В.С. Русаков, А.И. Слепков, Е.А. Никанорова, Н.И. Чистякова - Механика. Методика решения задач

В.С. Русаков, А.И. СлепковЕ.А. Никанорова, Н.И. ЧистяковаМЕХАНИКА.МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧДопущено УМО по классическому университетскому образованию РФв качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,обучающихся по направлению 010700.62 «Физика»и по специальности 010701.65 «Физика»МоскваФизический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова2010Оглавление2В. С. Р у с а к о в , А.

И. С л е п к о в , Е. А . Н и к а н о р о в а ,Н. И. Ч и с т я к о в а . Механика. Методика решения задач / Учебноепособие. М.: Физический факультет МГУ, 2010. 368 с.ISBN 978-5-8279-0084-9Учебное пособие по решению задач механики написано на основании многолетнего опыта проведения занятий по физике на физическомфакультете МГУ. При этом авторы стремились использовать в первуюочередь наиболее характерные и типичные задачи. С этой целью наряду соригинальными задачами были использованы формулировки условий задач из существующих учебников, задачников и учебных пособий, которые подвергались существенному исправлению и доработке.Пособие разбито по главам, каждая из которых включает в себятеоретический материал, основные типы задач и методы их решения,примеры решения задач, а также задачи для самостоятельного решения.Настоящее пособие предназначено для студентов высших учебныхзаведений и имеет целью помочь им овладеть основными методами иприобрести навыки решения задач механики.Рецензенты: д.ф.-м.

н., профессор Г.С. Плотников,д.ф.-м. н., профессор А.С. ИлюшинISBN 978-5-8279-0084-9© Физический факультет МГУим. М.В. Ломоносова, 2010 г.© Коллектив авторов, 2010 г.Оглавление3К читателям серии пособий«УНИВЕРСИТЕТСКИЙ КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ»На кафедре общей физики физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова создан и готовится к изданию «Университетский курс общейфизики», предназначенный для студентов физических специальностейвузов.Курс охватывает четыре раздела: «Механика», «Молекулярная физика», «Электромагнетизм» и «Оптика».

Отличительной особенностьюданного курса является то, что в нем в методическом отношении осуществлено единство основных форм обучения физике: лекции, лабораторныеработы и семинары. В системе университетского образования теоретический материал излагается в основном в лекционных курсах, а умение решать задачи отрабатывается на семинарских занятиях. Развитие навыковэксперимента и анализа его результатов происходит в процессе занятий вобщем физическом практикуме. В связи с этим, каждый раздел курса состоит из четырех пособий: «Лекции», «Лекционный эксперимент», «Лабораторный практикум» и «Методика решения задач».Каждая глава пособия «Лекции» содержит материал базового уровня, соответствующего программе курса, и отражает современные тенденции и технологии физического образования. Лекции по каждой теме сопровождаются демонстрацией основных физических экспериментов, описание которых представлено в пособии «Лекционный эксперимент».Пособием, позволяющим развивать умение решать физические задачи, является «Методика решения задач», которое составлено с такимрасчетом, чтобы им можно было пользоваться для самостоятельной работы.

Весь материал разбит на главы. Разбор задач всех глав проводится поединой схеме, причем каждую главу можно прорабатывать независимо отдругих.Неотъемлемой частью курса общей физики служит лабораторныйпрактикум. Материалы пособия «Лабораторный практикум» достаточныдля самостоятельной подготовки к выполнению работ. В связи с этим впособии имеется как общее теоретическое введение, так и более подробное изложение теории к каждой лабораторной работе.

Кроме того, в каждой работе сформулированы цель и идея эксперимента, дано описаниеустановки и подробное изложение последовательности проведения эксперимента и обработки результатов.Все пожелания и замечания по пособиям курса будут с благодарностью приняты и рассмотрены на кафедре общей физики физического факультета МГУ им. М.В.

Ломоносова.Оглавление4ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие ................................................................................................... 7Глава 1. Кинематика материальной точки и простейшихсистем ................................................................................................ 91.1. Теоретический материал ................................................................. 91.2.

Основные типы задач и методы их решения ............................... 161.2.1. Классификация задач кинематики ...................................... 161.2.2. Общая схема решения задач кинематики ........................... 161.3. Примеры решения задач ............................................................... 171.4. Задачи для самостоятельного решения......................................... 39Глава 2. Динамика материальной точки и простейшихсистем ..............................................................................................

452.1. Теоретический материал ............................................................... 452.1.1. Законы Ньютона ................................................................... 452.1.2. Законы, описывающие индивидуальные свойства сил ..... 462.2. Основные типы задач и методы их решения ............................... 512.2.1. Классификация задач динамики .......................................... 512.2.2.

Общая схема решения задач динамики с помощьюзаконов Ньютона .................................................................. 512.3. Примеры решения задач ................................................................ 522.4. Задачи для самостоятельного решения ........................................ 75Глава 3. Законы изменения импульса и механической энергиисистемы материальных точек..................................................... 803.1. Теоретический материал . ..............................................................

803.1.1. Импульс механической системы ......................................... 803.1.2. Работа сил .............................................................................. 833.1.3. Энергия механической системы........................................... 873.1.4. Столкновение тел ................................................................. 893.2. Основные типы задач и методы их решения ............................... 893.2.1.

Классификация задач ........................................................... 893.2.2. Общая схема решения задач ................................................ 903.3. Примеры решения задач ............................................................... 913.4. Задачи для самостоятельного решения ...................................... 112Глава 4. Движение материальной точки в неинерциальныхсистемах отсчета. Силы инерции ............................................ 1164.1. Теоретический материал .............................................................

1164.2. Основные типы задач и методы их решения ............................. 1194.2.1. Классификация задач ......................................................... 1194.2.2. Общая схема решения задач механики в неинерциальныхсистемах отсчета с использованием законов Ньютона .... 120Оглавление54.3. Примеры решения задач ............................................................. 1214.4.

Задачи для самостоятельного решения ...................................... 142Глава 5. Кинематика в теории относительности ................................. 1465.1. Теоретический материал ............................................................. 1465.1.1. Постулаты и основные понятия (специальной) теорииотносительности .................................................................. 1465.1.2. Преобразования Лоренца ...................................................

1475.1.3. Следствия преобразований Лоренца ................................. 1495.1.4. Пространственно-временной интервал ............................ 1515.1.5. Преобразование (сложение) скоростей ............................ 1545.2. Основные типы задач и методы их решения ............................. 1555.2.1. Классификация задач кинематики в теории относительности ..................................................................................... 1555.2.2. Общая схема решения задач кинематики в теорииотносительности .................................................................. 1565.3.

Примеры решения задач ............................................................. 1575.4. Задачи для самостоятельного решения ...................................... 180Глава 6. Кинематика и динамика абсолютно твердого тела ............. 1846.1. Теоретический материал .............................................................

1846.1.1. Кинематика абсолютно твердого тела .............................. 1846.1.2. Динамика абсолютно твердого тела ................................. 1906.2. Основные типы задач и методы их решения.............................. 1986.2.1. Классификация задач кинематики и динамики абсолютно твердого тела .................................................................. 1986.2.2. Общая схема решения задач кинематики и динамикиабсолютно твердого тела .................................................... 1996.3.