
По гладкой наклонной плоскости пускают шайбу. Максимальное удаление шайбы от линии пересечения наклонной плоскости и горизонтали 68 см. Угол плоскости с горизонталью α = 30°. Угол между начальной скоростью и линией AB β = 60°. Найдите начальную скорость шайбы.
Какие законы Вы использовали для описания движения? Обоснуйте их применение к данному случаю.
Решение. Обоснование. В данных условиях шайбу можно считать материальной точкой.
На шайбу действуют две силы: сила реакции опоры и сила тяжести. При выборе удобной системы отсчета — Ox вдоль AB, Oy вдоль AC — проекция силы реакции опоры на обе оси равна нулю.
Поэтому можно рассматривать движение шайбы только под действием силы тяжести с ускорением свободного падения, направленного вертикально вниз и равного 10 м/с2. Проекция этого ускорения на ось 0x равна нулю, поэтому для описания движения вдоль данной оси можно применять законы прямолинейного равномерного движения. Проекция этого ускорения на ось 0y равна поэтому для описания движения по данной оси можно применять законы прямолинейного равноускоренного движения.
Перейдем к решению. Расположим координатные оси: Ox вдоль AB, Oy вдоль AC. На шайбу действуют две силы — сила тяжести и реакция опоры. По второму закону Ньютона
Сила реакции опоры перпендикулярна наклонной плоскости, поэтому после проецирования на выбранные оси получаем
Пусть t — время, за которое шайба достигнет максимального удаления от AB, тогда
Поскольку получаем
Ответ: 3 м/с
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| 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 расчеты, 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 объеме или отсутствуют. И ( ИЛИ ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; 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 нем 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 балла | 0 |
| Максимальный балл | 4 |
PDF-версии: