Теория:
Характеристика задания
1. Какой тип ответа: расчёт физической величины.
2. Что проверяет задание: сформированность умения решать расчётные задачи, используя законы и формулы, связывающие физические величины (умение решать комбинированные задачи — задачи с физическими явлениями и законами из двух разделов физики).
3. Какие разделы физики определяют содержание задания: механические и тепловые явления.
4. Какой уровень сложности задания: высокий.
5. Как оценивается задание:
- \(3\) балла — правильное выполнение задания с учётом наличия всех пунктов а) — в):
а) верная запись краткого условия задания (блок «Дано» при письменном оформлении), в котором отсутствуют ошибки при переводе единиц в СИ;
б) верно записаны все физические законы (закономерности), необходимые и достаточные для решения задачи;
в) верно проведены математические преобразования и вычисления, необходимые для получения правильного числового ответа (допускается решение с промежуточными вычислениями);
- \(2\) балла — правильное выполнение пункта \(3\)б и \(3\)в, но в пункте \(3\)а допущена ошибка (ответ может быть верным и неверным), или отсутствует пункт \(3\)в, или допущена ошибка в пункте \(3\)в;
- \(1\) балл — допущена ошибка в пункте \(3\)б (записаны не все формулы или записаны все формулы, но в одной сделана ошибка);
- \(0\) баллов — ответ не соответствует критериям оценивания на \(1\), \(2\) и \(3\) балла.
Критерии оценивания | \(3\) балла | \(2\) балла | \(2\) балла | \(1\) балл | \(0\) баллов |
а | \(+\) | \(-\) | \(+\) | \(+\) | \(-\) |
б | \(+\) | \(+\) | \(+\) | \(-\) | \(-\) |
в | \(+\) | \(+\) | \(-\) | \(-\) | \(-\) |
Обрати внимание!
При автоматической проверке заданий («ЯКласс») числовые значения физических величин подставляются в конечную формулу с округлением ответа согласно условию задания!
6. Какова форма ответа: запиши ответ в бланк ответов № \(2\).
Пример:
металлическое тело сферической формы равномерно падает в жидкости. Определи массу тела, учитывая, что при перемещении на \(2\) м выделилось \(50\) мДж энергии.
Справочные данные: плотность жидкости \(\rho_ж=1000\) кг/м³, плотность металла \(\rho_т=8900\) кг/м³.
(Ответ вырази в граммах и округли до десятых.)
Как решить задание из примера?
| Дано | Решение |
\(h=2\) м; \(Q=50\) мДж \(=\) \(50·10^{-3}\) Дж; \(\rho_ж=1000\) кг/м³; \(\rho_т=8900\) кг/м³; \(v=const\) | 1. Физическая модель задачи представлена на рисунке \(1\), где систему отсчёта, связанную с жидкостью, считаем инерциальной.  Рис. \(1\). Изображение сил и перемещения 2. Физические законы: - второй закон Ньютона для тела в векторной форме: \(m_т\vec{a}=m_т\vec{g}+\vec{F}_A+\vec{F}_c;\) (\(1\)) - условие равномерного движения для ускорения: \(a=0;\) (\(2\)) - сила Архимеда: \(F_A=\rho_жgV_т;\) (\(3\)) - закон сохранения энергии в тепловых процессах без изменения внутренней энергии соприкасающихся тел: \(Q=-A_c;\) (\(4\)) - работа силы сопротивления: \(A_c=F_c·s·cos180°=-F_c·h; (5)\) - масса тела: \(m_т=\rho_т ·V_т.\) (\(6\)) 3. Математическое решение задачи: - спроецируем формулу (\(1\)) на ось \(Oy\) и запишем с учётом (\(2\)) и (\(3\)): \(m_тg-\rho_жgV_т-F_c=0;\) (\(7\)) - выразим \(F_c\), подставляя формулу (\(5\)) в (\(4\)): \(F_c=\frac{Q}{h};\) (\(8\)) - подставляем формулу (\(8\)) в (\(7\)): \(m_тg-\rho_жgV_т-\frac{Q}{h}=0;\) (\(9\)) - выражаем \(m_т\) из формулы (\(9\)), заменяя \(V_т\) из (\(6\)): \(m_т=\frac{Q}{gh\Big(1-\frac{\rho_ж}{\rho_т}\Big)};\) (\(10\)) - проверяем размерность формулы (\(10\)): \([m_т]=\frac{Дж·кг}{Н·м}=\frac{Дж·кг}{Дж}=кг;\) - проводим вычисления: \(m_т\) \(=\) \(=\) 2,8 г |
| Найти: \(m_т\) | Правильный ответ: 2,8 г |
Обрати внимание!
Решение расчётных физических задач оформляется в следующей последовательности.
- Физическая модель задачи, которая описывает явление согласно условию задания (это позволяет во втором пункте соотнести конкретное физическое явление с физическими законами (закономерностями), которые его объясняют).
- Физические законы (запись функциональных зависимостей между физическими величинами, которые представляют собой физические характеристики физического явления).
- Математическое решение задачи (в данном пункте проводятся математические процедуры (решение линейных и нелинейных уравнений, нахождение неизвестного множителя из пропорции и др.) с формулами из второго пункта). В данном пункте также проводится проверка размерности конечной формулы, по которой вычисляется искомая физическая величина, где данная процедура позволяет: а) доказать правильность выведенной формулы по соответствию её единицам измерения искомой физической величины; б) запомнить формулы не в формате «зубрёжки», а применяя каждый раз к решению разных физических задач.
Типичные ошибки
- Неверное установление соответствия между физическим явлением (ситуацией), описанным в условии задания, и описывающими его физическими законами.
- Неразличение векторных и скалярных физических величин.
- Подстановка числовых значений физических величин в векторные уравнения: правильным решением является их подстановка в скалярные уравнения, которые получаются проецированием векторных физических законов на оси \(Ox\) и \(Oy\).
Источники:
Рис. 1. Изображение сил и перемещения. © ЯКласс.