Съдържание

ВсОШ 2019, Регионален етап, 7–11 клас — Задача 7.2. Скатывание шарика

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от ВсОШ 2019

LIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Экспериментальный тур. 23 января 2019 г. · 23 януари 2019 г. · 10 т.

Условие

На наклонном жёлобе (алюминиевый уголок), начиная от его нижнего конца, фломастером нанесены отметки $N_{\text{i}}$ через каждые 15 см. На 5 см ниже каждой из этих отметок нанесены другие отметки $n_{\text{i}}$ . Нижний конец желоба должен касаться упора (деревянного бруска).
Запустите без начальной скорости металлический шарик от отметки $N_{\text{i}}$ и включите секундомер в тот момент, когда шарик прокатывается мимо отметки $n_{\text{i}}$ . Остановите секундомер в момент соприкосновения шарика с упором. Повторите эксперимент для каждой из отметок $N_{\text{i}}$ не менее 5 раз. Усредните результат. Заполните таблицу.

Фотография установки: алюминиевый уголок лежит наклонно на столе, нижним концом упираясь в картонную коробку; на уголке — металлический шарик; на заднем плане — коробочка с рисунком.

$L$ , см
$t_1$ , с
$t_2$ , с
$t_3$ , с
$t_4$ , с
$t_5$ , с
$t_{\text{ср.}}$ , с
$\upsilon_{\text{ср}}$ , см/с

Постройте график зависимости $\upsilon_{\text{ср.i}}$ от $t_{\text{ср.i}}$ .
Определите скорость, которую достигает шарик, преодолев из состояния покоя участок длиной 5 см.

Оборудование: Алюминиевый уголок, шарик, закреплённый одним концом в коробке; деревянный брусок (упор); секундомер; миллиметровая бумага формата (А5) для построения графика.

Отговори

Решение

Возможное решение.

Запускаем шарик от самой дальней отметки $N_1$ . Измеряем время $t_1$ скатывания. Повторяем эксперимент 5 раз. Вычисляем $t_{\text{ср.1.}}$ Заносим результаты в таблицу.
Аналогично пункту (1) проводим аналогичный эксперимент для других отметок $N_{\text{i}}$ .

$L$ , см	85	70	55	40	25	10
$t_1$ , с	2,59	…	…	…	…	…
$t_2$ , с	2,50	…	…	…	…	…
$t_3$ , с	2,60	…	…	…	…	…
$t_4$ , с	2,56	…	…	…	…	…
$t_5$ , с	2,60	…	…	…	…	…
$t_{\text{ср.}}$ , с	2,57	2,25	1,91	1,51	1,08	0,51
$\upsilon_{\text{ср}}$ , см/с	33	31	29	26	23	20

Строим график $\upsilon_{\text{ср.i}}$ от $t_{\text{i}}$ .

График на миллиметровой сетке: по вертикали $\upsilon_{\text{ср}}$, см/с от 15 до 35, по горизонтали $t$, с от 0 до 3,0; шесть экспериментальных точек и штриховая прямая, пересекающая ось ординат около 16–17 см/с.

Определяем скорость, которую достигает шарик, преодолев из состояния покоя участок длиной 5 см (момент времени $t = 0$ c): $\upsilon(5) \approx 17$ см/с.

Критерии оценивания (10 баллов)

№	Критерий	Баллы
1	Снята зависимость $t_{\text{ср.i}}$ от $L_{\text{i}}$ (не менее пяти точек) За обсчёт каждой из пяти точек по 1 баллу	5 балла
2	График зависимости $t_{\text{ср}}(L)$ : a) отложены единицы измерения по осям (0,5 балла) b) выбран рациональный масштаб по осям (0,5 балла) c) нанесены шкалы на оси (0,5 балла) d) соответствие точек, нанесённых на график, табличным значениям (0,5 балла) e) проведена прямая $t_{\text{ср}}(L)$ (1 балл)	3 балл
3	Вычислено время спуска шарика с высоты 5 см	1 балл
4	Вычислена средняя скорость шарика, преодолевшего первые 5 см	1 балл

Оригинал в Архива: region19E.pdf