Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу icon

Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу



НазваниеСборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу
страница1/11
Дата конвертации11.06.2013
Размер2.4 Mb.
ТипСборник задач
скачать >>>
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Федеральное агентство по образованию




Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК И МАТЕМАТИКИ

ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ ШКОЛА


СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ С РЕШЕНИЯМИ


Учебное пособие

для поступающих в ТПУ


Томск 2009


УДК 530

К 89

Кузнецов С.И., Мельникова Т.Н., Петелина В.М. Сборник задач по физике: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 79 с.


В учебном пособии приведены задачи, отражающие все разделы курса физики. Задачи рассчитаны на развитие у абитуриентов навыков в анализе основных физических явлений, знаний законов и формул, умение строить графики, отражающие какой-либо закон или процесс.

Пособие составлено на основе банка задач для поступающих в Томский политехнический университет. Содержит список литературы, которую рекомендуется использовать при подготовке к вступительным испытаниям по физике и необходимый для решения задач справочный материал.

Пособие подготовлено на кафедре общей физики ТПУ, соответствует программе курса физики, изучаемой в средней школе и направлено на активизацию научного мышления и познавательной деятельности абитуриентов.

Предназначено для подготовки абитуриентов к поступлению в ТПУ.


Рекомендовано к печати Редакционно-издательским Советом Томского политехнического университета.


Рецензенты

Доктор физико-математических наук, профессор кафедры общей физики ЕНМФ ТПУ ^ Крючков Ю.Ю.

Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики ЕНМФ ТПУ Ларионов В.В.


© Томский политехнический университет, 2009

© Оформление. Издательство ТПУ, 2009
  1. ^

    Вариант №1

  2. Кинематика

    1. Часть А


  1. В течение какого времени скорый поезд длиной 150 м, идущий со скоростью 72 км/ч, будет проходить мимо товарного поезда длиной 300 м, идущего навстречу со скоростью 36 км/ч?

1) 10 с 2) 15 с 3) 30 с 4) 20 с 5) 45 с

gif" align=bottom>Дано:

l1 = 150 м

υ1 = 72 км/ч = 20 м/с

l2 = 300 м

υ2 = 36 км/ч = 10 м/с

Решение:

; ; ; (с).

t – ?

Ответ: [2]

  1. Вагон шириной 2,4 м, движущийся со скоростью 15 м/с, был пробит пулей, летевшей перпендикулярно к движению вагона. Смещение отверстий в стенках вагона относительно друг друга равно 6 см. Какова скорость пули?

1) 200 м/с 2) 300 м/с 3) 400 м/с 4) 500 м/с 5) 600 м/с

Дано:

b = 2,4 м

υ1 = 15 м/с

l2 = 300 м

a = 6 см = 0,06 м

Решение:


Время, за которое пуля пролетает расстояние, равное ширине




υ2 – ?




вагона, и время смещения одинаково: ; . Тогда .

Следовательно, (м/с).

Ответ: [5]

  1. Движение материальных точек выражается уравнением x1 = 20 + 2t – 4t2 и x2 = 2 – 2t + t2 (длина в метрах, время в секундах). Скорости этих точек будут одинаковыми в момент времени, равный:

1) 0,2 с 2) 0,4 с 3) 1,0 с 4) 2,5 с 5) 4 с

Дано:

x1 = 20 + 2t – 4t2

x2 = 2 – 2t + t2

Решение:

Находим скорость как первую производную от смещения:

, . В момент времени t = t1 скорости точек будут одинаковыми, т.е. υ1 = υ2. Отсюда




t – ?




2 – 8t1 = – 2 + 2t1; t1 = 0,4 (c).

Ответ: [2]

  1. Даны кинетические уравнения движения точки по окружности: S = 2t и φ = 5t. На каком расстоянии от оси вращения находится удаленная точка?

1) 2м 2) 5м 3) 0,4м 4) 0,2 м 5) 0,5 м

Дано:

S = 2t

φ = 5t

Решение:

Из уравнения S = 2t (м) видно, что движение равномерное, с постоянной скоростью (в общем виде: S = υt). Отсюда υ = 2 (м/с). Второе уравнение φ = 5t (рад) в общем виде выглядит как φ = ωt, т.е. ω = 5 (рад/с). Но т.к. , то




r – ?




(м).

Ответ: [3]

  1. Во сколько раз линейная скорость конца минутной стрелки часов больше линейной скорости часовой стрелки, если минутная стрелка в 1,5 раза длиннее часовой?

1) 6 2) 9 3) 18 4) 27 5) 36

Дано:

lм = 1,5lч

Тч = 12 ч

Тм = 1 ч

Решение:

Линейная и угловая скорости связаны соотношением υ = ωR, где R – длина стрелки, т.е. R = l. следовательно, ,




υмч – ?




где Т – период.

Тогда и . Разделив второе уравнение на первое, получим: .

Ответ: [3]

  1. Эскалатор метро поднимает стоящего на нем пассажира за 1 мин. По неподвижному эскалатору пассажир поднимается за 3 мин. Сколько времени будет подниматься пассажир, идущий вверх по движущемуся эскалатору.

