Что нужно знать
Механическое движение — это изменение положения тела относительно других тел с течением времени. Тело, относительно которого рассматривают движение, называют телом отсчёта. Система отсчёта включает тело отсчёта, связанную с ним систему координат и часы, с помощью которых измеряют время. Положение тела в пространстве задают с помощью координат, а единицей длины в СИ является метр (м), времени — секунда (с). Траектория — это линия, по которой движется тело, а перемещение — направленный отрезок, соединяющий начальное и конечное положения тела; путь — это длина траектории. Средняя скорость характеризует быстроту перемещения тела и определяется отношением перемещения к промежутку времени: v_ср = Δr / Δt, где Δr — перемещение (м), Δt — время (с), единица скорости — м/с. Если рассматривают среднюю путевую скорость, используют формулу v_ср = s / Δt, где s — пройденный путь (м). Например, пассажир сидит в движущемся автобусе относительно водителя, но движется относительно наблюдателя на остановке. Типичная ошибка учеников — считать путь и перемещение одинаковыми величинами: при возвращении в исходную точку путь может быть ненулевым, а перемещение равно нулю.
Тест: 12 вопросов
Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.
1. Что называют механическим движением?
- Изменение температуры тела с течением времени
- Изменение положения тела относительно других тел с течением времени
- Изменение массы тела в процессе взаимодействия
- Изменение формы и размеров тела под действием силы
Механическое движение характеризуется изменением положения тела относительно других тел с течением времени.
2. Что входит в систему отсчёта?
- Только тело, которое движется
- Тело отсчёта и измерительный прибор для определения массы
- Тело отсчёта, связанная с ним система координат и часы
- Траектория движения и пройденный путь
Для описания движения необходимо выбрать тело отсчёта, задать систему координат и измерять время с помощью часов.
3. В каких единицах СИ измеряется перемещение?
- В секундах (с)
- В метрах в секунду (м/с)
- В километрах в час (км/ч)
- В метрах (м)
Перемещение характеризует изменение положения тела и имеет размерность длины. Основная единица длины в СИ — метр.
4. Какое утверждение правильно характеризует путь и перемещение?
- Путь — длина траектории, а перемещение — направленный отрезок от начального положения к конечному
- Путь и перемещение всегда равны по числовому значению
- Перемещение всегда больше пройденного пути
- Путь является векторной величиной, а перемещение — скалярной
Путь является скалярной величиной, а перемещение — векторной. Модуль перемещения не превышает пройденного пути.
5. Пассажир сидит в движущемся автобусе. Как описывается его движение относительно автобуса и относительно дерева у дороги?
- Относительно автобуса и дерева движется с одинаковой скоростью
- Относительно автобуса покоится, относительно дерева движется
- Относительно автобуса и дерева покоится
- Относительно автобуса движется, относительно дерева покоится
Движение и покой относительны: положение пассажира относительно автобуса не меняется, но относительно дерева изменяется.
6. Автомобиль проехал 180 км за 3 часа. Чему равна его средняя путевая скорость?
- 90 км/ч
- 540 км/ч
- 60 км/ч
- 30 км/ч
Средняя путевая скорость определяется формулой v_ср = s / Δt. Подставляем: v_ср = 180 / 3 = 60 км/ч.
7. Велосипедист движется со скоростью 5 м/с в течение 20 секунд по прямой без изменения направления. Какой путь он проедет?
При равномерном прямолинейном движении путь определяется формулой s = vt. s = 5 · 20 = 100 м.
8. Пешеход прошёл 300 м на восток, а затем 100 м на запад. Чему равны модуль его перемещения и пройденный путь?
- 200 м и 400 м
- 200 м и 200 м
- 400 м и 200 м
- 400 м и 400 м
Путь равен сумме участков: s = 300 + 100 = 400 м. Модуль перемещения равен разности расстояний, так как направления противоположны: |Δx| = 300 − 100 = 200 м.
9. Тело движется по окружности и за один полный оборот возвращается в исходную точку. Каковы его перемещение и пройденный путь?
- Перемещение равно длине окружности, путь равен нулю
- Перемещение равно нулю, путь равен длине окружности
- Перемещение и путь равны нулю
- Перемещение и путь равны диаметру окружности
Начальное и конечное положения совпадают, поэтому перемещение равно нулю. Путь равен длине всей окружности.
10. За 10 секунд тело переместилось на 50 м вдоль прямой в положительном направлении оси координат. Чему равна проекция средней скорости на эту ось?
Проекция средней скорости равна отношению проекции перемещения ко времени: v_x = Δx / Δt = 50 / 10 = 5 м/с.
11. Координата тела изменилась с x₀ = 8 м до x = 20 м за 4 секунды. Чему равна проекция его средней скорости на ось X?
Проекция перемещения Δx = x − x₀ = 20 − 8 = 12 м. Средняя скорость: v_x = Δx / Δt = 12 / 4 = 3 м/с.
12. Турист прошёл 600 м на север за 5 минут. Чему равна проекция его средней скорости на ось, направленную на север, в единицах СИ?
Переведём время в секунды: 5 мин = 300 с. Проекция средней скорости v = 600 / 300 = 2 м/с.