Тема . №21 Качественная задача

.01 Качественная задача. Механика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №21 качественная задача
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#116861

На наклонную шероховатую поверхность кладут брусок массой m =2 кг  . Угол наклона α  плоскости можно изменять от   ∘
 0 до 90∘ . Коэффициент трения между бруском и поверхностью принять равным      1
μ = √3-.  В начальный момент наклонная поверхность горизонтальна. Плоскость начинают медленно наклонять, увеличивая угол наклона α  .
1) Объясните, что будет происходить с бруском в зависимости от угла наклона α  ;
2) Как будет меняться сила трения, действующая на тело при увеличении угла наклона. Определите угол, при котором брусок начнет сосклальзывать;
3) Постройте график зависимости модуля силы трения Fтр  от угла наклона плоскости α  на промежутке 0∘ ≤α < 90∘.
Эффектом застоя можно пренебречь. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к грузу.

PIC

Источники: Школково. Тренировочные задания

Показать ответ и решение

Увеличивая угол в какой-то момент тело начнет соскальзывать вниз. Причем до этого момента будет действовать сила трения покоя. А после него - сила трения скольжения, равная максимальной силе трения Fтр.макс = μN.  Рассмотрим силы, действующие на тело до момента соскальзывания.

PIC

Запишем 2 закон Ньютона на проекции:

О х: mg sinα = Fтр

Оу: mg cosα= N

В момент отрыва:

μN = mg sinα

μmg cosα = mgsinα

          1
tgα =μ = √3-

α= π-рад
   6

    π-        1
Fтр(6)= 2 ⋅10 ⋅2 = 10 Н.

Зависимость силы трения F тр  от угла наклона α  до момента отрыва (зеленый график):

Fтр = mg sinα

Fтр(0)= 2⋅10⋅0= 0 Н

   π
Fтр(2) = 2⋅10⋅1= 20 Н.

Во время движения (синий график):

Fтр = μmgcosα

        1          20
Fтр(0) = √-2 ⋅10 ⋅1= √--Н
         3          3

Fтр(π-)= √12 ⋅10 ⋅0= 0 Н.
   2     3

Построим графики для каждого из случаев:

PIC

Выделим только нужные области и получим итоговый график зависимости модуля силы трения Fтр  от угла наклона плоскости    α  на промежутке 0∘ ≤ α< 90∘ :

PIC

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное правильное решение, включающее правильный

3

ответ (в данном случае: сделан верный рисунок с указанием всех сил приложенных к грузу, построен график зависимости модуля силы реакции поверхности стола N  от F  )

и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием

наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: записан и назван второй закон Ньютона, записано условие отрыва груза от поверхности стола)

Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении

2

имеется один или несколько из следующих недостатков.

В объяснении не указано или не используется одно из физических

явлений, свойств, определений или один из законов (формул),

необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение,

лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим

законом, свойством, явлением, определением и т.п.)

И (ИЛИ)

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но в них содержится один логический недочёт.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В решении имеется неточность в указании на одно из физических

явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для

полного верного объяснения

Представлено решение, соответствующее одному из следующих

1

случаев.

Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение,

но в нём не указаны два явления или физических закона,

необходимых для полного верного объяснения.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные

на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие

к ответу, содержат ошибки.

Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на

решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!