Человек стоит на гладком льду и держит в руках снежок. Масса снежка в 50 раз меньше массы человека. При горизонтальном бросании снежка человек совершил работу 76,5 Дж. Какова кинетическая энергия снежка после броска? (Ответ дайте в джоулях.)
Спрятать решение
Решение.
Пусть масса человека По закону сохранения импульса импульсы снежка и человека после броска равны:
Выразим кинетическую энергию снежка через кинетическую энергию человека:
То есть
Суммарная кинетическая энергия снежка и человека равна работе, совершённой человеком:
откуда кинетическая энергия снежка:
Ответ: 75.
Каталог заданий
Назад в каталог
Вернуться к списку прототипов этой категории
Версия для печати и копирования в MS Word
1
Тип 3 № 7812
Человек стоит на гладком льду и держит в руках снежок. Масса снежка в 50 раз меньше массы человека. При горизонтальном бросании снежка человек совершил работу 76,5 Дж. Какова кинетическая энергия человека после броска? (Ответ дайте в джоулях.)
Аналоги к заданию № 7780: 7812 Все
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.4.3 Закон изменения и сохранения импульса, 1.4.6 Кинетическая энергия материальной точки
Решение
·
Прототип задания
·
·
Сообщить об ошибке · Помощь
Главная страница » Работы статград март 2023 год варианты ответы и решения
Автор admin На чтение 2 мин Просмотров 2.5к. Опубликовано 2 марта, 2023
Вам также может понравиться
Обновление содержания работы на УОУ МБОУ СОШ (из опыта
00
Обобщающий урок по теме «Кровь. Кровообращение»
00
Биология Решение и ответы на задачи на официальном
01
Интерактивные материалы Решение и ответы на задачи
00
План воспитательной работы Решение и ответы на задачи
00
Разработка внеклассного мероприятия по биологии «
00
Олимпиадные задания Решение и ответы на задачи на официальном
00
Рабочая программа «Экология» Решение и ответы
00
Тема 30.
Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами — ЛЕГКО!
Подтемы раздела
механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
30.01Кинематика
30.02Динамика
30.03Законы сохранения в механике
30.04Статика
30.05Гидростатика
30.06Механические колебания
Решаем задачи
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
5. У однородного тела центр тяжести находится посередине, к нему будет приложена сила
тяжести.
Решение
Во-первых, заметим, что согласно теореме Пифагора расстояние между точками крепления нитей
равно . Далее по теореме Пифагора найдём
и
(см. правый рисунок)
По условию .
Вычтем из первого второе:
Тогда
Треугольники и
подобны, при этом сила тяжести направлена из центра стержня,
значит, коэффициент подобия равен 2 и плечо силы относительно точки
равно
.
Аналогично для треугольников и
, плечо силы
равно
.
Момент силы можно найти по формуле: , где
— сила, а
— её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Поэтому уравнение моментов относительно точки крепления левой нити дает
А относительно точки крепления правой нити
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Расставлены все силы на рисунке, обозначены расстояния. Введены центры
тяжести для стержней по отдельности).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
К гвоздю, вбитому в вертикальную стенку, привязана нить, намотанная на катушку. Катушка висит,
опираясь о стенку. Нить составляет со стенкой угол . Размеры катушки:
см,
см.
Найти минимальное значение коэффициента трения между стенкой и катушкой, при котором
катушка неподвижна. Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их
применение.
Сборник задач «Отличник ЕГЭ»
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Катушку будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны, расстояние
между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела можно
описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого
тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна
нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также
применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного
движения)
3. Плоскость является касательной к поверхности катушки. По определению сила нормальной
реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения тел, значит она направлена
перпендикулярно плоскости. Так как основание катушки это окружность, то прямые которые
проводятся перпендикулярно касательным, внутрь окружности, являются радиусами данной
окружности, значит можно утверждать, что линия действия силы реакции опоры проходит через центр
окружности основания цилиндра.
4. Сила трения явлется касательной силой реакции опоры и направлена параллельно вертикальной
стене.
Решение
Момент силы можно найти по формуле: , где
— сила, а
— её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Силы, действующие на катушку, изображены на рисунке, где – сила тяжести,
– сила
натяжения нити, – сила трения,
– нормальная составляющая силы реакции стены. Запишем
второй закон Ньютона для катушки:
так как катушка неподвижна, то ускорение равно нулю. Спроецируем второй закон Ньютона на
горизонтальную ось:
Запишем также правило моментов сил относительно центра тяжести катушки:
Так как катушка покоится, то на неё действует сила трения покоя, которая выражается
неравенством:
Тогда
Отсюда
То есть минимальное значение равно 0,2.
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.
4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.
5. Обосновано направление силы нормальной и касательной реакции опоры.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для тела,
записана формула момента силы, записано правило моментов).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Цилиндр массой кг поместили на рельсы, наклоненные под углом
к горизонту (вид
сбоку показан на рисунке). Груз какой минимальной массы нужно прикрепить к намотанной на
цилиндр нити, чтобы он покатился вверх? Проскальзывание отсутствует. Какие законы Вы используете
для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Цилиндр будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны, расстояние
между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела можно
описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого
тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна
нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также
применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного
движения)
3. Так как по условию проскальзывание отсутствует, то трение между поверхностью и цилиндром
отсутствует.
4. Плоскость является касательной к поверхности цилиндра. По определению сила нормальной
реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения тел, значит она направлена
перпендикулярно плоскости. Так как основание цилиндра это окружность, то прямые которые
проводятся перпендикулярно касательным, внутрь окружности, являются радиусами данной
окружности, значит можно утверждать, что линия действия силы реакции опоры проходит через центр
окружности основания цилиндра.
5. Груз массой будем рассматривать моделью материальной точки, так как его размерами в
условиях данной задачи можно пренебречь.
Решение
На цилиндр действуют приложенная к его центру сила тяжести , приложенная к его краю сила
натяжения нити и сила реакции опоры
.
Момент силы можно найти по формуле: , где
— сила, а
— её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Цилиндр покатится вверх, если момент силы тяжести относительно оси, проходящей через точку
перпендикулярно плоскости рисунка, будет меньше момента силы натяжения нити. Для силы
плечо равно
, а для силы
плечо
равно:
Тогда следует неравенство:
Также запишем второй закон Ньютона для груза:
где – ускорение груза.
Так как по условию цилиндр должен катиться наверх, то ускорение направлено вниз. Спроецируем
второй закон Ньютона на вертикальную ось:
Подставим в неравенство из моментов:
Отсюда
При этом минимальность будет при , тогда
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.
4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.
5. Обосновано направление силы нормальной реакции опоры.
6. Обоснована возможность применения к грузу массой модели материальной точки.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для тела,
записана формула момента силы, записано правило моментов).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Систему отсчёта, связанную с Землёй, будем считать инерциальной (ИСО).
2. Брусок перед отрывом его правого края от поверхности стола будем считать твёрдым телом с осью
вращения, проходящей перпендикулярно плоскости рисунка через точку A. Условие равновесия
относительно вращения твёрдого тела на оси – равенство нулю суммы моментов сил, приложенных к
телу, относительно этой оси. 3. Нити нерастяжимы, поэтому, если покоится брусок, то покоятся и все
остальные тела системы.
4. Нити лёгкие, поэтому величина силы натяжения каждой нити в любой её точке одна и та же. В том
числе: ,
(см. рисунок в решении).
5. Блок идеальный (трения в осях нет, масса блока пренебрежимо мала). Поэтому условие
равновесия блока – равенство нулю суммы моментов сил натяжения нитей относительно оси
блока.
6. Груз может двигаться только поступательно вдоль вертикальной оси Oy, лежащей в плоскости
рисунка. Поэтому для груза используем модель материальной точки и применим второй закон
Ньютона. Вследствие этого условие равновесия – сумма приложенных к грузу сил равна
нулю.
Решение
Брусок начнёт отрываться от поверхности стола, когда сила реакции опоры со стороны стола станет
равна нулю. Рассмотрим случай минимальности груза. Брусок ещё покоится на столе, но касается стола
только в точке A, тогда сила реакции опоры приложена в точке и направлена вертикально
вверх.
Расставим силы, действующие на брусок , блок и груз
.
Запишем уравнение моментов относительно оси, проходящей перпендикулярно рисунку в точке
:
Отсюда
Запишем второй закон Ньютона для груза
где – ускорение груза.
Так как система покоится, то . Спроецируем второй закон Ньютона на оси
:
Аналогично правило моментов для блока, относительно оси, проходящей через его центр:
Из условия лёгкости нити ,
, тогда
Подставим (1) и (2) в (3)
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
5. По определению сила нормальной реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения
тел. Значит сила номральной реакции опоры в точке будет направлена внутрь окружности по
радиусу, а сила нормальной реакции опоры точки будет направлена перпендикулярно
стержню.
6. Так как стержень однородный то его центр тяжести находится в середине и эта точка является
точкой приложения силы тяжести.
Решение
Стержень находится в покое под действием плоской системы трех непараллельных сил,
следовательно, линии действия этих сил пересекаются в одной точке (см .рис.).
Сделаем пояснение к построению. Угол найдём из прямоугольного треугольника
Углы и
равны как вертикальные. Из треугольника
находим,
что
Так как прямые и
параллельны, то углы
и
равны как накрест лежащие,
при этом как радиусы полусферы, следовательно, треугольник
равнобедренный и
, а так как
и
параллельны, то
как соответственные. Из прямоугольного треугольника находим
:
Рассмотрим треугольник :
Следовательно, треугольник равнобедренный, при этом
. Следовательно,
Точка находится на расстоянии
от точки
(так как сила тяжести приложена к центру
стержня), следовательно:
А из треугольника :
Отсюда
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.
4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.
5. Обосновано направление сил нормальной реакции опоры.
6. Обосновано положение центра тяжести и точки приложения силы тяжести.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: использована теорема о трех не
параллельных силах).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Тонкий однородный стержень АВ шарнирно закреплён в точке А и удерживается горизонтальной
нитью ВС (см. рис.). Трение в шарнире пренебрежимо мало. Масса стержня кг, угол
его наклона к горизонту . Найдите модуль силы
, действующей на стержень
со стороны шарнира. Сделайте рисунок, на котором укажите все силы, действующие на
стержень.
Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Доску будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным. Так как стержень однородный, то его
центр тяжести находится посередине.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
Решение
Момент силы можно найти по формуле: , где
— сила, а
— её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Стержень находится в равновесии под действием сил, изображенных на рисунке, где
– сила тяжести,
– сила натяжения нити,
и
– составляющие силы реакции
шарнира вдоль горизонтальной и вертикальной осей, соответственно. Запишем второй закон
Ньютона:
так как стержень покоится, то ускорение равно нулю. Спроецируем второй закон Ньютона на оси
и
:
Так как
то
Запишем правило моментов сил относительно точки :
где – длина стержня.
Отсюда
Объединяя (1) и (2), получаем ответ
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записаны условия
равновесия доски (второй закон Ньютона и правило моментов), записана формула момента
силы).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения). Также применим третий закон
Ньютона для описания взаимодействия между стержнем и опорами.
5. Размеры шариков малы по сравнению с размером стержня, поэтому будем описывать шарики
моделью материальной точки.
Решение
На твердое тело, образованное двумя шарами и стержнем действует силы тяжести первого и второго
шаров и
, а также силы реакции опоры
и
. По условию силы давления на опоры
отличаются в 2 раза. По третьему закону Ньютона силы давления на опору равны силе реакции опоры в
этой точке, значит, Запишем второй закон Ньютона и правило моментов относительно точки
А.
Момент силы можно найти по формуле: , где
— сила, а
— её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
где – AC и плечо силы
. Так как
, то систему уравнений можно переписать в
виде
Поделим второе уравнение на первое
Отсюда длина стержня
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета. На основе третьего закона Ньютона сделан вывод о
равенстве сил реакций опоры и сил давления стержня на них.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
5. Обосновано возможность описать шарики моделью материальной точки.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: условия равновесия твердого тела в
ИСО, формула момента силы относительно оси вращения, третий закон Ньютона, второй
закон Ньютона из условий равновесия твердого тела записан в проекции на координатную
ось).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
К вертикальной стенке прислонена однородная доска, образующая с горизонтальным полом угол
. Коэффициент трения доски об пол равен
. Каков должен быть коэффициент трения
доски о стену, чтобы доска оставалась в равновесии? Какие законы Вы используете для решения
задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Доску будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
Решение
Момент силы можно найти по формуле: , где
— сила, а
— её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Запишем второй закон Ньютона и правило моментов относительно центра доски, с учетом того, что
доска покоится
Так как , а
и с учетом (1) уравнение (2) можно переписать в
виде
Отсюда
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записаны условия
равновесия доски (второй закон Ньютона и правило моментов), записана формула момента
силы).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Стержень согнули под прямым углом с соотношением полученных сторон 2:3 и подвесили нить,
привязанную к точке сгиба. Найдите массу груза, который надо прикрепить к концу короткой стороны,
чтобы концы сторон находились на одном уровне, если масса стержня 600 г. Какие законы Вы
используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
5. У однородного тела центр тяжести находится посередине, к нему будет приложена сила
тяжести.
Решение
Момент силы можно найти по формуле: , где
— сила, а
— её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Запишем правило моментов относительно оси подвеса.
где – длина стержня,
– его масса. (Здесь берется
в первом случае, так как центр тяжести
однородного стержня находится в середине, а у нас эта сторона равна , а половина
, точно также
и для второго слагаемого) Выразим отсюда массу грузика
так как отношение сторон 2:3, то А значит
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Расставлены все силы на рисунке, обозначены расстояния. Введены центры
тяжести для стержней по отдельности).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Бревно будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
5. Так как тело не является однородным, то положение центра тяжеси неизвестно.
Решение
Момент силы можно найти по формуле: , где
— сила, а
— её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Пусть центр тяжести находится на расстоянии от края, к которому была приложена сила
, а
длина бревна равна
Также найдем массу бревна .
Запишем уравнение моментов относительно центра тяжести (точка )
Сложим два уравнения
Поделим на и выразим
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Расставлены все необходимые силы на рисунке, обозначены расстояния. Введен
центр тяжести.).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Грузы будем описывать моделью материальной точки, так как их движение поступательное и в
данной задаче размерами тел можно пренебречь.
3. Стержень будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела
можно описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия
твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
Решение
Сделаем рисунок с указанием всех сил
Момент силы можно найти по формуле: , где
— сила, а
— её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Запишем правило моментов относительно точки А. В точке действует только сила натяжения
нити равная силе тяжести , в точке
действует вниз сила натяжения нити равная силе тяжести
и сила натяжения нити, действующая вверх, равная
Откуда
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что стержень будет рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма
и размеры неизменны). Сказано, что грузы будем рассматривать моделью материальной
точки.
3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.
4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула момента силы,
записано правило моментов. Расставлены все необходимые силы на рисунке, обозначены
расстояния).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Гладкий цилиндр лежит между двумя плоскостями, одна из которых вертикальна, а линия их
пересечения горизонтальна (см. рисунок). Сила давления цилиндра на вертикальную стенку в
раза превышает силу тяжести, действующую на цилиндр. Найдите угол между плоскостями.
Сделайте рисунок, на котором укажите силы, действующие на цилиндр. Какие законы Вы используете
для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Досрочная волна 2020
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Цилиндр будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны, расстояние
между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела можно
описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого
тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна
нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также
применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного
движения)
3. Так как по условию цилиндр гладкий, то трение между поверхностями и цилиндром
отсутствует.
4. Плоскости являются касательными к поверхности цилиндра. По определению сила нормальной
реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения тел, значит она направлена
перпендикулярно плоскостям. Так как основание цилиндра это окружность, то прямые которые
проводятся перпендикулярно касательным, внутрь окружности, являются радиусами данной
окружности, значит можно утверждать, что линии действия сил реакции опоры проходят через центр
окружности основания цилиндра.
Решение
Сделаем рисунок
По третьему закону Ньютона, на вертикальную стенку действует цилиндр с силой , значит,
стенка действует с такой же силой на цилиндр Запишем второй закон Ньютона, с учетом покоя
тела
Найдем тангенс угла
Значит, угол равен
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.
4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.
5. Обосновано направление сил нормальной реакции опоры.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для тела.
Возможно реение задачи через введение радиуса основания цилиндра и записи правила моментов, тогда
требуется запись формулы момента силы).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
К двум вертикально расположенным пружинам одинаковой длины подвесили однородный
стержень длиной = 30 см. Если к этому стержню подвесить груз массой
кг на
расстоянии см от правой пружины, то стержень будет расположен горизонтально, и
растяжения обеих пружин будут одинаковы (см. рисунок). Жёсткость левой пружины в 2
раза меньше, чем правой. Чему равна масса стержня ? Сделайте рисунок с указанием
используемых в решении сил. Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их
применение.
Досрочная волна 2017
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
Решение
Сделаем рисунок с указанием сил, действующих на стержень
Момент силы можно найти по формуле: , где
— сила, а
— её плечо до рассматриваемой
оси вращения. Тогда правило моментов относительно точки
Здесь: — момент силы упругости левой пружинки относительно точки А,
—
момент силы тяжести груза относительно точки А, — момент силы упругости правой пружинки
относительно точки А.
Кроме того, по условию стержень расположен горизонтально (растяжения пружин равно) и жёсткость
левой пружины в 2 раза меньше правой — сила упругости левой пружины,
— сила
упругости правой пружины, где – жёсткость левой пружины,
– удлинение пружины. Тогда
правило моментов запишется в виде:
Также по правилу моментов относительно точки Б
Здесь: — силы упругости левой пружинки относительно точки Б,
— момент силы тяжести
стержня относительно точки Б, — момент силы тяжести груза относительно точки
Б.
Тогда
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула
моменты силы, записано правило моментов. Расставлены все силы на рисунке, обозначены
расстояния).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Электрическое поле, магнитное поле. Принцип суперпозиции электрических полей, магнитное поле проводника с током, сила Ампера, сила Лоренца, правило Ленца
В. З. Шапиро
В задании 13 проверяются знания по теме «Электродинамика». Это задание относится к базовому уровню проверки знаний. Задачи носят качественный характер, в которых ответ необходимо записать словом (словами).
1. На рисунке показаны сечения двух параллельных длинных прямых проводников и направления токов в них.
Сила тока I1 в первом проводнике больше силы тока I2 во втором. Куда направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор индукции магнитного поля этих проводников в точке А, расположенной точно посередине между проводниками? Ответ запишите словом (словами).
Ответ: ______________ _____________.
Необходимая теория: Магнитное поле. Линии
Согласно правилу буравчика, определим направление силовых линий магнитного поля, которое создано каждым током.
Вектор магнитной индукции направлен по касательной к силовой линии магнитного поля в данной точке (см. рис.)
Сложение двух векторов и
даст результирующий вектор, который направлен вертикально вверх, так как магнитное поле тока I1 сильнее магнитного поля тока I2. Соответственно, вектор
больше по модулю вектора
Ответ: вверх.
Секрет решения. В подобных задачах, если нет специальных оговорок, рисунок в условии задается в вертикальной плоскости. Можно представить, что он расположен также, как монитор компьютера (строго вертикально). Ответ необходимо давать именно относительно вертикальной плоскости.
Направление магнитных линий вокруг проводника с током лучше определять по правилу буравчика. Безусловно, можно воспользоваться и правилом правой руки, но только в том случае, если существует четкое разграничение в применении правил правой и левой руки.
2. Заряд + q > 0 находится на равном расстоянии от неподвижных точечных зарядов + Q > 0 и – Q, расположенных на концах тонкой стеклянной палочки (см. рисунок). Куда направлено (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) ускорение заряда + q в этот момент времени, если на него действуют только заряды + Q и – Q? Ответ запишите словом (словами).
Ответ: _________________________ .
Необходимая теория: Электрический заряд
Результат взаимодействия электрических зарядов зависит от знака самих зарядов. Так как одноименные заряды отталкиваются, а разноименные –притягиваются, то на заряд +q будут действовать силы F1 и F2 (см.рис.) Модули этих сил равны на основании закона Кулона.
Векторное сложение указанных сил дает равнодействующую силу, направленную вправо.
Ответ: вправо.
Секрет решения. Решение задач по электростатике по темам «Закон Кулона», «Напряженность электростатического поля», «Принцип суперпозиции полей» в обязательном порядке требует построения точных чертежей. Во многом верный результат решения основывается на применении геометрических законов. В обязательном порядке необходимо четко владеть основными геометрическими понятиями, такими как: теорема Пифагора, теорема косинусов, соотношения в прямоугольном треугольнике.
3. Электрическая цепь, состоящая из трёх прямолинейных горизонтальных проводников (2–3, 3–4, 4–1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, у которого вектор магнитной индукции направлен так, как показано на рисунке. Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 4–1? Ответ запишите словом (словами).
Ответ: _____________________ .
Необходимая теория: Магнитное поле. Силы
За направление электрического тока принято считать направление движения положительно заряженных частиц. Если же ток обусловлен движением отрицательно заряженных частиц, то за его направление берут направление, противоположенное их движению. При наличии в электрической цепи источника тока принято говорить, что ток течет от «плюса» к «минусу». В данной схеме ток течет против часовой стрелки.
Применяя для данного рисунка правило левой руки, учитывая направление тока и направление вектора магнитной индукции, можно определить, что сила Ампера направлена вправо.
Ответ: вправо.
Секрет решения. Правило левой руки запоминается достаточно легко. Для этого надо взять несколько задач с рисунками и на практике отработать эту закономерность. В данной задаче надо учесть, что, согласно условию, все проводники расположены в горизонтальной плоскости. В противном случае ответ будет неправильным.
Приведем примеры задач на определение направления силы Ампера при помощи правила левой руки.
Так как в задачах нет никаких оговорок, то все рисунки считаются расположенными в вертикальной плоскости.
Рис. А – сила Ампера направлена вверх.
Рис. Б – сила Ампера направлена вправо.
Рис. В – сила Ампера направлена от наблюдателя.
Рис. Г – сила Ампера направлена влево.
Спасибо за то, что пользуйтесь нашими материалами.
Информация на странице «Задание 13 ЕГЭ по физике» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в ВУЗ или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими материалами из данного раздела.
Публикация обновлена:
09.03.2023
В комбинации ЕГЭ при поступлении на технические специальности часто включают физику. Пройти конкурсный отбор без высоких баллов по этому предмету будет сложно. Расскажем, что ждет выпускников 11-х классов на экзамене и как к нему подготовиться.
0
67
Структура ЕГЭ по физике
В 2023 году выпускников ждет 30 заданий разного уровня сложности. У тебя будет 235 минут, чтобы решить все задачи.
Часть 1
В 1-й части экзамена тебя ждут 23 задания, которые требуют краткого ответа. К 11-ти ответ нужно записать в виде одного или двух чисел. Другие 12 заданий рассчитаны на поиск соотношения или выбор нескольких вариантов. Ответ должен быть последовательностью чисел.
Часть 2
Во 2-й части экзамена есть 7 заданий, которые требуют развернутого ответа. Он может содержать полное описание решения задачи или же объяснение процессов на основе явлений и законов физики.
На экзамене можно пользоваться непрограммируемым калькулятором, с помощью которого можно вычислить тригонометрические функции, и линейкой.
Изменения в ЕГЭ по физике 2023
В 2023 году в работу были внесены небольшие поправки.
Изменилась очередность заданий в 1-й части. Следует быть внимательным при подготовке, так как те разделы физики, которые использовались в прошлом году в заданиях 1 и 2, теперь будут применяться в заданиях 20 и 21.
Изменилось задание 30. Разработчики расшили тематику. Для решения вариантов задач нужно было уметь применять законы Ньютона о связанных телах или использовать законы сохранения в механике. В этом году могут встретиться задачи на знание законов статики.
Преподаватели «СОТКИ» всегда следят за изменениями в экзаменационной работе и говорят своих учеников в соответствии с новыми правилами. В «СОТКЕ» ты будешь готовиться по актуальным материалам. Запишись на бесплатный вводный урок, чтобы посмотреть, как проходят наши занятия.
Критерии оценивания ЕГЭ по физике 2023
Для оценки ответов в 1-й части экзамена используют эталонные ответы. Если результат совпадает с эталоном и все символы записаны в указанной инструкцией последовательности, то он считается правильным.
Решение второй части оценивают по отдельным критериям. Задания 24 —
30 будут считаться правильно выполненными, если в ответе представлены все необходимые элементы. В ответах должны быть:
- полное и правильное решение задачи с математическими расчетами и преобразованиями,
- полное и верное объяснение явлений и законов, используемых в задаче,
- положения и законы, закономерности, необходимые для решения,
- описание вводимых буквенных обозначений, если требуется,
- правильный ответ с указанием единицы измерения, если это требуется,
- рисунок, если требуется.
В зависимости от задания количество пунктов может меняться. Задание 30 оценивают еще и по дополнительному параметру: обоснование возможности использования физических законов. За это задание можно получить больше всего баллов.
Все важные темы для ЕГЭ по физике
Все задания экзамена основаны на 4 основных разделах физики.
Механика
Большой раздел физики, посвященный определению механического движения тел и их взаимодействию. В основе механики лежат законы Ньютона.
В работе могут встретиться задачи на знание разделов механики: кинематики, динамики, статики, законов сохранения, основы динамики, механический колебаний и волн.
Молекулярная физика и термодинамика
Молекулярная физика изучает взаимодействие частиц, из которых состоят все тела. Нужно знать все о связях молекул и атомов между собой и с окружающей средой.
В ЕГЭ будут задачи, требующие понимания моделей строения частиц, движения частиц, диффузии, изопроцессов, и других разделов молекулярной физики, а также задачи на знание основ термодинамики.
Электродинамика
В разделе электродинамики рассматриваются характеристики электромагнитного поля и его взаимодействия с телами, которые имеют электрический заряд.
Это тоже довольно большой раздел, на экзамене могут встретиться задания, связанные с электрическим полем, законами постоянного тока, магнитным полем, электромагнитной индукции, электромагнитными колебаниями и волнами, разделом оптики, а также с основами специальной теории относительности.
Квантовая физика
Самый загадочный и сложный, по мнению школьников, раздел. Квантовая физика изучает квантовые системы и законы их движения.
Для решения заданий этой тематиики нужно изучить корпускулярно-волновой дуализм, физику атома и физику атомного ядра
План подготовки к ЕГЭ по физике
Не знаешь, как подготовиться к ЕГЭ по физике? Нужно составить план и следовать ему, тогда ты сможешь все успеть до экзамена.
Изучи документацию
Начни подготовку с подробного изучения документации. Кодификатор с возможными темами, спецификацию и демоверсию экзамена можно скачать на сайте ФИПИ.
Оцени свои знания
Пройди пробные варианты, чтобы понять, на какие разделы стоит сделать упор.
Составь расписание подготовки
Начни с теории, внимательно изучи все разделы из кодификатора, с пониманием процессов и явлений. Учи формулы, их нужно будет знать на экзамене.
Практикуйся
После каждой пройденного раздела переходи к практике, постарайся решить как можно больше задач с разными постановками вопроса.
Что нужно, чтобы сдать экзамен
Чтобы сдать экзамен по физике заниматься придется много, задания охватывают разделы всего курса. Нужен высокий уровень самодисциплины и мотивации, чтобы успеть изучить и понять все материалы.
Правильно составленное расписание занятий и мощные тренировки помогут тебе сдать физику на высокий балл.
Важно внимательно читать условия заданий, чтобы точно знать, по какому пути решения следовать. А также нужно хорошо знать математику и системы расчетов, чтобы решить задачи по физике.
У нас для тебя есть четкий план занятий! В «СОТКЕ» ты сможешь подготовиться к физике с нуля на нужный балл. Мы делаем подробный разбор каждой темы и даем много разнообразной практики. Наши преподаватели и опытный психолог окажут необходимую поддержку, чтобы не выгореть и не растерять мотивацию. А еще ты сможешь изучать 4 предмета по цене одного. Узнать подробности.
Аннотация:
В пособии представлены некоторые задачи ЕГЭ по теме «Квантовая физика», вошедшие в различные варианты КИМ ЕГЭ 2022 года, которые не встречались ранее. Стоит отметить, что принципиального отличия новых задач от тех, что уже были представлены в Открытом банке задач ЕГЭ нет. Большинство задач приводятся с решениями.
Задачи представлены в виде теста в 2-х вариантах; дополнительно приводятся задачи, которые учитель может использовать при объяснении материала или как домашнее задание, при повторении темы или при целевой подготовке к ЕГЭ.
Задачи представлены в соответствии со спецификацией ЕГЭ 2023 г. Курсивом указана тема урока (в соответствии с кодификатором ЕГЭ 2023 г), на которой можно использовать задачу.
Задачи разбиты по уровням сложности, что позволит учителю использовать их на уроках как примеры решения задач.
Целевая аудитория: для учителя
Автор: Попова Ирина Александровна
Место работы: МБОУ г. Новосибирска «Лицей №12»
Добавил: rina
Уважаемые коллеги! Автор ждёт Ваши отзывы! Оставьте своё мнение о разработке!
Всего комментариев: 0

Физкультминутки
Физкультминутки обеспечивают кратковременный отдых детей на уроке, а также способствуют переключению внимания с одного вида деятельности на другой.

В помощь учителю
Уважаемые коллеги! Добавьте свою презентацию на Учительский портал и получите бесплатное свидетельство о публикации методического материала в международном СМИ.
Для добавления презентации на портал необходимо зарегистрироваться.
Конкурсы
Диплом и справка о публикации каждому участнику!
© 2007 — 2023 Сообщество учителей-предметников «Учительский портал»
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-64383 выдано 31.12.2015 г. Роскомнадзором.
Территория распространения: Российская Федерация, зарубежные страны.
Учредитель / главный редактор: Никитенко Е.И.
Сайт является информационным посредником и предоставляет возможность пользователям размещать свои материалы на его страницах.
Публикуя материалы на сайте, пользователи берут на себя всю ответственность за содержание этих материалов и разрешение любых спорных вопросов с третьими лицами.
При этом администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта.
Если вы обнаружили, что на сайте незаконно используются материалы, сообщите администратору через форму обратной связи — материалы будут удалены.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы пользователями сайта и представлены исключительно в ознакомительных целях. Использование материалов сайта возможно только с разрешения администрации портала.
Фотографии предоставлены





























