На горизонтальном шероховатом столе лежит брусок массой 2 кг соединенный через систему идеальных
Обновлено: 18.05.2024
Тип 6 № 8857К железному бруску массой 7,8 кг привязали тонкую невесомую нерастяжимую нить, которую перекинули через неподвижный идеальный блок, а сам брусок целиком погрузили в воду (см. рис.). Свободный конец нити удерживают, действуя на него с некоторой силой так, что брусок находится в равновесии. Установите соответствие между физическими величинами и их численными значениями, выраженными в указанных единицах. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А) модуль силы натяжения нити, Н
Б) объём бруска, дм 3
Зная массу железного бруска, можем найти его объем:
Запишем второй закон Ньютона для бруска:
Найдем отсюда модуль силы натяжения нити:
Тип 6 № 8899К алюминиевому бруску массой 5,4 кг привязали тонкую невесомую нерастяжимую нить, которую перекинули через неподвижный идеальный блок, а сам брусок целиком погрузили в воду (см. рис.). Свободный конец нити удерживают, действуя на него с некоторой силой так, что брусок находится в равновесии. Установите соответствие между физическими величинами и их численными значениями, выраженными в указанных единицах. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Зная массу алюминиевого бруска, можем найти его объем:
Аналоги к заданию № 8857: 8899 Все
Задания Д29 C2 № 10201На горизонтальном шероховатом столе лежит брусок массой m1 = 2 кг, соединённый через систему идеальных блоков невесомой и нерастяжимой нитью с грузом массой m2 = 3 кг, висящим на высоте h = 2 м над столом (см. рис.). Груз начинает движение без начальной скорости и абсолютно неупруго ударяется о стол. Какое количество теплоты Q выделяется при этом ударе? Коэффициент трения бруска о стол равен μ = 0,25.
1. На груз массой m2 действует силы тяжести а вверх — сила натяжения нити T, которая в силу условия задачи одинакова вдоль всей нити. На брусок массой m1 вправо действует сила T, а влево — сила трения скольжения μm1g. По вертикали на него действуют равные силы реакции опоры N и тяжести m1g.
2. В силу нерастяжимости нити модули ускорений обоих тел одинаковы и равны a. Запишем уравнения движения тел в проекциях на вертикальную и горизонтальную оси: Сложив уравнения, находим ускорение:
3. Скорости обоих тел в момент удара груза о стол находим по известной кинематической формуле, зная путь h, пройденный ими:
4. При абсолютно неупругом ударе вся кинетическая энергия второго груза выделится в виде тепла
Задания Д29 C2 № 10270На горизонтальном шероховатом столе лежит брусок массой m1 = 1 кг, соединённый через систему идеальных блоков невесомой и нерастяжимой нитью с грузом массой m2 = 2 кг, висящим на высоте h = 1,5 м над столом (см. рис.). Груз начинает движение без начальной скорости и абсолютно неупруго ударяется о стол. Какое количество теплоты Q выделяется при этом ударе? Коэффициент трения бруска о стол равен μ = 0,3.
Аналоги к заданию № 10201: 10270 Все
Почему ничего не выходит, если просто из потенциальной энергии второго груза вычесть работу силы трения первого груза?
Потому что надо вычесть ещё кинетическую энергию первого груза:
Тип 30 № 25738Какие законы Вы используете для описания движения системы тел и блоков? Обоснуйте их применение к данному случаю.
Обоснование. Тела движутся поступательно. Поэтому их можно считать материальными точками. На первое тело действуют сила тяжести, сила трения, сила реакции опоры, сила натяжения нити; на второе тело действуют сила тяжести и сила натяжения нити. В инерциальной системе отсчета для каждого тела можно применить второй закон Ньютона.
В силу нерастяжимости нити силы натяжения, действующие на каждое из тел, равны по модулю.
Так как нить невесома, то оба тела движутся с одинаковым ускорением.
Так как в блоках отсутствует сила трения, равнодействующие сил, действующих на каждое тело, постоянны, следовательно, движение тел равноускоренное. Поэтому возможно применение законов прямолинейного равноускоренного движения.
