Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Оценка 4.6
Лекции
doc
физика
11 кл
03.04.2017
В данном материале представлены решения задач ЕГЭ по физике поэтапным моделированием. Составление модели позволяет вникать в суть происходящих явлений и облегчает решение задачи. Ребенок может прочитывать задачу многократно и не понимать ее сути, потому что не происходит перехода от данной знаковой системы к другой, более понятной, т.е. к образу данного явления, условиям его протекания. Каждый ученик должен сам подобрать себе ту знаковую систему, в которой он сможет ориентироваться. Итак, преобразовывая «обычные» тексты задач в графические образы, понятные ребенку, он сам поднимается на новый уровень.Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач ЕГЭ.doc
А1. На рисунке представлен
график зависимости скорости υ
автомобиля от времени t. Найдите
путь, пройденный автомобилем за
5 с.
1 способ.
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
υ
1
0
0
1
2
3
4
5
t,
c
υ
1
0
0
1
2
3
4
5
t,
c
s = s 1 + s 2 +
s 3
Шаг 2. Анализ графика на отрезках времени
Δ t1=1c , Δ t2=2с,
Δ t3=2с .
3. от 3с до 5с движение
равнозамед –ленное, т.к.
скорость автомобиля за 2с
уменьшилась на 10м/с.
υ0=10м/с, t= 2c, a = -10м/с /2с =
5м/с2.
Тогда путь, пройденный за 2с
t
t,
c
υ, м/c
υ=10м/
с
3
s= υ0t - at2/2
2. от 1с до 3с
движение равномерное,
т.к. скорость автомобиля
не изменялась,
t 2=2с
υ =const=10м/с в
течение 2с.
Тогда путь, пройденный
υ=10м/с
за 2с
t 1=1с
s
1. от начала отсчета до
1с движение
равноускоренное, т.к.
скорость автомобиля за
1с увеличилась на 10м/с.
t= 1c, a = 10м/с /1с =
10м/с2.
Тогда путь, пройденный
за 1с
0
υ0=
0
υ0=
0
1
Шаг 3. Математическая модель решения задачи.
s= υ0t + at2/2 , υ0=0
s
s, м
Весь путь, пройденный автомобилем, будет равен s=5м + 20м
υ=10м/
+ 10м=35м.
с
υ=10м/
с
υ=10м/
с
s3=10м/с*2с –
s
5
υ=
0 υ
1
0
А
в
0
1
н 2
3
4
5
с
t,
c
А1. На рисунке представлен график
зависимости скорости υ автомобиля от
времени t. Найдите путь, пройденный
автомобилем за 5 с.
2 способ.
Шаг 1. Графическое решение
задачи. Нахождение пройденного пути
по площади фигуры, ограниченной
графиком функции и осью времени.
Рассмотрим трапецию ОАВС, где ОС и АВ – основания, АH
-высота ;
SОАВС =(ОС + АВ)*АH/2
где ОС = 5с, АВ = 2с, АH = 10м/с , SОАВС =(5с +
А2. Самолет летит по прямой с
постоянной скоростью на высоте 9
000 м. Систему отсчета,
связанную с Землей, считать
инерциальной. Какое из
следующих утверждений о силах,
действующих на самолёт в этом
случае, верно?
1) На самолет не действует сила тяжести.
2) Сумма всех сил, действующих на самолет,
равна нулю.
На самолет действуют силы: Fтяжести,
3) На самолет не действуют никакие силы.
Fподъемная, Fтяги двиг. , Fсопротивл.
Шаг 3. Анализ и математическая
модель решения.
Т.к. самолет летит по прямой с
постоянной скоростью, следовательно,
проекции сил на ось Ox :
Fтяги двиг.+ Fсопротивл = 0
Самолет не меняет высоту,
следовательно, проекции сил на ось
Oy :
Fподъемная - Fтяжести = 0
Значит, сумма всех сил, действующих на самолет,
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
Fподъемна
я
Fтяги
двиг.
Направление
движения
Fсопротив
л.
Fтяжест
и
Шаг 2. Графическое представление
решения задачи.
y
Fподъемн
ая
Fтяги
двиг.
Fсопротив
х
л.Fтяжест
и Fтр, Н
А3. При исследовании
зависимости силы трения
скольжения Fтр от силы
нормального давления Fд были
получены следующие данные:
Из результатов исследования можно заключить, что коэффициент трения
скольжения равен
3,0
2,0
Fд, Н
1,0
0,6
0,2
0,4
0,8
4,0
1) 0,2
2) 2
3) 0,5
4) 5
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
N
υ
Fтрения
ск.
