Физика. Механика. 10 класс. Профильный уровень. Мякишев Г.Я. 2010

Название: Физика. Механика. 10 класс. Профильный уровень.
Автор: Мякишев Г.Я.
2010
   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.
   Все мы в раннем детстве за два-три года усваиваем солидный «курс физики» — привыкаем к простым вещам и явлениям вокруг нас. Запоминается этот «курс» гораздо прочнее, чем все то, что мы узнаем впоследствии (правда, повторение курса идет непрерывно). Так мы узнаём, что камень всегда падает вниз на землю, что есть твердые предметы, о которые можно ушибиться, что огонь может обжечь и т. д.
Однако, как ни важны подобные знания, накапливаемые ребенком, а впоследствии и взрослым человеком, они еще не образуют науку. Подобный опыт приобретают и многие животные вскоре после рождения, хотя их поведение определяется врожденными инстинктами в гораздо большей степени, чем у человека. Это частные правила, касающиеся течения отдельных явлений. Они говорят нам о том, что произойдет в обычных условиях, но не отвечают на вопрос, почему те или иные события вообще происходят и не могут ли эти события не наступить совсем. Они также не позволяют предсказать, что произойдет в новых, изменившихся условиях.
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