Физика, Механика, 10 класс, Мякишев Г.Я., 2004

Физика, Механика, 10 класс, Мякишев Г.Я., 2004.
    В учебнике на современном уровне изложены основные разделы физики. Особое внимание при этом уделяется изложению фундаментальных и наиболее сложных вопросов школьной программы; представлены основные технические применения законов физики; рассмотрены методы решения задач.
Учебник предназначен учащимся 10 классов, в которых физика изучается на профильном уровне, слушателям и преподавателям подготовительных отделений ВУЗов, а также читателям, занимающимся самообразованием и готовящимся к поступлению в ВУЗ.
Физика и другие науки.
Физика — это наука, занимающаяся изучением самых общих свойств окружающего нас материального мира.
Вследствие этой общности физики нет и не может быть явлений природы, не имеющих физических сторон. Поэтому понятиями физики и ее законами пользуются в любом разделе естествознания, даже если при этом ограничиваются простым описанием предметов и явлений. Ведь при таком описании нельзя обойтись без физических представлений о размерах, длительности, массе, цвете и т. д.
В настоящее время физика глубокими корнями вросла в астрономию, геологию, химию, биологию и другие естественные науки. Она многое объясняет в этих науках, предоставляет им современные методы исследования: радиотелескопы, электронные микроскопы, лазеры, рентгеновские установки и т. д.
Широта и общность содержания приводят физику по наиболее принципиальным положениям в непосредственное соприкосновение с философией. Изучение наиболее важных сторон мира позволяет исследовать вопросы познания природы в отчетливой и общей форме, на которую не влияет сложность обыденных предметов и явлений. На протяжении всего курса вы будете знакомиться с физическими законами и явлениями. Перед вами постепенно предстанет общая картина единства природы.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Зарождение и развитие научного взгляда на мир
§ 1. Необходимость познания природы 3
§ 2. Наука для всех 5
§ 3. Зарождение и развитие современного научного метода исследования 8
Основные особенности физического метода исследования
§ 4. Физика — экспериментальная наука 14
§ 5. Приближенный характер физических теорий 18
§ 6. Особенности изучения физики 22
§ 7. Познаваемость мира 23
Механика
§ 1. Что такое механика? 25
§ 2. Классическая механика Ньютона и границы ее применимости 27
Кинематика
Глава 1 Кинематика точки. Основные понятия кинематики
§ 1.1. Движение тела и точки 29
§ 1.2. Прямолинейное движение точки. Координаты. Система отсчета 31
§ 1.3. Различные способы описания движения. Траектория 34
§ 1.4. Равномерное прямолинейное движение. Скорость 36
§ 1.5. Координаты и пройденный путь при равномерном прямолинейном движении 39
§ 1.6. График скорости равномерного прямолинейного движения. График пути. График координаты 41
§ 1.7. Средняя скорость при неравномерном прямолинейном движении. Мгновенная скорость 44
§ 1.8. Описание движения на плоскости 50
§ 1.9. Как решать задачи по кинематике 52
Упражнение 1 56
§ 1.10. Векторы 57
§ 1.11. Сложение и вычитание векторов. Умножение вектора на число 62
§ 1.12. Скорость при произвольном движении 68
§ 1.13. Средний модуль скорости произвольного движения 72
§ 1.14. Примеры решения задач 73
Упражнение 2 75
§ 1.15. Ускорение 77
§ 1.16. Движение с постоянным ускорением 80
§ 1.17. Скорость при движении с постоянным ускорением 82
§ 1.18. Графики зависимости модуля и проекции ускорения и модуля и проекции скорости от времени при движении с постоянным ускорением 84
§ 1.19. Зависимость координат и радиуса-вектора от времени при движении с постоянным ускорением 87
§ 1.20. Прямолинейное движение с постоянным ускорением 90
§ 1.21. Графики зависимости координат от времени при движении с постоянным ускорением 92
§ 1.22. Примеры решения задач 96
Упражнение 3 100
§ 1.23. Свободное падение 101
§ 1.24. Движение тела, брошенного под углом к горизонту 105
§ 1.25. Примеры решения задач 112
Упражнение 4 114
§ 1.26. Равномерное движение точки по окружности. Центростремительное ускорение 116
§ 1.27. Тангенциальное, нормальное и полное ускорения 119
§ 1.28. Угловая скорость и угловое ускорение 122
Упражнение 5 127
§ 1.29. Относительность движения 128
§ 1.30. Преобразования Галилея и их следствия 131
§ 1.31. Примеры решения задач 137
Упражнение 6 146
Динамика
Глава 2 Законы механики Ньютона
§ 2.1. Основное утверждение механики 149
§ 2.2. Материальная точка 156
§ 2.3. Первый закон Ньютона 157
§ 2.4. Сила 161
§ 2.5. Связь между ускорением и силой 167
§ 2.6. Второй закон Ньютона. Масса 172
§ 2.7. Третий закон Ньютона 175
§ 2.8. Единицы массы и силы. Понятие о системе единиц 180
§ 2.9. Основные задачи механики 182
§ 2.10. Численное решение уравнений движения в механике 184
§ 2.11. Состояние системы тел в механике 189
§ 2.12. Инерциальные системы отсчета 191
§ 2.13. Принцип относительности в механике 193
§ 2.14. Примеры решения задач 196
Упражнение 7 205
Глава 3 Силы в механике
§ 3.1. Силы в природе 208
§ 3.2. Сила всемирного тяготения 210
§ 3.3. Гравитационная постоянная 217
§ 3.4. Значение закона всемирного тяготения 219
§ 3.5. Равенство инертной и гравитационной масс 221
§ 3.6. Сила тяжести. Центр тяжести 222
§ 3.7. Движение искусственных спутников. Расчет первой космической скорости 226
§ 3.8. Деформация и сила упругости 228
§ 3.9. Закон Гука 233
§ 3.10. Вес тела 236
§ 3.11. Невесомость и перегрузки 238
§ 3.12. Деформация тел под действием силы тяжести и силы упругости 241
§ 3.13. Сила трения. Природа и виды сил трения 243
§ 3.14. Роль сил трения 249
§ 3.15. Сила сопротивления при движении тел в жидкостях и газах 251
§ 3.16. Установившееся движение тел в вязкой среде 254
§ 3.17. Примеры решения задач 255
Упражнение 8 267
Глава 4 Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции
§ 4.1. Неинерциальные системы отсчета 269
§ 4.2. Силы инерции 271
§ 4.3. Неинерциальные системы отсчета, движущиеся прямолинейно с постоянным ускорением 272
§ 4.4. Вращающиеся системы отсчета. Центробежная сила инерции 275
§ 4.5. Примеры решения задач 279
Упражнение 9 283
Законы сохранения в механике
Глава 5 Закон сохранения импульса
§ 5.1. Значение законов сохранения 284
§ 5.2. Импульс материальной точки. Другая формулировка второго закона Ньютона 286
§ 5.3. Изменение импульса системы тел. Закон сохранения импульса 289
§ 5.4. Реактивное движение. Уравнение Мещерского. Реактивная сила 292
§ 5.5. Реактивные двигатели 295
§ 5.6. Успехи в освоении космического пространства 298
§ 5.7. Примеры решения задач 301
Упражнение 10 307
Глава 6 Закон сохранения энергии
§ 6.1. Двигатели 309
§ 6.2. Работа силы 312
§ 6.3. Мощность 319
§ 6.4. Энергия 321
§ 6.5. Кинетическая энергия и ее изменение 322
§ 6.6. Потенциальная энергия 324
§ 6.7. Замечания о физическом смысле потенциальной энергии 331
§ 6.8. Закон сохранения энергии в механике 336
§ 6.9. Изменение энергии системы под действием внешних сил 338
§ 6.10. Столкновение упругих шаров 340
§ 6.11. Уменьшение механической энергии системы под действием сил трения 342
§ 6.12. Примеры решения задач 347
Упражнение 11 353
Движение твердых и деформируемых тел
Глава 7 Движение твердого тела
§ 7.1. Абсолютно твердое тело и виды его движения 357
§ 7.2. Примеры решения задач 363
Упражнение 12 365
§ 7.3. Центр масс твердого тела. Импульс твердого тела 366
§ 7.4. Теорема о движении центра масс 371
§ 7.5. Примеры решения задач 373
Упражнение 13 377
§ 7.6. Другая форма уравнения движения материальной точки по окружности 379
§ 7.7. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела 384
§ 7.8. Плоское движение твердого тела 388
§ 7.9. Закон сохранения момента импульса 390
§ 7.10. Примеры решения задач 392
Упражнение 14 395
Глава 8 Статика
§ 8.1. Равновесие твердых тел 396
§ 8.2. Условия равновесия твердого тела 397
§ 8.3. Центр тяжести 402
§ 8.4. Виды равновесия. Устойчивость равновесия тел 408
§ 8.5. Примеры решения задач 414
Упражнение 15 419
Глава 9 Механика деформируемых тел
§ 9.1. Чем отличаются твердые тела от жидких и газообразных 423
§ 9.2. Виды деформаций твердых тел 426
§ 9.3. Механические свойства твердых тел. Диаграмма растяжения 431
§ 9.4. Пластичность и хрупкость 436
§ 9.5. Давление в жидкостях и газах. Сообщающиеся сосуды 438
§ 9.6. Закон Паскаля. Гидростатический парадокс 441
§ 9.7. Закон Архимеда 446
§ 9.8. Гидродинамика. Ламинарное и турбулентное течение 450
§ 9.9. Кинематическое описание движения жидкости 454
§ 9.10. Давление в движущихся жидкостях и газах 456
§ 9.11. Уравнение Бернулли 457
§ 9.12. Применение уравнения Бернулли 459
§ 9.13. Течение вязкой жидкости 464
§ 9.14. Подъемная сила крыла самолета 466
§ 9.15. Примеры решения задач 468
Упражнение 16 476
Механика — современная развивающаяся наука 479
Ответы к упражнениям 482.