Задание №22 ЕГЭ Физика: разбор и критерии
Ответ на это задание — развёрнутое решение. В тренажёре его проверяет ИИ по официальным критериям ФИПИ, а здесь есть эталонное решение из банка.
Условие
Груз массой 1 кг, находящийся на столе, связан легкой нерастяжимой нитью, переброшенной через идеальный блок, с другим грузом. На первый груз действует горизонтальная постоянная сила F̄, равная по модулю 10 Н (см. рис.). Второй груз движется из состояния покоя с ускорением² м/с², направленным вверх. Коэффициент трения скольжения первого груза по поверхности стола равен 0,2. Чему равна масса второго груза?
Подсказки — как подойти к решению
- Запиши второй закон Ньютона для каждого груза в проекциях: для груза на столе — на горизонтальную ось, для висящего — на вертикальную. Учти, что нить нерастяжима, поэтому силы натяжения и ускорения тел одинаковы по модулю.
- Найди сначала силу трения через коэффициент трения и силу нормального давления, которая на горизонтальном столе равна силе тяжести первого груза. Затем сложи уравнения для двух тел и вырази массу висящего груза, аккуратно расставив знаки проекций.
Решение
Запишем второй закон Ньютона для двух тел в проекциях на направленную влево горизонтальную ось и направленную вверх вертикальную ось:
Ma = F − F_тр − T, 0 = N − Mg, ma = T − mg,
где T — сила натяжения нити, имеющая равные модули при действии на груз и на брусок в силу нерастяжимости нити. Ускорения у грузов одинаковы, поскольку соединяющая их нить нерастяжима. С учетом того, что F_тр = μ N, получаем:
Ma + ma = F − μ Mg − mg
Масса второго бруска равна
m = (F − M (μ g + a))/(g + a) = (10 − 1 · (0,2 · 10 +²))/(10 +²) = 0,5 кг.
Ответ: 0,5 кг.
Критерии оценивания ФИПИ
| Критерий (до 2 баллов) | Балл |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | — |
| 2 Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях. ИЛИ Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. | — |
| 1 Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла. | — |
| 0 Максимальный балл | 2 |
Типичные ошибки
- Ученик пренебрегает силой трения или считает силу нормального давления равной сумме сил тяжести обоих грузов. В обоих случаях уравнение движения получает неверную правую часть, и масса висящего груза выходит искажённой, хотя на столе лежит только один груз.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №22 по физике · Разбор темы №22 с нуля