Fтяжест
Шаг 3. Анализ и математическая
и
модель решения.
Шаг 2. Графическое решение
задачи.
N
υ
Fтрения
ск.
Fтяжес
ти
Тело движется под действием силы трения, Fтрения ск. = µmg = µ N ,
значит
Fтрения ск. = µ N => µ = Fтрения ск./ N; µ =0,2Н/1Н =
А4. Тело движется по прямой. Под действием постоянной силы
величиной 4 Н за 2 с импульс тела увеличился и стал равен 20
кг⋅м/с. Первоначальный импульс тела равен
1) 4 кг⋅м/с 2) 8 кг⋅м/с 3) 12 кг⋅м/с 4) 18 кг⋅м/с
Шаг 2. Математическая модель
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
решения.
P
0
υ0
0
P = 20
υ
Дано: Решение:
F=4H
P = P - P0
t =2c
P=20 кг⋅м/с
P0- ? кг⋅м/с
P = F Δ t ,
F t = P - P0 => P0 = P - F
t
P0 = 20 кг⋅м/с - 4 Н*2с = 12
кг⋅м/с Δt =
2c
А5. Первоначальное удлинение пружины равно Δl. Как изменится
потенциальная энергия пружины, если ее удлинение станет вдвое
больше?
1) увеличится в 2 раза; 2) увеличится в 4 раза; 3) уменьшится в 2 раза; 4)
Шаг 2. Математическая модель
решения.
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
Δl
1
Епотенц1=m
Δl1
2/2
Δl2=2
Δl1
Епотенц2=m
Δl2
2/2
=
2
Епотенц2 m Δl2
2
=
m Δl1
Епотенц1 2
2
Епотенц2 2m (2Δl1)2
= 4
=
А6. Скорость тела, совершающего
гармони-ческие колебания,
меняется с течением времени в
соответствии с уравнением υ
= 3⋅10–2 sin2πt, где все величины
выра-жены в СИ. Какова амплитуда
колебаний скорости?
Шаг 1. Анализ условия и
математическая модель решения.
υ = 3⋅10–2 sin2 π t
=
υ = υ0 sin ωt
>
=> υ0 = 3⋅10–
2
м/с
А7. Одинаковые бруски, связанные нитью, движутся под действием
внешней силы F по гладкой горизонтальной поверхности Как изменится
сила натяжения нити Т, если третий брусок переложить с первого на
второй?
1)уменьшится в 1,5 раза; 2)уменьшится в 2 раза; 3)увеличится в 2 раза;
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
Шаг 2. Математическая модель
решения.
т
2
F
3
1
1
m1 = m2 = m3 = m
Т = m2 g ; Т/ = (m2 + m3)g
Т = m g ; Т/ = (m + m)g =
2mg 3 т
2
?
F
А8. В результате нагревания неона абсолютная температура газа
увеличилась в 4 раза. Средняя кинетическая энергия теплового
движения его молекул при этом …
1)увеличилась в 4 раза; 2)увеличилась в 2 раза; 3)уменьшилась в 4 раза;
Шаг 2. Математическая модель
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
решения.
Т1
υ
1
Т2=4
Т1
υ
2
=
>
m υ2
2
k
E = ; E =
T
3
2
m
υ22 = 3
2
kT
=
>
Екин2
T2
Екин 1
= =4
m υ1
2
2
=
3
2
kT1
m υ2
2
2
= 3
2
kT
2
p
0
p
0
p
0
T
T
4
T
T
3
2
1
0
p
R
T
m
M
А9. На рисунке приведены
графики зависимости давления 1
моль идеального газа от
абсолютной температуры для
различных процессов. Какой из
графиков соответствует
Шаг 1. Анализ условия и
решение.
Изохорный процесс – процесс изменения состояния термодинамической
системы при постоянном объеме(от греч. «хорема» - вместимость). Запишем
уравнение Менделеева – Клапейрона:
p V = , где V = const, m = const, M = const (для данного газа), R
= const, т.е
const
m R
M V
p =
p = const T (прямая зависимость и при T = 0, p = 0).
А10. При каком из
V
перечисленных ниже
умен.,
процессов остается
значит
p увел.
