Дидактические материалы по подготовке к олимпиадам по физике (стр. 4 )

2u0Ö2Lg + 6u0Ö2Lg Ö2u0

m = –––––––––––––––––– = ––––––

8 Lg ÖLg

7. V0

T2 = T1; T1 = –––––– Tn = T1

2g

mn + MV2

8. mnVn = (mn + M)V –––––––––– - E0 = Q

2

mn (mn + M) mn2 mn

V = –––––– . Vn Q = –––––––– . ––––––––– - E0 = ––––––– E0 – E0

mn + M 2 (mn + M)2 mn + M

k

Q = E0 . ––––––

k + 1

9. V/2 V/2

V или V

3V/4 7V/4

10. a = 2.5g

11. На вес вагоны: NM NM

F - ––––– g sina + –––––– g sinb = NMa

2 2

На часть поезда поднимающегося в гору: NM NM

T - ––––– g sina = ––––– a

или: NM 2 2

2T – 2 –––– g sina = MNa

2

NM NMg sinb

2T – NMg sina = F - –––– g sina + –––––––––

2 2

F NM

T = ––– + –––– g (sin a + sin b) sin a=0,1 sin b=0,15

2 2 F NM

T = ––– + –––– g

2 8

H0

12. H = –––– , воспользуйтесь законами сохранения энергии и импульса.

4

13. l

K = –––––, учтите, что энергия выделяющаяся при замерзании идет на

l + L испарение. Поэтому часть воды замерзнет, часть испарится.

14. при mльда £ 24 г. весь лёд растает

при 24 г £ mльда £ 100 г. tk = 0 0C, вода не растает

при 100 г. £ mльда £ 414 г. tk = 0 0C, часть воды замёрзнет

при 414 г. < mльда вода вся замёрзнет

tk0C

25

mльда, г

15 Дж Мощность нагревания 1100 Вт

С = 1650 –––– Рнагр t

кг 0С С = ––––––

mDt

16. mM3 M3

ma = d ––––– a = d ––– при движении сила гравитации

R32 R32 уменьшается

M3 = r . 4/3 p R32 a = dr 4/3 pr, где r – расстояние от центра Земли

Движение колебательное (т. к. ускорение пропорционально координате):

_______

w2 = 4/3 pdr w = Ö 4/3 pdr

2p T p M3

T = ––––––– t = ––– = –––––––––– ; r = ––––––

__ Ö(4/3 pdr) 2 Ö(4/3 pdr) (4/3 pR3 )

p ÖR3

t = ––––––––– = p ––––

Ö(4/3 pdr) Ög

–––––––––

Ö(4/3 p R33) t = 42 минуты

17. Т = 2.7 сек

3mg

18 Dl = –––––

2k

19. Движение колебательное т. к. a ~ x

2 p

a = - Agx w2 = Ag T = ––––

ÖAg

w = ÖAg umax u

С учётом: umax = xmax w S = xmax = ––––– = –––––

w ÖAg

20. См. 9 класс

21 См. 9 класс

22 Fcos a

aб = ––––––

m

23 M

Q = ––– (m + M) V2

2

24 В случае А

SA = SB

tA < tB

25 х = 11 см

26 См. 9 класс

27

{uдымаcosa = u1 паровоза

{uдымаsina = uB (1)

{uдымаcosb = u2 паровоза

{uдымаsinb = uB

{u1 = uв ctga (2) uотн = uB(ctgb - ctga )

{u2 = uв ctgb uотн = S\ t = 5 м/с

uотн

uB = ––––––––– » 6.8 м/с

ctg 30 – ctg 45

Дидактические материалы

по подготовке к олимпиадам

по физике

10 – 11 класс

2 полугодие

Структура курса предусматривает разбор дополнительного теоретического курса к темам, рассматриваемым в курсе физики 10-11 класса. За основу выбрана программа Громова и соответствующие учебники 10-11 класса.

Перечень рассматриваемых вопросов 2 полугодия 10-11 классов:

1.Молекулярная физика

2.Термодинамика

3.Электрический ток

4.Оптика (геометрическая)

Внутри каждого раздела представлен дополнительный материал через разбор базовых задач курса. Под базовой задачей мы понимаем такую задачу, решение которой позволяет раскрыть физическую сущность какого-либо вопроса раздела. Усвоенное решение базовой задачи позволяет в значительной степени повысить справляемость учащихся со сложными задачами курса физики.

Кроме этого в данных материалах представлены наиболее общие рекомендации по решению физических задач.

1.Молекулярная физика

Молекулярная физика описывает поведение газов через соотношение макроскопических его параметров (давление, температура, объем) и микроскопических параметров (масса молекулы, количество частиц, импульс частицы и т. д.) как для модели реального газа – «идеальный газ», так и для реальных газов.

Модель идеального газа строится на основе постулатов МКТ, таких как:

- Все тела состоят из частиц;

- Частицы хаотически движутся;

- Частицы взаимодействуют друг с другом.

При этом моделирование (упрощение) производится следующим путём. Пренебрегают размерами частиц и их взаимодействием друг с другом. Таким образом, постулаты МКТ внутри модели выглядят так:

- Все тела состоят из частиц, частицы – материальные точки;

- Частицы хаотически движутся;

- Частицы не взаимодействуют друг с другом, а только со стенками сосуда.

Дополнительно к курсу физики нужно знать закон дальтона, определяющий давление смеси газов:

Р=Р1+Р2+Р3 и т. д.

Задача 1.

Сосуд разделили пополам теплоизолирующей легкой перегородкой. В левой части сосуда находится гелий (Не) в правой водород (Н2). Перегородка имеет щели, способные пропускать только водород. Изначально количество водорода и гелия одинаково по 1 молю. В правую и левую часть сосуда помещают по 1 молю кислорода, перегородку опускают, щели открывают. Определить положение перегородки после наступления равновесия.

Решение: С учетом «пропускной» способности перегородки запишем равенство давлений слева и справа:

PO2 + PHe = PO2

nO2RT nHeRT nO2RT

––––– + –––––– = ––––––

V1 V1 V2

V1 nO2 + nHe

––– = –––––––– = 2 Ответ: перегородка разделит сосуд в отношении 2:1

V2 nO2

Кроме знания Дальтона важно уметь работать с графиками процессов на осях P от V; Р от Т и V от Т.

Задача 2.

На осях P от V построен график некоторого процесса производимого над газом:

Построить график этого процесса на осях V от T

Решение: Общая схема.

График А ® функция А ® функция В ® график В.

1. По графику найдём зависимость Р от V:

2. P = aV, где a - постоянный коэффициент.

3. Используя уравнение Менделеева-Клайперона, исключим давление:

4. Построим график (1)

2.Термодинамика.

Самым важным является в этой теме приложение I начала термодинамики к изопроцессам:

1. Изотермический Q = A

2. Изохорный Q = DU

3. Изобарный Q = DU + A = 3/2 UR DT + p DV

4. Адиабатный Q = 0 DU = A’

В этом смысле выделяют молярную теплоёмкость при постоянном давлении СР и постоянном объёме СV

Для идеального газа: CP = 5/2 R; CV = 3/2 R

Для многоатомных газов: CV = i/2 R; CP = (i + 2)/2 R, где i – количество степеней свободы