Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Средняя образовательная школа №1 г. Анадырь»

(МБОУ «СОШ №1 г. Анадырь»)

Исследовательская работа

«Решение задач №26 ЕГЭ по физике»

выполнили:

ученики 11.1 класса

Байков Максим

Яковлев Михаил

Руководитель:

Учитель физики

Дацев А.А.

г. Анадырь, 2023 год

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………….…………2

ГЛАВА 1. Задачи на сохранение энергии ……………………………5

ГЛАВА 2. Задачи на динамику ..………………………………………8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………..…11

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………12

2

Введение

ЕГЭ по физике является одним из важных этапов в жизни

старшеклассника, поскольку результаты этого экзамена могут оказать

существенное влияние на его будущее образование и профессиональную

карьеру. Данный экзамен проверяет наши знания и понимание основных

физических концепций и принципов. Одним из ключевых аспектов

успешной подготовки ЕГЭ по физике является не только знание теории, но

и умение применять ее на практике. Знание формул и физических законов

важно, но только их понимание и умение применять их в различных

ситуациях позволят справиться с заданиями экзамена. Кроме того,

необходимо разобраться в типах заданий, такие как тесты, расчеты, анализ,

графиков и т.д. Каждый тип задания требует своего подхода и стратегии

решения. Поэтому важно изучить каждый тип задания и научиться

эффективно подходить к их решению. [1]

Актуальность темы: найти оптимальные пути решения 26 задачи

ЕГЭ по физике

Цель работы – научиться применять изученные во время работы

методы, алгоритмы и свойства для решения физических задач повышенной

сложности.

Для достижения этой цели необходимо выполнить следующие

задачи:

1. Подобрать теоретический материал, необходимый для решения

задач;

2. Рассмотреть найденные методы и свойства и применить их на

практике;

3

3. Показать некоторые достоинства этих методов и свойств при

решении данного вида задач.

Объект исследования: физические задачи повышенной сложности.

Предмет

исследования:

методы

решения

задач

повышенной

сложности.

Методы исследования: изучение дополнительной литературы, сбор

информации, сравнение, анализ, обобщение.

Практическая значимость работы: При написании нашей работы

мы рассмотрели полезные факты и классические схемы, приёмы и секреты

для решения задач и выработали алгоритм решения задач.

Задачи данного уровня оцениваются как в теоретической части, так и

в практической.

Для того чтобы получить в них максимальное количество баллов,

ученик должен учитывать данные критерии:

I)

записаны

положения

теории

и

физические

законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения задачи

выбранным способом (в данном случае: закон сохранения импульса, закон

сохранения энергии, законов динамики и кинематики);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в

варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);

III) проведены необходимые математические преобразования и

вычисления, приводящие к правильному ответу;

IV) представлен правильный ответ.

Такие задачи имеют два направления: на закон сохранения энергии и

на динамку. [5]

Задачи на сохранение энергии

4

Для начала рассмотрим задачи на закон сохранения энергии. Они

включают в себя 2 типа.

1)В системе отсутствует сила трения ,тогда данная задача решается

через теоремы о потенциальной энергии и кинетической-работа равна

изменению

кинетической

энергии

или

работа

равна

изменению

потенциальной энергии с минусом .К этим задачам относиться переход

механической энергии к другой .Например задачи номер 2 из банка РЕШУ

ЕГЭ.

Задача 2:

Условие задачи: Из пружинного пистолета выстрелили вертикально

вниз в мишень, находящуюся на расстоянии 2 м от него. Совершив работу

0,12 Дж, пуля застряла в мишени. Какова масса пули, если пружина была

сжата перед выстрелом на 2 см, а ее жесткость 100 Н/м?.

Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной.

При движении пули по дулу пистолета на ее действуют силы тяжести, сила

упругости и сила реакции опоры, не действуют сила трения (так как дуло

можно считать абсолютно гладким) и сила сопротивления воздуха. В ИСО

изменение

полной

механической

энергии

равно

работе

всех

не

потенциальных сил, действующих на тело. Силы тяжести и упругости

потенциальны, а сила реакции опоры является не потенциальной. Заметим,

что в процессе движения реакция опоры перпендикулярна скорости т.е.

ее работа равна нулю. Значит, изменение механической энергии равно 0, а

следовательно,

можно

применить

закон

сохранения

энергии.

При

дальнейшем движении пули система «пуля  — Земля» так же замкнута при

отсутствии

внешней

силы

сопротивления

воздуха,

что

позволяет

применить закон сохранения энергии.

5

Решение:

Запишем закон сохранения механической энергии.

kx

2

/2=mv

0

2

/2.

mv

0

2

/2+mgh=mv

1

2

/2.

Так как вся энергия подлетевшей к мишени пули потрачена на

механическую работу, мы получаем, что A=mv

1

2

/2.Объединем все это в

систему уравнений, решаем ее и получаем ,что m=2A-kx

2

/2gh.

Ответ:0,005кг

2) в системе есть сила трения, тогда при решении используется закон

сохранения полной энергии учитывая, что часть механической энергии

переходит в тепловую за счет работы силы трения. В данных задачах

целесообразно

использовать

в

неупругом

взаимодействии

закон

сохранения импульса. Например, задача номер 1

Задача 1:

Условие: Снаряд массой 4 кг, летящий со скоростью 400 м/с,

разрывается на две равные части, одна из которых летит в направлении

движения снаряда, а другая  — в противоположную сторону. В момент

разрыва суммарная кинетическая энергия осколков увеличилась на

величину

0,5

МДж.

Определите

скорость

осколка,

летящего

по

направлению движения снаряда.

Введем обозначения:  2m— масса снаряда до взрыва;  v

0

 — модуль

скорости снаряда до взрыва

v

1

— модуль скорости осколка, летящего

вперёд; v

1

  — модуль скорости осколка, летящего назад. Запишем закон

сохранения импульса и закон сохранения энергии.

2mv

0

=mv

1

mv

2

2mv

0

2

/2+ E

k

=mv

1

2

/2+mv

2

2

/2

6

Решим эту систему уравнений с помощью метола подстановки.

Выразим из первого уравнения v

2

=v

1

-2v

0.

Подставим во второе и получим,

что v

1

=v

0

+( E/m)

1/2

.

Ответ:900м/c

7

Задачи на динамику

Теперь приступим к задачам на динамику. Есть два типа задач:

1.

Задачи,

решаемые

с

помощью

законов

Ньютона,

и

кинематики.

2.

Задачи с элементами статики.

Разберем первый тип задач. Для примера возьмём задачу №16 из

банка РЕШУЕГЭ.

Условие задачи: В системе, изображённой на рисунке, масса груза,

лежащего на шероховатой горизонтальной плоскости, равна m = 2 кг. При

подвешивании к оси подвижного блока груза массой M = 2,5 кг он

движется вниз с уско

‐

рением a = 2 м/с 2 . Чему равен коэффициент

трения μ между грузом мас

‐

сой m и плоскостью? Нити невесомы и

нерастяжимы, блоки невесомы, трение в осях блоков и о воздух

отсутствует. Какие законы Вы используете для описания движения грузика

и бруска? Обоснуйте их применение.На примере этой задачи мы

расскажем вам алгоритм решения данных задач.

1.Построить

чертеж

задачи

с

указанием

векторов

всех

сил.

8

2.

Использовать 2-3 закон Ньютона и при необходимости законы

кинематики. В этой задаче присутствует связка тел, значит, мы

должны использовать всю нашу схему дважды: для тела 1 и для

тела 2.

Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной.

Движение грузика и бруска поступательное. Поэтому их можно считать

материальными точками.

M: Ma=Mg-2T(Oy)

T=(Mg-Ma)/2

m:T-Fтр=ma

гр

(Ox)

a

гр

=2a

Fтр=kN, где k-коэффицент трения(закон Амотона-Кулона)

N=mg

F

тр

=kmg=T-ma

тр

K=(M/2m)(1-a/g)-2a/g=0,1

Ответ: 0,1

Перейдем к разбору второго типа задач, а именно, динамические

задачи с элементами статики.

В качестве примера возьмем задачу №2 банка РЕШУЕГЭ.

Какое ускорение a поступательного движения можно сообщить

однородному кубику, находящемуся на шероховатой горизонтальной

плоскости, прикладывая к его верхнему ребру горизонтальную силу в

плоскости симметрии кубика (см. рис.)? Коэффициент трения кубика о

плоскость равен = 0,4. Какие законы Вы используете для описания

движения кубика? Обоснуйте их применение к данному случаю.

9

Алгоритм решения данной задачи следующий:

1.

Построить чертеж с указанием векторов всех сил.

N

F

h

mg

2.

Выбрать точку вращения/точки опоры тела.

В данной задаче точке вращения тела-центр куба, т.е. h/2

3.

Применить правило моментов

F*h/2+Fтр*h/2<N*h/2

4.

2.Использовать 2-3 закон Ньютона и при необходимости

законы кинематики. В этой задаче присутствует связка тел, значит, мы

должны использовать всю нашу схему дважды: для тела 1 и для тела 2.

Ox: ma=F-Fтр Fтр=kN

Oy:N=mg

5.

Теперь мы имеем систему уравнений, решение которой и будет

ответом на задание.

Решение:

F<mg(1-k)

a=F/m-kg

F/m-kg<g(1-k)-kg

a<g(1-2k)

a<2 м/с

Ответ: a<2 м/с

10

Заключение

Задачи данного типа с использованием элементов статики и простых

механизмов

являются

базой

для

изучения

таких

предметов

как

инженерная

графика,

материаловедение,

начертательная

геометрия,

сопротивление

материаллов,

теоритическая

механика

как

раздел

теоритической физики. Поэтому решение данных задач - не только

подготавливает к экзамену, но и в какой-то мере дает понимание будущей

своей профессии. Нам очень понравилось решать данные задачи, это было

непросто, но увлекательно. При выполнении нашей исследовательской

работы мы потратили много времени на решение задач данного типа. Мы

изучили основные методы решения и научились их применять. Мы лучше

стали понимать, как устроены сложные задачи по физике. Среди учеников

есть такой стериотип, что последнюю задачу невозможно решить, но мы

сделали вывод, что последняя задача из ЕГЭ по физике вполне решаемая, и

мы верим, что наша работа поможет ученикам, которые решили в этом

году сдавать физику, получить 3 первичных балла и хорошо написать

экзамен. [2]

11

Литература

1. Элементарный учебник физики под редакцией Г.С.Ландсберга

2. Теоритическая механика в примерах и задачах. М.И.Бать,

Г.Ю.Джанелидзе, А.С.Кельзон

3. Учебник Физики за 11 класс. Углубленный уровень. В.А.Касьянов

4. Банк заданий РЕШУЕГЭ.

5. Банк заданий ФИПИ.

12