неизменной внутренняя
и T
энергия 1 моль идеального
увел., и
газа?
1) При изобарном сжатии;
2) при адиабатном сжатии;
3) при адиабатном
1) изоб. cжатие (p =
const)
2) адиаб. сжат. (Q =
0)
mR
M V =
T
V увел.,
значит
p умен.
и T
умен., и
U ум. V
умен.,
значит
T увел.
3) адиаб. расш. (Q
и U ув.
=0)
4)изотерм. расш.(T =
const)
T =
const,
значит
U= const
3
2
1
0,
0,2
0,
V,м3
p,105
Па3
2
1
0
А11. Какую работу совершает газ при
переходе из состояния 1 в состояние 3
(см. рисунок)?
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
p,105Па
1
2
3
2
1
p,105П
а
3
2
3
2
1
0,
0,2
V,м3
0
0,
0,2
V,м3
Шаг 3. Анализ
графика 2-3.
При переходе газа из
состояния 2 в состояние 3,
давление увеличивается
при постоянном объеме,
значит, А2-3 = 0
Шаг 4.
Математическая
модель решения
А1-2 = p Δ V;
А1-2 =105Па*( 0,2 -
0,1) м3= =104Дж,
А2-3 = 0
Ответ: А=104Дж.
0
Шаг 2. Анализ
графика 1-2.
При переходе газа из
состояния 1 в состояние
2 при постоянном
давлении увеличивается
объем, и газ совершает
работу: А1-2 = p Δ
А12. Температура нагревателя идеального теплового двигателя
V;
Карно 227 ⁰С, а температура холодильника 27 ⁰С. Рабочее тело
двигателя совершает за цикл работу, равную 10 кДж. Какое
количество теплоты получает рабочее тело от нагревателя за один
цикл?
Шаг 1. Реконструкция
условия задачи.
Тепловой двигатель состоит из
нагревателя, рабочего тела и
холодильника. Газ или пар,
который является рабочим
телом, получает от нагревателя
некоторое количество теплоты.
Рабочее тело,
нагреваясь,
расширяется и совершает
работу за счет внутренней
энергии.
энергии
передается атмосфере
–
холодильнику – вместе с
отработанным паром или
выхлопными газами.
Важно
знать какую часть энергии
тепловой двигатель превращает
Дано: СИ
Решение: Тн=227⁰С 500К
Тх=27⁰С 300К η= *
=
100% ;
А=10кДж 104 Дж
>
Q - ? Дж η =
А
Q
Тн - Тх
Тн * 100%
;
А -
Тн -
Q
=
Шаг 2. Математическая модель решения
задачи.
104 Дж -
500К -
300К
Ответ: Q=25кДЖ.
Часть
А
Q=
>
=
Тн - Тх
=
Тн
>
= 25кД
Ж
Q
= А13. Точечный положительный заряд q помещен между разноименно
заряженными шариками (см. рисунок). Куда направлена
равнодействующая кулоновских сил, действующих на заряд q?
Шаг 1. Реконструкция условия задачи и
решение.
q>
0
+
-
Одноименные заряды отталкиваются
Разноименные заряды притягиваются
Определяем направление
равнодействующей кулоновских сил на
заряд q.
+
+
+
q>
0
q>
0
q>
-
-
-
Fрав
н
А14. На фотографии –
электрическая
цепь.
Показания включенного в
цепь амперметра даны в
амперах.
Какое напряжение покажет
идеальный вольтметр, если
его подключить
параллельно резистору 3
Шаг 2. Математическая
модель решения задачи.
Дано: Решение:
R1=1Ом По закону Ома для
участка цепи:
R2=2Ом U3= R3 I3, где I3= I=0,8A
, т.к.
R3=3Ом соединение
последовательное.
Ответ: U3
I=0,8A Значит,
=2,4В.
U3=3Ом*0,8A=2,4В.
0 – 6
Ом
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
А
0,8
I
1Ом
2Ом
3Ом
V
?
А15. На рисунке изображен момент демонстрационного эксперимента по проверке
правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Северный полюс магнита находится
внутри сплошного металлического кольца, но не касается его. Коромысло с
металлическими кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры.
При выдвижении магнита из кольца оно будет:
1) оставаться неподвижным;
2) двигаться против часовой стрелки;
3) совершать колебания;
4) перемещаться вслед за магнитом. Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
?
в которой
Присоединив катушку,
возникает индукционный ток,
к
гальванометру, можно обнаружить, что
направление этого тока зависит от того,
приближается ли магнит к катушке
(например, северным полюсом) или
Шаг 2. Анализ решения
удаляется от нее.
Возникающий
задачи.
индукционный ток того или иного
направления как – то взаимодействует с
магнитом ( притягивает его или
отталкивает). Катушка с протекающим
по ней током подобна магниту с двумя
полюсами. Направление индукционного
тока определяет, какой конец катушки
играет роль северного полюса (линии
магнитной индукции выходят из него).
Опираясь на закон сохранения энергии,
можно сказать, в каких случаях катушка
будет притягивать магнит, а в каких
отталкивать его.
Если приближать
магнит к катушке, то в ней появляется
индукционный ток такого направления,
что магнит обязательно отталкивается.
Для сближения магнита и катушки
нужно совершить положительную
работу. Катушка становится подобной
магниту, обращенному одноименным
полюсом к приближающемуся к ней S
N
B
При приближении магнита к катушке число
магнитных линий, пронизывающих витки
катушки (магнитный поток) увеличивается. Так
как изменяется магнитный поток, в катушке
возникает индукционный ток, магнитное поле
которого направлено противоположно внешнему
магнитному полю постоянного магнита.
S
N
B
B
S
N
B
B
При удалении магнита, в соответствии
с законом сохранения энергии
требуется , чтобы появилась сила
притяжения. Поэтому, при удалении
магнита от кольца, кольцо будет
притягиваться к магниту.
При удалении магнита от катушки число
магнитных линий, пронизывающих витки
катушки (магнитный поток) уменьшается. Так
как изменяется магнитный поток, в катушке
возникает индукционный ток, магнитное поле
которого сонаправлено с внешним магнитным
полем постоянного магнита, т.к. индукционный
ток своим магнитным полем противодействует
тому изменению магнитного потока, которым он
вызван. S
N
B
С
S
N
B
B
S
N
B
B
А16. На рисунке изображен цилиндрический
проводник, по которому течет электрический ток.
Направление тока указано стрелкой. Как направлен
вектор магнитной индукции создаваемого током
магнитного поля в точке С?
Шаг 1. Реконструкция условия
задач.
I
С
В
1) в плоскости рисунка вверх;
2) в плоскости рисунка вниз;
3) от нас перпендикулярно
плоскости рисунка;
4) к нам перпендикулярно
плоскости рисунка.
Шаг 2. Анализ условия и
решение.
Линии магнитной индукции прямого проводника с током
представляют собой концентрические окружности, охватывающие
проводник. По правилу буравчика определяем направление линий
магнитной индукции. Вектор магнитной индукции В направлен по
касательным в каждой точке к магнитным линиям.
А17.
Где находится изображение
светящейся точки S (см. рисунок),
создаваемое тонкой собирающей линзой?
1 Шаг 1. Реконструкция условия задачи и
решение.
Если предмет находится на расстоянии
2F от собирающей линзы, то
изображение получится:
1)действительное;
2) равное;
3)перевернутое;
4)на таком же расстоянии от линзы,
как и предмет.
Проверим построением.
А18. В инерциальной системе отсчета свет
от неподвижного источника распростра
няется со скоростью c. Источник света
, а υ
движется в этой системе со скоростью
зеркало – со скоростью u в противополож
ную сторону. С какой скоростью относи
тельно источника распространяется свет,
отраженный от зеркала?
F
2
F
3
2F
2F
3
2F
F
2F
F
u
с
υ
υ
; 2)
c +
+ υ u ; 3) c +
υ
;
4) c
1) c –
А19. Две частицы, отношение зарядов которых q2/ q1 = 2, влетели в однородное магнитное
поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Найдите отношение масс частиц m2/
m1, если их кинетические энергии одинаковы, а отношение радиусов траекторий R2 /R1 =
1/2.
1) 1; 2) 2; 3) 8; 4) 4.
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
Шаг 2. Анализ и решение
задачи.
А20. Длина волны рентгеновского излучения равна 10–10 м. Во сколько раз энергия
одного фотона этого излучения превосходит энергию фотона видимого света c длиной
волны 4⋅10–7 м?
Рассмотрим движущуюся заряженную частицу, которая
попадает в магнитное поле перпендикулярно линиям
магнитной индукции. Сила Лоренца зависит т модулей
скорости частицы и индукции магнитного поля. Т.к.
магнитное поле не меняет модуль скорости движущейся
частицы, то остается неизменным и модуль силы Лоренца.
Fл υ => определяет центростремительное ускорение
частицы, движущейся по окружности радиусом r. По 2
Шаг 3. Математическая модель решения
задачи.
m υ2
r
m 1 =
2|q1| B r1
m 2
=
=
=|q| υB , откуда |q| B r
|q1| B
r1 υ
|q2| B
r2 υ
=
|q1| B
υ
m 2
m 1
=
υ
2
F
1
2
По условию: q2/ q1 = 2,
R2 /R1 = 1/2. Шаг 1. Математическая модель решения
задачи.
Дано: Решение:
λ1 = 10-10м Е = hν;
λ2 = 4*10-7м ν = ; Е = h ;
Е1
Е2 Е1 = ; ; Е2 = ; =
=
hс
λ2
hс
λ1
λ2
λ1
Е2
Е2
с
λ
с
λ
?
hс λ2
hс
λ1
=
4*10
3
Е1
Е2
=
4*10-
7м10-10м
Е1
Е2
Ответ: =
4*103
А21. Какие заряд Z и массовое число А будет иметь ядро элемента, получившегося
из ядра изотопа Po после одного
21
5
84
α
распада и одного электронного распада?
β
?
Po
α и β
215
8
4
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
А
α
Х Y
+ He
Z
215
α
Po
Pb +
He ;
А-
4
Z-
211
2
82
4
4
84
2
А22. Дан график зависимости числа
нераспавшихся ядер эрбия Er
от времени. Каков период
полураспада этого изотопа?
Период полураспада –
интервал времени, в течение
которого распадается половина
числа радиоактивных атомов.
2
17
68
1) А=213 2) А=211 3) А=219
4) А=212 1 11Z=82 Z=83
Z=86 Z=83
~
β
А
Х Y +
е + ν
Z
211
~
Рb Bi +
е + ν
А
Z+
1
21
1
β
0
-1
0
-
1
83
82
N, 1025
16
0
8
0
0
5
0
10
0
20
0
t, час
А23. Для опытов по фотоэффекту взяли пластину из металла с работой выхода 3,4⋅10–19 Дж
и стали освещать ее светом частоты 6⋅1014 Гц. Затем частоту уменьшили в 2 раза,
одновременно увеличив в 1,5 раза число фотонов, падающих на пластину за 1 с. В
результате этого число фотоэлектронов, покидающих пластину за 1 с,
1) увеличилось в 1,5 раза; 2) стало равным нулю; 3)
уменьшилось в 2 раза; 4) уменьшилось более чем в 2 раза. Шаг 1. Математическая модель решения
задачи.
νкрасн= =
= 4,74*1014Гц
Дано: Решение:
Авых = 3,14*10-19Дж hν = Авых + еU зап Зная, что Авых=
hνкрасн , откуда
ν1 = 6*1014Гц
ν2 = 3*1014Гц
1,5 Nпад1 = Nпад2
t =1cNпок2
Nпок2 -? Сравнив νкрасн с ν2 = 3*1014Гц и
h=6,63 *10-
применяя 3 закон д фотоэффекта,
34Дж*с-1
если частота света меньше некоторой д
определенной для данного вещества минимальной частоты, п
А24. Пучок белого света, пройдя через призму, разлагается в спектр. Была выдвинута
гипотеза, что ширина спектра, получаемого на стоящем за призмой экране, зависит от угла
Авых
h
3,14*10-
19Дж
6,63 *10-
падения пучка на грань призмы. Необходимо экспериментально проверить эту гипотезу.
Какие два опыта из тех, схемы которых представлены ниже, нужно провести для такого
исследования?
А
Б
Шаг 1. Реконструкция условия задачи и
решение.
В
Г
α 1
α 2
А25. На рисунке показаны результаты измерения давления постоянной массы разреженного
газа при повышении его температуры. Погрешность измерения температуры ΔT = ± 10 К,
давления Δp = ± 2∙104 Па. Газ занимает сосуд объемом 5 л. Чему примерно равно число молей
газа?
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи.
Шаг 2. Математическая модель
решения задачи.
p, 105
Па Дано:
Решение: ΔТ=±10 К
p V= νRT
Δp = ± 2·104 Па p V
V=5 л=5*10-3м3 ν =
ν - ? моль RT
Из графика:
p = 2·105 Па ± 2·104 Па
Т = 300К=±10 К
ν = 0,4
моль
Ответ: ν = 0,4 моль
200
300
400
600
800 Т, К
6
4
2
0
B1. В сосуде неизменного объема находилась при комнатной температуре смесь двух
идеальных газов, по 1 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем
добавили в сосуд 1 моль первого газа. Температура газов в сосуде поддерживалась
неизменной. Как изменились в результате парциальные давления газов и их суммарное
давление?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе
могут повторяться.
Парциальное давление
первого газа
Парциальное давление второго
газа
Давление смеси газов
в сосуде
2
Шаг 1. Реконструкция условия задачи и
2
В сосуде неизменного
объема находилась при
комнатной температуре
смесь двух идеальных
газов, по 1 моль каждого.
Условно: 1 моль 1-го
газа
- 10
шт.
- 10
шт.
1
Половину содержимого
сосуда выпустили.
Парциальное давление
первого газа
увеличилось
А затем добавили в сосуд
1 моль первого газа.
Температура газов в
сосуде поддерживалась
неизменной. Т=const
Давление смеси
газов в сосуде
не изменилось
второго газа
уменьшилось
Парциальное давление
B2. Установите соответствие между физическими явлениями и приборами, в которых
используются или наблюдаются эти явления.
ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИБОР
А) Ионизация газа 1) Дифракционная решетка
Б) Линейчатый спектр 2) Просветленный объектив
3) Счетчик Гейгера
4) Призменный спектроскоп
А
Б Шаг 3. Анализ
решения задачи.
Спуск с горы –
равноускорен-ное
движение с начальной
скоростью равной 0.
Значит,
gt
22
h
t = =
=2с
2
*20м10м/с
2 h
g
υ1
=20м/с
За 2с лыжник увеличил
свою скорость и υ=
gt
υ1
=20м/с
200
м
υ2
=0
υ1
=20м/с
Лыжник массой 60 кг
спустился с горы
высотой
20
м
υ0
=0
20
м
20
м
20
м
После спуска, проехав
200 м по
горизонтальной
лыжне, он
Какой была сила
сопротивления его движению
по горизонтальной лыжне
после спуска?
После спуска, проехав
200 м по
горизонтальной
лыжне, он
υ1
=20м/с
υ1
=20м/с
B3. Лыжник массой 60 кг спустился с горы высотой 20м. Какой была сила сопротивления его
движению по горизонтальной лыжне после спуска, если он остановился, проехав 200 м?
Считать, что по склону горы он скользил без трения.
Шаг 1. Реконструкция
условия задачи.
Шаг 2. Графическое
представление условия
задачи.
200
м
υ2
=0
200
м
a
Движение по
горизонтальной лыжне
равнозамедленное с
начальной скоростью υ1
=20м/с и конечной
Т.к. движение по
горизонталь-ной лыжне
равнозамедленное до
полной остановки, то по
2 закону Ньютона ma =
Ю а=
s υ1t
Откуда время
=
v
2
движения по
а
>
b S= υ1t -
горизонтальной лыжне
t2
2
Значит, сила сопротивления его
равно
движению по горизонтальной лыжне
после спуска будет равна Fтр =
t= ; t=20с ,
2 Sυ1
ma=60кг*1м/с2 = 60Н.
тогда
Ответ: Fтр =
60Н.
υ2
x,м
=0
υ2
=0
-
t
s=200
м
a
υ1
=20м/с Шаг 4. Математическая модель решения
задачи.
Дано: Решение:
m=60кг
Спуск с горы – равноускоренное движение с начальной
υ0 =0
скоростью равной 0. Значит,
h=20м
s=200м
Fтр-?Н
Откуда время спуска
h gt
2
t = =
=2с
2
*20м10м/с
2 h
g
g=10м/с
За 2с лыжник увеличил свою скорость. Вычислим ее
по формуле υ= gt , υ1=10м/с2*2с=20м/с
Движение по горизонтальной лыжне –
равнозамедленное. По 2 закону Ньютона ma =
Fтр , где
s υ1t
2
Учитывая характер
движения
-
υ1
t
Ю а=
v
а
b S= υ1t+
t22
t
Ю а=
=
v
а
>
b S= υ1t -
t2
2
2 S
υ1
Откуда время движения по горизонтальной лыжне равно
, ; t=20с,
тогда а=1м/с2 и Fтр = ma=60кг*1м/с2 = 60Н.
