенным свободным видам деятельности . 2 включает в себя множество людей, общим признаком которых могут являться производственные, политические, демографические и другие характеристики.

Особое место занимают 3 в обществе, которые характеризуются признаками потери ориентации в жизни. Например, утратив связь с прежней группой (выходцы из села), они долгое время не могут принять ценности и правила поведения городских жителей. Сюда также можно отнести инвалидов, безработных , лиц без места жительства и определенных занятий.

6. Соотнесите высказывание и его автора, проставив в незаполненной таблице номер, под которой указан автор, напротив буквы, под которой дано высказывание. Обратите внимание на то, что имен дано больше, чем высказываний. (По 1 баллу за каждое верное сопоставление. Всего 6 баллов).

Высказывания

А. «Непременным условием действия экономических законов является конкуренция». Б. «Знание – сила». В. «Любить и погибнуть: это сочетание - вечно. Воля к любви означает готовность к смерти.» Г. «Мне пришлось потеснить знание, чтобы освободить место вере». Д. «Если будешь чрезмерно усерден на службе, потеряешь расположение государя. Если будешь чрезмерно радушен в дружбе, потеряешь расположение друзей.» Е. «Мне не принадлежит ни та заслуга, что я открыл существование классов в современном обществе, ни та, что я открыл их борьбу между собою.»

1. Конфуций 2. Ф. Ницше 3.Екатерина Великая 4.Цицерон 6. К. Маркс 8. Ф. Бэкон 9. Д. Дидро

Ответ:

Высказывания

7. Решите правовую задачу. по 3 балла за каждый верный ответ с обоснованием на основе законодательства Всего 6 баллов

7.1. Между учениками 9-го класса Смирновым и Поляковым разгорелся спор. Смирнов утверждал, что Президент России может отправить в отставку Председателя Правительства и вместе с ним уходит в отставку само Правительство РФ. Поляков же считал, что отставка Председателя Правительства не влечет автоматической отставки самого Правительства, поскольку Председатель только возглавляет этот орган, в него входят еще много министров, которые несут самостоятельную ответственность за министерство, которым они руководят.

Разрешите этот спор на основе действующего законодательства.

Ответ:

7.1. Прав Смирнов, т. к. на основе ст. 117 Конституции РФ и ст.7 ФКЗ «О правительстве Российской Федерации» Председатель Правительства Российской Федерации освобождается от должности Президентом Российской Федерации. Освобождение от должности Председателя Правительства Российской Федерации одновременно влечет за собой отставку Правительства Российской Федерации.

7.2. 1 июня 2005 г. в РФ вступил в силу закон, в соответствии с которым санкции за совершение ряда преступлений ужесточились. Гражданин С. совершил одно из таких преступлений в феврале 2005 г. Суд состоялся уже после вступления закона в силу. Друзья гражданина С. сказали его родным, что теперь, к сожалению, в соответствии с новым законом приговор будет более суровым.

Правильно ли рассуждали друзья гражданина С.? Свой ответ обоснуйте.

Ответ: Нет, закон не имеет обратного действия

8. Распределите ниже перечисленные черты в столбцы (или в группы) и объясните, по каким критериям Вы это сделали (т. е. как обозначается или к чему относится каждая группа или столбец):

(За каждый правильно распределенный признак – 1 балл. За каждый правильно указанный критерий - 2 балла. Всего 15 баллов )

Право на жизнь (1); Право иметь равный доступ к государственной и муниципальной службе (2); Право на участие в референдуме (3); Право каждого лица определять и указывать свою национальную принадлежность (4); Право избирать (5); Право на неприкосновенность личности (6); Право на свободу совести (7); Право быть избранным в органы местного самоуправления (8); Право на свободу вероисповедания (9); Запрещение без согласия лица сбора, хранения, использования и распространения информации о нем (10); Право быть избранным в органы государственной власти (11)

1. Естественные права -1,4,6,7,9,10

2. Гражданские права – 2,3,5,8,11

9.. Решите логическую задачу. (по 1 баллу за каждый верный ответ. 2 балла - за объяснение Всего 3 балла)

Алеша, Боря и Гриша нашли в земле сосуд. Рассматривая находку, каждый высказал по 2 предположения:

Алеша: «Этот сосуд греческий и изготовлен в V веке»

Боря: «Этот сосуд финикийский и изгтовлен в III веке»

Гриша: «Этот сосуд не греческий и изготовлен в IV веке»

Учитель сказал, что каждый из ребят прав только в одном из двух предположений. Где и в каком веке изготовлен сосуд?

