Тема 16. Исследование и проведение опыта

16.01 Механика

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела исследование и проведение опыта

Разделы подтемы Механика

Банк ФИПИ

Сборник Камзеевой

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 41#28836Максимум баллов за задание: 2

Андрей на уроке провёл опыты по измерению силы трения скольжения при равномерном движении бруска по горизонтальной поверхности стола (см. рисунок). Для опытов Андрей использовал брусок массой 500 г, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда размером $20× 10× 5$ см³. Грани бруска были одинаково отшлифованы. Андрей измерял силу трения скольжения, размещая брусок разными гранями. Результаты проведённых измерений представлены в таблице.

$PIC$

Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующие проведённым опытам. Укажите их номера.
1) Сила трения скольжения зависит от массы бруска.
2) Сила трения скольжения зависит от скорости перемещения бруска.
3) С точностью до десятых коэффициент трения скольжения между бруском и поверхностью стола равен 0,2.
4) Сила трения зависит от материала поверхности, по которой движется брусок, и от обработки поверхности бруска.
5) С учётом погрешности измерения можно сделать вывод, что трение скольжения не зависит от площади скольжения.

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

1) Нет, в опыте масса бруска не менялась, следовательно, такой вывод сделать нельзя.
Утверждение 1 – $Неверно$
2) Из таблицы мы не видим, как скорость движения влияет на силу трения.
Утверждение 2 – $Неверно$
3) Сила трения скольжения равна:

Fтр = μN = μmg,

где $N$ – сила реакции опоры, $m$ – масса бруска.
Отсюда коэффициент трения $μ$ :

Fтр- --1--- μ = mg ≈ 0,5⋅10 = 0,2

Утверждение 3 – $Верно$
4) Нет, так как в опыте материалы не изменялись.
Утверждение 4 – $Неверно$
5) С учётом погрешности сила трения одинакова при изменении площади.
Утверждение 5 – $Верно$

Ответ: 35

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 42#39445Максимум баллов за задание: 2

Учитель провёл следующий опыт. Взял две одинаковые тележки, к первой из которых прикрепил лёгкую упругую стальную пластинку. Согнул эту пластинку и связал её ниткой, а вторую тележку, на которую поместил груз приставил к первой так, чтобы она плотно соприкасалась другим концом пластинки. После пережигания нити пружина выпрямилась, и обе тележки разъехались на разные расстояния (см. рисунок).

$PIC$

Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих проведённым измерениям. Запишите в ответе их номера.

1) Тележки взаимодействуют друг с другом силами, направленными в противоположные стороны.

2) Ускорения, приобретаемые тележками, зависят от массы тележек.

3) На вторую тележку действует большая сила упругости.

4) На первую тележку действует большая сила трения.

5) Ускорения, приобретённые тележками при распрямлении пластинки, сонаправлены.

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

1) Да, так как тележки разъехались в разные стороны, значит, на них действовали силы, направленные в противоположных направлениях.
Утверждение 1 – $Верно$
2) Да, так как в опытах использовались тележки разных масс и они проехали разное расстояние.
Утверждение 2 – $Верно$
3) Из опыта этого заключить нельзя, так как сила зависит от массы и пройденного расстояния. Если бы более тяжелая тележка прошла большее расстояние, тогда можно было бы так сказать.
Утверждение 3 – $Неверно$
4) Этого сказать нельзя, так как тележки имели разные массы и условия их движения зависели не только от силы трения.
Утверждение 4 – $Неверно$
5) Нет, они были направлены в противоположные стороны.
Утверждение 5 – $Неверно$

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 43#54990Максимум баллов за задание: 2

Ученик провёл исследование изменения выталкивающей силы, действующей на сплошной алюминиевый цилиндр объёмом 60 см³ по мере погружения его в сосуд с жидкостью. На рисунке представлены схемы проведённых опытов и результаты измерения силы Архимеда (в виде графика).

$PIC$

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых опытов. Укажите их номера.
1) Выталкивающая сила зависит от объёма погружённой части цилиндра.
2) Давление, создаваемое жидкостью на дно сосуда, увеличивается по мере погружения цилиндра.
3) Выталкивающая сила зависит от глубины погружения цилиндра.
4) Выталкивающая сила не зависит от формы погружаемого в неё тела.
5) При увеличении погружённой части тела в 2 раза сила Архимеда также увеличилась в 2 раза.

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

1) Да, с увеличением объёма погруженной части увеличивается и сила Архимеда, это видно по графику.
Утверждение 1 – $Верно$
2) Нельзя сделать данный вывод по результатам эксперимента.
Утверждение 2 – $Неверно$
3) Нет, это можно увидеть на состояниях 4,5 и 6.
Утверждение 3 – $Неверно$
4) Погружали одинаковый цилиндр во всех опытах, значит, нельзя сделать вывод по этому эксперименту
Утверждение 4 – $Неверно$
5) Да, это можно увидеть на состояниях 2 и 3 (3 и 6 см), при этом силы Архимеда равны соответственно 0,2 и 0,4 Н.
Утверждение 5 – $Верно$

Ответ: 15

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 44#37884Максимум баллов за задание: 2

В таблице приведены экспериментально измеренные значения атмосферного давления воздуха в зависимости от высоты относительно уровня моря.

|------|----|--|---|---|---|--|---| |h, км-|-0--|2-|-4-|-6-|8--|10-|12-| -p, кПа-100--80--61--47--36--27--20--

Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующие проведённым измерениям. Укажите их номера.
1) Атмосферное давление обратно пропорционально высоте.
2) На высоте 2 км атмосферное давление уменьшается примерно на 20% по сравнению с давлением на уровне моря.
3) На Эвересте, высота которого составляет около 9 тыс. м, атмосферное давление меньше 36 кПа, но больше 27 кПа.
4) Атмосферное давление зависит от влажности воздуха.
5) При увеличении температуры атмосферное давление увеличивается.

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

1) Из таблицы видно, что давление падает при увеличении высоты. При этом зависимость не линейная, то зависимость не обратно пропорциональная.
Утверждение 1 – $Неверно$
2) Давление в 0 равно 100 кПа, а на 2 км – 80 кПа, то уменьшилось на 20 %
Утверждение 2 – $Верно$
3) Да, на 8 км давление 36 кПа, а на 10 – 27 кПа, значит, и на Эвересте давление в этом диапазоне
Утверждение 3 – $Верно$
4) По таблице нельзя сделать такого вывода
Утверждение 4 – $Неверно$
5) По таблице нельзя сделать такого вывода
Утверждение 5 – $Неверно$

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 45#42002Максимум баллов за задание: 2

Учитель провёл опыты с прибором, предложенным Паскалем. В сосуды, донья которых имеют одинаковую площадь и затянуты одинаковой резиновой плёнкой, наливается жидкость. Донья сосудов при этом прогибаются, и это движение передаётся стрелке. Отклонение стрелки характеризует силу, с которой жидкость давит на дно сосуда.
Описание действий учителя и наблюдаемые показания прибора представлены на рисунках.

$PIC$

Какие утверждения соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений?
Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Запишите в ответе их номера.
1) Давление, создаваемое водой на дно сосуда, не зависит от формы сосуда.
2) Давление воды в первом и втором опытах одинаково.
3) Давление, создаваемое жидкостью на дно сосуда, не зависит от плотности жидкости.
4) Сила давления жидкости на дно сосуда зависит от площади дна сосуда.
5) При увеличении высоты столба жидкости её давление на дно сосуда увеличивается.

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Проанализируем утверждения.

1)Утверждение следует из экспериментальных данных.
Утверждение 1 – $Верно$
2)Утверждение соответствует показаниям приборов.
Утверждение 2 – $Верно$
3)Утверждение не следует из экспериментальных данных, поскольку во всех опытах использовалась вода.
Утверждение 3 – $Неверно$
4)Утверждение не следует из экспериментальных данных, поскольку площади дна во всех опытах одинаковы.
Утверждение 4 – $Неверно$
5)Утверждение не следует из экспериментальных данных, поскольку высота столба жидкости во всех опытах была одинакова.
Утверждение 5 – $Неверно$

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 46#75409Максимум баллов за задание: 2

В 1630 году французским учёным М. Марсенном был проведён опыт для определения скорости звука в воздухе. Марсенн поставил на определённом расстоянии D двух человек. Один выстрелил из мушкета (огнестрельного оружия), а другой отметил время t, прошедшее между вспышкой от выстрела и долетевшим до него звуком. Поделив расстояние на время, Марсенн нашёл, что скорость звука v равна 230 туазам в секунду, что соответствует 448 метрам в секунду (м/с). Опыты Марсенна оказались неточными (скорость звука в воздухе на самом деле составляет примерно 330 м/с), но впервые позволили оценить порядок величины для скорости звука.
Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующие проведённым измерениям. Укажите их номера.
1) В целом опыты М. Марсенна позволили достичь своей цели.
2) Согласно опытам Марсенна скорость звука в воздухе равна 230 м/с.
3) Туаз является внесистемной единицей для измерения расстояния и равен примерно 0,5 м.
4) Для определения скорости звука Марсенн использовал формулу $v = 2D∕t.$
5) Неточность в полученных значениях для скорости звука в опытах Марсенна в большей степени может быть связана с погрешностью в измерениях времени, в меньшей степени — с измерениями расстояния.

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

1) Да.
Утверждение 1 – $Верно$
2) Нет, она составляла 448 м/с
Утверждение 2 – $Неверно$
3) Из описания нам это неизвестно.
Утверждение 3 – $Неверно$
4) Из описания нам это неизвестно.
Утверждение 4 – $Неверно$
5) Да, т.к. при любом опыте погрешности, связанные с человеческим фактором, сильно влияют на результат. А измерения расстояния можно провести практически точно.
Утверждение 5 – $Верно$

Ответ: 15

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 47#38217Максимум баллов за задание: 2

Результаты экспериментальных прямых измерений массы груза $m$ , диаметра поперечного сечения шнура $d$ , его первоначальной длины $l0$ и удлинения ( $l− l0$ ), а также косвенные измерения коэффициента жесткости $k$ представлены в таблице:

|------|-----|------|-----|---------|-------| |опыта-|m,кг-|d, м-м|l0, см|(l−-l0) см|k,-Н/м-| | 1 | 0,5 | 3 | 50 | 5,0 | 100 | |------|-----|------|-----|---------|-------| |--2---|-0,5-|--5---|-100-|---3,6---|--140--| |--3---|-0,5-|--3---|-100-|---10,0---|--50---| ---4-----1,0----3-----50------10,0------100---

Какие утверждения соответствуют результатам проведённых экспериментальных измерений? Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.

1) Жёсткость шнура зависит от силы упругости

2) Удлинение шнура зависит от упругих свойств материала, из которого изготовлен исследуемый образец

3) Удлинение шнура зависит от его первоначальной длины

4) При увеличении толщины шнура его жёсткость увеличивается

5) При увеличении длины шнура его жёсткость увеличивается

Показать ответ и решение

1) Такой вывод нельзя сделать на основе данных, сила упругости не изменялась
Утверждение 1 – $Неверно$
2) Такой вывод нельзя сделать на основе данных, материал шнура не изменялся
Утверждение 2 – $Неверно$
3) Утверждение соответствует экспериментальным данным 1 и 3.
Утверждение 3 – $Верно$
4) Утверждение соответствует экспериментальным данным 2 и 3.
Утверждение 4 – $Верно$
5) Утверждение противоречит экспериментальным данным 1 и 3.
Утверждение 5 – $Неверно$

Ответ: 34

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 48#38214Максимум баллов за задание: 2

На горизонтальной шероховатой поверхности стола лежит брусок массой 500 г. К бруску прикрепляют динамометр и, прикладывая к нему некоторую силу, направленную вдоль поверхности стола, начинают перемещать брусок с постоянной скоростью 0,5 м/с.

Используя рисунок и приведённые данные, из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.

1) Модуль силы трения, действующей между поверхностями бруска и стола, при скольжении бруска меньше, чем 2 Н.

2) Если, прикладывая к динамометру силу, перемещать этот брусок с ускорением 1 м/с $2 ,$ то показание динамометра будет равно 1,5 Н.

3) Если показание динамометра увеличится в 2 раза, то и сила трения между бруском и поверхностью стола увеличится в 2 раза.

4) Если заменить брусок на другой, из того же материала, но вдвое большей массы, и приложить к динамометру такую силу, что его показание останется прежним, то скорость перемещения бруска по поверхности стола будет равна нулю.

5) При увеличении модуля силы, прикладываемой к динамометру, от значения 0 Н до значения 1 Н, модуль силы трения, возникающей между бруском и поверхностью стола, увеличивается.

Показать ответ и решение

1) По второму закону Ньютона:

⃗F +F⃗тр +N⃗+ m ⃗g = m⃗a,

где $Fтр$ – сила трения, $N$ – нормальная сила реакции опоры, $a$ – ускорение тела.
Ускорение тела равно нулю. В горизонтальном направлении действуют две силы $Fтр$ и $F$ :

F − Fтр = 0⇒ Fтр = F = 2 Н

Утверждение 1 – $Н еверно$
2) Для того, чтобы брусок начал движение необходимо приложить силу, большую силы трения покоя. Сила трения покоя равна 2 Н, следовательно, если показание динамометра равно 1,5 Н, то брусок не начнёт движение.
Утверждение 2 – $Неверно$
3) Нет, сила трения скольжения будет равна также 2 Н, так как находится по формуле:

Fтр = μN.

Из второго закона Ньютона на вертикальную ось:

N = mg

Тогда сила трения

Fтр =μmg.

Утверждение 3 – $Н еверно$
4) Из пункта 3 при увеличении массы в 2 раза сила трения также увеличится в 2 раза.
Утверждение 4 – $Верно$
5) Да, трения покоя будет равна силе $F$ и будет увеличиваться от 0 до 1 Н.
Утверждение 5 – $Верно$

Ответ: 45

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 49#73829Максимум баллов за задание: 2

Ученик провёл эксперимент по изучению силы упругости, возникающей при подвешивании грузов разной массы к резиновым шнурам разных длины и диаметра. Результаты экспериментальных прямых измерений массы груза m, диаметра поперечного сечения шнура d, его первоначальной длины $l0$ и удлинения $(l¯l0)$ , а также косвенные измерения коэффициента жёсткости А представлены в таблице.


№ опыта	$m$ , кг	$d$ , мм	$l 0$ , см	( $l$ — $l 0$ ), см	$k$ , H/м

1	0,5	3	50	5,0	100

2	0,5	5	100	3,6	140

3	0,5	3	100	10,0	50

4	1,0	3	50	10,0	100

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют

результатам проведённых экспериментальных измерений. Запишите в ответе

их номера.

1) При увеличении длины шнура его жёсткость увеличивается.

2) При увеличении диаметра шнура его жёсткость увеличивается.

3) Удлинение шнура не зависит от первоначальной длины шнура.

4) Жёсткость шнура не зависит от массы подвешиваемого груза.

5) Удлинение шнура зависит от упругих свойств материала, из которого изготовлен исследуемый образец.

Показать ответ и решение

1) При увеличении длины шнура его жесткость увеличивается. Для изучения зависимости жесткости от длины шнура необходимо выбрать те опыты, в которых все прочие начальные параметры (масса груза и диаметр поперечного сечения шнура), кроме длины шнура, одинаковы. Далее необходимо сравнить полученные значения жесткости в данных опытах. Для этого подходят опыты с номерами 1 и 3. Из таблицы мы видим, что при увеличении длины шнура, жесткость уменьшилась. Утверждение не соответствует результатам измерений.
Утверждение 1 – $Неверно$
2) При увеличении толщины шнура его жёсткость увеличивается. Для изучения зависимости жесткости от толщины шнура необходимо выбрать те опыты, в которых все прочие начальные параметры (масса груза и длина шнура), кроме толщины шнура, одинаковы. Далее необходимо сравнить полученные значения жесткости в данных опытах. Для этого подходят опыты с номерами 2 и 3. Из таблицы мы видим, что при увеличении толщины шнура, жесткость увеличилась. Следовательно, утверждение соответствует результатам измерений.
Утверждение 2 – $Верно$
3) Удлинение шнура не зависит от его первоначальной длины. Необходимо рассмотреть опыты с одинаковой массой груза, одинаковой толщиной шнура, но разной длиной шнура (опыты 1 и 3). Мы видим, что удлинение изменилось при изменении первоначальной длины шнура. Утверждение не соответствует результатам измерений.
Утверждение 3 – $Неверно$
4) Жёсткость шнура не зависит от массы подвешиваемого груза. Необходимо рассмотреть опыты, отличающиеся только массой груза при одинаковых длине и толщине шнура (опыты 1 и 4). Значение жесткости, полученное в этих опытах одинаково, следовательно, жесткость шнура не зависит от массы груза. Утверждение соответствует результатам измерений.
Утверждение 4 – $Верно$
5) Удлинение шнура зависит от упругих свойств материала, из которого изготовлен исследуемый образец. Данное утверждение невозможно проверить результатами данных измерений, так как для его проверки необходимо было бы провести опыт с двумя шнурами из разного материала, но одинаковой длиной, толщиной и массой подвешиваемого груза. Такой пары опытов в приведенных нет. Поэтому данное утверждение не соответствует результатам измерений.
Утверждение 5 – $Неверно$

Ответ: 24

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 50#73823Максимум баллов за задание: 2

Учитель на уроке провёл опыт по изучению движения тела по наклонной плоскости: шарик скатывался по наклонной плоскости из состояния покоя, причём фиксировались начальное положение шарика и его положения через каждую секунду (см. рисунок).

$PIC$

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

1) Движение шарика является ускоренным.

2) Пути, проходимые шариком за последовательные равные промежутки времени, относятся как ряд последовательных нечётных чисел.

3) При увеличении угла наклона плоскости ускорение шарика увеличивается.

4) Характер движения шарика не зависит от его массы.

5) За вторую секунду шарик прошел путь, равный 20 см.

Показать ответ и решение

1) При движении шарика по плоскости можно рассмотреть движение шарика от исходной точки до его положения в каждый момент времени. Эти расстояния можно посчитать по формуле $2 S = at- 2$ . Данные расстояния будут относится друг к другу как ряд квадратов натуральных чисел, значит, ускорение постоянно
Утверждение 1 – $Верно$

2) Да, если посмотреть на пути, которые проходит шарик, они относятся как 1:3:5:7
Утверждение 2 – $Верно$

3) В данном случае не проводилось изучение зависимости ускорения от угла наклона.
Утверждение 3 – $Неверно$

4) В данном случае не проводилось изучение характера движения в зависимости от массы тела.
Утверждение 4 – $Неверно$

5) За вторую секунду шарик переместился от первого деления к четвертому, то есть прошел 3 клетки. Это расстояние равно 15 см.
Утверждение 5 – $Неверно$

Ответ: 12

Следующая подтема