Теория:
Характеристика задания
1. Какой тип ответа: решение расчётной задачи.
2. Какова структура содержания задания: расчётная физическая задача с явно заданной физической моделью с использованием законов и формул из одного раздела курса физики (механика или молекулярная физика и термодинамика).
3. Какой уровень сложности задания: повышенный.
4. Как оценивается задание: проверка выполнения заданий части \(2\) проводится экспертами на основе специально разработанной системы критериев, где правильный ответ на задание оценивается \(2\) баллами —
а) \(2\) балла — \(1\)) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; \(2\)) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); \(3\)) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); \(4\)) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины;
б) \(1\) балл — правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков
- записи, соответствующие пункту а)\(2\)), представлены не в полном объёме или отсутствуют, и (или)
- в решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты, и (или)
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги, и (или)
- отсутствует пункт а)\(4\)) или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины);
- отсутствует пункт а)\(4\)) или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины);
в) \(0\) баллов — все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в \(1\) или \(2\) балла.
При автоматической проверке заданий (ЯКласс) правильный ответ также оценивается \(2\) баллами.
Пример:
задача из раздела физики «Механика»:
рассчитай скорость брошенного тела в высшей точке траектории, если учитывать параметры броска — скорость в начальный момент времени \(20\) м/с, направлена под углом \(60°\) — и пренебречь сопротивлением воздуха.
Что проверяет задание: для правильного выполнения необходимо хорошо ориентироваться в формулировке и математическом (функциональном) представлении всех законов (закономерностей) из \(2\) разделов физики:
- механика (кинематика, динамика, статика, законы сохранения, механические колебания и волны);
- молекулярная физика и термодинамика.
Как решить задание из примера?
| Дано | Решение |
\(v_0 = 20\) м/с \(\alpha = 60°\) | Способ \(1\) решения задачи (обрати внимание на различные способы решения одной и той же задачи, например в механике — решение задачи кинематическим, динамическим методами и (или) с помощью законов сохранения). 1. Физическая модель задачи представлена на рисунке \(1\): - за нулевой уровень потенциальной энергии выбран горизонт; - в физической системе «тело \(+\) Земля» действует сила (потенциальная) тяжести; - рассматриваемые механические состояния \(1\) (точка \(0\) начала отсчёта) и \(2\) (верхняя точка \(A\) траектории).  Рис. \(1\). Физическая модель задачи - закон сохранения механической энергии в инерциальной системе отсчёта \(E_{k1} + E_{п1} = E_{k2} + E_{п2}\); (\(1\)) - кинематическое уравнение движения материальной точки в векторном виде \(\vec{r}(t) = \vec{r_0}(t) + \vec{v_0}t + \frac{\vec{g}t^2}{2}\). (\(2\)) 3. Математическое решение задачи: - запишем формулу (\(1\)) для нашей физической модели: \(\frac{mv_0^2}{2} = \frac{mv_1^2}{2} + mgh\); (\(3\)) - выражаем \(v_1\) из формулы (\(3\)): \(v_1 = \sqrt{v_0^2 - 2gh}\); (\(4\)) - для нахождения \(h\) запишем формулу (\(2\)) в проекции на ось \(Oy\): \(y(t) = v_0tsin\alpha - \frac{gt^2}{2}\), (\(5\)) \(h = y(\frac{t_п}{2})\), (\(6\)) \(y(t_п) = 0\), (\(7\)) где \(t_п\) — время полёта (от начала движения до падения); - найдём \(t_п\), решая систему уравнений (\(5\)) и (\(7\)): \(t_п = \frac{2v_0tsin\alpha}{g}\); (\(8\)) - находим \(h\), решая систему уравнений (\(5\)), (\(6\)) и (\(8\)): \(h = \frac{v_0^2sin^2\alpha}{2g}\); (\(9\)) - находим \(v_1\), подставляя формулу (\(9\)) в (\(4\)): \(v_1 = v_0cos\alpha\); - проводим вычисления: \(v_1 = 20 · cos 60° = 10\) м/с |
| Найти: \(v_1\) | Правильный ответ: \(10\) м/с |
| Типичные ошибки | 1. Обрати внимание на векторный характер физических величин: при выполнении расчётов числа подставляются только в скалярные уравнения (запись векторного уравнения в проекциях на оси \(Ox\) и \(Oy\)). 2. Обрати внимание на графическое изображение функциональных зависимостей между физическими величинами |
Какова форма ответа: запиши в бланк ответов № \(2\) полное решение задачи.
Ответ: \(10\).
Источники:
Рис. 1. Физическая модель задачи. © ЯКласс.