Задания по физике 10 класс

Задача 1. Катер перевозит пассажиров из пункта А на левом берегу в пункт В на правом берегу и возвращается обратно. Сколько времени катер потратит на всю поездку (не считая времени задержки в пункте В)?
Ширина реки 1 км, скорость течения Vp = 4 км/час. Пункт В находится на расстоянии 2 км вдоль берега против течения от пункта А. Скорость катера в озере Vo = 12  км/час.

Ответ: Для решения задачи выберем прямоугольную систему координат так, что ее начало совпадает с пунктом А, а ось x направлена вдоль прямой соединяющей пункты A и B.

20 длина пути катера из пункта A в пункт B, α – угол между прямой AB и берегом,

синус Рассмотрим движение из A в B рис.1:

движение Рис.1

21

 

Рассмотрим движение из B в A рис.2:

движение2

 

Рис.2

формулы

Рассмотрим систему полученных уравнений:

формулы01

Из уравнений (2) и (4) следует

формулы02

Так, что имеем систему:

формулы03

Из (1) и (2) найдем

формулы04

Аналогично из (3) и (4) найдем

формулы05

Найдем полное время плавания:

формулы06

где формулы07

Подставляя численные значения, получим t = 25 минут.

 

Задача 2. Три груза связаны легкой нитью, перекинутой через невесомый блок, установленный формулы08на наклонной плоскости (рис.). Угол наклона к горизонту α. Грузы разной массы m1, m2 и m. Их начальные скорости равны нулю. Коэффициент трения между грузами и наклонной плоскостью равен k.
Исследовать при каких условиях в этой системе грузы m1 и m2 будут двигаться вверх по наклонной плоскости, вниз по наклонной плоскости, оставаться неподвижными. Какое значение имеет сила натяжения нити между грузами m1 и m2 в каждом из этих трех случаев.

Ответ: Запишем уравнения движения грузов для всех проекций на направления движения (знак «+» берем для перемещений вверх).

формулы09

T – натяжение между грузами с массами m и m1  знак плюс, когда грузы движется вверх по наклонной плоскости и знак минус – когда они движется вниз.
Из уравнений находим:

формулы10

 

Движение грузов вверх по наклонной плоскости (а>0) возможно лишь при условии

формулы11

 

Движение вниз – при условии формулы12в этом случае формулы13Если эти условия не выполняются, то грузы неподвижны, а величина T принимает различные значения от 0 до формулы14

 

Задача 3. Экспериментатор имеет герметичную камеру с подвижным поршнем с максимальным объемом V. В начальный момент времени в камере имеется воздух с давлением P0, равному атмосферному давлению. Он занимает ½ объема камеры (невесомый поршень опущен). Экспериментатор накачивает воздух в камеру из атмосферы насосом, объем которого V0 = V/10, до давления P = 2P0 и до объема V. Сколько ходов сделал поршень насоса, чтобы накачать камеру (нагреванием пренебречь).

Ответ: Состояние газа в начальный момент времени (до накачки) в камере описывается уравнением формулы15

где m1 - масса воздуха, µ- молярная масса воздуха.
После завершения накачки воздуха

формулы16

Насос перед процессом закачки воздуха, описывается уравнениемформулы17

где mµ — масса воздуха, которая в насосе. Из уравнений находим число ходов n поршня насоса

формулы18
Задача 4. Гидрофон, установленный на дне, зарегистрировал последовательность сигналов, связанных с подводным взрывом на дне. Промежуток времени между первым и вторым сигналом составили t1 = 1с. между первым и третьим t2 = 3с. Почему зарегистрировано несколько сигналов, и на каком расстоянии от гидрофона произошел взрыв?

Ответ: Отражение сигналов происходит на границах раздела воздух-вода и вода-дно. Схема движение3распространения сигналов показана на рис., где 4S – расстояния от источника взрыва до гидрофона формулы19

формулы20
Задача 5. Цепь, показанная на рисунке, собрана из одинаковых резисторов и вольтметров с одинаковыми сопротивлениями. Первый вольтметр показывает U1 = 10 В, а третий U3 = 8 В. Что показывает второй вольтметр?

цепь

 

Ответ:

цепь2

Напряжение между точками 1 – 2  формулы21

R – сопротивление резисторов. Напряжение между точками  3 – 4

формулы22

 

Очевидно, что

формулы23

 

Или формулы24

Подставим (5) в (1)

формулы25

 

Преобразуем (6)

формулы25

 

Разделим почленно друг на друга

формулы26

 

С другой стороны

формулы27

 

r – сопротивление вольтметра. Из (7) и (8) формулы28 Из этого уравнения находим Vформулы29

Поделиться:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*