Дано:

t1 = 1 мин

t2 = 3 мин

Решение:

(с).




t3 – ?




Ответ: t3 = 45 c.

  1. Велосипедист начал свое движение из состояния покоя и в течение первых 4 с двигался с ускорением 1 м/с2, затем в течение 0,1 мин он двигался равномерно и последние 20 м – равнозамедленно до остановки. Постройте графики зависимости υ(t) и a(t), найдите среднюю скорость за все время движения велосипедиста.

Дано:

υ0 = 0

t1 = 4 c, a1 = 1 м/с2

t2 = 0,1 мин = 6 с

υ1 = const, a2 = 0

S3 = 20 м, υ2 = 0

Решение:

Средняя скорость определяется как где t = t1 + t2 + t3, т.к. весь путь можно разбить на три участка с разным характером движения. Тогда .




υср – ?




S = S1 + S2 + S3,

где – движение равноускоренное с нулевой начальной скоростью.

Тогда υ1 = а1 t1. На втором участке движение равномерное S2 = υ1t2 = а1·t1·t2. И на последнем участке движение равнозамедленное. Т.к. на этом участке зависимость скорости от времени линейная, то . Отсюда

. (м/с2)

Ответ: υср = 2,6 м/c2.

  1. Тело, двигавшееся прямолинейно и равноускоренно, прошло за первую секунду 1 м, за вторую – 2 м, какова его начальная скорость?

Дано:

t1 = 1 c

l1 = 1 м

t? = 1 с

l2 = 2 м

Решение:


t2 = t1 + t? = 2 c. Пройденный путь при равноускоренном




υ0 – ?




движении и . Отсюда и . Приравнивая правые части уравнений, получим . отсюда 4 – 4υ0 = 3 – 2υ0,

0 = 1. υ0 = 0,5 м/с.

Ответ: υ0 = 0,5 м/с.

  1. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 30 м/с. За какое время тело пройдет путь, равный 50 м?

Дано:

υ0 = 30 м/c

υ = 0 м/с

l = 50 м

Решение:

Максимальная высота, на которую, поднимется тело Т.к. υ = 0, то (м).




t – ?




l = hmax + h, где h – расстояние, которое проходит тело при падении вниз. отсюда h = lhmax = 5 (м). Т.к. (t2 – время падения). тогда (с). Время подъема (с). Следовательно, полное время t = t1 + t2 = 3 +1 = 4 (c).

Ответ: t = 4 c.

  1. Мяч бросают с крыши, находящейся на высоте 20 м от поверхности Земли. Его начальная скорость равна 25 м/с и направлена: а) горизонтально. б) вниз под углом 30? к горизонту. в) вверх под углом 30? к горизонту. Чему равна дальность полета по горизонтали?

1) 50 м 2) 23 м 3) 78 м.

Дано:

h = 20 м

υ0 = 25 м/c

a) α = 0?

б) α = 30?

в) α = – 30?

Решение:




а)




S = υ0 t; ; ; (м).

S – ?




б)




в)







^ S = (υ0 cosα)t (1)

– решим квадратное уравнение относительно t и подставим в уравнение (1).

10t2 + 25t – 40 = 0

t = 1,1 (c)

S = (υ0 cosα)t = (25 cos30)?1,1 ? 23 м.

Уравнение координаты:

, t = tд, у = 0,

где tд – время движения тела.

– решим относительно tд:


S = (υ0 cosα)tд

Ответ: 1) S = 50 м; 2) S = 23 м; 3) S = 78 м.

Часть Б

1. (1.7.25). Тело начинает двигаться вдоль прямой с постоянным ускорением. Через 30 мин ускорение тела меняется по направлению на противоположное, оставаясь таким же по величине. Через какое время от начала движения тело вернется в исходную точку? Ответ представьте в минутах и округлите до десятых.

Дано:

а = const

υ0 = 0 м/с

t1 = 30 мин

Решение:







;

и υ = аt1

t – ?

Точка ^ А – точка, в которой тело оказалось через время t1.

; t2 – время, за которое тело переместится из точки А в точку х = 0.

, отсюда

 (мин).

Ответ: t = 102,4 мин.

2. (1.8.6). По графику зависимости ускорения от времени установите скорость в момент времени 15 с, если в момент времени 1 c скорость равна 3 м/с.



Дано:

t1 = 1 c

υ1 = 3 м/с

t = 15 c

Решение:

1) t2 = 2 c: υ2 = 3 (м/с), т.к. а = 0.

2) 2?5:  (м/с);




υ – ?




3) 5?9: а = 60 (м/с2); υ4 = υ3 + 60 (9 – 5) = 90 + 60 ? 4 = 333 (м/с);

4) 6?12:  (м/с);

5) 12?15: υ6 = const; υ6 = υ5 = 423 (м/с).

Ответ: υ = 423 м/с

3. (1.8.9). Снаряд вылетает из орудия под углом 45° к горизонту с начальной скоростью 500 м/с. Для момента времени, равного 20 с после начала дви­жения, найдите: а) модуль скорости снаряда (в единицах СИ); б) угол (в градусах), который составляет вектор скорости с осью х; в) модули нормального и тангенциального ускорений снаряда (в единицах СИ); г) радиус кривизны траектории (в километрах) в точке, соответс­твующей этому моменту времени. Принять g = 10 м/с2. Ответы округлите до целого числа.

Дано:

α = 45?

υ0 = 500 м/с

t = 20 c

Решение:






 – ?; β – ?;

 – ?;  – ?; R – ?





; ? = 24?.

а? = g sin? = 10 ? sin24 = 4 (м/с2).

аn = g cos? = 10 ? cos24 = 9 (м/с2).



υ = 385 (м/с).

, следовательно  (км).

Ответ: υ = 385 м/с; ? = 24?; аn = 9 м/с2; а? = 4 м/с2; R = 16,3 км.

4. (1.8.10). Начальная скорость камня, брошенного под некоторым углом к горизонту, равна 10 м/с, а спустя время 0,5 с скорость камня равна 7 м/с. На какую максимальную высоту над начальным уровнем поднимется камень? Принять g = 10 м/с2. Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ представьте в единицах СИ и округлите до десятых.

Дано:

υ0 = 10 м/с

t = 0,5 c

υ1 = 7 м/с

Решение:





hmax – ?




В точке А υу = 0; υ = υх = υcos?;

υу = υsin? – g tп; следовательно ;

;



следовательно  (м/с);

(м).

Ответ: hmax = 2,9 м.

5. (1.8.12) Маленький шарик падает с высоты 50 см на наклонную плоскость, составляющую угол 45? к горизонту. Найдите расстояние между точками первого и второго ударов шарика о плоскость. Соударения считать абсолютно упругими. Принять g = 10 м/с2. Ответ представьте в единицах СИ и округлите до десятых.

Дано:

g = 10 м/с2

h = 50 м

? = 45? 

Решение:







;

х = υ0 t; , т.к. υ0у = 0.

хА = l cos?; yА = l sin?; cos? = sin?;

хА = yА; ; .

l – ?




tA1 = 0; ;

 (м).

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




Похожие:

Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу iconСборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу
Кузнецов С. И., Мельникова Т. Н., Петелина В. М. Сборник задач по физике: учебное пособие. – Томск: Изд-во тпу, 2009. – 79 с
Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу iconСборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм: Учебное пособие. Томск: Изд-во Том ун-та, 2004. Идз №5 Вариант №1 «Колебания и волны»
Тюрин Ю. И., Ларионов В. В., Чернов И. П. Физика: Сборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм: Учебное пособие....
Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу iconСборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм.: Учебное пособие. Томск: Изд-во Том ун-та, 2004. 448 с. Закон кулона. Взаимодействие точечных и распределенных зарядов. Принцип суперпозиции
Тюрин Ю. И., Ларионов В. В., Чернов И. П. Физика: Сборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм.: Учебное пособие....
Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу iconСборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм.: Учебное пособие. Томск: Изд-во Том ун-та, 2004. 448 с. 11. Сила лоренца >11 Показать, что какой бы скоростью
Тюрин Ю. И., Ларионов В. В., Чернов И. П. Физика: Сборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм.: Учебное пособие....
Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу iconСборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм: Учебное пособие. Томск: Изд-во Том ун-та, 2004. 448 с. Колебания и волны
Тюрин Ю. И., Ларионов В. В., Чернов И. П. Физика: Сборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм: Учебное пособие....
Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу iconСборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм.: Учебное пособие. Томск: Изд-во Том ун-та, 2004
Тюрин Ю. И., Ларионов В. В., Чернов И. П. Физика: Сборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм.: Учебное пособие....
Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу iconСборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм.: Учебное пособие. Томск: Изд-во Том ун-та, 2004
Тюрин Ю. И., Ларионов В. В., Чернов И. П. Физика: Сборник задач (с решениями). Часть Электричество и магнетизм.: Учебное пособие....
Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу iconСборник задач (с решениями). Часть Оптика. Атомная и ядерная физика: Учебное пособие.  Томск: Изд-во Том ун-та, 2005
Тюрин Ю. И., Ларионов В. В., Чернов И. П. Физика: Сборник задач (с решениями). Часть Оптика. Атомная и ядерная физика: Учебное пособие....
Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу iconСборник задач (с решениями). Часть Оптика. Атомная и ядерная физика: Учебное пособие.  Томск: Изд-во Том ун-та, 2005. 256 с
Тюрин Ю. И., Ларионов В. В., Чернов И. П. Физика: Сборник задач (с решениями). Часть Оптика. Атомная и ядерная физика: Учебное пособие....
Сборник задач по физике с решениями учебное пособие для поступающих в тпу iconСборник задач (с решениями). Часть Оптика. Атомная и ядерная физика: Учебное пособие.  Томск: Изд-во Том ун-та, 2005. 256 с
Тюрин Ю. И., Ларионов В. В., Чернов И. П. Физика: Сборник задач (с решениями). Часть Оптика. Атомная и ядерная физика: Учебное пособие....
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы