
На шероховатом горизонтальном столе покоится небольшой брусок. К нему прикладывают очень маленькую силу направленную под углом
к горизонту (см. рис.). Затем, не меняя этого угла, модуль силы
начинают медленно увеличивать. Опираясь на законы физики, опишите характер движения бруска и изобразите график зависимости модуля силы трения f, действующей на брусок, от модуля силы F. Коэффициент трения
между столом и бруском постоянен. Объясните построение графика, указав явления и закономерности, которые Вы при этом использовали.
Решение. 1. Для описания движения системы воспользуемся вторым законом Ньютона и законом Амонтона-Кулона.
2. При малых значениях модуля силы брусок покоится, и на него действует сила трения покоя, модуль f1 которой равен касательной составляющей силы
то есть
3. При увеличении модуля силы ее касательная составляющая увеличивается, а модуль силы нормальной реакции стола
уменьшается. Поэтому после достижения силой трения покоя максимального значения
брусок скользит по столу с ускорением, и на него действует сила трения скольжения
4. Когда модуль силы достигнет значения
сила нормальной реакции опоры обратится в ноль, после чего брусок оторвется от стола и будет продолжать двигаться с ускорением
Сила трения при этом будет равна нулю.
5. График зависимости модуля силы трения f, действующей на брусок, от модуля силы F изображен на рисунке сплошной линией. Точка «излома» находится из условия откуда
| Критерии оценивания ответа на задание С1 | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: правильно изображен график зависимости модуля силы трения, действующей на брусок, от модуля внешней приложенной силы) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: закон Амонтона-Кулона и второй закон Ньютона) | 3 |
| Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не использованы одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.) И ( ИЛИ ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет. И ( ИЛИ ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачеркнуты. И ( ИЛИ ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения | 2 |
| Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 |
| Максимальное количество баллов | 3 |
PDF-версии: