Подготовка к олимпиадам. Средняя скорость, 8 класс.

Задача 1. Велосипедист время $t$ ехал со скоростью $\upsilon_1=20$ км/ч, а затем время $4t$ со скоростью $\upsilon_1=40$ км/ч. Определите среднюю скорость велосипедиста.

Средняя скорость рассчитывается как весь путь, отнесенный ко всему времени движения.

$\upsilon_{sr}=\frac{S}{t_p}$

Все время равно $t_p=t+4t=5t$ .

Весь путь равен

$S=\upsilon_1\cdot t+\upsilon_2\cdot 4t=20t+160t=180t$

Тогда средняя скорость равна

$\upsilon_{sr}=\frac{S}{t_p}=\frac{180t }{5t}=36$

Ответ: 36 км/ч

Задача 2. Велосипедист расстояние $S$ ехал со скоростью $\upsilon_1 = 20$ км/ч, а затем расстояние $5S$ со скоростью $\upsilon_2=60$ км/ч, определите среднюю скорость велосипедиста.

Средняя скорость рассчитывается как весь путь, отнесенный ко всему времени движения.

$\upsilon_{sr}=\frac{S}{t_p}$

Весь путь равен $S_p=S+5S=6S$ .

Все время равно

$t_p=t_1+t_2=\frac{S}{\upsilon_1}+\frac{5S}{\upsilon_2}=S\frac{\upsilon_2+5\upsilon_1}{\upsilon_1\upsilon_2}$

Тогда средняя скорость равна

$\upsilon_{sr}=\frac{S}{t_p}=\frac{6S \upsilon_1\upsilon_2}{S(5\upsilon_1+\upsilon_2)}=\frac{6\cdot20\cdot60}{100+60}=45$

Ответ: 45 км/ч

Задача 3. Автомобиль половину пути ехал со скоростью $\upsilon$ , а вторую половину пути со скоростью, в 4 раза большей первой. Определите среднюю скорость автомобиля на всем пути.

Средняя скорость рассчитывается как весь путь, отнесенный ко всему времени движения.

$\upsilon_{sr}=\frac{2S}{t_p}$

Весь путь равен $2S$ – так его удобней будет делить пополам.

Все время равно $t_p=t_1+t_2$ .

Определим отрезки времени $t_1$ и $t_2$ :

$t_1=\frac{S}{\upsilon}$

$t_2=\frac{S}{4\upsilon}$

Тогда средняя скорость равна

$\upsilon_{sr}=\frac{2S}{t_1+t_2}=\frac{2S }{\frac{S}{\upsilon}+\frac{S}{4\upsilon}}=1,6\upsilon$

Ответ: $\upsilon_{sr}=1,6\upsilon$ .

Задача 4. Первую половину пути автобус шел со скоростью в 8 раз большей, чем вторую. Средняя скорость автобуса на всем пути оказалась 16 км/ч. Определите скорость автобуса на второй половине пути.

Эта задача аналогична предыдущей.

Средняя скорость рассчитывается как весь путь, отнесенный ко всему времени движения.

$\upsilon_{sr}=\frac{2S}{t_p}$

Весь путь равен $2S$ – так его удобней будет делить пополам.

Все время равно $t_p=t_1+t_2$ .

Определим отрезки времени $t_1$ и $t_2$ :

$t_1=\frac{S}{8\upsilon}$

$t_2=\frac{S}{\upsilon}$

Тогда средняя скорость равна

$\upsilon_{sr}=\frac{2S}{t_1+t_2}=\frac{2S }{\frac{S}{8\upsilon}+\frac{S}{\upsilon}}=\frac{16}{9}\upsilon=16$

Откуда $\upsilon=9$ км/ч.

Ответ: $\upsilon=9$ км/ч.

Задача 5. Автомобиль проехал расстояние $L$ . Первую часть пути автомобиль ехал со скоростью в два раза меньше средней, а вторую часть пути – со скоростью в три раза больше средней. Найдите длину первой части пути.

Рисунок 1

Обозначим первую часть пути $S$ . Тогда длина второй – $L-S$ .

Пусть время, затраченное на первую часть пути $t_1$ :

$t_1=\frac{S}{\frac{\upsilon_{sr}}{2}}=\frac{2S}{\upsilon_{sr}}$

Тогда на второй участок автомобиль потратит время $t_2$ :

$t_2=\frac{L-S}{3\upsilon_{sr}}=\frac{L}{3\upsilon_{sr}}-\frac{S}{3\upsilon_{sr}}$

Тогда общее время движения

$t_1+t_2=\frac{2S}{\upsilon_{sr}}+\frac{L}{3\upsilon_{sr}}-\frac{S}{3\upsilon_{sr}}=\frac{L}{3\upsilon_{sr}}+\frac{5S}{3\upsilon_{sr}}$

Путь $L$ можно определить через среднюю скорость

$L=\upsilon_{sr}( t_1+t_2)$

Тогда

$L=\frac{L}{3}+\frac{5S}{3}$

Или

$\frac{5S}{3}=\frac{2L}{3}$

$S=0,4L$

Ответ: $S=0,4L$ .

Задача 6. Восьмиклассник ходит в школу из дома с постоянной скоростью $\upsilon_1=2$ м/с. Однажды, выйдя вовремя, чтобы прийти к началу урока, он решает вернуться с полпути домой, так как вспомнил, что забыл дома дневник. Успеет ли мальчик в школу к началу урока, если с этого момента будет бежать со скоростью 14,4 км/ч.

Переведем для начала скорость в м/с:

$\upsilon_2=\frac{14400}{3600}=4$

Пусть все расстояние до школы равно $2S$ . Тогда обычно парень затрачивает время

$t_1=\frac{2S}{\upsilon_1}$

Поскольку он возвращался с половины пути, то эту половину он прошел как обычно, затратив время $\frac{S}{\upsilon_1}$ , а потом бежал эту половину назад и еще весь путь до школы, затратив время $\frac{3S}{\upsilon_2}$ :

$t_2=\frac{S}{\upsilon_1}+\frac{3S}{\upsilon_2}$

Сравним эти два времени:

$\frac{2S}{\upsilon_1} <> \frac{S}{\upsilon_1}+\frac{3S}{\upsilon_2}$

Очевидно, что можно сравнивать

$\frac{S}{\upsilon_1} <> \frac{3S}{\upsilon_2}=\frac{3S}{2\upsilon_1}$

Правая часть больше, следовательно, юноша опоздает.

Ответ: не успеет.

Задача 7. В полдень из деревни в город выехал автомобиль. Он ехал с постоянной скоростью и прибыл бы в город в час дня. Но в дороге двигатель заглох, и водитель потратил на ремонт треть времени ушедшего на дорогу от деревни до места поломки. Чтобы успеть в город по расписанию, водителю пришлось ехать оставшуюся часть пути со скоростью в два раза больше запланированной. Какое время показывали часы в тот момент, когда заглох двигатель?

Рисунок 2

Без поломки автомобиль проехал бы свой путь за час. Обозначим этот промежуток времени $\tau$ . Пусть время $t$ автомобиль двигался до поломки. Тогда $\frac{t}{3}$ он чинился. После ремонта он двигался еще какое-то время $t_1$ :

$t+\frac{t}{3}+ t_1=\tau$

Время $t_1$ можно записать выражением. Это оставшийся автомобилисту путь, деленный на скорость. Весь путь – $l$ , на первом участке прошли $\upsilon t$ , следовательно:

$t_1=\frac{l-\upsilon t }{2\upsilon }$

Тогда наше первое уравнение после подстановки в него $t_1$ изменится:

$\frac{4t}{3}+ \frac{l-\upsilon t }{2\upsilon }=\tau$

$\frac{4t}{3}+ \frac{l}{2\upsilon }-\frac{t}{2}=\tau$

А $\tau$ , в свою очередь, $\tau=\frac{l}{\upsilon}$ :

$\frac{5t}{6}+ \frac{l}{2\upsilon }=\frac{l}{\upsilon}$

Откуда

$\frac{5t}{3}=\frac{l}{\upsilon}=\tau$

$t=\frac{3}{5}\tau$

То есть до поломки автомобиль был в дороге 36 минут, следовательно, часы показывали 12.36, когда он сломался.

Ответ: 12.36.

Задача 8. Первую половину пути Баба-Яга летела со скоростью 20 км/ч. Затем погода испортилась, и половину всего времени движения Яга пролетела со скоростью 10 км/ч. В довершение бед у неё сломалась метла, и пришлось оставшееся время идти пешком со скоростью 5 км/ч. Найти среднюю скорость бабушки.

Пусть все время движения $2t$ , а весь путь $2S$ .

Тогда средняя скорость равна

$\upsilon_{sr}=\frac{2S}{2t}$

Здесь нам нужно определить либо путь бабушки, либо время ее движения. То есть имеется два способа решить задачу.

Первый способ, определить путь.

$2S=S+\upsilon_2 t+\upsilon_3(t-\frac{S}{\upsilon_1})~~~~~~~~~~~~(1)$

Здесь $S$ – первая половина, пройденная со скоростью 20 км/ч, $t$ – половина времени, это время бабушка летела со скоростью $\upsilon_2=10$ км/ч. На последнюю часть ушло время $t-\frac{S}{\upsilon_1}$ , скорость на этом участке $\upsilon_3$ .

Второй способ, определить время:

$2t=\frac{S}{\upsilon_1}+t+\frac{S-\upsilon_2 t}{\upsilon_3}}$

Здесь $\frac{S}{\upsilon_1}$ – время прохождения первого участка, $S-\upsilon_2 t$ – расстояние, пройденное на третьем участке.

Наша цель – получить отношение $\frac{S}{t}$ .

Из (1)

$S=\upsilon_2 t+\upsilon_3 t-\frac{\upsilon_3}{\upsilon_1}S$

$S+\frac{\upsilon_3}{\upsilon_1}S=(\upsilon_2 +\upsilon_3 )t$

$\frac{S}{t}=\frac{\upsilon_2 +\upsilon_3}{1+\frac{\upsilon_3}{\upsilon_1}}=\frac{(\upsilon_2 +\upsilon_3) \upsilon_1}{\upsilon_1 +\upsilon_3}=\frac{(10 +5) 20}{20+5}=12$

Ответ: 12 км/ч.

Задача 9. Мальчику разрешили погулять по лесу сорок пять минут. В течение 20 минут он шёл с постоянной скоростью на север, затем в течение 15 минут он с той же скоростью шёл на запад. Вспомнив о времени прогулки, он поторопился вернуться назад, и побежал по кратчайшему пути со скоростью в два раза большей, чем шёл до этого. Успеет ли мальчик вернуться к намеченному сроку? Ответ обосновать.

Рисунок 3

По теореме Пифагора

$(\upsilon t_1)^2+(\upsilon t_2)^2=(2\upsilon t_3)^2$

$t_1^2+t_2^2=4t_3^2$

$t_3=\frac{\sqrt{ t_1^2+t_2^2}}{2}=\frac{\sqrt{ 225+400}}{2}=12,5$

Так как 35 минут уже прошло (то есть на возвращение оставалось 10 минут), то мальчик опоздает на 2,5 минуты.

Ответ: не успеет.

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
« Окт
				1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30

Подготовка к олимпиадам. Средняя скорость, 8 класс.

Для вас другие записи этой рубрики:

Добавить комментарий Отменить ответ

Поиск

ПОСЛЕДНИЕ КОММЕНТАРИИ

Рекомендую

Рубрики

Центр обучения Фоксфорд

Облако меток

Подписка

Введите Ваши данные:

Последние записи

Архивы

Центр обучения Фоксфорд

Облако меток

Подписка

Введите Ваши данные:

Последние записи

Архивы

Автор сайта

Авторские права

Календарь