Поскольку удар одного из тел о стол является абсолютно неупругим, то система «тела – Земля» не является замкнутой. В инерциальной системе отсчета можно применить закон превращения энергии для незамкнутой системы тел.
Перейдем к решению.
Тип 30 № 29762По гладкой наклонной плоскости, составляющей угол с горизонтом, скользит из состояния покоя брусок массой В тот момент, когда брусок прошёл по наклонной плоскости расстояние в него попала и застряла в нём летящая навстречу ему вдоль наклонной плоскости пуля массой Скорость пули После попадания пули брусок поднялся вверх вдоль наклонной плоскости на расстояние от места удара. Найдите массу пули m. Трение бруска о плоскость не учитывать. Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи.
Обоснование.
Рассмотрим движение бруска и пули относительно Земли, которую можно считать инерциальной системой отсчета. Брусок и шарик движутся поступательно, поэтому их движение можно описывать моделью материальной точки. По условию поверхность наклонной плоскости гладкая, сила трения отсутствует. Сила реакции опоры перпендикулярна направлению движения, поэтому работу не совершает. В данном случае можно применять законы сохранения импульса и энергии.
Перейдем к решению.
1. Рассмотрим два состояния при движении бруска-в начальный момент времени и в момент попадания пули, который примем на нулевой уровень высоты. В первом состоянии брусок обладал потенциальной энергией причем по рисунку Во втором состоянии брусок обладал кинетической энергией По закону сохранения энергии
2. В результате неупругого взаимодействия бруска и пули они станут одним целым и будут двигаться со скоростью u в направлении движения пули. По закону сохранения импульса В проекции на ось Ox, направленную вверх вдоль наклонной плоскости, получаем
3. Рассмотрим два состояния бруска с пулей — в момент удара, который будем считать нулевым уровнем высоты, и в момент остановки при подъеме на некоторую высоту В первом состоянии тела обладают кинетической энергией во втором состоянии потенциальной энергией По закону сохранения энергии
4. Объединяя записанные уравнения, находим массу пули
Тип 30 № 25940Клин массой M с углом α при основании закреплён на шероховатой горизонтальной плоскости (см. рис.). На вершине клина, на высоте H над плоскостью находится маленький брусок массой m, коэффициент трения которого о верхнюю половину наклонной поверхности клина и о шероховатую горизонтальную плоскость равен Нижняя половина наклонной поверхности клина гладкая. Брусок отпускают без начальной скорости, он скатывается по клину и далее скользит по шероховатой плоскости и останавливается на некотором расстоянии L по горизонтали от своего начального положения. Найдите это расстояние L, если в точке перехода с клина на плоскость есть гладкое закругление, так что скорость бруска при переходе с клина на плоскость не уменьшается.
Какие законы Вы используете для описания движения бруска по клину? Обоснуйте их применение к данному случаю.
Обоснование. Брусок движется поступательно, поэтому его можно считать материальной точкой. При движении бруска по шероховатой части клина и по шероховатой горизонтальной поверхности в инерциальной системе отсчета можно применить закон превращения энергии.
Перейдем к решению. При соскальзывании бруска с клина и дальнейшем его движении по горизонтальной плоскости до остановки выполняется закон изменения механической энергии данной системы тел: вся потенциальная энергия бруска расходуется на работу против сил трения скольжения при движении вначале по шероховатой части поверхности клина, Aтр1, а затем — по шероховатой горизонтальной плоскости, Aтр2:
mgH = Aтр1 + Aтр2.
По закону Амонтона — Кулона сила трения скольжения равна μN, где сила N давления бруска на неподвижную наклонную плоскость равна а на горизонтальную плоскость — mg. Силы трения на участках с трением равны соответственно и μmg. Вдоль участка наклонной плоскости с трением брусок прошёл расстояние, как следует из рисунка, так что Обозначим расстояние, которое брусок прошёл по горизонтальной плоскости, через l2. Тогда Aтр2 = μmgl2. Подставим выражения для работ против сил трения в закон изменения энергии: Отсюда получаем, что При соскальзывании с клина брусок сдвинулся по горизонтали на расстояние равное длине основания клина, так что искомое расстояние
На горизонтальном шероховатом столе лежит брусок массой 2 кг соединенный через систему идеальных
ЕГЭ-физика. Прототипы задания №2 "Силы в природе. Сила трения"
№1 На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 20 Н. Чему будет равна сила трения скольжения после уменьшения массы тела в 2 раза, если коэффициент трения не изменится?
№2 На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 10 Н. Чему будет равна сила трения скольжения после увеличения коэффициента трения в 4 раза при неизменной массе?
№3 Тело равномерно движется по плоскости. Сила давления тела на плоскость равна 20 Н, сила трения 5 Н. Чему равен коэффициент трения скольжения?
№4 Санки массой 5 кг скользят по горизонтальной дороге. Сила трения скольжения их полозьев о дорогу 6 Н. Каков коэффициент трения скольжения саночных полозьев о дорогу? Ускорения свободного падения считать равным 10 м/с 2 .
№5 На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 20 Н. Если, не изменяя коэффициента трения, уменьшить в 4 раза силу давления бруска на поверхность, чему будет равна сила трения скольжения?
№6 Брусок массой 20 кг равномерно перемещают по горизонтальной поверхности, прикладывая к нему постоянную силу, направленную под углом 30° к поверхности. Модуль этой силы равен 75 Н. Определите коэффициент трения между бруском и плоскостью. Ответ округлите до десятых долей.
№7 На горизонтальной поверхности лежит деревянный брусок массой 1 кг. Для того чтобы сдвинуть этот брусок с места, к нему нужно приложить горизонтально направленную силу 3 Н. Затем на эту же поверхность кладут стальной брусок массой 5 кг. Коэффициент трения для стали о данную поверхность в 2 раза больше, чем для дерева. Какую горизонтально направленную силу нужно приложить к стальному бруску для того, чтобы сдвинуть его с места?
№8 Брусок массой 1 кг лежит на горизонтальной шероховатой поверхности. К нему прикладывают силу F направленную под углом 60° к горизонту. Модуль этой силы равен 4 Н. Коэффициент трения между бруском и поверхностью равен 0,6. Чему равен модуль силы трения, действующей со стороны поверхности на брусок? Ответ приведите в ньютонах.
№9 Брусок массой 5 кг покоится на шероховатом горизонтальном столе. Коэффициент трения между поверхностью бруска и поверхностью стола равен 0,2. На этот брусок действуют горизонтально направленной силой 2,5 Н. Чему равна по модулю возникающая при этом сила трения?
№10 Брусок массой 5 кг покоится на шероховатом горизонтальном столе. Коэффициент трения между поверхностью бруска и поверхностью стола равен 0,2. На этот брусок действуют горизонтально направленной силой 15 Н. Чему равна по модулю возникающая при этом сила трения?
№11 Брусок покоится на наклонной плоскости, образующей угол 30° с горизонтом. Сила трения покоя равна 0,5 Н. Определите силу тяжести, действующую на тело.
№12 Мальчик скатился с горки высотой 10 метров и проехал путь 50 метров по горизонтальному участку дороги. Чему равен коэффициент трения? Трением на горке пренебречь.
№13 На графике приведена зависимость модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. Каков коэффициент трения?
Сила трения скольжения связана с коэффициентом трения и силой реакции опоры соотношением
Таким образом, сила трения скольжения пропорциональна произведению коэффициента трения и массы бруска. Если коэффициент трения не изменится, то после уменьшения массы тела в 2 раза сила трения скольжения также уменьшится в 2 раза и окажется равной
20/2=10
Сила трения скольжения пропорциональна произведению коэффициента трения и массы бруска. Если масса бруска не изменится, то после увеличения коэффициента трения в 4 раза, сила трения скольжения также увеличится в 4 раза и окажется равной
10*4=40
№8 Решение.
