Тема . №26 Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
.02 Динамика
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №26 механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#37589

Тело кладут на наклонную плоскость с углом наклона к горизонту      ∘
α= 30 , коэффициент трения между телом и наклонной плоскостью 0,6. Тело сообщают начальную скорость v0 =10  м/с направленную вверх параллельно наклонной плоскости. Найдите пройденный телом путь до полной остановки. Какие законы Вы использовали для описания движения груза? Обоснуйте их применимость к данному случаю.

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчёта (ИСО) связанную с землей.

2. Тело движется поступательно, можнол считаеть его материальной точкой.

3. Так как грузы являются материальными точками, то описывать их движение в ИСО будем, используя законы Ньютона.

Решение

Сделаем рисунок с силами

PIC

Запишем второй закон Ньютона:

⃗Fтр+ m⃗g+ N⃗= m ⃗a,

где Fтр  – сила Трения, m  – масса тела, N  – нормальная сила реакции опоры, a  – ускорение тела.
Спроецируем второй закон Ньютона на оси x  и y  :

− Fтр. макс− mgsinα =− ma (1)

N − mg cosα = 0⇒  N =mg cosα.

Т.к. тело движется, то сила трения равна:

Fтр = Fтр. макс =μN =μmg cosα.

Подставим в (1)

−ma = − mgsinα− μmg cosα

Отсюда

a = g(sin α+ μcosα).

Расстояние находится по формуле:

    v2−-v20  -----0−-v20-----  ------v20-------
S =   2a  = 2g(sinα + μcosα) = 2g(sinα +μ cosα )

Рассмотрим момент, когда скорость станет равна нулю, то есть в верхней точке, направление движения сменится, следовательно, сменится направление силы трения, проверим, будет ли тело двигаться после того, как достигнет верхней точки движения, в которой скорость обращается в ноль, тело будет двигаться при

mgsinα≥ Fтр. макс ⇒ mg sinα ≥μmg cosα

тогда

tgα ≥ μ.

tgα = 0,58  , μ= 0,6  , значит, движения не будет и весь путь составит

          v20                  100 (м/с)2
S = 2g(sinα+-μ-cosα)-= 2⋅10 м/с2(sin30∘+-0,6⋅cos30∘) ≈ 4,9 м
Ответ:
Критерии оценки

Критерии проверки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета

2. Обоснована возможность применения к телу модели материальной точки

3. Обосновано применение второго закона Ньютона для описания движения тела

__________________________________________________________________________________________________________________________________

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: второй закон Ньютона в векторной форме и в проекции на координатную ось, формула силы трения скольжения, формулы кинематики равноускоренного движения. В решении необходимо доказать, что по достижении верхней точки, тело остановится).

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.

И (ИЛИ)

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.)

И (ИЛИ)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

И (ИЛИ)

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.

ИЛИ

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.

ИЛИ

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.

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 обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

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

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или 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!