Всероссийская олимпиада школьников 2016-2017 уч. год. Школьный тур олимпиады по физике. 10 класс
Две одинаковые тележки, на каждой из которых находится один из братьев- близнецов, связаны легкой верѐвкой и находятся на расстоянии L друг от друга. В некоторый момент времени один из братьев начинает тянуть канат, так что его тележка начинает двигаться с постоянным ускорением а. Через какое время тележки столкнутся?
Считать, что массы братьев одинаковы.
2. Шар в воде
В сосуде с наклонными стенками, заполненном водой, покоится так, как показано на рисунке, шар, объѐмом V. Плотность воды ρ, плотность шара ρ0, причѐм . Найти силы, с которыми шар действует на дно и стенку сосуда, в случае, когда: ρ<ρ0 сосуд покоится; сосуд движется с горизонтальным ускорением а (указано на рисунке).
Все стенки сосуда гладкие.
Из яйца, проделав маленькое отверстие в скорлупе, выкачали содержимое, налили небольшое количество воды и поставили на горелку. Мощность горелки N = 2 кВт, площадь отверстия S = 4 мм 2. Плотность пара ρ=0,6кг/м 3 . Удельная теплота парообразования воды r =2,3 ·10 6 Дж/кг. Найти: массу пара, выходящего из отверстия за 1 секунду; скорость пара, выходящего из отверстия; реактивную силу тяги получившегося «яично-скорлупного» двигателя.
4. Потерянный груз
Пограничники арестовали лодку с контрабандистом и незаконным грузом. Лодку начинают тянуть за привязанный к ней лѐгкий трос с постоянной силой F =180 Н, но через t =15 c обнаруживается, что лодка движется со скоростью v =20 v / c , а груза на ней нет. Определите промежуток времени t 1 , прошедший от начала буксировки до момента, когда контрабандист сбросил груз с лодки, если известно, что он толкнул груз в направлении, перпендикулярном направлению движения. На каком расстоянии от места начала буксировки находилась лодка в момент сбрасывания груза? При движении трос остаѐтся горизонтальным. Трением и силами сопротивления пренебречь. Масса лодки с контрабандистом М=120 кг, масса груза m=30 кг.
5. Вольтметры
Напряжение источника U = 12 В. В схеме использованы одинаковые вольтметры. Найти их показания.
Всероссийская олимпиада школьников 2016-2017 учебный год
Школьный тур олимпиады по физике
10 класс
Решение задач, рекомендации по проверке
1 . Тележки
Верѐвка действует на тележки с одинаковой силой, массы тележек и братьев одинаковы, следовательно, ускорения тележек также одинаковы. Тогда каждая из тележек пройдѐт одинаковый путь L/2 . Время движения тележек одинаково и определяется из соотношения
Рекомендации по проверке: Ускорения тележек одинаковы 5 баллов Найдено время движения до столкновения +5 баллов
2. Шар в воде
Если сосуд покоится, то сила давления на дно равна
Сила давления на стенку равна нулю.
Рассмотрим случай, когда сосуд движется с ускорением.
Сила давления жидкости на тело имеет две составляющие Fx и Fy(важно! Она не вертикальна!), остальные силы изображены на рисунке. Уравнения движения в проекциях на горизонтальное ОХ( ось направлена влево, по ускорению) и вертикальное ОУ (вверх) направления имеют вид
Из записанных соотношений определяем силу, с которой наклонная стенка действует на шарик,
и силу, с которой дно действует на шар
Рекомендации по проверке:
Обозначим скорость выходящего из отверстия пара v . Тогда за промежуток времени Δt из отверстия выйдет масса пара, равная
Рекомендации по проверке: Записано уравнение теплового баланса, в общем виде определена масса испаряющейся в единицу времени воды (выходящего пара);
правильно посчитана масса пара 2 балла
1 балл Установлена связь массы пара, выходящего из отверстия в единицу времени и скорости пара, найдена скорость пара в общем виде;
правильно посчитана масса пара 2 балла
1 балл В общем виде записано выражение для реактивной силы;
Правильно посчитано значение силы 3 балла
4. Потерянный груз
Рекомендации по проверке: Установлено, что у лодки будут различные ускорения до и после сбрасывания груза;
Найдены значения ускорений хотя бы в общем виде, численные значения можно не считать 2 балла
1 балл Установлена связь скоростей лодки до и после сбрасывания груза, при этом ребѐнок может подробно писать закон сохранения импульса, а может написать слова, примерно такие же, как в разборе, но обязательно должны быть слова о том, что скорость груза в момент сбрасывания перпендикулярна скорости лодки, поэтому скорость лодки не меняется 2 балл Правильно записаны выражения для V1 и V 2 балла Найдено время t1 2 балла Найден путь S +1 балл