На горизонтальном столе лежит брусок массой
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 столе лежит брусок массой
Тип 30 № 29763На горизонтальном столе лежит брусок массой кг, к нему через легкий неподвижный блок привязан груз массой Груз начинают тянуть с силой под углом к горизонту (см. рис.). Определите скорость груза в момент достижения им высоты поверхности стола, если первоначально груз находился на расстоянии 32 см от поверхности стола. Коэффициент трения равен 0,3. Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи.
Рассмотрим движение бруска и груза относительно Земли, которая является инерциальной системой отсчета. На брусок действуют силы: приложенная сила F, сила тяжести Mg, сила трения сила реакции опоры N и сила натяжения нити T1. Движение бруска прямолинейное равноускоренное с ускорением a2. На груз действуют сила тяжести mg и сила натяжения нити T2, под действием которых груз движется прямолинейно и равноускорено с ускорением a2. Так как движение этих тел поступательное, то его можно описывать моделью материальной точки. По условию нить невесома и нерастяжима, поэтому ускорения тел и силы натяжения нити равны модулю. Тогда можно считать, что В инерциальной системе отсчета можем применить второй закон Ньютона.
1. Запишем второй закон Ньютона для бруска и груза:
Найдем проекции уравнений на координатные оси:
Учтем, что сила трения скольжения равна
2. Грузик двигался из состояния покоя равноускорено. Тогда откуда
3. Объединив все уравнения, найдем скорость груза при подъеме на высоту 32 см, получим
В обосновании возможности использования законов (закономерностей) допущена ошибка.
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2022. Основная волна. Разные задачи, ЕГЭ по физике 06.06.2022. Основная волна. Свердловская область
Задания Д28 C1 № 3409Брусок массой М = 300 г соединен с грузом массой m = 200 г невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок (см. рис.). Брусок скользит без трения по неподвижной наклонной плоскости, составляющей угол 30° с горизонтом. Чему равно ускорение груза m? Ответ приведите в метрах на секунду в квадрате.
Поскольку нить нерастяжимая, бруски двигаются с одинаковым ускорением. Невесомость нити означает, что натяжение нити постоянно по всей ее длине, а значит, нить действует на бруски с одинаковой по величине силой Выпишем второй закон Ньютона для бруска массой M в проекции на ось, направленную вверх вдоль наклонной плоскости: Для второго бруска выпишем второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось, направленную вниз: Решая систему из двух последних уравнений, находим выражение для ускорения
почему силы натяжения равны?
Из-за невесомости нити. Полная сила на нить должна быть равна нулю, иначе у нее будет бесконечное ускорение. В полную силу входят силы со стороны брусков и со стороны блока.
В законе Ньютона для второго бруска есть ошибка: раз большой брусок скатывается вниз с ускорением, значит и у второго бруска ускорение направлено вверх, тогда получается, что T-mg=ma.
Большой брусок едет вверх по склону.
Не понятно в какую сторону движется большой брусок и груз если читать условие задачи. Вот вы написали вверх по склону. Хотелось бы понять почему?
Например, можно сравнить и что больше — тот груз и перевесит. Если задача составлена так, что таких соотношений не составить, тогда направление ускорения выбирается произвольно и в конце решения знак проекции покажет, угадано ли верно направление. Если бы в данном решении получилось, что то был бы сделан вывод, что большой груз движется вниз по склону.
Задания Д28 C1 № 3411Брусок массой М = 300 г соединен с бруском массой m = 200 г невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок (см. рис.). Чему равен модуль ускорения бруска массой 200 г? Ответ приведите в метрах на секунду в квадрате.
Поскольку нить нерастяжимая, бруски двигаются с одинаковым ускорением. Невесомость нити означает, что натяжение нити постоянно по всей её длине, а значит, нить действует на бруски с одинаковой силой Выпишем второй закон Ньютона для брусков в проекции на вертикальную ось, направленную вверх:
Решая систему из двух уравнений, находим выражение для ускорения
Тип 6 № 8001На гладком горизонтальном столе брусок массой М, прикреплённый к вертикальной стене пружиной жёсткостью k, совершает гармонические колебания с амплитудой А (см. рис.). Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А) период колебаний груза
Б) амплитуда скорости груза
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Период колебаний пружинного маятника равна (А — 1).
Максимальная потенциальная энергия пружины равна максимальной кинетической энергии Из равенства следует, что амплитуда скорости груза равна (Б — 4).
Читайте также: