ЕГЭ 2010, Физика, Подготовительный курс, Решение задач, Разбор реальных экзаменационных заданий, Касаткина И.Л., 2008.
В пособии кратко изложен весь курс физики средней школы. Приведены основные законы и формулы, показаны особенности их применения на отдельных примерах. Даны ответы на множество качественных вопросов, встречающихся в тестах части А и показано решение задач средней и повышенной трудности частей В и С Единого государственного экзамена (ЕГЭ) по физике. Для проверки знаний приведены 5 проверочных экзаменов типа ЕГЭ по разным разделам курса физики и ко всем даны пояснения и решения.
Пособие незаменимо при подготовке к ЕГЭ по физике. Оно может быть полезным учащимся старших классов школ, лицеев, гимназий и колледжам, а также абитуриентам и лицам, занимающимся самообразованием.
Виды прямолинейного движения.
Равномерное прямолинейное движение — это движение с постоянной скоростью.
Формулы равномерного и прямолинейного движения — это формулы 1) и 2).
На рис. 1, 2 и 3 представлены графики координаты, пути и скорости равномерного движения.
На графиках координаты и пути равномерного движения скорость численно равна тангенсу угла наклона графика к оси времени. На графике скорости равномерного движения путь численно равен площади прямоугольника, ограниченного самим графиком, осью времени и перпендикулярами, восстановленными из точек, соответствующих начальному и конечному моментам времени движения.
Равноускоренное движение — это движение с постоянным ускорением.
К формулам равноускоренного движения относятся формулы 3) -10).
Графики координаты, пути и скорости равноускоренного движения представлены на рис. 4, 5 и 6.
Графики координаты и пути равноускоренного движения представляют собой ветви параболы. Та парабола, которая ближе к оси координат или к оси путей, соответствует большему ускорению. На графиках координаты и пути скорость численно равна тангенсу угла наклона к оси времени прямой линии, проведенной касательно параболе. Если такая касательная линия параллельна оси времени, значит, в этот момент скорость стала равна нулю.
Содержание
Вступление
Раздел I. Механика
Тема 1. Кинематика
A. Виды прямолинейного движения
Б. Свободное падение
B. Относительность движения
Г. Равномерное движение по окружности. Проверочный экзамен по теме 1. «Кинематика»
Ответы на задания проверочного экзамена по теме 1. «Кинематика»
Тема 2. Динамика. Законы сохранения.
Статика
А. Законы Ньютона
Б. Законы сохранения. Статика
Проверочный экзамен по теме 2. «Динамика. Законы сохранения. Статика»
Ответы на задания проверочного экзамена по теме 2. «Динамика. Законы сохранения. Статика»
Раздел II. Гидродинамика. Молекулярная физика. Термодинамика
Тема 3. Гидродинамика
Тема 4. Молекулярная физика
Тема 5. Термодинамика
Проверочный экзамен по разделу II. «Гидродинамика. Молекулярная физика.
Термодинамика»
Ответы на задания проверочного экзамена по разделу II. «Гидродинамика.
Молекулярная физика. Термодинамика».
Раздел III. Электромагнетизм
Тема в. Электростатика
Тема 7. Законы постоянного тока
Тема 8. Магнетизм
Проверочный экзамен к разделу III. «Электромагнетизм»
Ответы на задания проверочного экзамена к разделу III. «Электромагнетизм»
Раздел IV. Колебания и волны. Оптика. Теория относительности. Физика атома
Тема 9. Колебания и волны
А. Механические колебания и волны
Б. Электромагнитные колебания и волны
Тема 10. Оптика
А. Геометрическая оптика
Б. Волновая и квантовая оптика
Тема 11. Теория относительности. Физика атома
А. Теория относительности
Б. Физика атома
Проверочный экзамен по разделу IV. «Колебания и волны. Оптика.
Теория относительности. Физика атома»
Ответы на задания проверочного экзамена по разделу IV. «Колебания и волны. Оптика. Теория относительности. Физика атома»
ПРИЛОЖЕНИЕ
Некоторые приставки для преобразования
внесистемных единиц в СИ
Перевод некоторых единиц в СИ
Некоторые сведения из математики
Основные формулы физики (теперь все вместе).
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу ЕГЭ 2010, Физика, Подготовительный курс, Решение задач, Разбор реальных экзаменационных заданий, Касаткина И.Л., 2008 — fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу
Скачать книгу ЕГЭ 2010, Физика, Подготовительный курс, Решение задач, Разбор реальных экзаменационных заданий, Касаткина И.Л., 2008 — pdf — depositfiles.
Скачать книгу ЕГЭ 2010, Физика, Подготовительный курс, Решение задач, Разбор реальных экзаменационных заданий, Касаткина И.Л., 2008
— pdf — Яндекс.Диск.
Дата публикации: 03.09.2013 10:34 UTC
Теги:
ЕГЭ по физике :: физика :: Касаткина
Следующие учебники и книги:
- Интенсивный курс подготовки к ЕГЭ по физике, Касаткина И.Л., 2012
- ЕГЭ 2013, Физика, Самое полное издание типовых вариантов заданий, Грибов В.А.
- ЕГЭ, Физика, Экспресс-подготовка, Немченко, Бальва, 2013
- ЕГЭ 2014, Физика, Самое полное издание типовых вариантов заданий, Грибов В.А., 2013
Предыдущие статьи:
- ЕГЭ по физике, Вариант 6, Центр, 2013
- ЕГЭ по физике, Вариант 6, Урал, 2013
- ЕГЭ по физике, Вариант 6, Сибирь, 2013
- ЕГЭ по физике, Вариант 6, Дальний Восток, 2013
Тест по физике Повторение изученного в 10 классе: кинематика, динамика, статика 11 класс с ответами. Тест включает два варианта, в каждом по 9 заданий.
Вариант 1
А1. Скорость пловца в неподвижной воде 1,5 м/с. Он плывет по течению реки, скорость которой 2,5 м/с. Определите результирующую скорость пловца относительно берега.
1) 1 м/с
2) 1,5 м/с
3) 2,5 м/с
4) 4 м/с
А2. Мера инертных свойств тел называется
1) силой
2) массой
3) инерцией
4) силой трения
А3. На рычаг, плечи которого L1 = 0,8 м и L2 = 0,2 м, действуют силы F1 = 10 Н и F2 = 40 Н. Определите суммарный момент силы и равнодействующую силу.
1) 0 Н·м, 50 Н
2) 2 Н·м, 50 Н
3) 3,2 Н·м, 30 Н
4) 0 Н·м, 30 Н
А4. Первый закон Ньютона утверждает, что
1) скорость тела меняется при переходе из одной системы отсчета в другую
2) в инерциальной системе отсчета скорость тела не меняется, если сумма сил, действующих на тело, равна нулю
3) тела взаимодействуют с силами, равными по модулю, но противоположными по направлению
4) на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила
А5. Тело массой 20 кг, движущееся в инерциальной системе под действием силы 60 Н, приобретает ускорение, равное
1) 0,3 м/с2
2) 40 м/с2
3) 3 м/с2
4) 80 м/с2
В1. Тело, начав двигаться равноускоренно из состояния покоя, за 6 с прошло 450 м. Найдите время, за которое тело преодолеет последние 150 м пути.
В2. Первый вагон отходящего от остановки поезда за 3 с проходит мимо наблюдателя, находящегося до отхода поезда у начала этого вагона. За какое время пройдет мимо наблюдателя весь поезд, состоящий из 9 вагонов? (Промежутками между вагонами пренебречь.)
С1. Лестница длиной 4 м приставлена к стене под углом 60° к полу. Трение между лестницей и стеной отсутствует. Максимальная сила трения между лестницей и полом 200 Н. На какую высоту может подняться по лестнице человек массой 60 кг, прежде чем лестница начнет соскальзывать? (Массой лестницы пренебречь, человека считать
материальной точкой.)
С2. С вершины наклонной плоскости высотой 10 м и углом наклона к горизонту 30° начинает соскальзывать тело. Определите продолжительность спуска. (Трение не учитывать.)
Вариант 2
А1. Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется
1) механическим движением
2) колебательным движением
3) вращательным движением
4) поступательным движением
А2. Трение, возникающее между неподвижными, друг относительно друга поверхностями, называют
1) трением скольжения
2) весом
3) реакцией опоры
4) трением покоя
А3. Инерциальной системой отсчета называют такую, в которой
1) любое ускорение, приобретаемое телом, объясняется действием на него других тел
2) ускорение, приобретаемое телом, не объясняется действием на него других тел
3) любая скорость, приобретаемая телом, объясняется действием на него других тел
4) правильного ответа среди предложенных нет
А4. Равнодействующая всех сил, действующая на тело, равна нулю, когда тело
1) движется равномерно прямолинейно
2) движется равномерно по окружности в горизонтальной плоскости
3) находится в состоянии покоя
4) движется равномерно прямолинейно или находится в состоянии покоя
А5. Два мальчика с одинаковой массой тела взялись за руки. Первый мальчик толкнул второго с силой 105 Н. Сила, с которой толкнул второй мальчик первого, равна
1) 210 Н
2) 105 Н
З) 50 Н
4) 0
В1. Путь, пройденный телом при равноускоренном движении без начальной скорости за 4 с, равен 4,8 м. Найдите путь, пройденный телом за четвертую секунду движения.
В2. Наблюдатель стоит на платформе около передней площадки вагона электропоезда и замечает, что первый вагон проходит мимо него после начала равноускоренного движения за 5 с. Определите время, за которое мимо наблюдателя пройдет шестой вагон, если длина каждого вагона равна 15 м, а расстояние между вагонами 1,5 м.
С1. У стены стоит лестница. Коэффициент трения ее о стену 0,4, коэффициент трения о землю 0,5. Центр тяжести лестницы находится посередине. Определите наименьший угол, который лестница может образовать с горизонтом, не соскальзывая.
С2. Для равномерного подъема груза массой 100 кг по наклонной плоскости с углом наклона 30° надо прилагать силу 600 Н. С каким ускорением будет двигаться груз вниз, если его опустить?
Ответы на тест по физике Повторение изученного в 10 классе: кинематика, динамика, статика 11 класс
Вариант 1
А1-1
А2-4
А3-2
А4-2
А5-3
В1. 1,1 с
В2. 9 с
С1. 2 м
С2. 2,8 с
Вариант 2
А1-1
А2-3
А3-1
А4-4
А5-2
В1. 2,1 м
В2. 1 с
С1. 38°
С2. 4 м/с2
Тема 30.
Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами — ЛЕГКО!
Подтемы раздела
механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
30.01Кинематика
30.02Динамика
30.03Законы сохранения в механике
30.04Статика
30.05Гидростатика
30.06Механические колебания
Решаем задачи
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
5. У однородного тела центр тяжести находится посередине, к нему будет приложена сила
тяжести.
Решение
Во-первых, заметим, что согласно теореме Пифагора расстояние между точками крепления нитей
равно . Далее по теореме Пифагора найдём и (см. правый рисунок)
По условию .
Вычтем из первого второе:
Тогда
Треугольники и подобны, при этом сила тяжести направлена из центра стержня,
значит, коэффициент подобия равен 2 и плечо силы относительно точки равно .
Аналогично для треугольников и , плечо силы равно .
Момент силы можно найти по формуле: , где — сила, а — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Поэтому уравнение моментов относительно точки крепления левой нити дает
А относительно точки крепления правой нити
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Расставлены все силы на рисунке, обозначены расстояния. Введены центры
тяжести для стержней по отдельности).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
К гвоздю, вбитому в вертикальную стенку, привязана нить, намотанная на катушку. Катушка висит,
опираясь о стенку. Нить составляет со стенкой угол . Размеры катушки: см, см.
Найти минимальное значение коэффициента трения между стенкой и катушкой, при котором
катушка неподвижна. Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их
применение.
Сборник задач «Отличник ЕГЭ»
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Катушку будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны, расстояние
между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела можно
описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого
тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна
нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также
применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного
движения)
3. Плоскость является касательной к поверхности катушки. По определению сила нормальной
реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения тел, значит она направлена
перпендикулярно плоскости. Так как основание катушки это окружность, то прямые которые
проводятся перпендикулярно касательным, внутрь окружности, являются радиусами данной
окружности, значит можно утверждать, что линия действия силы реакции опоры проходит через центр
окружности основания цилиндра.
4. Сила трения явлется касательной силой реакции опоры и направлена параллельно вертикальной
стене.
Решение
Момент силы можно найти по формуле: , где — сила, а — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Силы, действующие на катушку, изображены на рисунке, где – сила тяжести, – сила
натяжения нити, – сила трения, – нормальная составляющая силы реакции стены. Запишем
второй закон Ньютона для катушки:
так как катушка неподвижна, то ускорение равно нулю. Спроецируем второй закон Ньютона на
горизонтальную ось:
Запишем также правило моментов сил относительно центра тяжести катушки:
Так как катушка покоится, то на неё действует сила трения покоя, которая выражается
неравенством:
Тогда
Отсюда
То есть минимальное значение равно 0,2.
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.
4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.
5. Обосновано направление силы нормальной и касательной реакции опоры.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для тела,
записана формула момента силы, записано правило моментов).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Цилиндр массой кг поместили на рельсы, наклоненные под углом к горизонту (вид
сбоку показан на рисунке). Груз какой минимальной массы нужно прикрепить к намотанной на
цилиндр нити, чтобы он покатился вверх? Проскальзывание отсутствует. Какие законы Вы используете
для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Цилиндр будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны, расстояние
между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела можно
описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого
тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна
нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также
применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного
движения)
3. Так как по условию проскальзывание отсутствует, то трение между поверхностью и цилиндром
отсутствует.
4. Плоскость является касательной к поверхности цилиндра. По определению сила нормальной
реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения тел, значит она направлена
перпендикулярно плоскости. Так как основание цилиндра это окружность, то прямые которые
проводятся перпендикулярно касательным, внутрь окружности, являются радиусами данной
окружности, значит можно утверждать, что линия действия силы реакции опоры проходит через центр
окружности основания цилиндра.
5. Груз массой будем рассматривать моделью материальной точки, так как его размерами в
условиях данной задачи можно пренебречь.
Решение
На цилиндр действуют приложенная к его центру сила тяжести , приложенная к его краю сила
натяжения нити и сила реакции опоры .
Момент силы можно найти по формуле: , где — сила, а — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Цилиндр покатится вверх, если момент силы тяжести относительно оси, проходящей через точку
перпендикулярно плоскости рисунка, будет меньше момента силы натяжения нити. Для силы
плечо равно , а для силы плечо равно:
Тогда следует неравенство:
Также запишем второй закон Ньютона для груза:
где – ускорение груза.
Так как по условию цилиндр должен катиться наверх, то ускорение направлено вниз. Спроецируем
второй закон Ньютона на вертикальную ось:
Подставим в неравенство из моментов:
Отсюда
При этом минимальность будет при , тогда
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.
4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.
5. Обосновано направление силы нормальной реакции опоры.
6. Обоснована возможность применения к грузу массой модели материальной точки.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для тела,
записана формула момента силы, записано правило моментов).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Систему отсчёта, связанную с Землёй, будем считать инерциальной (ИСО).
2. Брусок перед отрывом его правого края от поверхности стола будем считать твёрдым телом с осью
вращения, проходящей перпендикулярно плоскости рисунка через точку A. Условие равновесия
относительно вращения твёрдого тела на оси – равенство нулю суммы моментов сил, приложенных к
телу, относительно этой оси. 3. Нити нерастяжимы, поэтому, если покоится брусок, то покоятся и все
остальные тела системы.
4. Нити лёгкие, поэтому величина силы натяжения каждой нити в любой её точке одна и та же. В том
числе: , (см. рисунок в решении).
5. Блок идеальный (трения в осях нет, масса блока пренебрежимо мала). Поэтому условие
равновесия блока – равенство нулю суммы моментов сил натяжения нитей относительно оси
блока.
6. Груз может двигаться только поступательно вдоль вертикальной оси Oy, лежащей в плоскости
рисунка. Поэтому для груза используем модель материальной точки и применим второй закон
Ньютона. Вследствие этого условие равновесия – сумма приложенных к грузу сил равна
нулю.
Решение
Брусок начнёт отрываться от поверхности стола, когда сила реакции опоры со стороны стола станет
равна нулю. Рассмотрим случай минимальности груза. Брусок ещё покоится на столе, но касается стола
только в точке A, тогда сила реакции опоры приложена в точке и направлена вертикально
вверх.
Расставим силы, действующие на брусок , блок и груз .
Запишем уравнение моментов относительно оси, проходящей перпендикулярно рисунку в точке
:
Отсюда
Запишем второй закон Ньютона для груза
где – ускорение груза.
Так как система покоится, то . Спроецируем второй закон Ньютона на оси :
Аналогично правило моментов для блока, относительно оси, проходящей через его центр:
Из условия лёгкости нити , , тогда
Подставим (1) и (2) в (3)
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
5. По определению сила нормальной реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения
тел. Значит сила номральной реакции опоры в точке будет направлена внутрь окружности по
радиусу, а сила нормальной реакции опоры точки будет направлена перпендикулярно
стержню.
6. Так как стержень однородный то его центр тяжести находится в середине и эта точка является
точкой приложения силы тяжести.
Решение
Стержень находится в покое под действием плоской системы трех непараллельных сил,
следовательно, линии действия этих сил пересекаются в одной точке (см .рис.).
Сделаем пояснение к построению. Угол найдём из прямоугольного треугольника
Углы и равны как вертикальные. Из треугольника находим,
что
Так как прямые и параллельны, то углы и равны как накрест лежащие,
при этом как радиусы полусферы, следовательно, треугольник равнобедренный и
, а так как и параллельны, то
как соответственные. Из прямоугольного треугольника находим :
Рассмотрим треугольник :
Следовательно, треугольник равнобедренный, при этом . Следовательно,
Точка находится на расстоянии от точки (так как сила тяжести приложена к центру
стержня), следовательно:
А из треугольника :
Отсюда
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.
4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.
5. Обосновано направление сил нормальной реакции опоры.
6. Обосновано положение центра тяжести и точки приложения силы тяжести.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: использована теорема о трех не
параллельных силах).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Тонкий однородный стержень АВ шарнирно закреплён в точке А и удерживается горизонтальной
нитью ВС (см. рис.). Трение в шарнире пренебрежимо мало. Масса стержня кг, угол
его наклона к горизонту . Найдите модуль силы , действующей на стержень
со стороны шарнира. Сделайте рисунок, на котором укажите все силы, действующие на
стержень.
Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Доску будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным. Так как стержень однородный, то его
центр тяжести находится посередине.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
Решение
Момент силы можно найти по формуле: , где — сила, а — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Стержень находится в равновесии под действием сил, изображенных на рисунке, где
– сила тяжести, – сила натяжения нити, и – составляющие силы реакции
шарнира вдоль горизонтальной и вертикальной осей, соответственно. Запишем второй закон
Ньютона:
так как стержень покоится, то ускорение равно нулю. Спроецируем второй закон Ньютона на оси
и :
Так как
то
Запишем правило моментов сил относительно точки :
где – длина стержня.
Отсюда
Объединяя (1) и (2), получаем ответ
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записаны условия
равновесия доски (второй закон Ньютона и правило моментов), записана формула момента
силы).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения). Также применим третий закон
Ньютона для описания взаимодействия между стержнем и опорами.
5. Размеры шариков малы по сравнению с размером стержня, поэтому будем описывать шарики
моделью материальной точки.
Решение
На твердое тело, образованное двумя шарами и стержнем действует силы тяжести первого и второго
шаров и , а также силы реакции опоры и . По условию силы давления на опоры
отличаются в 2 раза. По третьему закону Ньютона силы давления на опору равны силе реакции опоры в
этой точке, значит, Запишем второй закон Ньютона и правило моментов относительно точки
А.
Момент силы можно найти по формуле: , где — сила, а — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
где – AC и плечо силы . Так как , то систему уравнений можно переписать в
виде
Поделим второе уравнение на первое
Отсюда длина стержня
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета. На основе третьего закона Ньютона сделан вывод о
равенстве сил реакций опоры и сил давления стержня на них.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
5. Обосновано возможность описать шарики моделью материальной точки.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: условия равновесия твердого тела в
ИСО, формула момента силы относительно оси вращения, третий закон Ньютона, второй
закон Ньютона из условий равновесия твердого тела записан в проекции на координатную
ось).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
К вертикальной стенке прислонена однородная доска, образующая с горизонтальным полом угол
. Коэффициент трения доски об пол равен . Каков должен быть коэффициент трения
доски о стену, чтобы доска оставалась в равновесии? Какие законы Вы используете для решения
задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Доску будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
Решение
Момент силы можно найти по формуле: , где — сила, а — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Запишем второй закон Ньютона и правило моментов относительно центра доски, с учетом того, что
доска покоится
Так как , а и с учетом (1) уравнение (2) можно переписать в
виде
Отсюда
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записаны условия
равновесия доски (второй закон Ньютона и правило моментов), записана формула момента
силы).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Стержень согнули под прямым углом с соотношением полученных сторон 2:3 и подвесили нить,
привязанную к точке сгиба. Найдите массу груза, который надо прикрепить к концу короткой стороны,
чтобы концы сторон находились на одном уровне, если масса стержня 600 г. Какие законы Вы
используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
5. У однородного тела центр тяжести находится посередине, к нему будет приложена сила
тяжести.
Решение
Момент силы можно найти по формуле: , где — сила, а — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Запишем правило моментов относительно оси подвеса.
где – длина стержня, – его масса. (Здесь берется в первом случае, так как центр тяжести
однородного стержня находится в середине, а у нас эта сторона равна , а половина , точно также
и для второго слагаемого) Выразим отсюда массу грузика
так как отношение сторон 2:3, то А значит
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Расставлены все силы на рисунке, обозначены расстояния. Введены центры
тяжести для стержней по отдельности).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Бревно будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
5. Так как тело не является однородным, то положение центра тяжеси неизвестно.
Решение
Момент силы можно найти по формуле: , где — сила, а — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Пусть центр тяжести находится на расстоянии от края, к которому была приложена сила , а
длина бревна равна
Также найдем массу бревна .
Запишем уравнение моментов относительно центра тяжести (точка )
Сложим два уравнения
Поделим на и выразим
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Расставлены все необходимые силы на рисунке, обозначены расстояния. Введен
центр тяжести.).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Грузы будем описывать моделью материальной точки, так как их движение поступательное и в
данной задаче размерами тел можно пренебречь.
3. Стержень будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела
можно описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия
твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
Решение
Сделаем рисунок с указанием всех сил
Момент силы можно найти по формуле: , где — сила, а — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.
Запишем правило моментов относительно точки А. В точке действует только сила натяжения
нити равная силе тяжести , в точке действует вниз сила натяжения нити равная силе тяжести
и сила натяжения нити, действующая вверх, равная
Откуда
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что стержень будет рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма
и размеры неизменны). Сказано, что грузы будем рассматривать моделью материальной
точки.
3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.
4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула момента силы,
записано правило моментов. Расставлены все необходимые силы на рисунке, обозначены
расстояния).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Гладкий цилиндр лежит между двумя плоскостями, одна из которых вертикальна, а линия их
пересечения горизонтальна (см. рисунок). Сила давления цилиндра на вертикальную стенку в
раза превышает силу тяжести, действующую на цилиндр. Найдите угол между плоскостями.
Сделайте рисунок, на котором укажите силы, действующие на цилиндр. Какие законы Вы используете
для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Досрочная волна 2020
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Цилиндр будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны, расстояние
между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела можно
описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого
тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна
нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также
применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного
движения)
3. Так как по условию цилиндр гладкий, то трение между поверхностями и цилиндром
отсутствует.
4. Плоскости являются касательными к поверхности цилиндра. По определению сила нормальной
реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения тел, значит она направлена
перпендикулярно плоскостям. Так как основание цилиндра это окружность, то прямые которые
проводятся перпендикулярно касательным, внутрь окружности, являются радиусами данной
окружности, значит можно утверждать, что линии действия сил реакции опоры проходят через центр
окружности основания цилиндра.
Решение
Сделаем рисунок
По третьему закону Ньютона, на вертикальную стенку действует цилиндр с силой , значит,
стенка действует с такой же силой на цилиндр Запишем второй закон Ньютона, с учетом покоя
тела
Найдем тангенс угла
Значит, угол равен
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.
4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.
5. Обосновано направление сил нормальной реакции опоры.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для тела.
Возможно реение задачи через введение радиуса основания цилиндра и записи правила моментов, тогда
требуется запись формулы момента силы).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
К двум вертикально расположенным пружинам одинаковой длины подвесили однородный
стержень длиной = 30 см. Если к этому стержню подвесить груз массой кг на
расстоянии 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 ? Сделайте рисунок с указанием
используемых в решении сил. Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их
применение.
Досрочная волна 2017
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.
3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)
Решение
Сделаем рисунок с указанием сил, действующих на стержень
Момент силы можно найти по формуле: , где — сила, а — её плечо до рассматриваемой
оси вращения. Тогда правило моментов относительно точки
Здесь: — момент силы упругости левой пружинки относительно точки А, —
момент силы тяжести груза относительно точки А, — момент силы упругости правой пружинки
относительно точки А.
Кроме того, по условию стержень расположен горизонтально (растяжения пружин равно) и жёсткость
левой пружины в 2 раза меньше правой — сила упругости левой пружины, — сила
упругости правой пружины, где – жёсткость левой пружины, – удлинение пружины. Тогда
правило моментов запишется в виде:
Также по правилу моментов относительно точки Б
Здесь: — силы упругости левой пружинки относительно точки Б, — момент силы тяжести
стержня относительно точки Б, — момент силы тяжести груза относительно точки
Б.
Тогда
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула
моменты силы, записано правило моментов. Расставлены все силы на рисунке, обозначены
расстояния).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны 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.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Ответы (Тест 2)
Нажмите на ссылку Ответ-2.docx, чтобы просмотреть файл.
◄ Тест 2 «Кинематика, динамика: задания части 2 КИМ»
Перейти на…
Видеозапись вебинара (09.11.2017) на сайте АлтГУ ►
Примерный перечень экзаменационных вопросов по курсу теоретической механики разделов «кинематика», «статика» и «динамика».
Онлайн помощь на экзамене >
Сохранить и поделиться с друзьями
Ответы на представленные вопросы вы можете получить пройдя по соответствующим ссылкам либо используя поиск по сайту (в правом верхнем углу).
Вопросы по разделу «Кинематика»
- Способы задания движения точки. Скорость и ускорение точки при координатном способе задания движения.
- Естественный способ задания движения точки. Связь между естественным и координатным способами задания движения.
- Скорость и ускорение точки при векторном и естественном способах задания движения.
- Типы движения твердого тела. Поступательное движение. Теорема о траекториях, скоростях и ускорениях точек твердого тела.
- Вращательное движение твердого тела. Закон вращательного движения, скорость и ускорение тела при его вращательном движении. Уравнения равномерного и равнопеременного вращения.
- Передаточные механизмы. Передаточное число.
- Теорема о скоростях точек плоской фигуры и ее следствия.
- Теорема о мгновенном центре скоростей. Способы нахождения мгновенного центра скоростей.
- Теорема об ускорениях точек тела при плоском движении. Мгновенный центр ускорений.
- Сложное движение точки. Скорости и ускорения точек при сложном движении.
- Теорема о сложении ускорений при сложном движении. Способы нахождения ускорения Кориолиса.
Вопросы по разделу «Статика»
- Аксиомы статики.
- Типы связей и их реакции.
- Геометрический и аналитический способы сложения сходящихся сил.
- Момент силы относительно центра и оси. Вектор момент пары сил.
- Главный вектор системы сил. Главный момент системы сил. Условия равновесия произвольной пространственной системы сил.
- Три формы равновесия произвольной плоской системы сил.
- Приведение пространственной системы сил к заданному центру. Присоединенные пары сил. Основная теорема статики.
- Равновесие при наличии трения скольжения и трения качения. Момент сопротивления качению.
- Теорема Вариньона.
- Методы определения центра тяжести тел.
Вопросы по разделу «Динамика»
- Законы Галилея-Ньютона. Основное уравнение динамики.
- Дифференциальные уравнения движения материальной точки в инерциальной системе отсчета.
- Дифференциальные уравнения движения материальной точки в проекциях на естественные оси координат.
- Две основные задачи динамики материальной точки.
- Прямолинейные колебания материальной точки. Основные типы колебаний. Классификация сил.
- Дифференциальное уравнение прямолинейных колебаний материальной точки. Амплитуда, период, частота и фаза колебаний. Резонанс.
- Дифференциальные уравнения движения материальной точки в неинерциальной системе отсчета. Переносная и кориолисова силы инерции.
- Механическая система. Масса системы. Центр масс системы и его координаты.
- Момент инерции твердого тела относительно плоскости, оси и полюса. Радиус инерции.
- Теорема о движении центра масс механической системы. Закон сохранения центра масс.
- Количество движения точки и системы. Теоремы об изменении количества движения точки и механической системы.
- Теорема об изменении кинетического момента механической системы (относительно центра, оси, центра масс).
- Кинетический момент вращающегося твердого тела относительно оси вращения. Дифференциальное уравнение вращения твердого тела вокруг неподвижной оси.
- Элементарная работа силы. Работа силы тяжести, силы упругости, силы тяготения. Работа сил, приложенных к твердому телу, вращающемуся вокруг неподвижной оси.
- Вычисление кинетической энергии твердого тела в различных случаях его движения.
- Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки и механической системы.
- Потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии.
- Число степеней свободы. Классификация связей. Возможные перемещения системы.
- Принцип возможных перемещений. Принцип возможных мощностей.
- Принцип Даламбера для материальной точки и механической системы. Главный вектор и главный момент сил инерции.
- Общее уравнение динамики. Идеальные связи. Виртуальная работа.
- Обобщенные координаты, обобщенные скорости, число степеней свободы. Обобщенные силы.
- Уравнение Лагранжа 2-го рода. Обобщенные силы.
- Кинетический потенциал. Уравнение Лагранжа 2-го рода для консервативной системы.
- Устойчивость равновесия твердого тела и механической системы. Теорема Лагранжа-Дирихле.
Для подготовки к экзаменам рекомендуем:
- Конспект лекций
- Краткий курс теории
- Примеры решения задач
- Помощь на экзаменах
Сохранить или поделиться с друзьями
Вы находитесь тут:
На нашем сайте Вы можете получить решение задач и онлайн помощь
Подробнее
Решение задач и лекции по технической механике, теормеху и сопромату
Тесты по теме «Техническая механика»
Тест № 1
1. Величина, которая не является скаляром?
1. Перемещение.
+ 2. Потенциальная энергия.
3. Время.
4. Мощность.
2. Дифференциальное уравнение вращательного движения тела можно записать:
+ 1. Одной формулой.
2. Трех формулах.
3. Имеет однозначное выражение.
4. Двух формулах.
3. Что называется чугуном?
+ 1. Сплав железа с углеродом с содержанием углерода от 2,14 до 6,67%.
2. Сплав железа с серой и фосфором.
3. Сплав железа с марганцем.
4. Сплав железа с алюминием.
4. Какую из перечисленных резьб следует применить в винтовом домкрате?
+ 1.Метрическую (треугольную).
2.Круглую.
3.Трапецеидальную.
4.Упорную.
5. К какому виду механических передач относятся цепные передачи?
1. Трением с промежуточной гибкой связью.
+ 2. Зацеплением с промежуточной гибкой связью.
3. Трением с непосредственным касанием рабочих тел.
4. Зацеплением с непосредственным касанием рабочих тел.
Тест № 2
1. Сила трения между поверхностями:
+ 1. Зависит от нормальной реакции и коэффициента трения.
2. Меньшая чем нормальная реакция.
3. Равняется нормальной реакции в точке контакта.
4. Большая чем нормальная реакция.
2. Приложение к твердому телу совокупности сил, которые уравновешиваются, приводит к:
1. Смещение равнодействующей.
+ 2. Никаких изменений не происходит.
3. Нарушение равновесия тела.
4. Уравновешение тела.
3. Примеси каких элементов являються вредными в сталях?
1. Mn, Si, S, P.
+ 2. P, S, H, N, O.
3. Si, P, S, H.
4. Mn, Si, Ni, Mo.
4. На каком из приведенных на рисунке стержней нельзя нарезать резьбу? ответ — 3
5. Полная высота зуба в нормальном (нарезанном без смещения) зубчатом колесе равна 9 мм. Чему равен модуль?
1. 2 мм;
2. 2,5 мм;
3. 3 мм;
+ 4. 4 мм.
Тест № 3
1. Добавление к существующей системе сил совокупности сил, которые уравновешиваются, приводит к:
+ 1. Никаких изменений не происходит.
2. Смещение равнодействующей.
3. Нарушение равновесия системы.
4. Уравновешенность системы.
2. Угловое ускорение — это:
1. Изменение скорости точки за единицу времени.
2. Изменение пути за единицу времени.
+ 3. Изменение угловой скорости за единицу времени.
4. Изменение угла поворота за единицу времени.
3. Что называется сталью?
1. Сплав железа с серой и фосфором.
+ 2. Сплав железа с углеродом с содержанием углерода до 2,14%.
3. Сплав железа с марганцем.
4. Сплав железа с алюминием.
4. Какую стандартную метрическую резьбу нужно назначить для соединения?
1. М14.
+ 2. М16.
З. М18.
4. М20.
Для справки приведена выборка из ГОСТ 9150—59
Диаметр наружный d |
Шаг S |
Диаметр средний d2 |
Диаметр внутренний d1 |
12 |
1,75 |
10,863 |
10,106 |
14 |
2,00 |
12,701 |
11,835 |
16 |
2,00 |
14,701 |
13,835 |
18 |
2,50 |
16,376 |
15,294 |
20 |
2,50 |
18,376 |
17,294 |
24 |
3,00 |
22,051 |
20,752 |
5. Укажите, какой подшипник может воспринимать только осевую нагрузку?
1. Конический.
+ 2. Упорный.
3. Игольчатый.
4. Двухрядный сферический.
Тест № 4
1. Статика — это раздел теоретической механики, которая изучает:
1. Поведение тел при воздействии на них внешних сил.
2. Поведение тел при воздействии на них внутренних сил.
+ 3. Равновесие тел под действием сил.
4. Движение тел под действием сил.
2. Как формулируется основной закон динамики?
+ 1. Произведение массы материальной точки и вектора ее ускорение равняется векторной сумме действующих на материальную точку сил.
2. Силы, которые действуют на тело, двигают его ускоренно.
3. Тело двигается под действием силы равномерно и прямолинейно.
4. Ускорения, которые получает тело, пропорционально действующим силам.
3. Каким способом изготавливается большинство чугунных изделий?
1. Обработкой давлением.
2. Механической обработкой.
3. Штамповкой.
+ 4. Литьем.
4. На каком рисунке правильно показан шаг зацепления? Ответ — 1
5. При каком взаимном расположении валов возможно применение цепной передачи?
+ 1. Оси валов параллельны.
2. Пересекаются под некоторым углом.
3. Пересекаются под прямым углом.
4. Скрещиваются под любым углом.
Тест № 5
1. Действие связей на тело может быть заменено:
+ 1. Реакцией;
2. Уравновешивающей;
3. Равнодействующей;
4. Системой сил.
2. В кинематике ускорением точки называют векторную величину, которая равняется:
1. Отношению скорости к интервалу времени, за которое это изменение произошло;
+ 2. Отношению изменения скорости к интервалу времени, за которое это изменение произошло;
3. Произведения изменения скорости на интервал времени, за которое это изменение произошло;
4. Отношению изменения скорости к изменению перемещения.
3. Определить, какая марка высококачественной стали имеет следующий химический состав: 0,6% — С; 2% — Si; 1,2% — Cr; 0,1% — V?
1. 60C2ХФ.
+ 2. 60C2ХФА.
3. C2ХФ1А.
4. 60CХФ.
4. Ниже перечислены цилиндрические детали, используемые для создания соединений. Какие из них не относятся к резьбовым?
+ 1. Штифт.
2. Винт.
3. Шпилька.
4. Болт.
5. Укажите передаточные механизмы, в которых фрикционные передачи получила наибольшее распространение.
1. Редукторы.
2. Мультипликаторы.
+ 3. Вариаторы.
4. Коробки скоростей.
Тест № 6
1. Количественное измерение механического взаимодействия материальных тел зовут:
1. Связью.
2. Скоростью.
3. Ускорением.
+ 4. Силой.
2. Сила тяготения при увеличении высоты над поверхностью Земли:
1. Уменьшается пропорционально расстояния от центра Земли.
2. Увеличивается пропорционально квадрату расстояния от центра Земли.
+ 3. Уменьшается пропорционально квадрату расстояния от центра Земли.
4. Увеличивается пропорционально высоте.
3. Какими буквами обозначают в марках стали элементы Ni, Cr, Mn?
1. Буквами Н, В, С.
2. Буквами Н, Ю, Ф.
3. Буквами Г М, К.
+ 4. Буквами Н, Х, Г.
4. Изображена двухзаходная резьба. Какое из измерений дает значение хода резьбы? Ответ — 4
5. В фрикционных муфтах применяют следующие материалы:
+ 1. Накладки из фрикционного материала на основе асбеста.
2. Металлокерамические накладки.
3. Закаленные стали.
4. Текстолит.
Тест № 7
1. Если система трех непараллельных сил находится в равновесии, то:
1. Все силы находятся в одной плоскости и не пересекаются линиями действия.
+ 2. Силы пересекаются в одной точке и принадлежат одной плоскости.
3. Все силы находятся в разных плоскостях.
4. Силы равны между собой.
2. Вал и ступица детали выполнены из стали 45. Подберите целесообразный материал для шпонки из перечисленных ниже:
1 ст. 3 (=240 МПа; =440 МПа );
2 ст. 45 ( =360 МПа ; =610 МПа);
+ 3 ст. 6 (=300 МПа ; =600 МПа);
4 ст. 55 (390 МПа ; =660 МПа).
3. Какая разделка кромок свариваемых деталей применяется при сварке особо толстых деталей? Ответ — 2
1. U-образная. 2. Двойная U-образная. 3. V-образная. 4. Х-образная.
4. Если частота вращения подшипника в диапазоне 1—10 об/мин, то как его следует рассчитывать?
1. На долговечность при действительном числе оборотов.
+ 2. На долговечность при 10 об/мин.
3. На долговечность при 1 об/мин.
4. На статическую грузоподъемность.
5. Можно ли при неизменной передаваемой мощности с помощью зубчатой передачи получить больший крутящий момент?
1. Нельзя.
+ 2. Можно, уменьшая частоту вращения ведомого вала.
3. Можно, увеличивая частоту вращения ведомого вала.
4. Можно, но с частотой вращения валов это не связано.
Тест № 8
1. В теоретической механике абсолютно твердое тело — это тело:
1. Изготовленное из металла.
+ 2. Расстояние между каждыми двумя точками которого остается неизменным.
3. Имеет большую массу.
4. Кристаллическое тело.
2. Коэффициент трения скольжения между поверхностями определяется:
1. Нормальным давлением в контакте.
+ 2. Физическим состоянием поверхностей.
3. Площадью контакта поверхностей.
4. Активными силами, которые действуют на тело.
3. В чем состоит разница между чугунок и сталью?
1. В твердости и содержании вредных примесей.
+ 2. В содержании углерода и вредных примесей.
3. В агрегатном состоянии.
4. В виде термической обработки.
4. При каком из указанных ниже способов сборки соединения с гарантированным натягом следует стремиться к максимальной чистоте обработки контактирующих поверхностей?
+ 1. Прессование.
2. Прессование с подогревом охватывающей детали.
3. Нагреванием охватывающей детали.
4. Охлаждением охватываемой детали.
5. Какой подшипник при равных габаритах способен воспринимать самую большую осевую нагрузку?
1. Шариковый радиальный.
2. Шариковый радиально-упорный.
3. Шариковый упорный.
+ 4. Роликовый конический радиально-упорный.
Тест № 9
1. Количественное измерение механического взаимодействия материальных тел зовут:
1. Ускорением;
+ 2. Силой;
3. Скоростью;
4. Связью.
2. Не изменяя действия силы на тело, можно ли перенести ее параллельно в другую точку?
1. Нет.
+ 2. Можно, прибавив пару сил с моментом, который равен моменту силы относительно точки и направлен в противоположную сторону.
3. Да, без ограничений.
4. Можно, прибавив еще одну силу так, чтобы образовалась пара сил направленная в противоположную сторону.
3. Какая структура образуется в стали после закалки?
1. Перлит.
2. Феррит.
3. Цементит.
+ 4. Мартенсит.
4. На рисунке показан цилиндрический стержень с треугольной метрической резьбой (размеры округлены до целых единиц). Как следует обозначить резьбу на чертеже?
1. М54.
2. М56.
+3. М60.
4. М5,5.
5. Из перечисленных функций, которые могут выполнять муфты, указать главную.
1. Компенсировать несоосность соединяемых валов.
2. Предохранять механизм от аварийных перегрузок.
3.Смягчать (демпфировать) вредные резкие колебания нагрузки.
+ 4. Передавать вращающий момент.
Тест № 10
1. Суть понятия абсолютно твердого тела:
+ 1. Это тело, расстояние между двумя произвольными точками которого остается неизменной.
2. Верного ответа нет.
3. Это тело, которое имеет очень большую твердость.
4. Это такое тело, которое сохраняет все время свою твердость.
2. Произведение постоянной силы на перемещение точки ее приложения — это:
+ 1. Работа силы.
2. Кинетическая энергия.
3. Мощность.
4. Количество движения точки.
3. Какой из литейных сплавов наиболее дешевый?
+ 1. Серый чугун.
2. Ковкий чугун.
3. Высокопрочный чугун.
4. Легированная сталь.
4. Как можно нагружать соединение с гарантированным натягом?
1. Только осевой силой.
2. Только крутящим моментом.
3. Только изгибающим моментом.
+ 4.Осевой силой, крутящим и изгибающим моментами одновременно.
5. На рисунке показана гайка с треугольной метрической резьбой (размеры округлены до целых единиц). Как следует обозначить резьбу на чертеже?
+1. М10.
2. М9.
3. М8.
4. М1,5.
Тест № 11
1. Момент силы относительно точки на плоскости:
+ 1. Произведение модуля силы на кратчайшее расстояние между вектором силы и точкой;
2. Произведение модуля силы на синус угла между вектором силы и осью;
3. Произведение модуля силы на косинус угла между вектором силы и осью;
4. Проекция силы на ось.
2. Если точка двигается по траектории так, что в любые промежутки времени она проходит равные отрезки пути, то такое движение называется:
+ 1. Равномерным.
2. Равноускоренным.
3. Вращательным.
4. Криволинейным.
3. Назовите основные требования к материалам, из которых изготавливают металлорежущие инструменты?
+ 1. Твердость, ударная вязкость, теплостойкость, износостойкость.
2. Жесткость, податливость, адгезия, адсорбция.
3. Аберрация, жесткость, плотность, долговечность.
4. Ударная вязкость, жесткость, стойкость, прочность.
4. Шлицевое соединение по сравнению с многошпоночным:
1. Более технологично.
+ 2. Больше ослабляет вал.
3. Имеет большую нагрузочную способность.
4. Лучше центрирует деталь на валу.
5. Укажите, какие тела качения не применяются в подшипниках качения.
1. Шарики.
2. Цилиндрические ролики.
3. Ролики с выпуклой образующей.
+ 4. Ролики с вогнутой образующей.
Тест № 12
1. Аксиома параллелограмма сил декларирует, что две силы приложенные к телу в точке:
+1. Можно заменить одной – равнодействующей.
2. Двигают тело прямолинейно и равномерно.
3. Можно сложить алгебраически с учетом знаков.
4. Взаимно уничтожаются.
2. Которая из величин является скаляром:
1. Кинетическая энергия.
2. Момент инерции.
3. Скорость.
+4. Масса.
3. В чем состоит термическая обработка — закалка?
+1. Нагрев, выдержка, охлаждение со скоростью выше критической.
2. Постепенный нагрев и постепенное охлаждение.
3. Постепенный нагрев и постепенное ступенчатое охлаждение.
4. Нагрев, выдержка при высокой температуре и охлаждение на воздухе.
4. Сколько из написанных соотношений соответствуют передаточному числу редуцирующей зубчатой передачи (индекс 1 означает ведущий элемент, индекс 2 — ведомый)?
; ; ; ,
где — диаметр делительной окружности; — число зубьев; —частота вращения; T—момент; — К. П.Д.
1) 1;
2) 2;
+3) 3;
4) 4.
5. Сколько подшипников могут воспринимать комбинированную (осевую и радиальную) нагрузку?
1. Два.
2. Три.
+3. Четыре.
4. Пять.
Тест № 13
1. Если при движении любая прямая, связанная с телом, перемещается параллельно сама себе, то такое движение называется:
1. Вращающимся;
2. Равномерным;
+3. Поступательным;
4. Прямолинейным.
2. Основные понятия динамики точки:
1. Перемещение, ускорение, скорость;
2. Верного ответа нет;
3. Скорость, траектория, пройденный путь;
+4. Сила, масса, ускорение.
3. В чем состоит термическая обработка — отжиг?
1. Нагрев, выдержка, охлаждение со скоростью выше критической.
2. Нагрев, выдержка при высокой температуре и охлаждение в печи.
+3. Постепенный нагрев и постепенное ступенчатое охлаждение.
4. Нагрев, выдержка при высокой температуре и охлаждение на воздухе.
4. Какой вид сварки нужно применить для нахлесточного соединения двух листов сечением b×s=1500 мм ×1 мм?
1. Дуговую.
2. Контактную.
+3. Точечный шов.
4. Электрошлаковую.
5. Какое количество заходов характерно для крепежных резьб?
+1. Один.
2. Два.
3. Три.
4. Четыре.
Тест № 14
1. Силы параллельны, если:
1. Векторы их направлены в разные стороны.
2. Они не имеют равнодействующей.
+3. Параллельные линии их действия.
4. Линии их действия проходят через одну точку.
2. Характеристики силы:
1. Верного ответа нет;
2. Величина, линия действия, направление действия;
3. Точка приложения, границы изменения, скорость изменения;
+4. Величина, точка приложения, линия действия, направление действия.
2. Что такое полиморфное превращение?
1. Процесс кристаллизации.
2. Вид пластической деформации.
+3. Изменение кристаллической решетки.
4. Вид термической обработки.
3. Сборка соединений с гарантированным натягом может осуществляться:
1. Прессованием.
2. Прессованием с подогревом охватывающей детали.
3. Нагреванием охватывающей детали.
+4. Охлаждением охватываемой детали.
4. В наборе оказались подшипники: 315; 2416; 7210; 7520; 1308; 6405. Сколько из них тяжелой cерии?
1. Пять.
2. Четыре.
3. Три.
+ 4. Два.
Тест № 15
1. Как при прямолинейном движении находится скорость точки?
1. Как производная от координаты точки по ускорению;
2. Как вторая производная от координаты по времени;
3. Как вторая производная от координаты по ускорению;
+4. Как производная от координаты точки по времени.
2. В какой точке Земли вес тела минимальный?
1. Другой ответ.
2. На широте 45 градусов.
3. На полюсе.
+4. На экваторе.
3. Улучшение стали это:
1. Закалка с низким отпуском.
2. Закалка со средним отпуском.
+3. Закалка с высоким отпуском.
4. Закалка с охлаждением на воздухе.
4. На рис. изображена двухзаходная резьба. Какое из измерений дает значение шага резьбы? Ответ — 3
4. Для работы фрикционной передачи необходима сила, прижимающая катки друг к другу. Какова величина этой силы по отношению к полезному окружному усилию?
1. Равна.
2. Может быть и больше и меньше.
3. Всегда меньше
+4. Всегда больше.
5. Чтобы зубчатые колеса могли быть введены в зацепление, что у них должно быть одинаковым?
1. Диаметры.
2. Ширина.
3. Число зубьев.
+4. Шаг.
Тест № 16
1. Добавление к существующей системе сил совокупности сил, которые уравновешиваются, приводит к:
+ 1. Никаких изменений не происходит.
2. Смещение равнодействующей.
3. Нарушение равновесия системы.
4. Уравновешенность системы.
2. Сила тяготения может быть:
+ 1. Зависимой от ускорения материальной точки;
2. Зависимой от формы материальной точки;
3. Постоянной силой;
4. Зависимой от времени.
3. Как выполняются шпоночные канавки на валах?
1. Сверлением и развертыванием.
+2. Фрезерованием (дисковой и торцовой фрезой).
3. Долблением.
4. Протягиванием.
4 . Какой вид сварки не обеспечивает герметичности соединения?
1. Кузнечная.
2. Контактная.
+3. Точечный шов.
4. Электрошлаковая.
5. Основное назначение муфт — передача вращающего момента. В каком случае не может быть применена муфта?
1. Соединяются соосные валы.
+2. Соединяются параллельные валы.
3. Соединяется с валом свободно посаженная на него деталь.
4. Соединяются друг с другом детали, свободно посаженные на один вал.
Тест № 17
1. В теоретической механике абсолютно твердое тело — это тело:
1. Изготовленное из металла.
+2. Расстояние между каждыми двумя точками которого остается неизменным.
3. Имеет ограниченную массу.
4. Кристаллическое тело.
2. Полное ускорение точки не направлено:
1. По касательной к траектории.
2. Параллельно оси y.
3. Параллельно оси x.
+4. По нормали к траектории в сторону выпуклости кривой («наружу»).
3. Отжиг стали это:
1. Закалка с низким отпуском.
2. Закалка со средним отпуском.
+3. Нагрев и охлаждение в печи.
4. Нагрев и охлаждение на спокойном воздухе.
4. Есть класс точности подшипников, имеющий условное обозначение 0. Чем он отличается от (обозначаемых номерами) классов точности?
1. Имеет наивысшую точность.
2. Среднюю точность.
+3. Наинизшую точность.
4. В классификацию подшипников по точности не входит.
5. Какие из перечисленных деталей, обеспечивающих работу передач круговращательного движения, сами могут не вращаться?
+ 1. Оси.
2. Валы.
3. Муфты.
4. Подшипники.
ОТВЕТЫ К ТЕСТАМ ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
1. |
2 |
1 |
1 |
4 |
2 |
2. |
1 |
2 |
2 |
3 |
4 |
3. |
1 |
3 |
2 |
2 |
2 |
4. |
3 |
1 |
4 |
1 |
1 |
5. |
1 |
2 |
2 |
1 |
3 |
6. |
4 |
3 |
4 |
4 |
1 |
7. |
2 |
3 |
2 |
2 |
2 |
8. |
2 |
2 |
2 |
1 |
4 |
9. |
2 |
2 |
4 |
3 |
4 |
10. |
1 |
1 |
1 |
4 |
1 |
11. |
1 |
1 |
1 |
2 |
4 |
12. |
1 |
4 |
1 |
3 |
3 |
13. |
3 |
4 |
2 |
3 |
1 |
14. |
3 |
4 |
3 |
4 |
4 |
15. |
4 |
4 |
3 |
3 |
4 |
16. |
1 |
1 |
2 |
3 |
2 |
17. |
2 |
4 |
3 |
3 |
1 |
18. |
3 |
2 |
1 |
4 |
4 |
19. |
1 |
3 |
1 |
3 |
4 |
20. |
4 |
2 |
4 |
3 |
2 |
21. |
1 |
3 |
1 |
4 |
2 |
22. |
3 |
4 |
1 |
2 |
4 |
23. |
4 |
3 |
1 |
4 |
3 |
24. |
1 |
4 |
2 |
2 |
3 |
25. |
2 |
1 |
1 |
4 |
3 |
26. |
2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
27. |
1 |
1 |
4 |
2 |
3 |
28. |
1 |
3 |
4 |
2 |
1 |
29. |
2 |
2 |
1 |
2 |
1 |
30. |
4 |
4 |
3 |
4 |
1 |