Решение:

При решении задач с помощью таблицы можно рассуждать так:

Алеша : «Этот сосуд греческий и изготовлен в V веке» = А.

Боря : Этот сосуд финикийский и изготовлен в III веке» = Б.

Гриша : «Этот сосуд не греческий и изготовлен в IV веке» = Г.

греческий
финикийский

Вывод: сосуд финикийский изготовлен в 5 веке.

Ответ: сосуд финикийский изготовлен в 5 веке.

10 . Притча о жизни. 3 балла

Ответ:

Клерк, выйдя из канцелярии, взглянул на дворец императора с его сверкающими куполами, и подумал: «Как жаль, что я не родился в королевской семье, жизнь могла бы быть такой простой…» И пошёл по направлению к центру города, откуда слышался ритмичный стук молотка и громкие крики. Это рабочие строили новое здание прямо на площади. Один из них увидел клерка с его бумажками и подумал: «Ах, почему я не пошёл учиться, как мне велел отец, я мог бы сейчас заниматься лёгкой работой и переписывать тексты весь день, и жизнь была бы такой простой…» Может быть дан другой ответ, но близкий по смыслу.

11.. Решите кроссворд.

Приложенных к телу; о сложении векторов.

Интерпретация первого закона Ньютона относительно понятия равнодействующая сил.

Восприятие данной формулировки закона.

Применение полученных знаний к знакомой и новой ситуации при решении физических задач.

Задачи урока (для учителя):

Образовательные:

• 
  Уточнить и расширить знания о равнодействующей силе и способах ее нахождения.
• 
  Сформировать умения применять понятие равнодействующей силы к обоснованию законов движения (законов Ньютона)
• 
  Выявить уровень усвоения темы;
• 
  Продолжить формирование навыков самоанализа ситуации и самоконтроля.

Воспитательные:

• 
  Содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира;
• 
  Подчеркнуть значение модулирования в познаваемости материи;
• 
  Обратить внимание на формирование общечеловеческих качеств:
  a) деловитость,
  b) самостоятельность;
  c) аккуратность;
  d) дисциплинированность;
  e) ответственное отношение к учебе.

Развивающие:

• 
  Осуществлять умственное развитие детей ;
• 
  Работать над формированием умений сравнивать явления, делать выводы, обобщения;
• 
  Учить:
  a) выделять признаки сходства в описании явлений,
  b) анализировать ситуацию c) делать логические умозаключения на основе этого анализа и имеющихся знаний;
• 
  Проверить уровень самостоятельного мышления обучающегося по применению имеющихся знаний в различных ситуациях.

Оборудование и демонстрации.

1. 
   Иллюстрации:
   эскиз к басне И.А. Крылова “Лебедь, рак и щука”,
   эскиз картины И. Репина “Бурлаки на Волге”,
   к задаче №108 “Репка” - “Задачник Физика” Г. Остера.
2. 
   Стрелки цветные на полиэтиленовой основе.
3. 
   Копировальная бумага.
4. 
   Кодоскоп и пленка с решением двух задач самостоятельной работы.
5. 
   Шаталов “Опорные конспекты”.
6. 
   Портрет Фарадея.

Оформление доски:

“Если вы в этом
разберетесь как следует,
вы лучше сможете следить
за ходом моей мысли
при изложении дальнейшего”.
М.Фарадей

Ход урока

1. Организационный момент

Проверка:

• 
  отсутствующих;
• 
  наличия дневников, тетрадей, ручек, линеек, карандашей ;

Оценка внешнего вида.

2. Повторение

В ходе беседы на уроке повторяем:

• 
  I закон Ньютона.
• 
  Сила – причина ускорения.
• 
  II закон Ньютона.
• 
  Сложение векторов правилу треугольника и параллелограмма.

3. Основной материал

Проблема урока.

“Однажды Лебедь, Рак да Щука
Везти с поклажей воз взялись
И вместе, трое, все в него впряглись;
Из кожи лезут вон,
А возу все нет ходу!
Поклажа бы для них казалась и легка:
Да Лебедь рвется в облака,
Рак пятится назад,
А Щука тянет в воду!
Кто виноват из них, кто прав –
Судить не нам;
Да только воз и ныне там!”

(И.А.Крылов)
В басне выражено скептическое отношение к Александру I, она высмеивает неурядицы в Государственном Совете 1816 г. реформы и комитеты, затеваемые Александром I не в силах были стронуть с места глубоко увязший воз самодержавия. В этом-то, с политической точки зрения, Иван Андреевич был прав. Но мы давайте выясним физический аспект. Прав ли Крылов? Для этого необходимо подробнее познакомиться с понятием равнодействующая сил, приложенных к телу.

Сила, равная геометрической сумме всех приложенных к телу (точке) сил, называется равнодействующей или результирующей силой.

Рисунок 1

Как ведет себя данное тело? Либо покоится , либо движется прямолинейно и равномерно, т.к из I закона Ньютона следует, что существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано,

Т. е. |F 1 | = |F 2 | (вводится определение равнодействующей).

Сила, которая производит на тело такое же действие, как и несколько одновременно действующих сил, называется равнодействующей этих сил.

Нахождение равнодействующей нескольких сил - это геометрическое сложение действующих сил; выполняется по правилу треугольника или параллелограмма.

На рисунке 1 R=0, т.к.

Чтобы сложить два вектора, к концу первого вектора прикладывают начало второго и соединяют начало первого с концом второго Данный вектор и есть результирующая всех сил , приложенных к телу, т.е. R = F 1 – F 2 = 0

Как можно, опираясь на определение равнодействующей силы, сформулировать I закон Ньютона? Уже известная формулировка I закона Ньютона:

“Если на данное тело не действуют другие тела или действия других тел скомпенсированы (уравновешены), то это тело либо покоится , либо движется прямолинейно и равномерно”.

Новая формулировка I закона Ньютона (дать формулировку I закона Ньютона под запись):

“Если равнодействующая сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения”.

Как поступить при нахождении равнодействующей, если силы, приложенные к телу , направлены в одну сторону по одной прямой?

Задача №1 (решение задачи №108 Григория Остера из задачника “Физика”).

Дед, взявшись за репку, развивает силу тяги до 600 Н, бабка – до 100 Н, внучка – до 50 Н, Жучка – до 30 Н, кошка – до 10 Н и мышка – до 2 Н. Чему равна равнодействующая всех этих сил, направленных по одной прямой в одну и ту же сторону? Справилась бы с репкой эта компания без мышки, если силы, удерживающие репку в земле, равны 791 Н?

(Манипуляция на доске со стрелками на полиэтиленовой основе).

Ответ. Модуль равнодействующей силы, равный сумме модулей сил, с которыми дед тянет за репку, бабка за дедку , внучка за бабку, Жучка за внучку, кошка за Жучку, а мышка за кошку, будет равен 792 Н. Вклад мускульной силы мышки в этот могучий порыв равен 2 Н. Без Мышкиных ньютонов дело не пойдет.

Задача №2.

А если действующие на тело силы направлены под прямым углом друг к другу? (Манипуляция на доске со стрелками на полиэтиленовой основе).

(Записываем правила с. 104 Шаталов “Опорные конспекты”).

Задача №3.

Попытаемся выяснить, прав ли в басне И.А. Крылов.

Если считать, что сила тяги трех животных, описанных в басне, одинакова и сравнима (или более) с весом воза, а также превышает силу трения покоя, то, используя рисунок 2 (1) к задаче 3, получаем после построения равнодействующей , что И.А. Крылов, безусловно, прав.

Если же использовать данные, приведенные ниже, подготовленные обучающимися заранее, то получаем немного другой результат (см. рисунок 2 (1) к задаче 3).

Наименование	Размеры, см	Масса, кг	Скорость, м/с
Рак (речной)	20	0,2 - 0,5	0,3 - 0,5
Щука	60 -70	3,5 – 5,5	8,3
Лебедь	180	7 – 10 (13)	13,9 – 22,2

Мощность, развиваемая телами при равномерном прямолинейном движении, которое возможно при равенстве силы тяги и силы сопротивления, может быть рассчитана по следующей формуле:

При небольших скоростях движения сила сопротивления растет линейно со скоростью:

Сила сопротивления направлена противоположно скорости.

Коэффициент k зависит от формы, размеров, состояния поверхности движущегося тела и свойств среды.

(Манипуляция на доске со стрелками на полиэтиленовой основе).

При нахождении (построении) равнодействующей

Приходим к выводу , что при произведенных допущениях воз будет смещаться в сторону движения Лебедя. Следовательно, с точки зрения физики, неправ был дедушка Крылов!

4. Закрепление изученного материала, контроль

Самостоятельная работа на листочках под копировальную бумагу, обучающиеся сверяются с правильными ответами на доске через кодоскоп.

Задача №4

I вариант	II вариант

5. Дома

Работа с иллюстрацией.

“Выдь на Волгу:
чей стон раздается
над красавицей русской рекой?
Этот стон у нас песней зовется –
То бурлаки идут бечевой!...
…Плечами, грудью и спиной
Тянул он баржу бечевой;
Полдневный зной его палил,
И пот с него ручьями лил.
И падал он, и вновь вставал,
Хрипя, “Дубинушку” стонал”.
(Н. Некрасов)

По эскизу И. Репина “Бурлаки на Волге” определить равнодействующую всех сил, приложенных к барже.

Рисунок 2а к задаче 3.

Рисунок 2б к задаче 3

Рисунок 3 к задаче 1

В инерциальных системах отсчета изменение скорости тела возможно только при действии на него другого тела. Количественно действие одного тела на другое выражают при помощи такой физической величины, как сила (). Воздействие одного тела на другое может вызвать изменение скорости тела, как по величине, так и по направлению. Следовательно, сила является вектором и определяется не только величиной (модулем), но и направлением. Направление силы определяет направление вектора ускорения тела, на которое оказывает воздействие рассматриваемая сила.

Величину и направление силы определяет второй закон Ньютона:

где m - масса тела, на которое действует сила - ускорение, которое сила сообщает рассматриваемому телу. Смысл второго закона Ньютона заключен в том, что силы, которые действуют на тело, определяют как изменяется скорость тела, а не просто его скорость. Заметим, что второй закон Ньютона выполняется исключительно в инерциальных системах отсчета.

Если на тело действует одновременно несколько сил, то тело перемещается с ускорением, которое равно векторной сумме ускорений, которые появились бы при воздействии каждого из тел отдельно. Силы, оказывающие воздействие на тело и приложенные к его одной точке следует складывать в соответствии с правилом сложения векторов.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Векторная сумма всех сил, действующих на тело одновременно, называется равнодействующей силой ():

Если на тело действуют несколько сил, то второй закон Ньютона записывается как:

Равнодействующая всех сил, действующих на тело, может быть равна нулю, в том случае, если происходит взаимная компенсация сил, приложенных к телу. В таком случае тело движется с постоянной скоростью или находится в покое.

При изображении сил, действующих на тело, на чертеже, в случае равноускоренного перемещения тела, равнодействующую силу, направленную по ускорению следует изображать длиннее, чем противоположно ей направленную силу (сумму сил). В случае равномерного движения (или покоя) дина векторов сил, направленных в противоположные стороны одинакова.

Для нахождения равнодействующей силы, следует изобразить на чертеже все силы, которые необходимо учитывать в задаче, действующие на тело. Складывать силы следует по правилам сложения векторов.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание	Тело покоится на наклонной плоскости (рис.1), изобразите силы, которые действуют на тело, чему равна равнодействующая всех сил, приложенных к телу?
Решение	Сделаем рисунок. На тело, расположенное на наклонной плоскости действуют: сила тяжести (), сила нормальной реакции опоры () и сила трения покоя (по условию тело не движется) (). Равнодействующую всех сил действующих на тело () можно найти векторным суммированием: Сложим сначала по правилу параллелограмма силы тяжести и силу реакции опоры, получим силу . Эта сила должна быть направлена вдоль наклонной плоскости по движению тела. По длине вектор должен быть равен вектору силы терния , так как тело по условию покоится. В соответствии со вторым законом Ньютона равнодействующая должна быть равна нулю:
Ответ	Равнодействующая сила равна нулю.

ПРИМЕР 2

Задание	Груз, подвешенный в воздухе на пружине, движется с постоянным ускорением, направленным вниз (рис.3), какие силы действуют на груз? Чему равна равнодействующая сил, приложенных к грузу? Куда будет направлена равнодействующая сила?
Решение	Сделаем рисунок. На груз, подвешенный, на пружине действуют: сила тяжести () со стороны Земли и сила упругости пружины () (со стороны пружины), при движении груза в воздухе, обычно силой трения груза о воздух пренебрегают. Равнодействующую сил, приложенных к грузу в нашей задаче, найдем как: