Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 30 № 25935

Пластилиновый шарик массой m=0,5кг, подвешенный на нити длиной l=0,8м, отводят в сторону и отпускают. В нижней точке качения шарик налетает на покоящийся брусок. В результате абсолютно неупругого соударения брусок приобретает скорость u=0,4м/с. Определите массу бруска M, если в момент столкновения натяжение нити было T=8,6Н.

Какие законы Вы используете для описания взаимодействия тел? Обоснуйте их применение к данному случаю.

Спрятать решение

Решение.

Обоснование. Шарик и брусок в данных условиях можно считать материальными точками. При отсутствии силы сопротивления воздуха и трения в инерциальной системе отсчета для шарика и бруска применим закон сохранения импульса при абсолютно неупругом ударе. Внешняя сила тяжести действует в течение очень малого промежутка времени взаимодействия, поэтому этим действием можно пренебречь.

Нить невесома и нерастяжима, на шарик действуют сила тяжести и сила натяжения нити.

Равнодействующая сил в момент удара является причиной возникновения центростремительного ускорения для равномерного движения по окружности. Можем применять для инерциальной системы отсчета второй закон Ньютона.

 

Перейдем к решению. До столкновения шарик движется по окружности. В нижней точке его центростремительное ускорение равно

a_ц= дробь: числитель: T минус mg, знаменатель: m конец дроби = дробь: числитель: 8,6 минус 0,5 умножить на 10, знаменатель: 0, конец дроби 5=7,2м/с в степени 2 .

Скорость шарика перед ударом можно найти из соотношения

a_ц= дробь: числитель: \upsilon в степени 2 , знаменатель: l конец дроби равносильно \upsilon = корень из (a_цl) = корень из (7,) 2 умножить на 0,8=2,4м/с.

При абсолютно неупругом столкновении выполняется закон сохранения импульса:

m\upsilon =(m плюс M)u равносильно M= дробь: числитель: m(\upsilon минус u), знаменатель: u конец дроби = дробь: числитель: 0,5 умножить на (2,4 минус 0,4), знаменатель: 0, конец дроби 4=2,5кг.

Ответ: 2,5 кг.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения заданияБаллы
Критерий 1

Верно обоснована возможность использования законов (закономерностей)

1

В обосновании возможности использования законов (закономерностей) допущена ошибка.

ИЛИ

Обоснование отсутствует

0
Критерий 2
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) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических

преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)

2
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.

ИЛИ

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.

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

1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла0
Максимальный балл4
Источник: ЕГЭ 20.06.2016 по физике. Основная волна волна. Вариант 68 (Часть С)