Задание 22 ЕГЭ, физика: Механика

ЕГЭ ФизикаЗадание 221.1.6 Равноускоренное прямолинейное движение

На наклонной плоскости соскальзывает шайба. Зафиксированы ее положения через равные интервалы времени (1 секунда): 0,3 м, 1,2 м и 2,7 м. Докажите, что шайба движется равноускорено и найдите это ускорение.

В подтеме 95 задач
Разбор
Главная идея: Равноускоренное движение характеризуется постоянным ускорением; если при расчёте через формулу пути для каждого временного интервала получается одно и то же значение ускорения, то движение действительно равноускоренное.

Для доказательства равноускоренного движения проверим, остаётся ли ускорение постоянным на разных временных интервалах.

Используем формулу пути при равноускоренном движении без начальной скорости: s=at22s = \frac{at^2}{2}

Отсюда выражаем ускорение: a=2st2a = \frac{2s}{t^2}

Вычисляем ускорение для каждого измерения:

При t1=1t_1 = 1 с, s1=0,3s_1 = 0,3 м: a1=2⋅0,312=0,61=0,6 м/с2a_1 = \frac{2 \cdot 0,3}{1^2} = \frac{0,6}{1} = 0,6 \text{ м/с}^2

При t2=2t_2 = 2 с, s2=1,2s_2 = 1,2 м: a2=2⋅1,222=2,44=0,6 м/с2a_2 = \frac{2 \cdot 1,2}{2^2} = \frac{2,4}{4} = 0,6 \text{ м/с}^2

При t3=3t_3 = 3 с, s3=2,7s_3 = 2,7 м: a3=2⋅2,732=5,49=0,6 м/с2a_3 = \frac{2 \cdot 2,7}{3^2} = \frac{5,4}{9} = 0,6 \text{ м/с}^2

Вывод: во все три момента времени ускорение получилось одинаковым и равным 0,60,6 м/с². Это подтверждает, что движение шайбы равноускоренное с постоянным ускорением.

Типичные ошибки

  • Забывают, что формула s=at22s = \frac{at^2}{2} справедлива только при нулевой начальной скорости; если v0≠0v_0 \neq 0, формула даёт неверный результат.
  • Ошибка в арифметике при вычислении дроби; например, неправильно возводят время в квадрат или неверно делят.
  • Не понимают логику доказательства: думают, что нужно проверить разности путей или промежутки, вместо того чтобы вычислить само ускорение через полный путь и время.
Непонятно?

Похожие задачи