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#116871

Камень массой m = 100 г  бросают с начальной скоростью V0 =20 м/с  под углом      ∘
α = 30 к горизонту (см. рисунок). Определите, как изменялись во время полета следующие величины, постройте графики данных зависимостей от времени t:
1) Проекции ускорения ax  и ay;
2) Проекции скорости Vx  и Vy;
3) Проекции перемещения Sx  и Sy;
4) Кинетическая энергия.
5) Потенциальная энергия.
Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

PIC

Источники: Школково. Тренировочные задания

Показать ответ и решение

Рассмотрим движение камня при броске под углом. На горизонтальную ось внешние силы не действуют (силой сопротивления пренебрегаем).
Получаем, что проекция скорости на Ох: ax =0

PIC

На тело будет действовать сила тяжести mg,  направленная вертикально вниз, а значит из 2 закона Ньютона:

may = −mg

Получаем, что проекция ускорения на Оу: ay = − g

PIC

Движение по Оси х равномерно (ax = 0  ), тогда зависимость скорости на Ох от времени:

                 √ -
Vx(t)= V0cosα= 20⋅--3= 10√3 м/с.
                  2

PIC

Движение по Оси у с ускорением (ay =− g  ), тогда зависимость скорости на Оу от времени:

Vy(t)= V0sinα− gt

Vy(0)= 20⋅ 1 − 10⋅0= 10 м/с
         2

Vy(1)= 20 ⋅ 1− 10⋅1= 0 м/с
          2

          1
Vy(2) =20 ⋅2 − 10⋅2= − 10 м/с

PIC

Координата по Оси х меняется по следующему закону:

x(t)= V0cosαt.

Перемещение - это разница конечной и начальной координаты, но в нашем случае начальная координата равна 0, а значит зависимости совпадут:

Sx(t)= V0cosαt

          √-
Sx(0)= 20⋅-3-⋅0= 0 м
           2

          √ -
Sx(1)= 20⋅--3⋅1 =10√3-м
           2

          √3       √ -
Sx(2)= 20⋅-2-⋅2 =20  3 м

PIC

Аналогично получим зависимость перемещения на Оу:

                 2
Sy(t) =V0sinαt− gt-
                2

          1     10⋅02
Sy(0)= 20⋅2 ⋅0 −  2  = 0 м

          1     10⋅12
Sy(1)= 20⋅2 ⋅1 −--2--= 5 м

          1     10⋅22
Sy(2)= 20⋅2 ⋅2 −  2  = 0 м

PIC

Потенциальная энергия находится по следующей формуле: Eп = mgh,  причем h(t)= Sy(t).  Тогда получим зависимость потенциальной энергии от времени:

                    2
Eп(t)= mg(V0sinαt − gt-) – зависимость квадратичная
                   2

E (0)= 0,1⋅10⋅(20 ⋅ 1⋅0− 10⋅02)= 0 Дж
 п                2      2

                           2
Eп(1)= 0,1⋅10⋅(20 ⋅ 1⋅1− 10⋅1-)= 5 Дж
                  2      2

Eп(2)= 0,1⋅10⋅(20 ⋅ 1⋅2− 10⋅22)= 0 Дж
                  2      2

PIC

Кинетическая энергия находится по следующей формуле:      mV-2
E к =  2 ,  причем     ∘--2---2
V =  Vx + Vy.  Зависимости проекций уже были найдены ранее, а значит при подстановке формул и значений, то получим зависимость кинетической энергии от времени:

E к(t)= 5t2 − 10t+ 20 – зависимость квадратичная

Eк(0)= 5⋅02− 10 ⋅0+ 20= 20 Дж

Eк(1)= 5⋅12− 10 ⋅1+ 20= 15 Дж

Eк(2)= 5⋅22− 10 ⋅2+ 20= 20 Дж

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!