Всероссийская олимпиада по физике. 10 класс

Задачи теоретического тура для учащихся 10 классов

Задача 1. Школьник имеет санки со стержнем, прикрепленным к ним под углом α к основанию. Школьник намерен перемещать санки как можно с большим ускорением прилагая силу F. Как ему эффективнее поступить: толкать санки впереди себя или тащить за собой. (Коэффициент трения к одинаковый). Ответ обосновать расчетами.

Задача 2. Тело сначала скользит вниз по наклонной плоскости с углом наклона α, а затем по горизонтальной поверхности и проходит одинаковые расстояния. Определить коэффициент трения к, считая его постоянным на горизонтальной и наклонной поверхностях.

Задача 3. Поезд, идущий со скоростью 72 км/ч, останавливается с помощью тормозов. На сколько поднялась бы температура воздуха в вагонах, если бы вся энергия, поглощаемая при торможении, шла на нагревание этого воздуха? Масса вагона 20 т, объем вагона 120 м³, плотность воздуха принять равной 1,3 кг/м³, а удельную теплоемкость воздуха 1000 Дж/кг∙К.

Задача 4. Для ряда технических устройств удобен круговой реостат (см.рис. R – омметр.). Ползунок П может перемещаться по кольцу, сделанному из однородной проволоки, полное сопротивление которой _. Построить график зависимости сопротивления между точками О и А в зависимости от угла поворота α. Сопротивлением ползунка пренебречь.

Задача экспериментального тура для учащихся 10 классов

 Определить теплоту плавления льда.

Приборы и материалы: термометр, вода, лед, мерный цилиндр, сосуд для плавления льда.

Решения задач теоретического тура для учащихся 10 классов

Задача 1.

1-ый случай.

_,

Проектируем на оси х и y.

Конкретизируем проекции:

Откуда _.

2-ой случай.

_

Уравнение движения в проекциях на оси х и у принимает вид

Откуда _, т.е. ускорение больше.

Задача 2. По закону сохранения энергии потенциальная энергия, которой обладало тело в точке А, перешла в работу, которую совершило тело при перемещении по наклонному пути и горизонтальному

_,

_

Задача 3. При торможении вагона выделяется тепло

Это тепло нагревает воздух вагона

откуда _, где М – масса вагона, m – масса воздуха, _, с – удельная теплоемкость воздуха, _ – скорость вагона. _=25,6⁰.

Задача 4.

Сопротивление _, измеряемое омметром, представляется двумя параллельно соединенными резисторами _ и _, которые представляют сопротивления участков реостата АВ и ВА. _ где R₀ – полное сопротивление провода реостата

_ = _

 Удобно построить график для отношения

_.

В соответствии с моделью реостата

_{  }

где _ сопротивление единицы длины провода, r – радиус реостата.

Подставляя данные выражения для сопротивлений, получаем

 Численное построение приводит к графику, изображенному на рисунке. График симметричный относительно точки _

Решение экспериментальной задачи для учащихся 10 классов

 В пустой сосуд положить лед, подождать, пока его t = 0 и подливать воды из мерного сосуда, пока лед не растает.

_,

_ – масса воды, _ – масса льда, _ – начальная температура воды, _ – конечная температура воды, равна 0.

_ – узнать по мерному сосуду, _; _ – узнать, перелив воду с растаявшим льдом в мерный сосуд _;

_; _.

Возможны другие варианты.