В сосуде находится система тел состоящая из блока с перекинутой

Задача 1

Пассажир, сидящий в поезде, обратил внимание на то, что мост «проехал» мимо него за время t1=20 с. Поезд двигался по мосту равномерно в течение времени t2=70 с (это время, которое прошло от момента въезда на мост локомотива до момента съезда с моста последнего вагона). Во сколько раз длина поезда больше длины моста? Получите ответ в виде формулы и затем найдите численный ответ.

Возможное решение

Пусть ν – скорость поезда. Тогда длина моста равна l = ν∙t1

Длина поезда равна L = ν∙t2 – l = ν∙(t2 – t1).

Окончательно получаем L/l = (t2 – t1)/ t1 = 2,5 раза.

Критерии оценивания

Найдена связь между длиной моста и временем t1	3 балла
Найдена связь между длиной моста и поезда и временем t2	4 балла
Получено выражение для отношения длин поезда и моста	2 балла
Получен численный ответ	1 балл

Задача 2

Археологи обнаружили топор неандертальца, состоящий из чудом сохранившейся деревянной ручки и каменного тесла. Известно, что древнее дерево имеет плотность ρ1=600 кг/м3 и масса изготовленной из него ручки составляет 1/6 часть от массы всего топора, а объём ручки – половину от объёма всего топора. Найдите плотность ρ2 камня, из которого изготовлено тесло.

Топор неандертальца

Возможное решение

Пусть M – масса всего топора, V – объём всего топора. Тогда масса ручки равна m=1/6∙M, объём ручки равен ν=1/2∙V. Из определения плотности получаем.

Если верить таблице плотностей твёрдых веществ, то тесло изготовлено из базальта.

Критерии оценивания

Выражена масса ручки топора через его общую массу	1 балл
Выражен объём ручки топора через его общий объём	1 балл
Применена формула для плотности камня	2 балла
Применена формула для плотности ручки	2 балла
Установлена связь между плотностями ручки и камня	3 балла
Получен численный ответ	1 балл

Задача 3

Для того чтобы полностью вынуть наружу тело, плавающее в воде, к нему необходимо приложить силу F1= 20 Н, а для того чтобы полностью погрузить это тело в воду, нужна сила F2=30 Н.

Определите плотность тела ρ. Плотность воды ρ0=1000 кг/м3.

Возможное решение

Запишем условие равновесия для тела в первом случае:

F1 = m∙g = ρ∙V∙g,

где m – масса тела, V – объём тела. Условие равновесия для тела во втором случае запишется в виде:

Критерии оценивания

Записано условие равновесия тела в первом случае	2 балла
Записано условие равновесия тела во втором случае	3 балла
Записано выражение для силы Архимеда	2 балла
Записано выражение для плотности тела	2 балла
Получен численный ответ	1 балл

Задача 4

К концам лёгкой нити, перекинутой через блок, с одной стороны прикреплена однородная планка с нарисованными на ней делениями, а с другой – груз, опирающийся на конец планки и имеющий массу m=10 кг. Определите, при какой массе планки M система будет находиться в равновесии. Чему при этом будет равен модуль силы натяжения нити? Трения в оси блока нет. Все необходимые расстояния можно получить из рисунка. Модуль ускорения свободного падения можно считать равным g=10 м/с2.

Возможное решение

Пусть T – модуль силы натяжения нити, N – модуль силы реакции планки, действующей снизу на груз. Запишем условия равновесия для планки и груза, соответственно:

M∙g + N – T = 0,

m∙g – N – T = 0.

Запишем правило моментов для планки относительно её правого конца:

T – 3∙M∙g = 0.

Решая систему уравнений, окончательно получаем:

M = m/5 = 2 кг, T = 3∙M∙g = 60 H.

Критерии оценивания

Записано условие равенства нулю суммы сил для планки	2 балла
Записано условие равенства нулю суммы сил для груза	2 балла
Записано правило моментов для планки	2 балла
Масса планки выражена через массу груза	1 балл
Получен численный ответ для массы планки	1 балл
Получено выражение для модуля силы натяжения нити	1 балл
Получен численный ответ для модуля силы натяжения нити	1 балл

Общие рекомендации по оцениванию работы

За каждое верно выполненное действие баллы складываются.
При арифметической ошибке (в том числе ошибке при переводе единиц измерения) оценка снижается на 1 балл.
Максимум за 1 задание – 10 баллов.
Всего за работу – 40 баллов.

