Тема . №26 Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)

.01 Кинематика прямолинейное движение. (Не формат ЕГЭ)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №26 механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#17530

Снежки A  и B  , отстоящие друг от друга по горизонтали на s  и по вертикали на 3s,  бросают одновременно со скоростями v1 = 5 м/с  под углом α  (cosα = 4∕5  ) к горизонту вверх и v2  вертикально вниз (см. рисунок). Через некоторое время снежки столкнулись. Найти v.
 2

PIC

Источники: Физтех 2009

Показать ответ и решение

PIC

I способ
Перейдем в систему отсчета, связанную со вторым телом.
Если перейдем в систему отсчета, связанную со вторым, то первому телу надо будет пройти 3S по вертикали и S по горизонтали. Тогда скорость первого тела, относительно второго равна

v ⃗отн = ⃗v1 − ⃗v2,

а ускорение g  равно нулю.
При этом угол наклона относительной скорости таков, что его тангенс равен 3 tgβ = 3  (потому что по вертикали 3S, а по горизонтали S) Тангенс можно расписать как

tgβ = 3 = v1sinα-+-v2-⇒ v2 = v1(3 cosα − sin α) = 5 м/с (3 ⋅ 4− 3) = 9 м/с
           v1cosα                                      5   5

II способ
Найдем sin α  через основное тригонометрическое тождество

      ∘ ---------  ∘ ------
sinα =   1− cos2α =   1− 16 = 3
                        25   5

Перейдем в систему отсчета, которая движется с ускорение g  вниз.
Рассмотрим движение снежинки A  и снежинки B  относительно горизонтальной оси x  этой системы и вертикальной y  .
Снежинка A  :
По горизонтально оси она пролетит расстояние S  с постоянной скоростью

vx1 = v1 cosα

Это расстояние равно

S = vx1t = v1cosαt (1)

По вертикальной оси она также будет двигаться без ускорения (с учетом нашей системы отсчета).И ее скорость при этом равна

vy1 = v1 sinα

Пусть она будет на расстоянии L  по вертикали от начала своего движения, с учетом формул кинематики имеем

L = vy1t = v1sinαt (2)

Теперь рассмотрим снежинку B  .
По горизонтальной оси она не будет двигаться, а по вертикальной будет двигаться с постоянной скоростью v2  и пройдет расстояние 3S − L  . С учетом формул кинематики

3S − L = v2t  (3)

Выразим из (1) время движения снежинок t  и объединим (2) и (3)

      S
t =-------
   v1 cosα

3S − v1sinα-=  -v2S---
     v1 cosα    v1cosα

Поделим на S  и выразим v2

v2 = v1(3cosα − sinα ) = 5 м/с (3⋅ 4− 3 ) = 9 м/ с
                                 5  5
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае - формула относительной скорости, формулы кинематики равномерного и равноускоренного движения);

II) описаны 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 (подстановка числовых данных в конечную формулу),

приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение

«по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

фиизческой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

фиизческие 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.

И(ИЛИ)

В решении имеются лишние записы, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения и не

зачёркнуты

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 измерений величины)

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

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 утверждения, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования

с имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!