Учителям (коллегам- физикам)

МОУ Каргинская средняя общеобразовательная школа

Пояснительная записка к школьной олимпиаде по физике

1.  Предложенные олимпиадные задания по физике составлены по основным разделам соответствующего курса и рассчитаны на учащихся 9,10,11 классов.

2.  Продолжительность выполнения работы 3 астрономических часа (180 минут).

3.  Для оценки каждого задания определено соответствующее количество баллов.     Максимальное количество баллов за выполнение заданий составляет 31,36 и 34 баллов для учащихся 9,10 и 11классов.

4.  При решении задач учащимся разрешается пользоваться калькулятором и любыми справочными таблицами.

5.  Победитель определяется согласно критериям  оценивания. Второе и третье места присуждаются участникам, следующим за победителем и набравшим не менее 50% от максимального количества баллов.

Решение олимпиадных задач по физике (9 класс).

1) Дано:                  СИ:                          Решение:

V1=90 км/ч              25м/с                       ℓ=s= (V1+ V2) t ;     V2= s/ t - V1;

 t=2с

 ℓ=150 м

__________                                               V2 = 150м/2с – 25м/с = 50 м/с=180 км/ч                        

   V2-?

                                                                                                Ответ:  50 м/с =180 км/ч

2) Дано:                           СИ                         Решение:

mльда=100 г                   0,1кг                  Qльда=Qпара+Qводы

t 1=0о С                                                    λльда mльда= Lпара mпара+ сводыmпара∆t

t 2=100 оС

λльда= 330 кДж/кг         330000Дж          mпара= λльда mльда  / (Lпара + своды∆t)

Lпара=2260 кДж/кг        2260000Дж        m пара=0,012 кг

своды=4200 Дж/ кг оС                                Мводы= mпара + mльда

                                                                                                    Мводы=0,1кг+0,012кг= 0,112 кг=112г.

_____________                                      

Mводы-?                                                                                       Ответ: Mводы =112г.

3) Дано:                    

ℓ - длина плота;

S – площадь поперечного сечения бревна;

m – масса груза;

ρо – плотность воды;

ρ – плотность дерева.

N - ?

Анализ и решение

Плот будет держаться на воде, если Fарх=F1+ F2     (1), где F1 – сила тяжести плота; F2 – сила тяжести груза.

Архимедова сила равна: Fарх= ρо g V;  V- объем плота; V= NV1; N-число бревен; V1-объем одного бревна; V1=S ℓ, тогда Fарх= ρо g  N S ℓ.

Сила тяжести плота F1=m1 g N , m1-масса одного бревна; m1= ρ V1; F1= ρ  S ℓ g N.

Сила тяжести груза на плоту: F2=m g.

Подставляя все значения сил в уравнение (1), получаем:

ρо g  N S ℓ= ρ  S ℓ g N+ m g;    

ρо g  N S ℓ- ρ  S ℓ g N= m g;  

g  N S ℓ(ρо- ρ) = m g;

      N= m/ S ℓ(ρо- ρ).                       Ответ: N= m/ S ℓ(ρо- ρ).

4)ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЗАДАЧА.

             Нужно намотать проволоку на карандаш как можно плотнее (сделать больше число витков).

              Измерить длину ряда и разделить на число витков, таким образом получим диаметр проволоки. В качестве «мерной единицы» следует воспользоваться клетками в тетради (длина клетки ℓ=0,5 см).

              Определить примерный диаметр проволоки по формуле S= πd2/4

Решение олимпиадных задач по физике (10 класс).

Дано:                       СИ

Fтяги=270кН        270000 Н

m=900т                  900000 кг

S=250м

   V1=36 км/ч              10 м/с

    V2=45 км/ч              12,5 м/с

            Fтр-?    

         Анализ и решение:

По II закону Ньютона уравнение движения имеет вид:

Fтяги-Fтр=ma, отсюда  Fтр= Fтяги- ma

2.   Ускорение:  а= (V22- V12)/2S

3.    Fтр= Fтяги- m(V22- V12)/2S

                                                                           Ответ: Fтр=169кН

Дано:

Fдавл= mg/3;

ρо- плотность жидкости.

ρ-?                           Анализ и решение:

1.Условие равновесия шара обусловлено тремя силами:

         N- сила реакции опоры, равная силе давления;

          Fарх- выталкивающая, архимедова сила;

          Fтяж- сила тяжести шара.

Тогда N+ Fарх= Fтяж;

                 N=Fдавл=mg/3;                                      

                  Fарх.= ρо  g  V/2, где V-объем шара     V=m/ρ

                  Fтяж=mg

3. Получаем:  mg/3   +   ρо  g  m/2ρ= mg;    1/3 + ρо /2ρ=1;

    или     ρ=3/4  ρо                                                      Ответ:       ρ=3/4  ρо   

      3)Дано:

  t0 = 0оС

  с=500 Дж/кг оС

  ρстали=7800 кг/м3,

  λ=330 кДж/кг

   ρльда=900 кг/м3

           t-?               Анализ и решение:

 Количество теплоты, которое выделяет стальной шарик при охлаждении до 0оС, будет равно количеству теплоты, которое необходимо для расплавления льда в объеме шарика:  Qш=Qл

Или  ρстали VС(t- t0)= λ ρльда V,     отсюда    t = λ ρльда / ρстали С + t0

                                                                                    Ответ:   t = 76 оС.

    4)ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЗАДАЧА.

Толщину пластинки h можно рассчитать по формуле h= m/ ρS, где m- масса пластинки, ρ-плотность стекла, S-площадь пластинки. Массу пластинки определяют с помощью весов, а площадь вычисляют, предварительно измерив длину и ширину пластинки.

Решение олимпиадных задач по физике (11 класс).

1) Дано:

t=2с

ℓ=30м

g=10м/с2

V-?             Анализ и решение:

1. Определяем горизонтальную и вертикальную составлябщую скорости мяча в момент касания воды:

Vг= ℓ/ t ;        Vв=√2gH;       Н= ℓ =gt2/2.

Конечная скорость мяча - это векторная сумма горизонтальной и вертикальной составляющей, ее определяем по теореме Пифагора:

V=√ Vг2+ Vв2                                                        Ответ: V=25 м/с

2)Дано:

t-время движения;

Vо –начальная скорость ведра;

V-конечная скорость воды;

m-масса воды в ведре;

r-радиус дна ведра.

p-?              Анализ и решение:

1. По II закону Ньютона уравнение движения имеет вид:

      N-Fтяж=ma, отсюда  N =ma+ Fтяж= ma+ mg

2.   Ускорение ведра воды с водой:  а= V- Vо/t.

3.   По  III закону Ньютона сила давления воды на дно равна силе реакции опоры N.

4. Учитывая, что давление равно: р=N/S, получаем:

        р=m(V- Vо/t +g) / S, но S= πr2;

        р=m(V- Vо/t +g) / πr2.                           Ответ: р=m(V- Vо/t +g) / πr2.

Дано:

    g1=g2=g

    r1=0,5м

    r2=0,1м

    Е2=800 В/м

     Е1-?                  Анализ и решение:

1.  Используя формулу напряженности, имеем:

     Е1=k g1/ r12      (1);      Е2=k g2/ r22     (2).

2.  Из (2) следует: g2= Е2 r22/ k        (3).

3.   Подставим (3) в (1):

       Е1= Е2 r22/ r12.

                                                                              Ответ:       Е1=32 В/м.

4)ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЗАДАЧА

1. На деревянную линейку ставят деревянный брусок, а затем линейку приподнимают  на угол £ за один конец так, чтобы брусок пришел в движение.

2. Измерительной лентой измеряют ℓ и h.

3. Брусок начинает двигаться, когда  F> или =Fтр.

      F=mg sin£;  Fтр=µmg cos£

mg sin£= µmg cos£;

µ= sin£/ cos£ =tg £   или tg £  = h/ ℓ,

тогда µ= h/ ℓ.