Источник

При работе со своими учениками, у меня накапливается много задач. Поэтому я публикую разборы задач в свободный доступ, стараюсь делать это максимально подробно и понятно, чтобы начинающие могли прочитать и разобраться в нужной для них теме. Ну а за подробными индивидуальными консультациями и репетиторством вы можете написать в мою группу в вк или в личные сообщения. Также большое количество разборов задач вы сможете найти в моей группе Репетитор IT mentor

Задача 1. На тело массой 100 кг, лежащее на наклонной плоскости, которая образует с горизонтом угол 40°, действует горизонтальная сила 1500 Н. Определить:
1) силу, прижимающую тело к плоскости;
2) силу трения тела о плоскость;
3) ускорение, с которым поднимается тело. Коэффициент трения k = 0.10; g = 10м/с².

Задача 2. Тело движется по горизонтальной плоскости под действием силы F, направленной под углом α к горизонту. Найти ускорение тела, если на него действует сила тяжести P, а коэффициент трения между телом и плоскостью равен k . При какой величине силы F движение будет равномерным.

Задача 3. Два шара массами m1 = 2.5 кг и m2 = 1.5 кг движутся навстречу друг другу со скоростями v1 = 6 м/c и v2 = 2 м/c . Определить: 1) скорости шаров после удара; 2) кинетические энергии шаров до и после удара; 3)энергию, затраченную на деформацию шаров при ударе. Удар считать прямым, неупругим.

Прикрепляю очередной разбор задачи по физике по теме закона сохранения импульса. Неупругие шары после удара не восстанавливают свою первоначальную форму. Таким образом, сил, которые отталкивали бы шары друг от друга, не возникает. Это значит, что после удара шары будут двигаться вместе (слипшись) с одной и той же скоростью . Эту скорость определим по закону сохранения импульса. Так как шары двигаются по одной прямой, то можно записать импульс системы до удара и после удара. Считаем, что в задаче не действует диссипативных сил (сил трения, сопротивления воздуха и т.д.), поэтому импульс вдоль оси Ox сохраняется, тогда (смотри решение на картинке). Расписал довольно подробно, но если что-то не будет понятно, то задавайте вопросы в комментариях.

Задача 4. Диск массой m, радиус которого R , вращается с угловой скоростью ω0 вокруг оси, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через его центр. После прекращения действия на него силы диск останавливается в течение времени t. Определить угловое ускорение диска и тормозящий момент, действующий на него.

Задача 5. Два тела массами m1 и m2 связаны нитью, перекинутой через блок массой M . Найти ускорение тел, считая блок сплошным диском.

Задача 6. Шар катится по горизонтальной поверхности со скоростью v . На какую высоту h относительно своего первоначального положения поднимется шар, если он начнет вкатываться на наклонную плоскость без проскальзывания?

Задача 7. На краю вращающейся с угловой скоростью ω0 платформе стоит человек массой m. После того, как человек перешёл в другую точку платформы, угловая скорость её вращения стала равной ω. Найти расстояние от оси вращения до человека, считая платформу диском массой M и радиусом R.

Задача 8. Тело массой m брошено со скоростью v0 под углом α к горизонту. Найти кинетическую и потенциальную энергию тела в высшей точке траектории.

Задача 9. На горизонтальной поверхности находятся два тела массами m1 = 10 кг и m2 =15 кг, связанные нитью. К телу массой m2 прикладывают силу F = 100 Н, направленную под углом α = 60° к горизонту. Определить ускорение грузов и силу натяжения нити, соединяющей грузы. Трением пренебречь. (обязательно указать все силы на чертеже!)

Задача 10. На поверхности стола лежит груз массой m2 = 2 кг. На нити, прикрепленной к грузу m2 и перекинутой через невесомый блок, подвешен груз m1 = 1 кг. Коэффициент трения груза о поверхность стола 0,2. Найти ускорение грузов и силу натяжения нити.

Задача 11. Лодка массой 200 кг и длиной 3 м стоит неподвижно в стоячей воде. Мальчик массой 40 кг в лодке переходит с носа на корму. Определите, на какое расстояние при этом сдвинется лодка.

Считаем, что в нашей задаче не действует внешних сил, поэтому по теореме о центре массы системы грузов, можно считать, что координаты центра масс сохраняются в проекциях на ось OX (по оси OY движения не происходит). Проведем ось Y(ноль оси X) через центр лодки, тогда можно записать координаты человека и лодки до перехода человека с носа на корму.

Задача 12. Шарик массой 5 кг подвешен на нити. Нить может выдержать максимальное натяжение 100 Н. На какой минимальный угол от положения равновесия нужно отклонить нить с шариком, чтобы он оборвал нить, проходя через положение равновесия? (обязательно сделать рисунок, указать действующие силы!)

Задача 13. Два неупругих шара массами m1=2 кг и m2=3 кг движутся со скоростями соответственно v1=8 м/c и v2=4м/с. Определить количество теплоты, выделившееся при их столкновении. Рассмотреть 2 случая: 1) шары движутся навстречу друг другу; 2) меньший шар догоняет больший.

Задача 14. Тело совершает гармонические колебания по закону x(t) = 50⋅sin(π/3⋅t) (см). Определить полную энергию тела, если его масса 0,2 кг. Какая сила действует на тело в момент времени t = 0,5 с?

Задача 15. Два математических маятника, длины которых отличаются на Δℓ =16 см, совершают за одно и то же время: один − 10 колебаний, другой − 6 колебаний. Определить длины маятников.

Задача 16. Определить, сколько молей и молекул водорода содержится в объёме V = 5 м³ под давлением Р = 767 мм.рт.ст. при температуре t = 18 ° С. Какова плотность газа?

Задача 17. Сколько кислорода выпустили из баллона ёмкостью 1 дм3, если давление его изменилось от 14 атм до 7 атм, а температура от 27°С до 7 °С ?

Задача 18. В сосуде объёмом V = 2 м³ находится смесь m1 = 4 кг гелия и m2 = 2 кг водорода при температуре 27°С. Определить давление и молярную массу смеси газов.

Задача 19. В сосуде содержится смесь газов: гелия массой 12 г и водорода массой 2 г, температура в сосуде 77°С, давление 20 кПа. Определить молярную массу и плотность смеси газов.

Задача 20. Гелий массой 20 г нагрели от 100°С до 400°С, причем газу была передана теплота 30 кДж. Найти изменение внутренней энергии гелия и совершенную им работу.

Задача 21. При изотермическом расширении от 0,1 м3 трех молей газа его давление меняется от 4,48 атм до 1 атм. Найти совершаемую при этом работу и температуру, при которой протекает процесс.

Задача 22. Моль идеального газа, имевший первоначально температуру 300ºК, расширяется изобарически до тех пор, пока его объем не возрастет в 3 раза. Затем газ охлаждается изохорически до первоначальной температуры. Определить суммарное получаемое газом количество теплоты. Обязательно нарисовать графики процессов.

Задача 23. Азот массой m = 1 кг занимает при температуре Т1 = 300 К объём V = 0,5 м³. В результате адиабатного сжатия давление газа увеличилось в 3 раза. Определить конечный объём газа и конечную температуру.

Задача 24. Газ расширяется адиабатически, причём объём его увеличивается вдвое, а термодинамическая температура падает в 1,32 раза. Какое число степеней свободы i имеют молекулы этого газа?

Задача 25. Баллон ёмкостью V = 20 л с кислородом при давлении Р = 107 Па и температуре t1 = 70 ºС нагревается до температуры t2 = 270 ºС. Какое количество теплоты при этом поглощает газ?

Задача 26. Азот, занимающий при давлении, равном Р1 = 10⁵ Па объём V1 = 10 л, расширяется вдвое. Найти конечное давление и работу, совершённую газом в процессах: а) изобарном; б) изотермическом; в) адиабатном.

Задача 27. Кислород, масса которого 200 г, нагревают от температуры Т1 =300 К до Т2 = 400 К. Найти изменение энтропии, если известно, что начальное и конечное давление газа одинаковы и близки к атмосферному.

Задача 28. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 1,5∙10⁵ Дж. Температура нагревателя Т1 = 400 К, температура холодильника Т2 = 260 К. Найти КПД машины, количество теплоты Q1, получаемое машиной за один цикл от нагревателя, и количество теплоты Q2, отдаваемое за один цикл холодильнику.

Задача 29. Найти суммарную кинетическую энергию Е поступательного движения всех молекул, содержащихся в объёме V = 1 дм³ газа при атмосферном давлении.

Задача 30. Чему равны средние кинетические энергии поступательного и вращательного движения молекул, содержащихся в 100 г водорода при температуре 400 К ? Чему равна полная внутренняя энергия газа?

