ХОЧУ ПОЛУЧИТЬ 5 ЗА ЕГЭ ПО ФИЗИКЕ

 

  П О М О Щ Ь  А Б И Т У Р И Е Н Т У  П О  Ф И З И К Е 

          КУПИТЬ КНИГУ                                                                                                           

     РАБОТА, МОЩНОСТЬ, ЭНЕРГИЯ

                                С о д е р ж а н и е    к н и г и

     1. в В Е Д Е Н И Е.

      2. Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Й    О Б З О Р.

      3. Р Е Ш Е Н И Е   З А Д А Ч    Ч А С Т и  1 ЕГЭ 80  З А Д А Ч.

             3-1. р а б о т а.   м о щ н о с т ь.

             3-2. м е х а н и ч е с к а я   э н е р г и я.

             3-3. теорема  о  и з м е н е н и и   к и н е т и ч е с к о й   э н е р г и и.

      4. Р Е Ш Е Н И Е   З А Д А Ч    Ч А С Т И   ЕГЭ  -   50   З А Д А Ч.

             3-1. р а б о т а.   м о щ н о с т ь.

             3-2. м е х а н и ч е с к а я   э н е р г и я.

             3-3. теорема  о  и з м е н е н и и   к и н е т и ч е с к о й   э н е р г и и.

      5. зАДАЧИ  САМОСТОЯТЕЛЬНОГО  РЕШЕНИЯ - 21  задача.

      6. т А Б Л И Ц Ы    С   Ф О Р М У Л А М И.

 

  44  урока по физике для абитуриентов Вы найдете в серии книжек  с общим    названием "САМ СЕБЕ РЕПЕТИТОР"   
 

      В  КАЧЕСТВЕ  ПРИМЕРА  НИЖЕ  ПРИВЕДЕНЫ  4  ЗАДАЧИ  ИЗ  130  ЗАДАЧ  ПО ТЕМЕ  "РАБОТА  И  ЭНЕРГИЯ"  С  ПОДРОБНЫМИ  РЕШЕНИЯМИ 

 

 

     Р Е Ш Е Н И Е  З А Д А Ч   Ч А С Т и  ЕГЭ

                                                             

                                                                   Задача № 1-8

Какой мощностью должен обладать двигатель подъемника, чтобы поднять груз массой  m =100 кг на высоту h = 20 м за t = 9,8 с с земли равноускоренно?   

Дано: m =100 кг, h = 20 м, t = 9,8 с. Определить N - ?

Мгновенную мощность двигателя, которая обеспечит подъем груза за заданное время, определим по формуле N = F·V  (1), где F  - сила поднимающая груз, V - скорость груза на высоте h . На груз при подъеме действуют силы: mg - сила тяжести, направлена вертикально вниз и F – сила поднимающая груз, направлена вертикально вверх. Груз перемещается вертикально вверх с ускорением а в соответствии со вторым законом Ньютона:

                                             F - mg = ma, откуда F = mg + ma.

 Ускорение находим из уравнения пути ускоренного движения h = at²/2, откуда a = 2h/t². Тогда поднимающая сила будет  F = mg + m2h/t².

Определим скорость груза на высоте h:  V = а·t = 2h/t. 

Подставим выражение для силы и скорости в (1):

                              

                                                       

                                                          Задача № 1-22

Мальчик столкнул санки с вершины горки. Сразу после толчка санки имели скорость V1 = 5 м/с. Высота горки h = 10 м. Трение санок о снег пренебрежимо мало. Какова скорость  V2 санок у подножия горки?

Дано:  V1 = 5 м/с, h = 10 м.  Определить  V2 - ?

После толчка санок с вершины горки санки приобрели кинетическую энергию

                                         

 Так как трение санок о снег можно не учитывать, то при движении санок с горы только сила тяжести mg совершает работу  A = mgh.

Эта работа  силы тяжести идёт на увеличение кинетической энергии санок, которая у подножия горки будет равна

                           

где V2 – скорость санок  у подножия горки.

Решаем полученное уравнение и находим скорость санок у подножия горки

                               

                                                              

    Р Е Ш Е Н И Е  З А Д А Ч   Ч А С Т И  ЕГЭ

                                                              

                                                                   Задача № 2-9

Работая с постоянной мощностью, локомотив может вести поезд вверх по наклону при угле наклона α1 = 5·10-3 рад со скоростью V1= 50 км/ч. Для угла наклона α2 = 2,5.·10-3 рад при тех же условиях он развивает скорость V2 = 60 км/ч. Определить коэффициент трения, считая его одинаковым в обоих случаях.

         Дано: α1 = 5·10-3 рад, V1= 50 км/ч = 13,9 м/с, α2 = 2,5.·10-3 рад, V2 = 60 км/ч = 16,7 м/с.     Определить μ - ?

                                     

                                                                                       Рис. 3.

           Мощность, которую развивают двигатели локомотива при равномерном движении вверх по наклону, будем определять по формуле N = F1V1  (1) для первого случая и N = F2V2  (2)– для второго, где  F1 и F2  - сила тяги двигателей.

         Чтобы выразить силу тяги воспользуемся рис. 2-9 и запишем  первый закон Ньютона:

                                                                   F + mg + N + Fтр = 0.

         Спроецируем это уравнение на оси OX и OY.

                            OX: F - mgsinα - Fтр = 0    (3),  OY: - mgcosα + N = 0, 

откуда получаем N = mgcosα   и   Fтр= μmgcosα.

Подставляем выражение для силы трения в (3) :

                                                        F - mgsinα - μmgcosα = 0,

откуда получаем выражение для силы тяги двигателей  F = mg(sinα + μcosα).

Тогда   F1 = mg(sinα1 + μcosα1 и   F2 = mg(sinα2 + μcosα2).

 Учитывая малость углов наклона, несколько упростим формулы:  sinα1 ≈  α1 , sinα2 ≈  α2 , cosα1 ≈ 1, cosα2 ≈ 1, тогда F1 = mg1 + μ)  и F2 = mg2 + μ).

Подставляем выражения для F1  и   F2  в уравнения (1) и (2): 

                                N = V1 mg1 + μ)     (4)  и  N = V2 mg2 + μ)     (5).

           Решаем полученную систему уравнений: 

                                                            V1 mg1 + μ) = V2 mg2 + μ),

преобразуем уравнение:  μ(V2 - V1) = V1 α1 - Vα2 , откуда   

                                                                   

 

            Задача № 2-16

          Тело массой m = 1 кг движется по столу, имея в начальной точке скорость Vо = 2 м/с. Достигнув края стола, высота которого h = 1 м, тело падает. Коэффициент трения тела о стол μ = 0.1. Определить количество теплоты Q,  выделившееся при неупругом ударе о землю. Путь, пройденный телом по столу S = 2м.

         Дано: m = 1 кг, Vо = 2 м/с, h = 1 м, μ = 0,1, S = 2м. Определить Q - ?

         Когда тело упадет со стола на землю, то при неупругом ударе вся кинетическая энергия тела К2 перейдет в тепло : К2 = Q. Следовательно,  нам надо определить кинетическую энергию тела в момент удара о землю. Для этого воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии тела:

                                             К2 – К1 = ∑Аi , откуда К2 = К1 + ∑Аi    (1) .

         Кинетическая энергия тела в начальной точке пути  К1 = mVo²/2.  Сумма работ внешних сил, действующих на тело  ∑Аi = Атр + Ат, где Атр = -Fтр·S =  - μmgS – работа силы трения на пути S,   Ат = mgh – работа силы тяжести при падении тела с высоты h.

           Подставим все в уравнение (1):

                                       К2 = mVo²/2 + mgh – μmgS = 5,3 Дж.   =>    Q =5,3 Дж.

                   

КУПИТЬ  КНИГУ                                                                            ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

                                телефон:   +79175649529,  почта:  gaegoralev@mail.ru

             ©   Содержание  и  дизайн:  Александр  Горский.     egefizika5.com

/