Решение задач высокого уровня сложности
презентация к уроку по физике (11 класс)

Слайд 1

Решение задач высокого уровня сложности Мастер-класс учителя физики МБОУ Красногорской СОШ №2 Лукьяненко Л .В. Подготовка к ЕГЭ по физике

Слайд 2

Мой мастер-класс посвящен проблеме обучения учащихся решению задач высокого уровня сложности из разных разделов физики. Решение физических задач в старших классах позволяет учащимся не только лучше понять законы природы, но и постоянно тренировать мышление, что является одной из главных задач средней школы. Уметь решать трудные задачи очень важно для нынешних выпускников школ, сдающих ЕГЭ по физике, ведь 2 часть КИМов содержит задачи( №27-32) , за выполнение которых можно получить 2-3 балла.

Слайд 3

Примеры решения задач высокого уровня сложности из ЕГЭ по физике (часть 2) )

Слайд 4

Качественная задача На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с ε. 1. Во время перемещения движка реостата показания амперметра будут плавно увеличиваться, а вольтметр будет регистрировать напряжение на концах вторичной обмотки. Примечание: Для полного ответа не требуется объяснения показаний приборов в крайнем левом положении. (Когда движок придет в крайнее левое положение и движение его прекратится, амперметр будет показывать постоянную силу тока в цепи, а напряжение, измеряемое вольтметром, окажется равным нулю.) 2. При перемещении ползунка влево сопротивление цепи уменьшается, а сила тока увеличивается в соответствии с законом Ома для полной цепи I= ε /( R+r) , где R – сопротивление внешней цепи. 3 . Изменение тока, текущего в первичной обмотке реостата вызывает изменение индукции магнитного поля, создаваемого этой обмоткой. Это приводит к изменению магнитного потока через вторичную обмотку трансформатора. 4. В соответствии с законом индукции Фарадея возникает ЭДС индукции ε инд =- ΔΦ / Δ t во вторичной обмотке, а следовательно, напряжение U на ее концах, регистрируемое вольтметром.

Слайд 5

№ 27 (ЕГЭ-20г) Две параллельные металлические пластины, расположенные горизонтально, подключены к электрической схеме, приведённой на рисунке. Между пластинами находится в равновесии маленькое заряженное тело массой m и зарядом q. Электростатическое поле между пластинами считать однородным. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как и в какую сторону начнёт двигаться тело, если сдвинуть ползунок реостата влево .

Слайд 7

Качественная задача

Слайд 8

№ 27 (демовариант 2021г .) Лёгкая нить, привязанная к грузу массой m = 0,4 кг, перекинута через идеальный неподвижный блок. К правому концу нити приложена постоянная сила F. Левая часть нити вертикальна, а правая наклонена под углом 30° к горизонту (см. рисунок). Постройте график зависимости модуля силы реакции стола N от F на отрезке 0 ≤ F ≤10 Н. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к грузу.

Слайд 9

1 . Если сила F достаточно мала, груз покоится относительно стола (эту систему отсчёта будем считать инерциальной). На груз при этом действуют сила тяжести mg, сила реакции со стороны стола N и сила натяжения нити T. Запишем второй закон Ньютона для груза в проекциях на ось y введённой системы отсчёта: N + T - mg = 0. Поскольку нить лёгкая, а блок идеальный, модуль силы натяжения нити во всех точках одинаков, поэтому Т = F. Отсюда получаем : N = mg – F ≥ 0 при F≤ mg = 4Н. 2. При F > mg = 4Н груз отрывается от стола и движется вдоль оси y с ускорением. На груз при этом действуют только сила тяжести mg и сила натяжения нити T', а модуль силы реакции стола N = 0. Таким образом: а) при F≤ mg = 4Н N = mg - F; б) при F > mg = 4Н N = 0. 3. График этой зависимости представляет собой ломаную линию.

Слайд 10

№ 28 (демовариант -21г) В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лёд. После опускания в калориметр болта, имеющего массу 165 г и температуру –40 °С, 20% воды превратилось в лёд. Удельная теплоёмкость материала болта равна 500 Дж/(кг · К). Какая масса воды первоначально находилась в калориметре? Теплоёмкостью калориметра пренебречь. Так как вода и лёд находятся в тепловом равновесии, то и до опускания болта, и после его нагревания температура в сосуде t0 = 0 °С. Согласно уравнению теплового баланса количество теплоты, выделившееся при замерзании воды, было затрачено на нагревание болта: 0,2m r = cm1(t0_ - t) , где m — масса воды в сосуде, m1 — масса болта, с — удельная теплоёмкость болта, r — удельная теплота плавления льда, t — начальная температура болта. Получим: m = 0,05 кг. Ответ: m = 0,05 кг

Слайд 11

№ 29 (демовариант-21г) Невесомый стержень АВ с двумя малыми грузиками массами m1 = 200 г и m2 = 100 г, расположенными в точках C и B соответственно, шарнирно закреплён в точке А. Груз массой M = 100 г подвешен к невесомому блоку за невесомую и нерастяжимую нить, другой конец которой соединён с нижним концом стержня, как показано на рисунке. Вся система находится в равновесии, если стержень отклонён от вертикали на угол α = 30° , а нить составляет угол с вертикалью, равный β = 30° . Расстояние АС = b = 25 см. Определите длину l стержня АВ. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на груз M и стержень .

Слайд 12

1. Систему отсчёта, связанную с Землёй, считаем инерциальной. Введём декартову систему координат хОу, как показано на рисунке. Поскольку груз находится в равновесии, согласно второму закону Ньютона T_1 - Mg = 0 (1). 2. На стержень с грузами m1 и m2 действуют силы m_1g и m_2g, а также сила натяжения нити Т. Поскольку нить невесома, то T_1 = T_2 =T. Кроме того, на стержень действует сила F со стороны шарнира. Запишем условие равенства нулю суммы моментов этих сил относительно оси вращения, проходящей через точку А — точку шарнирного закрепления стержня: m 1qbsinα + m2qlsinα -T AD =0 (2) Решая систему уравнений (1) и (2), с учётом AD=l sin ϕ = l sin( α+β) , получим L=68 ,3см

Слайд 13

Задача №30 (демовариант – 21г) В вертикальном цилиндре, закрытом лёгким поршнем, находится бензол (С6H6) при температуре кипения t = 80 °C. При сообщении бензолу некоторого количества теплоты часть его превращается в пар, который при изобарном расширении совершает работу, поднимая поршень. Удельная теплота парообразования бензола L = 396·103 Дж/кг, его молярная масса M = 78·10−3 кг/моль. Какая часть подводимого к бензолу количества теплоты идёт на увеличение внутренней энергии системы? Объёмом жидкого бензола и трением между поршнем и цилиндром пренебречь.

Слайд 14

Решение задачи №30 Состояние идеального газа описывается уравнение Менделеева — Клапейрона pV = mRT / M . При кипении масса пара увеличивается, температура пара равна температуре кипения и остаётся постоянной пока весь бензол не выкипит, давление по условию также постоянно. Значит, выполняется соотношение: p V= RT ∆ m / M . При передаче газу теплоты Q испаряется ∆ m = Q / L бензола. Найдём работу, которую совершает пар: A=p ∆ V= RT ∆ m / M = RTQ /( ML ) И по первому началу термодинамики Q = ∆ U + A ; ∆ U = Q - A = Q - 0,095Q = 0,905Q увеличение внутренней энергии составляет 90,5% от подводимого количества теплоты. Ответ: 90,5%.

Слайд 17

Нижняя грань BC прозрачного клина посеребрена и представляет собой плоское зеркало. Угол при основании клина α =60° . Луч света падает из воздуха на клин перпендикулярно грани AC, преломляется и выходит в воздух через другую грань под углом ϒ =45° к её нормали. Определите показатель преломления материала клина. Сделайте рисунок, поясняющий ход луча в клине. № 32 (ЕГЭ -2020)

Слайд 18

Решение №32 (ЕГЭ-20) 1. Поскольку луч падает на грань AC перпендикулярно, он на ней не преломляется, а, падая на грань BC, согласно закону отражения света отражается под тем же углом α . Следовательно, β = 90- α 2. Закон преломления света на грани AB: n sin β = sin γ, n sin(90– α) = sin γ. п = sin γ/ cos α ≈1,4. Ответ: п = 1,4

Слайд 19

Часть С

Слайд 20

Часть С

Слайд 21

Часть С

Слайд 22

Задания С

Слайд 23

Спасибо!