Спасибо, что дочитали до конца, дорогие подписчики 🙂 Если вам интересен подобный контент и разборы задач, то оставляйте обратную связь в виде лайков и комментариев.

Еще много полезного и интересного вы сможете найти на ресурсах:
Репетитор IT mentor в VK

Репетитор IT mentor в Instagram

Репетитор IT mentor в Telegram

Physics.Math.Code в контакте (VK)

Physics.Math.Code в telegram

Physics.Math.Code в YouTube

Источник

Основные вопросы:Давление твердых тел и жидкостей. Элементы статики. Простые механизмы. Момент силы. Условия равновесия тел. Сообщающиеся сосуды. Закон Архимеда. Плавание тел”.

Задания:

1.Книга лежит на столе. Масса книги 0,6 кг. Площадь ее соприкосновения со столом 0,08 м2. Давление книги на стол равно

1)75 Па 2) 7,5 Па 3) 0,13 Па 4) 0,048 Па

2.Человек массой 80 кг с сумкой весом 100 Н стоит неподвижно на полу. Сила давления подошв его ботинок на пол равномерно распределена по площади 600 см2. Какое давление человек оказывает на пол?

3.В сосуд высотой 20 см налита вода, уровень которой ниже края сосуда на 2 см. Чему равна сила давления воды на дно сосуда, если площадь дна 0,01 м2? Атмосферное давление не учитывать.

4.Чему примерно равно давление, созданное водой, на глубине 2 м?

1)200Па 2)2000Па 3)5000Па 4)20000Па

5.Сосуд, изображённый на рисунке, доверху наполнили некоторой жидкостью. Найдите давление жидкости и силу давления на дно сосуда. Атмосферное давление не учитывать. Плотность жидкости равна ρ.

1) ρga 2) 2ρga 3) 2ρga2 4) 2ρga3

6.Однородный сплошной кубик установлен так, что одним своим ребром он опирается на шероховатую поверхность вертикальной стены, а другим ребром – на шероховатый горизонтальный пол. Кубик находится в равновесии. На рисунке показаны силы, которые действуют на кубик. Относительно каких точек, обозначенных на рисунке, момент силы трения Fтр1 кубика о пол равен нулю?

1)А 2) А и В 3) В и С 4) О

7.Однородный куб опирается одним ребром на пол, другим на вертикальную стену (см. рисунок). Плечо силы упругости N2 относительно оси, проходящей через точку О3 перпендикулярно плоскости рисунка, равно

1)0 2) О1О3 3) АО1 4) ОВ

8.Однородная сплошная балка массой М уравновешена на остроконечной опоре. Опору передвигают вправо на ¼ длины балки (см. рисунок).

Какую силу F требуется приложить к концу В балки для сохранения равновесия?

1) Mg 2) Mg/2 3) Mg/ 4) Mg/4

9.К тонкому однородному стержню в точках 1 и 3 приложены силы F1=20H и F2=60H. Через какую точку должна проходить ось вращения, чтобы стержень находился в равновесии? Массой стержня пренебречь.

1) 2 2) 4 3) 5 4) 6

10.Коромысло весов, к которому подвешены на нитях два тела (см. рисунок), находится в равновесии. Как нужно изменить массу второго груза, чтобы после увеличения массы первого груза в 2 раза равновесие сохранилось? (Коромысло и нити считать невесомыми.)

1) уменьшить в 4 раза 2) уменьшить в 2 раза

3) увеличить в 2 раза 4) увеличить в 4 раза

11.Где следует поставить опору под линейку длиной 1,5 м, чтобы подвешенные к ее концам грузы массами 1 кг и 2 кг (см. рисунок) находились в равновесии? Массой линейки пренебречь.

1)на расстоянии 1 м от груза массой 1 кг

2)на расстоянии 1 м от груза массой 2 кг

3)на середине линейки

4)на расстоянии 0,5 м от груза массой 1 кг

12. Лёгкая палочка может вращаться на шарнире вокруг горизонтальной оси, проходящей через точку О (см. рисунок). В точке А на палочку действуют силой F1. Для того, чтобы палочка находилась в равновесии, к ней в точке В следует приложить силу, обозначенную на рисунке номером

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

13.Невесомый стержень длиной 1 м, находящийся в ящике с гладкими дном и стенками, составляет угол α = 300 с вертикалью (см. рисунок). К стержню на расстоянии 20 см от его левого конца подвешен на нити шар массой 2 кг (см. рисунок). Каков модуль N силы, действующей на стержень со стороны левой стенки ящика?

14.К двум вертикально расположенным пружинам одинаковой длины подвесили однородный стержень длиной L = 30 см. Если к этому стержню подвесить груз массой m = 3 кг на расстоянии d = 5 см от правой пружины, то стержень будет расположен горизонтально, и растяжения обеих пружин будут одинаковы (см. рисунок). Жёсткость левой пружины в 2 раза меньше, чем правой. Чему равна масса стержня М? Сделайте рисунок с указанием используемых в решении сил.

15.Дядюшка Порджес при небольшом росте имеет массу 80 кг. Решив повесить картину, он взял лестницу длиной 2 м и массой 10 кг и прислонил её к абсолютно гладкой стене под углом 300 к вертикали. Коэффициент трения между нижним концом лестницы и поломµ = 0,3 . На какую максимальную высоту по этой лестнице может забраться дядюшка?

16.В широкую U-образную трубку, расположенную вертикально, налиты жидкости плотностью ρ1 и ρ2 (см. рисунок). На рисунке b = 5 см, h = 19 см, Н = 25 см. Определите отношение плотностей ρ1 /ρ2 равно

17.На рисунке изображены три сосуда с водой. Площади дна сосудов равны. В первом сосуде находиться вода (р= 1г/см3), во втором – керосин (р=0,8 г/см3),в третьем – спирт (р=0,8 г/см3). Сравните давления р1, р2, и р3 жидкостей на дно сосуда

1)р1 = р2 = р3 2)р2 =р3 >р1

3) р2 = р3 >р1 4) р1 > р2 = р3

18.На рисунке изображены три сосуда с водой. Площади дна сосудов равны. Сравните давления и силы давления на дно сосуда

1)p1 = p2 = p3; F1 = F2 = F32) p1 < p2 < p3; F1 < F2 < F3

3)p1 = p3 < p2; F1 = F2 < F3 4)p1 = p3 > p2; p1 = p3 > p2

19.В сосуде находятся три жидкости, не смешивающиеся между собой. Кусочек льда, брошенный в сосуд, будет плавать на уровне

1)1-1 2)2-2 3) 3-3 4)4-4

20.На поверхности воды плавает деревянный брусок, частично погружённый в жидкость. Как изменятся сила Архимеда, действующая на брусок, и глубина погружения бруска, если он будет плавать в подсолнечном масле? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:1)увеличится; 2) уменьшится 3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Сила Архимеда	Глубина погружения бруска

21.На поверхности воды плавает деревянный брусок. Как изменятся масса вытесненной воды и действующая на брусок сила Архимеда, если его заменить бруском той же плотности и той же массы, но меньшей высоты?Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:1)увеличится; 2) уменьшится 3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Сила Архимеда	Глубина погружения бруска	Масса вытесненной воды

22.На поверхности воды плавает сплошной деревянный брусок. Как изменятся глубина погружения бруска и сила Архимеда, действующая на брусок, если его заменить сплошным бруском той же плотности и высоты, но большей массы? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:1)увеличится; 2) уменьшится 3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Сила Архимеда	Глубина погружения бруска

23.Водонепроницаемая коробка массой 0,2 кг привязана ниткой ко дну сосуда с водой (см. рисунок). На коробку действует сила Архимеда, равная 10 Н. Определите силу натяжения нити

24.Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна S=100 см2. В сосуд наливают воду так, что шар полностью погружается в жидкость, при этом нить натягивается и действует на шар с силой T. Если нить перерезать, то шар всплывёт, а уровень воды изменится на h=5 см. Найдите силу натяжения нити T.

25.Свинцовый шар массой 4 кг подвешен на нити и полностью погружен в воду (см. рисунок). Нить образует с вертикалью угол α=30°.Определите силу, с которой нить действует на шар. Плотность свинца ρ=11300 кг/м3. Трением шара о стенку пренебречь. Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на шар.

26.В сосуде (см. рисунок) находится система тел, состоящая из блока с перекинутой через него нитью, к концам которой привязаны тело объёмом V и пружина жёсткостью k. Нижний конец пружины прикреплён ко дну сосуда. Как изменится сила натяжения нити, действующая на пружину, если эту систему целиком погрузить в жидкость плотностью ρ? (Считать, что трение в оси блока отсутствует.)