Ответ: Fтр =
60Н.
B4. В теплоизолированный сосуд с большим количеством льда при температуре t1 = 0 °C
наливают m = 1 кг воды с температурой t2 = 44 °C. Какая масса льда Δm расплавится при
установлении теплового равновесия в сосуде? Ответ выразите в граммах.
t
=
Шаг 1.
Реконструкция
условия задачи.
В
теплоизолированны
й сосуд с большим
количеством льда
при температуре t1
= 0 °C наливают m
= 1 кг воды с
Шаг 2. Графическая
модель условия задачи.
Шаг 3. Анализ
решения задачи.
налива
ют
t2 = 44 °C
m = 1 кг
вода
В теплоизолированный
сосуд с большим
количеством льда при
температуре t1 = 0 °C
наливают m = 1 кг воды
с температурой t2 = 44
t1 = 0 °C
лед
t2 = 44 °Cm = 1 кгвода Qохл.воды= св m2(t2 –
t2 = 44 °C m
= 1 кг вода
t1 = 0 °C
лед
t,⁰С
4
4
0
Qплавл.льда= λл Δ
m
t,мин
Шаг 4. Математическая модель решения
задачи.
Начинается
процесс
теплообмена
между льдом и
водой. Причем, в
замкнутой
системе
количество
теплоты,
которое отдаст
вода, будут
Дано: Решение:
лед
t1 = 0 °C Запишем уравнение теплового баланса:
вода
m2 = 1 кг Количество теплоты, необходимое для плавления льда
t2 = 44 °C Количество теплоты, отданное водой
Δ m - ? кг
λл=3,3*105Дж/кг
св=4200 Дж/(кг*°C)
Qохл.воды= св m2(t2 –
t1)
λл Δ m= - св m2(t2 –
t1)
Qплавл.льда= λл Δ
m
+Qплавл.льда=-Qохл.воды
- св m2(t2 –
t1) λл
Δ
m=
Δ
m=
- 4200 Дж/(кг*°C)* 1 кг * (0-
44) °C 3,3*105Дж/кг
=
0,56кг
υ
Ответ: Δ m =
560г.
B5. Прямоугольный контур, образованный двумя рельсами и двумя перемычками, находится в
однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура. Правая перемычка
скользит по рельсам, сохраняя надежный контакт с ними. Известны величины: индукция
магнитного поля В = 0,1Tл, расстояние между рельсами l = 10см, скорость движения
перемычки
R = 2Ом. Какова сила индукционного тока в
= 2м/c, сопротивление контура
контуре? Ответ выразите в миллиамперах (мА).
Шаг 1.
Реконструкция
условия задачи.
Прямоугольный контур, образованный
двумя рельсами и двумя перемычками,
находится в однородном магнитном
поле, перпендикулярном плоскости
контура.
B=0,1
R=2О
υ=2м/
l
=10см
R
B
υ Правая перемычка скользит по
рельсам, сохра-няя надежный контакт
с ними.
Какова сила индукционного тока в
контуре? Ответ выразите в
миллиамперах (мА).
Шаг 2. Графическая модель условия
задачи.
B
R
R
B
υ
υ
Шаг 3. Анализ решения
задачи.
Электромагнитная индукция –
это физическое явление,
заключающееся в
возникновении электрического
тока в замкнутом контуре при
изменении магнитного потока
магнитной индукции через
поверхность, ограниченную
этим контуром. Возникающий
при этом явлении ток
называется индукционным.
Индукционный ток в контуре
имеет такое направление, что
созданный им магнитный поток
через поверхность,
Шаг 4. Математическая модель решения
задачи.
ε
R
Дано: СИ Решение:
B=0,1Tл iинд=
l = 10см 0,1м
υ = 2м/c
R = 2Ом
iинд -?А
, где ε= B l υ , тогда
iинд=
iинд= 0,1Tл*0,1м* υ =
B l υ
R
2Ом
Ответ: iинд
=10мА.
=0,01
А
С1.
Около небольшой металлической пластины,
укрепленной на изолирующей подставке, подвесили
на длинной шелковой нити легкую металлическую
незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили
к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее
положительный заряд, гильза пришла в движение.
Опишите движение гильзы и объясните его, указав,
какими физическими явлениями и закономерностями
оно вызвано.
Шаг 1. Реконструкция условия
задачи и анализ решения.
+
Шаг 2. Графическая модель условия
задачи. Около небольшой металлической
пластины, укрепленной на
изолирующей подставке, подвесили на
длинной шелковой нити легкую
металлическую незаряженную гильзу.
Металличес
кая
пластина не
заряжена
Металлическа
я гильза
электрически
нейтральна
υ=
В гильзе под
действием
электрическо
го поля
пластины
начинается
перераспреде
ле-ние
+
+
+
-
Из-за
перерас-
пределение
за-рядов
гильза на-
чинает прихо-
дить в
движение в
Пластину подсоединили к
клемме высоковольтного
выпрямителя, подав на нее
положительный заряд.
Когда зарядили
металлическую
пластину, вокруг нее
образовалось
электрическое поле
+
Электризация во внешнем электрическом
поле (наведение зарядов).
Под действием электрического поля пластины
в металлической гильзе свободные электроны
«направляются» в сторону положительно
заряженной пластины.
-
-
-
-
+
Притягиваясь к пластине, гильза
соприкоснулась с ней.
В момент касания часть электронов с гильзы
перейдет на положительно заряженную
пластину.
После перехода части электронов на
пластину, гильза станет положительно
заряженной и начнет отталкиваться от
одноименно заряженной пластины.
Проходя положение равновесия, гильза не
остановится. Под действием силы
кулоновского взаимодействия – силы
отталкивания гильза будет отклоняться
вправо.
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
-
-
+
+
+
-
-
+
+ -
-
-
+
+
+
-
Гильза остановится, когда равнодействующая
всех сил станет равной нулю.
+
+
-
-
-
-
+
+
υ=
Т
+
Fк
л
Fтя
ж
Т
R
1
Fк
л
Fтя
ж
R
1
Fтя
ж
R=
0
С2. Тело, свободно падающее с некоторой высоты без начальной скорости, за время
= 1 с
после начала движения проходит путь в n = 5 раз меньший, чем за такой же промежуток
времени в конце движения. Найдите полное время движения.
Шаг 1. Реконструкция условия и
анализ задачи.
Шаг 2. Графическая модель
движения.
τ Тело, свободно падающее с
некоторой высоты без начальной
скорости , за время τ = 1 с после
начала движения проходит путь в n
= 5 раз меньший, чем за такой же
промежуток времени в конце
Найдите полное время движения.
τ=1
с
S1
τ=1
с
S2
0
S3
τ=1
с
1
2
Свободное падение тела –
равноускоренное движение. При
равноускоренном движении без на-
чальной скорости модули векторов
перемещения, совершаемых телом за
последовательные равные промежутки
времени, относятся как ряд последова-
тельных нечетных чисел S1: S2: S3 …
=1:3:5…
Т.к. по условию задачи 5 S1= Sпосл ,
т.е. за последнюю секунду τ тело
Т.к тело, свободно падающее с некоторой высоты без начальной
скорости, запишем уравнение зависимости координаты от времени при
Шаг 1. Реконструкция условия и
равноускоренном движении без начальной скорости:
анализ задачи.
l
Тело, свободно падающее с
x
t1= τ = 1c y(t1)=y1 ,
некоторой высоты без начальной
t2=t - τ y(t2)=y2, где t – полное время движения тела.
скорости , за время τ = 1 с после
начала движения проходит путь в n
y
= 5 раз меньший, чем за такой же
2
промежуток времени в конце
Найдите полное время движения.
Шаг 2. Графическая модель
движения.
Данную задачу можно решить вторым
S2
Шаг 3. Математическая модель решения
задачи.
τ=1
с
τ=1
с
0
y
1
S1
3
t,
с
t
y
За последнюю секунду путь тела будет равен S2 = h - y2 , тогда
S2= (t2 – (t –τ )2) = (2t – τ ). С другой стороны S2=5 S1 .
y(t)
=
gt
2
gt
2
y(t)= = h , где h – высота, с которой
падало тело .
Для двух данных
положений тела:
5 gτ 2 = gτ (2t – τ )
5τ = 2t – τ
t = 3 с
Ответ: t = 3 с.
gt1
y1=
22
=
gt2
y2=
22
=
gτ
22
g(t – τ)
2 2
g
2
g
τ
2
2g
y1= S2 : 5 , y1= (2t – τ ) : 5 ,
= (2t – τ ) : 5
τ
gτ
2
2
g
2
τ
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Решение задач по физике ЕГЭ графическим моделированием.
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.