Августовский педсовет. Преподавание физики в уч. году. Методическое пособие (стр. 9 )

р 0 Т

А15. На рисунке изображен график зависимости давления газа на стенки сосуда от температуры. Какой процесс изменения состояния газа изображен?

1) изобарное нагревание

2) изохорное охлаждение

3) изотермическое сжатие

4) изохорное нагревание

В16. Каким условиям должен удовлетворять изопроцесс в идеальном газе?

ФИЗИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ	ФИЗИЧЕКИЙ ПРОЦЕСС
А) изотермический Б) изохорный В) изобарный	1) р=соnst 2) T=const 3) Q=0 4) V=const

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А	Б	В

В17*. В баллоне емкостью 10 л находится газ при температуре 27 °С. Вследствие утечки газа давление в баллоне снизилось на 4,14 кПа. Какое количество молекул вышло из баллона, если температура газа не изменилась? Решите задачу и запишите ответ ________________________________________.

ГЛАВА 4. Интеллектуальные соревнования

,

заведующий кафедрой физики МИОО

,

доцент физического факультета МГУ им.

,

методист кафедры физики МИОО

Олимпиады школьников по физике в г. Москве в учебном году.

Начиная с 2008/09 учебного года в г. Москве проводятся олимпиады по физике двух различных типов.

Всероссийская олимпиада школьников по физике. Организатором этой олимпиады являются Министерство образования и науки РФ и Департамент образования г. Москвы. Олимпиада проводится в четыре этапа: школьный (октябрь), муниципальный (ноябрь), региональный (январь) и заключительный (апрель). Школьный этап проводят образовательные учреждения (школы, лицеи, гимназии); задания для этого этапа могут составляться ими самостоятельно. Муниципальный этап проводят окружные методические центры учебных округов г. Москвы при поддержке Московского института открытого образования; задания для этого этапа составляются предметной методической комиссией, действующей на базе кафедры физики МИОО. Региональный этап проводится Департаментом образования г. Москвы по заданиям, предоставленным Федеральной предметной методической комиссией; во всех субъектах РФ региональный этап проводится по одинаковым заданиям и проходит в один день. Заключительный этап проводится Федеральным агентством по образованию в одном из субъектов РФ.

Всероссийская олимпиада имеет строгую иерархическую структуру: в каждом следующем этапе могут принимать участие только победители и призеры предыдущего этапа, то есть открытым является только самый первый (школьный) этап. Победители и призеры второго и третьего этапов олимпиады не имеют никаких льгот при поступлении в вузы, такими льготами (прием без вступительных испытаний) пользуются лишь победители и призеры заключительного этапа, количество которых не может превышать 30 – 40 человек. Из числа победителей заключительного этапа Всероссийской олимпиады формируется сборная РФ для участия в Международной олимпиаде школьников.

Предметные и межпредметные олимпиады школьников. Эти олимпиады проводятся под эгидой Российского совета олимпиад школьников. Организаторами олимпиад могут быть федеральные органы государственной власти, органы государственной власти субъектов Российской Федерации, государственные (муниципальные) образовательные учреждения высшего профессионального образования, негосударственные образовательные учреждения высшего профессионального образования, имеющие государственную аккредитацию, государственные (муниципальные) научные учреждения с возможным участием одного или нескольких государственных (муниципальных) или негосударственных образовательных учреждений среднего профессионального образования, имеющих государственную аккредитацию, образовательные учреждения дополнительного образования детей, общеобразовательные учреждения, общественные организации и государственно-общественные объединения, средства массовой информации, иные юридические лица. Олимпиады проводятся с 1 сентября по 15 мая, в один или несколько этапов, в том числе заочных и (или) с применением дистанционных образовательных технологий. Заключительный этап олимпиады проводится обязательно в очной форме.

При поступлении в государственные образовательные учреждения среднего профессионального образования, а также в государственные и муниципальные образовательные учреждения высшего профессионального образования по решению образовательного учреждения, в зависимости от общеобразовательного предмета, соответствующего профилю олимпиады, и уровня олимпиады, победителям (призерам) олимпиад в течение одного года с момента утверждения списков победителей и призеров олимпиады предоставляется одна из следующих льгот первого или второго порядка (льгота первого порядка считается льготой более высокого порядка):

льгота первого порядка – быть зачисленным в образовательное учреждение без вступительных испытаний на направления подготовки (специальности), соответствующие профилю олимпиады; соответствие реализуемых образовательным учреждением направлений подготовки (специальностей) профилю олимпиады определяется образовательным учреждением самостоятельно;

льготы второго порядка – быть приравненными к лицам, набравшим максимальное количество баллов по единому государственному экзамену по общеобразовательному предмету, соответствующему профилю олимпиады, или к лицам, успешно прошедшим дополнительные вступительные испытания профильной (при поступлении в образовательные учреждения высшего профессионального образования), творческой и (или) профессиональной направленности, предусмотренные Законом Российской Федерации «Об образовании», в порядке, определяемом образовательным учреждением.

По каждому общеобразовательному предмету, соответствующему профилю олимпиады:

·  в случае предоставления льготы призерам олимпиады образовательное учреждение обязано предоставить льготу того же или более высокого порядка также и победителям олимпиады;

·  в случае предоставления льготы победителям (призерам) олимпиад III уровня образовательное учреждение обязано предоставить льготу того же или более высокого порядка также и победителям (призерам) олимпиад I и II уровней;

·  в случае предоставления льготы победителям (призерам) олимпиад II уровня образовательное учреждение обязано предоставить льготу того же или более высокого порядка также и победителям (призерам) олимпиад I уровня.

Информация о предоставлении указанных льгот объявляется образовательным учреждением в срок до 1 июня текущего года.

Для того чтобы победитель (призер) олимпиады мог получить указанные льготы, олимпиада должна быть включена в специальный перечень олимпиад. Для включения олимпиады в этот перечень организаторы олимпиады ежегодно в срок до 1 июня направляют в Совет олимпиад соответствующую заявку. Минобрнауки ежегодно в срок до 1 ноября утверждает перечень олимпиад, включающий полное наименование олимпиады в соответствии с положением об олимпиаде; уровень олимпиады; общеобразовательные предметы (комплексы предметов), по которым проводится олимпиада; общеобразовательные предметы, соответствующие профилю олимпиады; полное наименование организатора (организаторов) олимпиады.

Победители и призеры олимпиад данного типа, как уже указывалось, имеют право на льготы при поступлении в учреждения среднего и высшего профессионального образования, но не имеют возможности участвовать в заключительном этапе Всероссийской олимпиады школьников и претендовать на попадание в сборную команду РФ для участия в Международной олимпиаде.

Перечень олимпиад, которые проводились в 2009/10 учебном году, утвержден приказом Минобрнауки России от 01.01.01 г. № 777 (приказом от 31 мая 2010 года № 577 в него внесены изменения). В перечень входят более 100 различных олимпиад и прочих интеллектуальных соревнований школьников по разным предметам. Организаторами большей части олимпиад, вошедших в этот перечень, являются высшие учебные заведения, находящиеся в различных субъектах РФ.

В соответствии с действующим Положением, организаторами всех вошедших в перечень олимпиад в срок до 15 мая 2010 г. были поданы отчеты о проведении олимпиады, а также списки победителей и призеров. Эти списки размещены на специально созданном портале http://www. ***** Обратившись к этому порталу, ученики выпускного класса могут получить свидетельства (сертификаты), подтверждающие включение необходимых сведений в Федеральный банк победителей и призеров олимпиад школьников. При предоставлении этих свидетельств в приемные комиссии вузов выпускники смогут воспользоваться льготами, которые предоставляются вузами победителям и призерам олимпиад при поступлении на первый курс.

В 2010 году Московская олимпиада школьников по физике проходила в 71-й раз и была включена в перечень под номером 25. Жюри олимпиады возглавлял – профессор, декан физического факультета МГУ. Председателем предметной (методической) комиссии был , доцент физического факультета МГУ.

Олимпиада включала в себя 2 этапа – заочный и очный. Первый (заочный) этап проходил в дистанционной форме – в виде интернет-олимпиады «Шаг в физику», организованной в декабре 2009 года физическим факультетом МГУ имени . В нем приняли участие 2320 учеников 9-х – 11-х классов из 81 субъекта РФ. По итогам этого этапа 65 человек стали обладателями поощрительных дипломов и получили приглашение принять участие сразу во втором туре очного этапа.

Второй (очный) этап проходил на физическом факультете МГУ в феврале–марте 2010 года и включал в себя 2 теоретических тура. Первый теоретический тур состоялся на физическом факультете МГУ 28.02.10 г. для учеников 7-х – 11-х классов, второй – 21.03.10 г. для учеников 8-х – 11-х классов. Общее количество участников очного этапа составило 4963 человека, в нем приняли участие школьники из 40 субъектов РФ и трех стран СНГ. По итогам олимпиады победителями стали 143 человека, призерами – 539 человек.

По итогам первого и второго очных туров олимпиады были проведены апелляции. После первого тура на апелляцию имели возможность придти школьники, не прошедшие во второй тур, а после второго – все участники второго тура. Всего было подано более 200 заявлений об апелляции, из них около 20% были полностью или частично удовлетворены.

В 8-м – 10-м классах на второй тур очного этапа приглашались те школьники, которые показали хорошие результаты на первом туре. В 11-м классе вход на второй тур был свободный – в нем могли участвовать все желающие. При этом в 7-м классе итоги олимпиады подводились по сумме баллов первого тура, в 8-м – 10-м классах – по сумме баллов второго тура, а в 11-м классе – по сумме баллов, набранных как на первом, так и на втором турах. Последнее обстоятельство дало возможность поучаствовать в олимпиаде большому числу одиннадцатиклассников.

В состав жюри Олимпиады входили сотрудники кафедры физики МИОО, физического факультета МГУ им.  и ряда ведущих вузов г. Москвы. Жюри работало с ноября 2009 года по апрель 2010 года, за это время им было подготовлено свыше 40 задач, большинство из которых являются оригинальными. Одиннадцати - и десятиклассники решали на каждом из туров олимпиады по 5 задач, девятиклассники и восьмиклассники – по 4 задачи. Семиклассникам на первом туре олимпиады также предлагалось решить 4 задачи.

При подведении итогов Олимпиады 2010 года жюри решило присудить 682 диплома различной степени, в том числе в 11 классе – 67 дипломов победителя и 243 диплома призера. Полные списки победителей и призеров олимпиады опубликованы в сети Internet по адресу http://genphys. phys. *****/ol

,

доцент кафедры физики МИОО

Задачи окружного этапа олимпиады школьников по физике

7 класс.

7.1. Автомобиль все время ехал по прямой. Несколько часов он двигался с постоянной скоростью 40 км/час, затем 1 час простоял в пробке, после чего еще два часа продолжал движение со скоростью 60 км/час и прибыл в пункт назначения. Найти среднюю скорость автомобиля за все время путешествия. Найти среднюю скорость за последние 2,5 часа движения.

7.2. Статуэтка победителя олимпиады по физике отлита из золота и алюминия – голова сделана из золота (плотность 19,3 г/куб. см), ее объем составляет 2/3 общего объема статуэтки, остальное – из алюминия (плотность 2,7 г/куб. см). Утонет ли статуэтка в озере из жидкой ртути (плотность 13,6 г/куб. см)?

7.3. Фирма по продаже компьютеров объявляет рекламную акцию – при начальной цене компьютера 10485 рублей 76 копеек она обещает каждый день снижать цену ровно вдвое – при условии, что Вы покупаете каждый день по одному компьютеру. Какую сумму придется выложить за компьютеры в течение первого месяца (31 день)? Если предыдущая цена «не делится», цена округляется до целого числа копеек (по обычным правилам округления).

8 класс.

8.1. Статуэтка победителя олимпиады по физике отлита из золота и алюминия – голова сделана из золота (плотность 19,3 г/куб. см), ее объем составляет 2/3 общего объема статуэтки, остальное – из алюминия (плотность 2,7 г/куб. см). Утонет ли статуэтка в озере из жидкой ртути (плотность 13,6 г/куб. см)?

8.2. В стакан налита вода при комнатной температуре +200С – до половины объема. Туда доливают еще столько же воды при температуре +300С – установившаяся температура оказалась равна +230С. В другой такой же стакан наливают воду при комнатной температуре до 1/3 объема и доливают горячей водой (+300С)доверху. Какая температура установится в этом стакане? Потерями тепла в окружающее пространство за время установления температуры можно пренебречь.

8.3. Автомобиль едет все время по прямой, его скорость за первый час была 40 км/час. В течение второго часа он «прибавил» и ехал равномерно – средняя скорость за первые два часа составила 60 км/час. Потом он снова прибавил скорости и средняя скорость за первые три часа оказалась 70 км/час. Найти среднюю скорость движения на первой и второй половинах пути.

8.4. По окружности радиуса R=100 м бежит с постоянной скоростью V1= 0,628 м/с кролик, нерастяжимая натянутая веревочка привязана к кролику и закреплена в центре круга. В начальный момент времени в центре круга находится улитка, она бросается в погоню – ползет по веревочке со скоростью V2= 0,2 см/с. На каком расстоянии от начальной своей точки будет находиться кролик в тот момент, когда улитка его догонит? Считать размеры кролика и улитки очень маленькими. Почти точное значение числа «пи» 3,1415926.

9 класс.

9.1. В легкий тонкостенный сосуд, содержащий 500 г воды при начальной температуре +200С доливают еще 400 г воды. Известно, что через 10 минут после этого температура воды во всем сосуде стала равна +150С. Какая температура была у второй порции воды? Известно, что за время опыта теплообмен с окружающей средой составил 2000 Дж. Температура воздуха в комнате +250С.

9.2. С поверхности земли вертикально вверх бросают камень – упав на землю он «втыкается» в нее и мгновенно останавливается. Какой может быть начальная скорость этого камня, чтобы за четвертую секунду после броска его смещение было равно нулю? Ускорение свободного падения принять 10 м/с2.

9.3. Резисторы 200 Ом и 500 Ом соединены параллельно, последовательно с этой цепочкой включили резистор 100 Ом. К выводам получившейся последовательно-параллельной схемы несколько раз подключали разные батарейки. Полный заряд, протекший через резистор 500 Ом оказался равным 0,5 Кл. Полное количество тепла, выделившееся в резисторе 200 Ом равно 10 Дж. Какой полный заряд протек через резистор 100 Ом? Сколько тепла выделилось в резисторе 100 Ом?

9.4. Если сбросить массивное тело с большой высоты, то из-за сопротивления воздуха оно большую часть пути будет двигаться с постоянной, установившейся скоростью. Для пластмассового биллиардного шара эта скорость составляет 100 м/с. Если его сделать из материала с вдвое большей плотностью, то при тех же размерах его скорость увеличится до 140 м/с. Если взять шар из того же материала, что и биллиардный шар, но вдвое большего диаметра, то скорость установившегося движения также составит 140 м/с. Какой станет эта скорость для шара из того же материала, но в 10 раз меньшего диаметра?

10 класс.

10.1. На плоской поверхности нарисован квадрат, длина стороны квадрата 10 м. Вдоль сторон этого квадрата должен пробежать маленький жучок – его мгновенное ускорение не должно превышать ни в какой момент величины 1 см/с2. За какое минимальное время он сможет это сделать?

10.2. В системе, изображенной на рисунке масса малого груза 1 кг, масса большого 2 кг. Блоки невесомые, нити нерастяжимые. С какой силой F нужно тянуть вверх ось подвижного блока, чтобы он имел ускорение 2 м/с2,направленное вверх?

 

10.3. На гладком горизонтальном столе находится брусок массы 3 кг, на его плоской верхней грани – кубик массы 1 кг, коэффициент трения между кубиком и бруском 0,7. Кубик тянут горизонтальной силой 4 Н вправо, брусок – противоположно направленной силой 12 Н. Найти ускорения тел. Какими станут ускорения, если уменьшить коэффициент трения до 0,5?

10.4. В легкий тонкостенный сосуд, содержащий 500 г воды при начальной температуре +200С доливают еще 400 г воды. Известно, что через 10 минут после этого температура воды во всем сосуде стала равна +150С. Какая температура была у второй порции воды? Известно, что за время опыта теплообмен с окружающей средой составил 2000 Дж. Температура воздуха в комнате +250С.

10.5. Соединим параллельно школьный вольтметр и школьный миллиамперметр – получим новый прибор, назовем его АМПЕРОВОЛЬТМЕТР. Соединим такие же два прибора последовательно – у нас получится ВОЛЬТОАМПЕРМЕТР. Возьмем неизвестный резистор, параллельно резистору включим ВОЛЬТОАМПЕРМЕТР. Последовательно с этой цепью включим АМПЕРОВОЛЬТМЕТР и батарейку. Показания приборов: АМПЕРОВОЛЬТМЕТР 7 мА и 0,3 В, ВОЛЬТОАМПЕРМЕТР 2,7 В и 2,7 мА. Найти по этим данным сопротивление резистора.

11 класс.

11.1. На гладком горизонтальном столе лежит очень жесткий тонкий стержень длины 1 м. Четыре одинаковые пружинки прикреплены к стержню – одна к левому краю, две – к правому и одна – к середине. В начальный момент все пружинки перпендикулярны стержню и натянуты, но силы натяжения очень малы. Удлиним «серединную» пружинку, сдвинув точку А (конец этой пружинки) вдоль направления пружинки на 1 см. Найти натяжения каждой из пружинок в растянутом состоянии. Жесткость пружинки 110 Н/см.

 

11.2. Моль гелия (одноатомный газ) вначале изотермически расширяется – при этом он получает в виде тепла 1620 Дж, затем его охлаждают при неизменном объеме, отняв у него 1000 Дж в виде тепла. После этого газ адиабатически сжимают до начального состояния. Найти термодинамический к. п.д. этого цикла.

11.3. Два одинаковых удаленных друг от друга сферических проводника радиуса 10 см каждый заряжены до разности потенциалов V= 1000 В. Их соединяют при помощи длинных проводов конденсатором емкости С= 1000 пФ. Какая энергия излучится в окружающее пространство? Считайте, что провода имеют нулевое сопротивление, конденсатор можно считать идеальным.

11.4. В схеме на рисунке батарейки одинаковые, их напряжения – по 3 В. Вольтметры взяты тоже одинаковые, сопротивление каждого вольтметра 1 кОм. Какой резистор нужно включить между точками А и Б, чтобы ток через этот резистор составлял ровно 1 мА? Какими при этом будут показания вольтметров?

11.5. На главной оптической оси тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием 25 см, на расстоянии 150 см от линзы находится точечный источник света. На каких расстояниях от плоскости линзы находятся точки, из которых одновременно можно увидеть и изображение источника в линзе, и сам источник?

Решения задач окружного тура олимпиады по физике 29.11-08г.

7.1. Можно ввести время движения со скоростью 40 км/час, составить уравнение и получить ответ (это время сократится), но можно проще – за последние три часа автомобиль проехал 120 км, т. е. средняя скорость за последние три часа тоже 40 км/час. Итак, средняя скорость на всем пути 40 км/час. За последние 2,5 часа 120/2,5= 48 км/час.

7.2. Посчитаем среднюю плотность и сравним с плотностью ртути: 19,3∙2/3 + 2,7∙1/3 = 13,77 (г/куб. см). Это больше 13,6 г/куб. см, утонет.

7.3. Тут нужно считать. Можно догадаться (знакомое число!), что 1048576 = 220, но можно и без этого. Запишем цепочку чисел: 10485, 2621.44, 1310.72, 655.36, 327., 81.92, 40.96, 20.48, 10.24, 5.12, 2.56, 1.28, 0.64, 0.32, 0.16, 0.08,

0.04, 0.02, 0.01, 0, … 0. (если округлять 0,5 до «четной», либо – по 1 копейке до конца). Сумму посчитать можно геометрически, по площадям прямоугольников, можно посчитать и «в числах» - это ничуть не хуже. Ответ при округлении до нулей 10485.76∙2 -0.01 = 20971.51 (или на 10 копеек больше – если вместо нулей в последние дни считать 1 коп). Конечно, задача плохая – но к ноябрю в 7 классе еще ничего не пройдено…

8.1. Посчитаем среднюю плотность и сравним с плотностью ртути: 19,3∙2/3 + 2,7∙1/3 = 13,77 (г/куб. см). Это больше 13,6 г/куб. см, утонет. (Задача совпадает с 7.2)

8.2. Обозначим теплоемкость стакана С, Дж/град, тогда

С∙(23-20) + 4200∙0,5V∙(23-20) = 4200∙0,5V∙(30-23)

С∙(t-20) + 4200∙(V/3)∙(t-20) = 4200∙(2V/3)∙(30-t). Если разделить каждое уравнение на 4200V, останется две неизвестных величины: С/4200V и t. Ответ: t= 240C.

8.3. Легко сообразить, что 1 час скорость была 40 км/час, затем 1 час скорость 80 км/час, третий час – скорость 90 км/час. Половина пути 105 км. Средняя скорость на первой половине V1= (40+65)/(1 + 65/80) = 58 км/час. Средняя скорость на второй половине V2= (105)/( 15/80 +1) = 88,4 км/час.

8.4. Время погони 100/0,002 = 50000 с. Кролик за это время пробежал 0,628∙50000= 3,14∙104 м. Один круг кролик пробегает примерно за 628/0,628 = 1000 секунд. Получается почти 50 кругов. Более точное значение длины 50 кругов 2∙3,1415926∙100∙50 = 31415,926 м. Расстояние «по дуге» 15,93 м, примерно 16 м. По хорде (т. е. по прямой) – практически столько же.

9.1. Температура снаружи выше – поэтому теплообмен с окружающей средой сводится к притоку тепла в систему. Тогда

4200∙0,4∙(t-15) + 2000 = 4200∙0,5∙(20-15). T=22,40C

9.2. Либо движение закончилось до начала четвертой секунды (т. е. продолжалось меньше трех секунд). В этом случае, (принимая g= 10 м/с2)начальная скорость V≤ 15 м/с. Либо верхняя точка полета пришлась точно на середину четвертой секунды – т. е. начальная скорость была «погашена» за 3,5 сек. В этом случае начальная скорость V= 35 м/с.

9.3. Ток через резистор 200 Ом в любой момент в 2,5 раза больше тока через 500 Ом, суммарный ток через 100 Ом в любой момент в 3,5 раза больше тока через 500 Ом – тогда заряд, протекший через 100 Ом равен 0,5∙3,5=1,75 Кл. Суммарный ток через резистор 100 Ом в любой момент больше тока через 200 Ом ровно в 1,4 раза. Тогда в нем выделилось почти столько же тепла (точнее, 10∙1,42∙100/200 = 9,8 Дж).

9.4. Данные задачи позволяют определить зависимость силы сопротивления от скорости и поперечной площади падающего тела. Подходит модель F= k∙S∙V2. При уменьшении диаметра тела в 10 раз его масса уменьшилась в 1000 раз, площадь поперечного сечения стала меньше в 100 раз. При сохранении зависимости сила сопротивления уравновесит силу тяжести при скорости в 10 раз меньшей, т. е. установившаяся скорость падения 10 м/с.

10.1. Если ускорение ограничено, то поворот может происходить только при нулевой скорости. Если принять начальную скорость за ноль, то первый отрезок нужно проходить так: двигаться с максимальным ускорением до середины отрезка, а затем тормозить с максимальным ускорением. Тогда первый отрезок будет пройден за время τ1= 2(L/a)0,5= 63,25 с. Если проходить все четыре стороны так же, как и первую, понадобится 4∙τ1=253 с. Однако, в условии ничего не сказано про начальную (и конечную!) скорости, этим можно воспользоваться для ускорения процесса – не тормозить на последнем отрезке и заранее разогнаться до начала первого (до такой скорости, чтобы успеть затормозить к концу первого отрезка). При этом первый и последний отрезки можно пройти за время τ2= (2L/a)0,5=44,7 с и весь квадрат за время 2∙τ1+2∙τ2= 216 с. Возможны и промежуточные варианты типа 3∙τ1+τ2= 235 с. На вопросы нужно отвечать аккуратно: «В условии это не указано!», решение без хитростей (4∙τ1) следует оценивать в 4 балла из 5.

10.2.Задачу можно решать «в лоб», но есть и более короткое решение: на груз m действует вверх сила натяжения Т, вниз сила mg, на груз 2m вверх сила 2Т, вниз – сила 2mg. Итак, ясно – ускорения грузов одинаковы (и направлены в одну сторону, например – вверх). Обозначим их ускорения а, тогда ускорение блока а0= 1,5а. Сила натяжения нити Т= 0,5F. Для маленького груза 0,5F – mg = ma. Отсюда F= 2m∙g + 2m∙a0|3 = 21,3 Н

10.3. Тут нужно понять – двигаются ли грузы вместе, или сила трения недостаточна и они имеют разные ускорения. Максимально возможная сила трения при μ=0,7 равна 7 Н. Проверим возможность движения без проскальзывания тел друг относительно друга: ускорение а= (12-4)/(1+3) = 2 м/с2. Для этого нужна сила трения: fТР – f = ma, или fТР= 4+2= 6 Н для малого и F - fТР = Ma, fТР = 12 – 6 = 6 Н. Итак, при данном значении коэффициента трения тела едут вместе с ускорением 2 м/с2. Для μ=0,5 максимальное значение силы трения 5 Н, ее недостаточно для движения тел без проскальзывания, ускорения тел различны и сила трения равна своему максимальному значению 5 Н. Ускорение малого: (5-4)/1 = 1 м/с2 против силы f. Ускорение большого (12-5)/3 = 2,33 м/с2.

10.4. Температура снаружи выше – поэтому теплообмен с окружающей средой сводится к притоку тепла в систему. Тогда

4200∙0,4∙(t-15) + 2000 = 4200∙0,5∙(20-15). T=22,40C (Задача совпадает с 9.1).

Глядя на параллельно соединенные приборы, отметим – при токе через миллиамперметр 7 мА напряжение на нем составляет 0,3 В, при токе 2,7 мА напряжение составит 0,3∙2,7/7 = 0,116 В. Тогда напряжение на резисторе составит 2,7+0,116= 2,816 В. Ток через параллельный вольтметр тоже легко найти: через «последовательный» вольтметр при напряжении 2,7 В течет ток 2,7 мА – при напряжении 0,3 В ток составит 0,3 мА. Итак, ток через резистор составляет 7+0,3 – 2,7 = 4,6 мА. Сопротивление резистора R= 2,816/4,6∙10-3= 612 Ом

11.1.

Стержень немного «перекосится», смещения его концов будут неодинаковыми. Правый конец сместится на вдвое меньшую величину d (две пружины, такая же сила – моменты этих сил относительно середины стержня одинаковы), левый конец сместится на 2d, смещение середины стержня 1,5d. Удлинения пружин: левой 2d, правых – каждой – d, средней (1 см – 1,5d). Из условия равновесия сил: k∙2d + 2k∙d = k∙(1 – 1,5d), отсюда d= (2/11) см. Тогда натяжения пружин 40 Н, 20 Н, 20 Н, 80 Н.

11.2. Совсем простая задача. От нагревателя за цикл получено 1620 Дж, холодильнику отдано 1000 Дж. Работа в цикле 620 Дж. Термодинамический к. п.д. 620/1620= 31/81. Примерно 38%

11.3. Обозначим заряды шаров Q1 и Q2, тогда k∙Q1/R – k∙Q2/R = V0. Если конденсатор зарядится q и –q, то получим соотношение: k∙(Q1-q)/R – k∙(Q2+q)/R = q/C. Отcюда q = (k∙Q1/R – k∙Q2/R)/( Энергия электрического поля до подключения конденсатора W1= k∙Q12/2R + k∙Q22/2R, энергия после установления зарядов W2= k∙(Q1-q)2/2R+k∙(Q2+q)2/2R+ q2/2C. Разность энергий W1 – W2 из системы «ушла» - если есть потери (например – соединяющие провода имеют определенное сопротивление), то перешла в тепло, если потерь нет, то излучилась в окружающее пространство (при очень малом, но ненулевом сопротивлении проводов – частично излучается, частично переходит в тепло). Вычисляем:

W1 – W2 = 0,5V02/(1/C + 2k∙R) = 0,5V0∙q. (После расчета перетекшего заряда ответ можно записать сразу – заряд перетекает при средней разности потенциалов 0,5V0).

Если заряды шаров сразу приняты равными по величине (в условии этого нет!), то оценку задачи следует понизить на 1 балл.

11.4. Если показания одного из «нижних» вольтметров V, то второй покажет столько же, верхний покажет (6-2V). Обозначим сопротивление вольтметра R, тогда ток 1 мА равен разности токов правой ветви: I0 = (6-2V)/R – V|R. Отсюда V = 5/3 В. Показания вольтметров: V, V и (6-2V)= 8/3 В. Сопротивление r: r∙I0 = 2V – 3 = 1/3 В. Сопротивление резистора r= 1/3 кОм.

11.5.  Изображение точечного источника получается на расстоянии 30 см от линзы. Проведем из источника «крайние» лучи – за линзу и после преломления в линзе. Сразу видна область пространства, из которой виден источник света (там, где он не закрыт линзой) и область, из которой видны преломленные лучи. Обозначим расстояние от плоскости линзы до «пунктира» - самых близких из удовлетворяющих условию точек Х, тогда из подобия: 30/(Х-30)= 150/(150+Х). Х= 75 см.

,

методист кафедры физики МИОО,

учитель физики ГОУ СОШ № 000 г. Москвы,

,

учитель физики ГОУ лицей № 000 г. Москвы

Второй турнир юных физиков – лига юниоров

В последнее время все шире распространяется нестандартная форма соревнования учащихся - турниры по базовым дисциплинам. Турниры принципиально отличаются от уже ставших традиционными других форм соревнования. Турнир по своей форме не является ни олимпиадой, ни конференцией, хотя сочетает в себе черты и того, и другого. Одна из отличительных особенностей в том, что это командное состязание, которое состоит из отдельных этапов. Турнир - это соревнование школьников в умении решать сложные и нестандартные задачи, убедительно представлять своё решение и отстаивать его в научных дискуссиях-боях. Своего рода - это форма решения научных проблем школьниками, которая сочетает в себе увлечённый поиск новых решений, стремление получить и использовать фундаментальные знания, спортивный интерес, ораторское мастерство. Турнир предполагает долгосрочное творческое сотрудничество школьников, учителей, студентов, аспирантов, преподавателей ВУЗов, служит целям поиска, воспитания и обучения.

В этом учебном году юниорский турнир прошел во второй раз. Турнир проходил на базе Воронежского государственного университета, физического факультета. В составе жюри были аспиранты и преподаватели физического факультета, а так же учителя школ Воронежа и Москвы. В турнире принимали участие школьники города Воронежа и две команды г. Москвы: « Сборная команда Москвы», в которую вошли школьники лицеев № 000, № 000 и ГОУ СОШ № 000. В результате в финал вышли следующие команды: команда «Факториал» г. Воронеж, команда «СКМ» и команда школы № 000. После финального турнира места распределись следующим образом: первое место у команды «Факториал», второе и третье места достались московским командам.

В это году был изменен регламент турнира, так как в турнире участвовали не только ученики 7 – 8 классов, но и учащиеся девятых классов. В связи с этим были внесены изменения, для того, что бы самые маленькие и самые старшие участники турнира находились в равных условиях.

Идеология турнира максимально приближена к научной деятельности. Для успешного выступления учащиеся должны научиться работать с литературой, в ряде случаев овладеть навыками экспериментальной работы. Высокий уровень докладов команд был гарантирован тем, что творческие задания были поставлены в известность им за полтора месяца до начала турнира. Это предоставило возможность командам достаточно длительное время находиться в интенсивном поисковом состоянии, отыскивая решение, которое не могло быть единственным исходя из содержания задач.

Задачи турнира - это задачи открытого типа (т. е. не имеющие окончательного и однозначного решения), допускающие огромное разнообразие подходов. При этом заранее допускается, что задание выполняется коллективно. Допускается использование любых литературных источников, а также консультации со специалистами. Пусть в большинстве случаев решаемые задачи не являются действительными научными проблемами, но их решение учит детей мыслить, а это самое главное, чему мы можем их научить. Именно использование таких заданий позволяло оценить не только уровень знаний участников, но и их ораторские способности, умения вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения, способность находить позитивные и негативные черты докладов соперников. Система розыгрыша предусматривала быстрое изменение ролей каждой из команд, стимулируя у их членов потребность мгновенно адаптироваться к новой игровой позиции лучше понимать состояние соперников. Каждое задание разыгрывалось одновременно тремя командами. Первая команда (докладчик) в течение десяти минут предлагала свой вариант решения задания; вторая (оппонент) должна была найти преимущества и недостатки этого решения.