Как делать массу в дано по физике. Подготовка к ЕГЭ по физике: примеры, решения, объяснения

На встречах с одноклассниками друзья до сих пор подшучивают надо мной, вспоминая истошные крики учителя физики "Какое у лошади может быть ускорение!!!", далее следовали непечатные выражения, которые я здесь приводить не буду. Физика была моим любимым предметом в школе и решать задачки по ней успешно удавалось только паре учеников в классе, мне в том числе.Теперь уже ко мне приходят ученики, чтобы научиться решать задачи по физике. Подавляющее большинство формулирует свои проблемы так: "по физике я понимаю и знаю всю теорию, но задачи решать не получается".

Это первое заблуждение, от которого надо избавиться школьнику. Только глубокое понимание теории даст нам ключ к решению задач. С проблемой решения задач сталкиваются в первую очередь те, кто недостаточно понимает теоретический материал. Я обратила внимание на то, что школьники просто не открывают теоретическую часть учебника, которая находится всего в 1-2-х страницах от заданной задачи. Утверждение "я понимаю теоретическую часть" основано на том, что он слышал на уроке объяснения учителя и у него не возникло вопросов. Но объяснением учителя не исчерпывается необходимый для решения задач материал! Что я пытаюсь донести до школьников, это необходимость читать и искать ответы на вопросы, которые непременно возникнут в процессе чтения. Да здравствует прогресс, найти ответ на вопрос по физике сейчас не составляет труда - GOOGLE знает все.

Моей основной задачей, как репетитора по физике, является, в первую очередь, научить ребенка формулировать вопросы, а для этого, прежде всего, он должен научиться вдумчиво читать. Если у ученика не возникает вопросов в процессе учебы - это верный признак того, что он не понимает материал. Ну и как следствие - проблемы с решением задач.

Теперь более детально объясню, что значит не понимать теорию. Это, в первую очередь, не знать связей между формулами, которые приводятся в теоретической части учебника. Для этого необходимо самому провести все выкладки и доказательства. В процессе доказательства возникнет несколько вопросов, разобравшись с которыми, ученик усвоит теоретическую часть материала и, следовательно, облегчит себе решение задач по этой теме.

Вычислив g таким способом, не лишним было бы заметить, что эту же константу можно расчитать опытным путем, бросая шарик с высоты и засекая время падения, напомнив тем самым формулы, описывающие свободное падение. Вообще, всегда полезно делать замечания, основанные на пройденном материале настолько часто, насколько это возможно. Тогда ученики будут воспринимать каждую тему во взаимосвязи с предыдущими, и вероятность услышать от него вопросы по теме будет значительно выше. А правильно сформулированный вопрос это уже половина ответа.

Часто проблемы возникают и в процессе вычислений по формулам. Казалось бы - чего проще - подставить числа, данные в условии задачи, в готовую формулу и посчитать ответ с помощью калькулятора. Да не тут-то было - ответ не сходится. В чем может быть проблема? Чаще всего это несоответствие размерностей - например, длина дана в метрах, а скорость в километрах в секунду. Так что, первый вопрос, который должен задать себе ученик, это все ли в порядке в его задаче с размерностями и только после приведения размерностей можно приступать к подстановке данных в формулы.

Ну и вторая проблема, не менее распространенная это элементарное незнание математики и неумение применять математические навыки в жизни. 99,9% учащихся пытаются облегчить себе жизнь с завидным упорством вбивая бесконечные нули в окошко калькулятора. А ведь это тот самый случай, где лень является двигателем прогресса. Но нет, на занятии физикой все знания, приобретенные на уроке математики, испаряются бесследно. Здесь и сейчас самое время показать ученику для чего эти знания могут понадобиться.

Конечно, описанные проблемы - не единственные при решении задач по физике, но, решив хотя бы их, вы уже ощутите улучшение ситуации и поможете своим детям избавиться от страха перед задачами, а возможно, и привить интерес к решению незнакомых задач.

Какие рекомендации я могу дать родителям? Прежде чем звонить репетитору усадите ребенка прочитать последний, заданный ему параграф по физике, предшествующий тем задачам, с которыми у него возникли проблемы. Задайте ему вопросы, которые есть в конце каждого параграфа. Попробуйте рассуждать вместе с ребенком, отвечая на вопрос. Вы можете даже подискутировать. Для этого, конечно, вам придется тоже полистать учебник, в котором "многа букав". Опять же есть гугл, который все знает. Это тернистый путь, но он может принести прекрасные плоды. Если все же проблема остается, репетиторов более чем достаточно. Важно избегать ситуации, в которой репетитор просто решает на занятиях домашнюю работу за своего ученика. Я считаю, что моя задача научить решать самостоятельно, находить нужную информацию для решения в учебнике и в сети, а для этого правильно задавать и формулировать вопросы .

В следующих Заметках я расскажу, как проверить правильность решения задачи, если нет возможности подсмотреть ответ. Это может оказаться полезным на контрольных и, кроме того, помогает запоминать необходимые формулы.

С любезного разрешения администрации добавляю свои контактные данные:
Skype: olga.kalyakina
email: [email protected]
Tel. 8-9649559520

Во-первых, соберитесь с духом, имейте в виду – чтобы научиться легко решать задачи вашего текущего уровня знаний и соображалки, потребуется время. Главное в решении задач по физике – это регулярность. Надо их делать каждый день.

2 шаг

Теперь по делу: сейчас напишу немного странную и очевидную фразу, не подумайте что я идиот. Что бы легко решать задачи определенного уровня сложности, вам надо научиться решать еще более сложные задачи. Приведу пример: есть школьные задачки, олимпиадные, задачи из ЕГЭ в части C и, наконец, самые сложные – задачи из задачника Иродова, на данный момент это самый сложный учебник.

Покупаете или скачиваете учебники за 10 и 11 класс по физике (“Классический курс” издательство просвещение), учебник Савельева “Курс физики.Механика.Молекулярная физика.”-это его первый том, и обязательно УЧЕБНИК Иродова, тоже первый том.

3 шаг

Полностью прочитываете 10 и 11 классы.
Покупаете или скачиваете задачники Чертова, Иродова и задачи из ЕГЭ.

4 шаг

Что ж, приступайте решать задач Чертова – задачник достаточно простой, только знай формулы, да подставляй. Проблем возникнуть не должно, порешайте задачи из кинематики, постарайтесь решить побольше, если вдруг не получается решить задачу, ищете в интернете решение, внимательно его читаете, важно понять принцип решения задачи. После этого вновь решаете эту же задачу, которую у вас не получилось решить, если вы действительно осознали как она решается, то решите её без проблем.

5 шаг

Ровным счетом то же самое с задачами из ЕГЭ. Теперь самая сложная часть – Иродов. Перед тем как открывать его задачник, обязательно почитайте Савельева, затем пособие самого Иродова. Далее откройте задачник Иродова и вперед, попробуйте в той же кинематике порешать задачи, начните с самой первой. Первая достаточно простая(она на фото). Свои ответы к первой задаче пишите в комментарии,если никто не решит правильно, напишу правильный ответ, если очень интересно каким образом она решается, пишите в личные сообщения-объясню.

6 шаг

Гарантирую, что как только вы научитесь решать большую часть задач из Иродова, любой другой задачник покажется вам ну очень простым!!!

Я приводил в качестве примера кинематику, ко всем остальным разделам это относится ровно в такой же степени.

В данной статье представлен разбор заданий по механике (динамике и кинематике) из первой части ЕГЭ по физике с подробными пояснениями от репетитора по физике. Имеется видеоразбор всех заданий.

Выделим на графике участок, соответствующий интервалу времени от 8 до 10 с:

Тело двигалось на этом интервале времени с одинаковым ускорением, поскольку график здесь является участком прямой линии. За эти с скорость тела изменилась на м/с. Следовательно, ускорение тела в этот промежуток времени было равно м/с 2 . Подходит график под номером 3 (в любой момент времени ускорение равно -5 м/с 2).

2. На тело действуют две силы: и . По силе и равнодействующей двух сил найдите модуль второй силы (см. рисунок).

Вектор второй силы равен . Или, что аналогично, . Тогда сложим два последних вектора по правилу параллелограмма:

Длину суммарного вектора можно найти из прямоугольного треугольника ABC , катеты которого AB = 3 Н и BC = 4 Н. По теореме Пифагора получаем, что длина искомого вектора равна Н.

Введём систему координат с центром, совпадающим с центром масс бруска, и осью OX , направленной вдоль наклонной плоскости. Изобразим силы, действующие на брусок: силу тяжести , силу реакции опоры и силу трения покоя . В результате получится следующий рисунок:

Тело покоится, поэтому векторная сумма всех сил, действующих на него равна нулю. В том числе равна нулю и сумма проекций сил на ось OX .

Проекция силы тяжести на ось OX равна катету AB соответствующего прямоугольного треугольника (см. рисунок). При этом из геометрических соображений этот катет лежит напротив угла в . То есть проекция силы тяжести на ось OX равна .

Сила трения покоя направлена вдоль оси OX , поэтому проекция этой силы на ось OX равна просто длине этого вектора, но с противоположным знаком, поскольку вектор направлен против оси OX . В результате получаем:

Используем известную из школьного курса физики формулу:

Определим по рисунку амплитуды установившихся вынужденных колебаний при частотах вынуждающей силы 0,5 Гц и 1 Гц:

Из рисунка видно, что при частоте вынуждающей силы 0,5 Гц амплитуда установившихся вынужденных колебаний составляла 2 см, а при частоте вынуждающей силы 1 Гц амплитуда установившихся вынужденных колебаний составляла 10 см. Следовательно, амплитуда установившихся вынужденный колебаний увеличилась в 5 раз.

6. Шарик, брошенный горизонтально с высоты H с начальной скоростью , за время полёта t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок). Что произойдёт с временем полёта и ускорением шарика, если на той же установке при неизменной начальной скорости шарика увеличить высоту H ? (Сопротивлением воздуха пренебречь.) Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

В обоих случаях шарик будет двигаться с ускорением свободного падения, поэтому ускорение не изменится. В данном случае время полёта от начальной скорости не зависит, поскольку последняя направлена горизонтально. Время полёта зависит от высоты, с которой падает тело, причём чем больше высота, тем больше время полёта (телу дольше падать). Следовательно, время полёта увеличится. Правильный ответ: 13.

(В этом разделе мы планируем размещать советы и рекомендации для школьников, которые хотят научиться решать задачи по физике. Поэтому если у вас есть вопросы общетеоретического характера, если вы хотели бы что-то уточнить, смело спрашивайте в комментариях. При необходимости мы напишем еще статью, и не одну.)

Следует помнить, что задачи по физике в моделях отражают физическую реальность окружающего мира. Приступая к решению очередной задачи, пусть даже самой простой, попытайтесь распознать явление, представить его мысленно , обсудить его протекание (если есть с кем), а уж затем приступать к поиску ответа на поставленный вопрос задачи.

Если Вам трудно представить себе, как протекает физическое явление, попробуйте посмотреть интерактивные модели по физике . Это flash-анимация, которая помогает глубже понять суть явления и смоделировать его при разных условиях.

1. Оформлять задачу можно традиционно:
   • краткая запись условия , где необходимо отразить не только данные числовые значения, но и все дополнительные условия, которые следуют из текста задачи (хотя, это не всегда очевидно, а возникает по ходу решения). Неизменность или кратность каких-либо параметров, их граничные значения, условия, которые определяются физическим содержанием задачи (например, отсутствие трения, постоянство ускорения и т. п.).
   • оформление задачи рисунком : сделать к задаче рисунок, на котором отображается ситуация описанная в задаче, нанести все данные условия задачи, и сформулировать вопрос задачи.

     Рисунок особенно необходим, если используемые уравнения заданы в векторной форме . В этом случае надо нарисовать систему координат, относительно которой следует записать векторное уравнение в проекциях. Рисунок в большинстве случаев сильно облегчает процесс решения любой задачи, не только по физике.

     Рисунок также необходим, если тело движется или находится под углом .

2. Очень важно правильно поставить вопрос к задаче . Возможны следующие варианты:
   • вопрос задачи сформулирован четко и понятно, например, найти значение какого-либо параметра (при постановке такого вопроса трудностей не возникает);
   • на сколько или во сколько одна величина отличается от другой. Здесь надо найти разность двух значений одного параметра (скорости, силы и т. д.) или найти отношение физических величин.

     Пример: НА СКОЛЬКО увеличилась скорость? Изменение скорости = конечная скорость минус начальная :

     Будьте внимательны!

     Другой пример: ВО СКОЛЬКО раз уменьшилась масса тела? Надо узнать:

   • если стоит вопрос: «Как изменился какой-либо параметр? », то нужно самому выбрать НА СКОЛЬКО или ВО СКОЛЬКО (во сколько раз.. ?) в зависимости от данных задачи. Если изменение относительно небольшое, выбирайте на сколько . Если параметр может отличаться в несколько раз, лучше выбрать во сколько раз .

     В ответе на вопрос «Как изменилась скорость.. ?» всегда вычитают из конечного значения начальное:

     При этом если скорость увеличивалась, то:

     Практический вывод: если скорость увеличилась, а вы получили ΔV < 0, хорошенько задумайтесь. И наоборот.

3. Надо проверить, все ли заданные величины в задаче находятся в одной системе единиц (СИ, СГС и других). Если величины даны в разных системах, их следует выразить в единицах системы, принятой Вами для решения . Предпочтение отдается системе СИ, но не всегда.

   Итак, условие задачи оформлено, теперь можно приступать к решению задачи.

4. Обдумываем физическое содержание задачи , выясняем, к какому разделу она относится, и какие законы в ней надо использовать. Задачи могут быть комбинированные, решение их требует использования законов нескольких разделов физики. В задачах механики обычно первый вопрос, который надо поставить перед собой: каков характер движения?
5. Далее следует записать формулы, соответствующие используемым в задаче законам , не следует сразу искать неизвестную величину; надо посмотреть, все ли параметры в формуле известны. Если число неизвестных больше числа уравнений, надо добавить уравнения, следующие из условия и рисунка. Общий принцип: сколько сколько неизвестных, столько должно быть и формул . Далее останется только решить систему уравнений , то есть свести задачу от физической к математической.

   Пример подобной задачи:
   

   Наблюдатель, стоящий на платформе, определил, что первый вагон электропоезда прошёл мимо него в течение 4 с , а второй — в течение 5 с . После этого передний край поезда остановился на расстоянии 75 м от наблюдателя. Считая движение поезда равнозамедленным, определить его ускорение.

   Эта задача (в несколько ином виде) была размещена в разделе Решаем вместе . Решается она путем составления системы из 3 уравнений. Попробуйте решить ее самостоятельно, если не сможете — ищите решение на нашем портале.

6. Распространенная ошибка: неполное понимание смысла параметров в формуле. Школьники вполне могут решить задачу по физике, но зачастую путаются в своих обозначениях.

   Пример реальной задачи, которая оказалась сложной для 10-классницы:
   

   Спортсмен пробежал 100 метров за 10 секунд , из которых 2 секунды он потратил на разгон. Остальное время он двигался равномерно. Чему равна его скорость равномерного движения?

   Проблема с решением здесь возникла потому, что школьница запуталась в своих обозначениях: 10 с, 2 с, 8 с. Если не продумать обозначения, над этой простой задачей можно просидеть не один час. Кстати, задача имеет 2 способа решения: аналитический (формулой) и графический.

7. Решение задачи чаще всего следует выполнять в общем виде , то есть в буквенных обозначениях.
   • Решение «по действиям» может не получиться, так как некоторые неизвестные побочные параметры могут сократиться лишь при решении до конца в общем виде .
   • Еще одна из причин общего (буквенного решения) состоит в том, что при решении по действиям возникает погрешность конечного результата , что, особенно в тестах , может сослужить плохую службу. И решил задачу, а ответ выбрал неверный. Поэтому не надо бояться вводить параметры, не фигурирующие в условии задачи. Если же преобразования очень громоздки, то можно произвести промежуточные числовые расчеты, при этом стараться уходить от округлений, а оставлять в дробях , таким образом, удастся избежать погрешностей.
8. Получив решение в общем виде, нужно проверить размерность полученной величины . Для этого в формулу подставить не числа, а размерности входящих в нее величин. Ответ должен соответствовать размерности искомой величины, это гарантия правильного решения задачи. После проверки формулы на размерность следует подставить численные значения входящих в нее величин и произвести расчет .

   Пример проверки размерности. Решая задачу, где спрашивалось про силы натяжения нити (измеряется в Н ), мы получили такой ответ:

   Действительно, получили размерность силы. Может возникнуть вопрос: а если я не помню размерности w и F ? Выход есть, но проверка немного усложняется. Вспомните основные формулы: w = 2πν , где ν — количество полных оборотов в секунду, поэтому размерности w и ν совпадают. Вторая формула: F = ma , написав входящие в нее размерности, вы увидите, что 1 Н = 1 кг.м/с 2 . Что и требовалось доказать.

   Проверять размерность следует после длинных сложных преобразований , где легко ошибиться. По разным размерностям вы быстро увидите неправильный ответ, но (учтите!) совпадение размерностей не гарантирует, что задача решена правильно .

9. Далее нужно проанализировать и сформулировать ответ . Если спрашивалось «как изменилось...», то нужно указать и направление изменения (увеличилось, уменьшилось, замедлилось и т.д.)

Вот, собственно и все, задача решена. Успехов!

P.S. Мы советуем регулярно решать задачи по физике. Спортсмены, готовясь к соревнованиям, занимаются по несколько раз в день. Начните решать задачи ежедневно и через некоторое время вы почувствуете, что каждую последующую задачу Вы можете решить быстрее и с меньшими усилиями. Вы научитесь их "видеть" изнутри даже без рисунка. Но этот навык нарабатывается только регулярными тренировками . Умение быстро решать задачи пригодится не только при сдаче экзаменационных тестов , но и при учебе в ВУЗе. Проверено. Поэтому: ни дня без решенной задачи!

Если вы хотите самостоятельно научиться решать задачи по физике, в первую очередь вы должны изучить необходимый теоретический материал. Т.е. знать законы, формулы, определения, понимать, почему они записываются именно так, в каких случаях их можно применять, а в каких нет. Однако, при решении всех задач приходится выполнять стандартный набор действий, который даже больше связан с математикой. С него и начнем.

Краткая запись условия.

Краткая запись начинается со слова "Дано:". Ниже вы пишете буквенные обозначения тех физических величин, которые даны в задаче и то, чему они равны. Например, такая задача.
Протон, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=800 В, влетает в однородные, скрещенные под прямым углом магнитное (В=50 мТл) и электрическое поля. Определить напряженность Е электрического поля, если протон движется в скрещенных полях прямолинейно.
Тут авторы задачи почти все сделали за вас. Вам останется только выписать, что U=800 В, В=50 мТл, а найти надо E.
Посмотрите другую задачу.
Напряженность магнитного поля в центре кругового витка с током равна 30 А/м. Радиус витка равен 8 см. Определите напряженность поля на оси витка в точке, расположенной на расстоянии 6 см от центра витка.
В ней уже не указано какой буквой обозначить данную физическую величину. Поэтому, придется вспомнить, что напряженность магнитного поля - H, радиус - R, расстояние от центра можно обозначить h. Но обратите внимание, что одна напряженность нам дана, а другую надо найти. Т.е. одна и та же физическая величина в условии присутствует дважды. Поэтому их нужно обозначить разными индексами (символ внизу справа от буквы) Получим H1 и H2. В итоге "дано" запишем так:
Дано:
Н1 = 30 А/м
R = 8 см = 0,08 м
h = 6 см = 0,06 м
Н2 - ?
Настоятельно рекомендую запомнить, какими буквами обозначаются физические величины. Тогда задача уже не будет казаться сверх сложной. Вы же уже можете сделать к ней краткую запись, а это уже часть решения. Для тех кто все же не помнит все обозначения я сделал шпаргалку . Используйте ее пока не запомните. Поверьте, запомнить не так уж и сложно.
Этот этап решения самых простой и обычно не вызывает особых сложностей. Правда есть задачи, где условие немного запутано.
Сила тока в горизонтально расположенном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна 10 А. Найдите минимальную индукцию магнитного поля, в котором сила тяжести может быть уравновешена силой Ампера.
После слов "сила тока" дано число, которое обозначает длину проводника, потом дана масса. Только в конце предложения написано "10 А", это и есть значение силы тока. Такая запись часто запутывает тех, кто не внимательно читает условие. Не спешите, следите за логикой изложения, смотрите на единицы измерения. Сила тока не может измеряться в сантиметрах или граммах. Все это поможет вам правильно записать условие и перейти к следующему этапу. На всякий случай привожу пример краткой записи условия последней задачи.
Дано:
I = 10 А
l = 20 см = 0,2 м
m = 4 г = 0,004 кг
B - ?

Перевод единиц измерения в систему СИ.

Вы уже наверно обратили внимание на то, что в краткой записи условия одни числовые значения записаны как в тексте задачи, а другие переведены в новые единицы измерения. Например, h = 6 см = 0,06 м. Это сделано потому, что каждая физическая величина имеет основную единицу измерения. Эти единицы указаны в шпаргалке . Чтобы числовой ответ в задаче получился правильным, обязательно надо перевести все неосновные единицы в основные. Вот в этом обычно и начинаются первые трудности. На самом деле все довольно просто. Надо только понять и запомнить порядок действий. Почти все неосновные единицы измерения получаются прибавлением приставки к основным. Например:
кН (килоньютон) - перед Ньютоном стоит приставка "кило";
км (километр) - перед метром стоит приставка "кило";
см (сантиметр) - перед метром стоит приставка "санти";
мм (миллиметр) - перед метром стоит приставка "милли";
МДж (мегаджоуль) - перед Джоулем стоит приставка "мега";
Думаю этих примеров достаточно, чтобы понять, как образуются неосновные единицы. Теперь научимся переводить их в основные. Для этого нам понадобится такая таблица.

Далее все просто. Рассмотрим, как переводить в основные единицы на примерах.
F = 3 кН. Смотрим в таблицу, приставке "к" соответствует число 3. Значит надо перенести запятую на три знака вправо. Если запятой нет, то просто дописать три нуля. Тогда получим F = 3 кН = 3000 Н. Обратите внимание, приставку "к" уже второй раз не пишем, т.к. вместо нее появились нули.
F = 3,2 кН. Переносим запятую на три знака. F = 3,2 кН = 3200 Н
F = 3 мН. Смотрим в таблицу, приставке "м" соответствует число -3. Значит надо перенести запятую на три знака влево. Если запятой нет, ставим ее после тройки. Тогда получим F = 3 мН = 0,003 Н. Обратите внимание, приставку "м" опять уже второй раз не пишем, т.к. вместо нее появились нули.
720 нм. Приставке "н" соответствует -9. Тогда получим 0,000000720 м или 0,00000072 м. Перенесли запятую на девять знаков влево.
5 МВ (мегавольт). Мега, значит 6. Переносим запятую на шесть единиц вправо. 6000000 В.
В последних двух примерах получилось много нулей. Это не очень удобно. Но можно значительно все упростить, если применять более удобный способ перевода. Посмотрите как это делается.

Пишем данное нам число, далее приписываем "умножить на 10", и ставим показатель степени, соответствующий приставке. Все просто. Чуть сложнее с объемом и площадью, плотностью и некоторыми другими единицами. Читайте о них подробнее на этой странице.

Вывод формул.

Почти во всех задачах приходится выразить неизвестную величину из основной формулы. Например, вы решаете задачу на закон Джоуля-Ленца.

Все величины, входящие в формулу известны, надо выразить из нее время и найти его. Для этого можно использовать простое правило. Если в формуле нет сложения и вычитания, то буквы можно переносить из левой части формулы в правую и наоборот. Поясню, что левая часть это то, что записано слева от равно, правая - справа от равно. При переносе то, что было записано в числителе (сверху от черты дроби) попадает в знаменетель (снизу от черты дроби) и наоборот, из знаменателя попадает в числитель.
Тепер научимся применять это правило. Нам надо найти время. Смотрите как это делается.

Все очень просто. Даже думать не надо! Переноси все лишнее и новая формула готова. Посмотрите еще пример с уравнением Менделеева-Клапейрона.

Немного сложнее обстоит дело, когда нейсвестная величина в знаменателе.