№11 Решение.
№12 Решение.
Презентация по физике "ЕГЭ. Задание №25-32"
1) Брусок массой 1,0 кг движется по горизонтальной плоскости прямолинейно с постоянным ускорением 1 м/c2 под действием силы F направленной вверх под углом а = 30° к горизонту (см. рисунок). Какова величина силы F, если коэффициент трения бруска о плоскость равен 0,2? Ответ округлите до целых.
2) Чему равна работа, совершаемая идеальным одноатомным газом при реализации процесса 1–2–3 (см. рисунок)? Ответ укажите в джоулях с точностью до десятых.
Задания 25 -27
3) Точка B находится в середине отрезка AC. Неподвижные точечные заряды –q и –2q (q = 2 нКл) расположены в точках A и C соответственно (см. рисунок). Какой положительный заряд надо поместить в точку A взамен заряда –q, чтобы напряжённость электрического поля в точке B увеличилась в 4 раза? (Ответ дайте в нКл.)
4) В фантастических романах космические корабли перемещаются при помощи фотонных двигателей, принцип действия которых заключается в создании реактивной тяги при испускании света. Сколько фотонов должен каждую секунду испускать такой двигатель для того, чтобы сообщать кораблю массой 15 тонн ускорение 2 м/с2, если длина волны испускаемых фотонов равна 660 нм? Ответ дайте в виде целого числа, которое должно быть записано перед множителем «1031».
5) На тонкую собирающую линзу, центр которой находится в точке O (см. рисунок), имеющую фокусное расстояние 15 см, падает луч света. Луч распространяется вдоль горизонтальной оси 0x, которая вначале совпадает с главной оптической осью линзы, на расстоянии 4 см от неё. Определите, на каком расстоянии от линзы этот луч пересечёт ось 0x, если сдвинуть линзу на 1 см вниз перпендикулярно главной оптической оси. Ответ дайте в см.
Задание 28
6) Часто в деревнях, находящихся на открытых местах, на пригорках, во время ураганных ветров с деревянных домов срывает двускатные крыши, особенно с тех, у которых не были плотно закрыты чердачные оконца. Вначале крыша с подветренной стороны, если на ней есть чердак с окном, слегка приподнимается над домом, а потом вся крыша поворачивается, встаёт поперёк ветра и улетает. Перечислите и объясните физические явления и закономерности, которые приводят к подобному результату.
7) Иван Иванович в свой день рождения нарезал хлеб на куски и оставил их дома на столе, ничем не прикрывая. Через некоторое (не очень большое) время выяснилось, что хлеб остался мягким, но при этом заплесневел. Иван Иванович точно помнил, что ровно полгода назад, когда он так же оставил на столе нарезанный хлеб, куски быстро зачерствели, но плесенью не покрылись.
В какое время года – летом или зимой – родился Иван Иванович?
Ответ поясните, указав, какие физические явления и законы Вы использовали для объяснения.
8) В длинном и широком спортивном зале с высотой потолка H = 10 м баскетболист бросает мяч товарищу по команде с начальной скоростью V = 20 м/с. Какова может быть максимальная дальность его передачи по горизонтали? Сопротивлением воздуха и размерами мяча можно пренебречь, бросок делается и принимается руками на уровне h = 2 м от горизонтального пола.
9) Небольшое тело массой M = 0,99 кг лежит на вершине гладкой полусферы. В тело попадает пуля массой m = 0,01 кг, летящая горизонтально со скоростью v0 =100 м/с, и застревает в нём. Пренебрегая смещением тела за время удара, определите радиус сферы, если высота, на которой тело оторвётся от поверхности полусферы, h = 0,7 м. Высота отсчитывается от основания полусферы.
10) На горизонтальном шероховатом столе лежит брусок массой m1 = 2 кг, соединённый через систему идеальных блоков невесомой и нерастяжимой нитью с грузом массой m2 = 3 кг, висящим на высоте h = 2 м над столом (см. рисунок). Груз начинает движение без начальной скорости и абсолютно не упруго ударяется о стол. Какое количество теплоты Q выделяется при этом ударе? Коэффициент трения бруска о стол равен μ = 0,25.
11) Для того чтобы совершить полет, изобретатель массой 60 кг решил использовать 5000 воздушных шариков с гелием. До какого объёма необходимо надуть шар, чтобы изобретатель поднялся в воздух при нормальном атмосферном давлении и температуре воздуха T = 27 °С. Массой оболочки шаров и объёмом изобретателя пренебречь
12) В цилиндр с подвижным поршнем накачали ν = 4 моля идеального одноатомного газа при температуре t1 = 70 °C. Накачивание вели так, что давление газа было постоянным. Затем накачку прекратили и дали газу в цилиндре расшириться без теплообмена с окружающей средой до давления p = 1 атм. При этом газ остыл до температуры t2 = 30 °C. Какую суммарную работу совершил газ в этих двух процессах? В исходном состоянии цилиндр был пуст и поршень касался дна.
13) Тепловой двигатель использует в качестве рабочего вещества 1 моль идеального одноатомного газа. Цикл работы двигателя изображён на pV-диаграмме и состоит из двух адиабат, изохоры, изобары. Модуль отношения изменения температуры газа при изобарном процессе ΔT12 к изменению его температуры ΔT34 при изохорном процессе равен 1,2. Определите КПД цикла.
Задание 31
14) Проводник движется равноускоренно в однородном вертикальном магнитном поле. Направление скорости перпендикулярно проводнику. Длина проводника — 2 м. Индукция перпендикулярна проводнику и скорости его движения. Проводник перемещается на 3 м за некоторое время. При этом начальная скорость проводника равна нулю, а ускорение 5 м/с2. Найдите индукцию магнитного поля, зная, что ЭДС индукции на концах проводника в конце движения равна 2 В.
15) Плоский конденсатор, заполненный диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 7, имеет ёмкость С = 2800 пФ и присоединён к источнику постоянного напряжения U. Диэлектрическую пластину медленно извлекают из конденсатора, не отсоединяя его от источника и совершая при этом работу A = 1,5 мкДж. Чему равно U? Потерями на трение при удалении пластины из конденсатора можно пренебречь.
16) В схеме, изображённой на рисунке, ЭДС источника E = 12 В, его внутреннее сопротивление r = 1 Ом, сопротивление резистора R1 = 10 Ом, сопротивление катушки индуктивности L равно R2 = 1 Ом. Вначале ключ К замыкают в положение 1, а через длительное время переключают в положение 2. После этого в замкнутой части цепи справа от ключа выделяется количество теплоты Q = 2 Дж. Какой поток Ф вектора магнитной индукции существовал в катушке индуктивности перед переключением ключа в положение 2?
Задание 32
17) В электрической цепи, показанной на рисунке, ключ К длительное время замкнут, ε = 6 В, r = 2 Ом, L = 1 мГн. В момент t = 0 ключ К размыкают. Амплитуда напряжения на конденсаторе в ходе возникших в контуре электромагнитных колебаний равна ЭДС источника. В какой момент времени напряжение на конденсаторе в первый раз достигнет значения ε? Сопротивлением проводов и активным сопротивлением катушки индуктивности пренебречь.
18) Газ неон находится при температуре Т = 30 К и нормальном атмосферном давлении P = 105 Па. Оцените, во сколько раз при этих условиях отличаются среднее расстояние между атомами газа и их длина волны де Бройля λ.
19) Цилиндрическая катушка из проволоки сопротивлением R = 10 Ом, состоящая из N = 1000 витков с площадью сечения каждого витка S = 1 см2, замкнута накоротко, и её вращают вокруг вертикальной оси, перпендикулярной оси катушки, с угловой частотой ω = 628 с–1 в однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл. Какую среднюю мощность необходимо развивать для поддержания такого вращения? Индуктивностью катушки и всеми потерями на трение можно пренебречь.
Читайте также: