Изменение физических величин в процессах: механические и тепловые явления · 72 задания
- Задание №12№12
В бассейне под водой установлен динамик, излучающий звук определённой частоты. Часть звуковой волны отражается от поверхности воды, а часть преломляет…
Механические волны
- Задание №12№12
Газ нагревают в закрытом сосуде. Как в процессе нагревания изменяются объём газа и давление газа? Для каждой величины определите соответствующий харак…
Основные положения МКТ
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Груз, подвешенный к динамометру, с постоянной скоростью опускают встакан, частично заполненный водой, до полного погружения груза (см.рисунок). Как в…
Давление
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Мяч, катящийся по горизонтальному ровному футбольному полю, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются полная механическая энергия и внутре…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Деревянный кубик опустили в сосуд, частично заполненный водой, так что кубик плавает при частичном погружении (см. рисунок). Как после погружения куби…
Давление
- Задание №12№12
2 литра воды перелили из сосуда 1 в сосуд 2. Площади дна сосудов одинаковы (см. рисунок). Как при этом изменились давление и сила давления воды на дно…
Давление
- Задание №12№12
На покоящееся тело, находящееся на гладкой горизонтальной плоскости, начинают действовать две горизонтальные силы, лежащие на одной прямой (см. рисуно…
Второй закон Ньютона
- Задание №12№12
Свинцовый шар подброшен вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. Пренебрегая сопротивлением воздуха, укажите, как изменяются по мере движени…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №12№12
Деревянный кубик плавает в сосуде, частично заполненном водой (см. рисунок). Как изменятся сила тяжести, действующая на воду, и сила давления воды на…
Давление
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость _0 , начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как из…
Второй закон Ньютона
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость υ→0, начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как изменяются по мере подъёма ускорение бруска и его полная механическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) | увеличивается |
2) | уменьшается |
3) | не изменяется |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Правильный ответ
32
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем силы, действующие на брусок, и энергетические процессы при его движении вверх по наклонной плоскости.
1. Ускорение бруска.
На брусок, движущийся вверх по наклонной плоскости, действуют три силы: сила тяжести mg, сила нормальной реакции опоры N и сила трения скольжения Fтр. На рисунке видно, что сила трения направлена вниз вдоль плоскости (против движения).
Согласно второму закону Ньютона: ma=mg+N+Fтр.
Спроецируем силы на ось, направленную вдоль наклонной плоскости вниз: ma=mg⋅sinα+Fтр, где α — угол наклона плоскости.
Сила трения скольжения определяется формулой Fтр=μN=μmg⋅cosα.
Следовательно, модуль ускорения равен: a=g(sinα+μcosα).
Так как масса бруска, угол наклона плоскости и коэффициент трения μ в процессе подъёма остаются неизменными, то и модуль ускорения бруска не изменяется (цифра 3).
2. Полная механическая энергия бруска.
Полная механическая энергия системы — это сумма её кинетической и потенциальной энергий. Согласно закону изменения механической энергии, изменение полной энергии равно работе внешних неконсервативных сил (в данном случае — работе силы трения).
При движении бруска сила трения скольжения направлена противоположно перемещению, поэтому её работа отрицательна: Aтр<0.
Так как работа силы трения отрицательна, часть механической энергии переходит во внутреннюю энергию (нагрев бруска и поверхности). Следовательно, полная механическая энергия бруска по мере подъёма уменьшается (цифра 2).
Итог:
Ускорение бруска — 3 (не изменяется).
Полная механическая энергия — 2 (уменьшается).
Ответ: 32
Источник: ФИПИ