Алгоритмы решения задач по физике. Помощь выпускникам при подготовке к экзамену в 9 классе

№ п/п

Алгоритм

Автомобиль массой 1т трогается с места и, двигаясь равноускоренно, за 20с набирает скорость 72 км/ч. Чему равна сила сопротивления движению, если за это время двигателем совершена работа 3*10 ⁵Дж?

1.

Изобразить: тело, поставить направление скорости (ускорения); расставить силы, действующие на данное тело.

a

F

F_тр

2.

Выбрать: ИСО; направление координатных осей (ось ОУ перпендикулярна оси ОХ).

a

F

F_тр x

3.

Записать: дано; перевести единицы измерения в СИ (если нужно); второй закон Ньютона в векторной форме mа=ΣF; в проекции второй закон Ньютона на координатные оси ОХ и ОУ; формулы для определения сил; уравнения кинематики (если нужны).

Д ано: СИ Решение

m=1т 1000кг ma=F_тр + F – по II з. Ньютона

υ=72 км/ч20 м/с ma=F–F_тр – проекция на ось

t=20c ох (1);

A =5*10⁵Дж из формулы А= FS выразим:

F_тр-? F=A/S (2);

S=(3);

а=υ/t (4);

4.

Решение: выбрать неизвестные; если получилась система уравнений, то выразить из второго уравнения силу реакции опорыN; решить данную систему; проверить единицы измерения; записать ответ.

Выразим из уравнения (1) силу трения:

F_тр = F–ma;

Подставим в данное уравнение формулы (2), (3), (4):

F_тр = А/S-mа= 2А/(υt) – mυ/t ;

Подставим числа и вычислим:

F_тр=(2*3*10⁵Дж)/(20м/с*20с)– (1000кг*20м/с)/20с = 500 Н.

Ответ:F_тр=500 Н.

№ п/п

Алгоритм

Тип задачи №3. Тело массой 5 кг с помощью каната начинают равноускоренно поднимать вертикально вверх. Чему равна сила, действующая на тело со стороны каната, если известно, что за 3 с груз был поднят на высоту 12 м?

1.

Изобразить: тело, поставить направление скорости (ускорения); расставить силы, действующие на данное тело.

F_упр

а

mg

2.

Выбрать: ИСО; направление координатных осей (ось ОУ перпендикулярна оси ОХ).

у

F_упр

а

mg

3.

Записать: дано; перевести единицы измерения в СИ (если нужно); второй закон Ньютона в векторной форме mа=ΣF; в проекции второй закон Ньютона на координатные оси ОХ и ОУ; формулы для определения сил; уравнения кинематики (если нужны).

Дано: Решение

h=12м ma=F_упр + mg – по II з. Ньютона

g=10м/с² ma=F_упр – mg – проекция на ось оу (1)

t=3c из формулы h = выразим

m =5 кг ускорение: а =

F_упр-?

4.

Решение: выбрать неизвестные; если получилась система уравнений, то выразить из второго уравнения силу реакции опорыN; решить данную систему; проверить единицы измерения; записать ответ.

Выразим из уравнения (1) силу упругости:

F_упр = ma + mg

Подставим в данное уравнение формулу ускорения и вынесем за скобку массу:

F_упр = m ( + g);

Подставим числа и вычислим:

F_упр= 5 кг( +10 м/с²) 63,3 Н.

Ответ:F_упр=63,3 Н.

№ п/п

Алгоритм

Тип задачи №4. Маленькая шайба движется по наклонному желобу, переходящему в окружность. Минимальная высота h, с которой шайба начинает движение и не отрывается от желоба в верхней точке окружности, равна 0,5 м. Чему равен радиус окружности? Трением пренебречь.

1.

Изобразить: тело, направление скорости (ускорения); направление движения тела; все положения движущегося тела.

а

h

2.

Обозначить: где у тела была какая энергия с соответствующими индексами; нулевой уровень Е_ро; расставить силы действующие на данное тело (если нужны).

Е_ро

a N

Е_к,Е_р

hmg

3.

З аписать: дано; перевести в СИ (если нужно); закон сохранения энергии; формулы для энергий (потенциальной, кинетической, количества теплоты) для каждого уровня; второй закон Ньютона в векторной форме mа = ΣF (если нужно); в проекции второй закон Ньютона на координатные оси ОХ и ОУ; уравнения кинематики (если нужны).

Дано: Решение

h =0,5 м Е_ро= Е_к+ Е_р– закон сохранения

g= 10 м/с² механической энергии;

R-? Е_ро=mgh – потенциальная энергия на нулевом уровне;

Е_к= – кинетическая энергия, где - скорость в верхней точке окружности;

Е_р=mg2R – потенциальная энергия в верхней точке окружности;

З апишем второй закон Ньютона для верхней точки окружности: ma = N + mg;

т.к.N=0 - по условию задачи, то ma = mg, где а = ;

Из формулы g = выразим = gR;

4.

Решить: выбрать неизвестные; записать закон сохранения энергии через формулы; выразить неизвестные и вычислить; записать ответ.

mgh = +mg 2R;

Из формулы h = 5R/2 выразим R = 2h/5;

R =0,5 м*2/5 = 0,2 м.

Ответ:R = 0,2 м.