Тема урока: Свободное падение. Движение тела, брошенного вертикально вверх.

Цели урока: дать учащимся представление о свободном падении и движении тела, брошенного вертикально вверх, как частном случае равноускоренного движения, при котором модуль вектора ускорения является постоянной величиной для всех тел. Воспитание внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости. Развитие познавательных интересов, мышления.

Тип урока: комбинированный урок.

Демонстрации: 1. Падение тел в воздухе и разреженном пространстве. 2. Движение тела, брошенного вертикально вверх.

Оборудование: стеклянная трубка длиной 1,5 м, различные тела, доска.

Проверка знаний: самостоятельная работа по теме «Законы Ньютона».

Ход урока:

1. Организационный момент. (1 мин)

2. Проверка знаний. (15 мин)

3. Изложение нового материала. (15 мин)

А) Свободное падение. Ускорение свободного падения.

Б) Зависимость скорости и координаты падающего тела от времени.

Г) Зависимость скорости и координаты тела, брошенного вертикально вверх от времени.

4. Закрепление нового материала. (7 мин)

5. Домашнее задание. (1 мин)

6. Итог урока. (1 мин)

Конспект урока:

1. Приветствие. Проверка присутствующих. Знакомство с темой урока и его целями. Учащиеся записывают дату и тему урока в тетрадях.

2. Самостоятельная работа по теме «Законы Ньютона».

3. Все вы не раз наблюдали падение тел в воздухе и сами подбрасывали предметы вверх. Великий ученый древности Аристотель на основе наблюдений построил теорию, согласно которой чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает. Эта теория просуществовала две тысячи лет – ведь камень действительно падает быстрее, чем цветок. Возьмем два тела, легкое и тяжелое, свяжем их вместе и бросим с высоты. Если легкое тело всегда падает медленнее, чем тяжелое, то оно должно притормаживать падении тяжелого тела, и поэтому связка двух тел должна падать медленнее, чем одно тяжелое тело. Но ведь связку можно считать одним телом, более тяжелым, и, значит, связка должна падать быстрее, чем одно тяжелое тело.

Обнаружив это противоречие, Галилей решил проверить на опыте, как же на самом деле будут падать шары разного веса: пусть природа сама даст ответ. Он изготовил шары и сбросил их с Пизанской башни – оба шара упали почти одновременно. Галилей сделал важное открытие: если сопротивлением воздуха можно пренебречь, то все тела, падая, движутся равноускоренно с одним ускорением.

Свободным падением называется движение тел под действием силы тяжести (т.е. в условиях, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь).

У учащихся не вызывает сомнений, что свободное падение тела ускоренное движение. Однако является ли это движение равноускоренным, затрудняются ответить. Ответ на этот вопрос может дать эксперимент. Если сделать ряд моментальных снимков падающего шарика через определенные промежутки времени (стробоскопическое фото), то по расстояниям между последовательными положениями шарика можно определить, что движение действительно равноускоренное без начальной скорости (учебник стр. 53, рис 27).

Проведем опыт. Возьмем стеклянную трубку с телами и резко перевернем. Видим, что более тяжелые тела упали быстрее. Затем откачаем воздух из трубки и проведем опыт повторно. Видно, что все тела падают одновременно.

Если рассматривать падение в воздухе тяжелого маленького шарика, то силой сопротивления воздуха можно пренебречь, т.к. равнодействующая сил тяжести и сопротивления мало отличается от силы тяжести. Поэтому шарик движется с ускорением близким к ускорению свободного падения.

Если же рассматривать падение в воздухе кусочка ваты, то такое движение считать свободным нельзя, т.к. сопротивление составляет значительную часть от силы тяжести.

Значит a=g=const= 9,8 м/с2. Следует заметить, что вектор ускорения свободного падения всегда направлен вниз.

Понятие свободного падения имеет широкий смысл: тело совершает свободное падение не только когда его начальная скорость равна нулю. Если тело брошено с начальной скоростью, то оно тоже будет при этом свободно падать. Более того, свободное падение представляет собой не только движение вниз. Если тело при свободном падении некоторое время будет лететь вверх, уменьшая свою скорость, и лишь затем начинает падать.

Заполним вместе следующую таблицу:

Б) Если совместить начало координат с начальными положениями тела и направить ОY вниз, то графики зависимости скорости и координаты падающего тела от времени будут иметь вид: Т.О. при свободном падении скорость тела за каждую секунду увеличивается примерно на 10 м/с.

В) Рассмотрим случаи, когда тело брошено вверх. Совместим начало координат с начальным положением тела и направим OY вертикально вверх. Тогда проекции скорости и перемещения в начале координат будут положительными. На рисунках приведены графики для тела, брошенного со скоростью 30 м/с.

4. Вопросы:

1) Одинаковым ли будет время свободного падения различных тел с одной и той же высоты?

2) Чему равно ускорение свободного падения? Единицы измерения?

3) Чему равно ускорение тела, брошенного вертикально вверх в верхней точке траектории? А скорость?

4) Из одной точки падают без начальной скорости два тела с интервалом времени t. Как движутся эти тела в полете относительно друг друга?

Задачи:1)Камень падал с одной скалы 2 с, а с другой 6 с. Во сколько раз вторая скала выше первой?

Для того, чтобы найти во сколько раз одна скала выше другой, нужно вычислить их высоты (y = g t2/ 2), а потом найти их отношение. Ответ: в 9 раз

2)Тело свободно падает с высоты 80 м. Каково его перемещение в последнюю секунду? Примем высоту h=80 м за время t, высоту h1 за время t-1. ∆ h=h-h1Из уравнения h = g t2/ 2 найдем время t, если h1 = g (t – 1) 2/ 2 Ответ: 35 м.

5. Сегодня на уроке мы рассмотрели частный случай равноускоренного движения - свободное падение и движение тела, брошенного вертикально вверх. Выяснили, что модуль вектора ускорения является постоянной величиной для всех тел, а его вектор направлен всегда вниз. Рассмотрели зависимость скорости и координаты от времени падающего тела и тела, брошенного вертикально вверх.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ ЗАКОНЫ НЬЮТОНА.

НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ.

1.Тело массой 2 кг движется с ускорением 0,5 м/с2 . Чему равна равнодействующая всех сил? А. 4 Н Б. 0 В. 1 Н

2. Как стала бы двигаться Луна, если бы на нее действие силы тяготения Земли и других тел?

А. Равномерно и прямолинейно по касательной к первоначальной траектории движения.

Б. Прямолинейно по направлению к Земле.

В. Удаляясь от Земли по спирали.

СРЕДНИЙ УРОВЕНЬ.

1.А) На столе лежит брусок. Какие силы действуют на него? Почему брусок покоится? Изобразите силы графически.

Б) Какая сила сообщает телу массой 5 кг ускорение 4 м/с2?

В) Двое мальчиков тянут шнур в противоположные стороны, каждый с силой 200 Н. Разорвется ли шнур, если он может выдержать нагрузку 300 Н?

2.А) Что произойдет с бруском и почему, если на тележку, на которой он стоит, резко дернуть вперед? Резко остановить?

Б) Определите силу, под действием которой тело массой 500 г движется с ускорением 2 м/с2

В) Что можно сказать об ускорении, которое получает Земля при взаимодействии с идущим по ней человеком. Обоснуйте ответ.

ДОСТАТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ.

1.А) С помощью двух одинаковых воздушных шаров поднимают из состояния покоя разные тела. По какому признаку можно заключить, у какого тела большая масса?

Б) Под действием силы 150 Н тело движется прямолинейно так, что его координата изменяется по закону х = 100 + 5t + 0,5t2. Какова масса тела?

В) На весах уравновешен неполный стакан с водой. Нарушится ли равновесие весов, если в воду погрузить карандаш и держать его в руке, не касаясь стакана?

2.А) Лисица, убегая от собаки, часто спасается тем, что делает резкие внезапные движения в сторону, когда собака готова схватить ее. Почему собака промахивается?

Б) Лыжник массой 60 кг, имеющий скорость в конце спуска 10 м/с, остановился через 40 с после окончания спуска. Определить модуль силы сопротивления движению.

В) Можно ли плыть на парусной лодке, направляя поток воздуха от мощного вентилятора, находящегося на лодке? Что случится, если дуть мимо паруса?

ВЫСОКИЙ УРОВЕНЬ.

1.А) Система отсчета связана с авто. Будет ли она инерциальной, если авто движется:

1)равномерно прямолинейно по горизонтальному шоссе; 2) ускоренно по горизонтальному шоссе; 3) равномерно поворачивая; 4) равномерно в гору; 5) равномерно с горы; 6) ускоренно с горы.

Б) Покоящееся тело массой 400 г под действием силы 8 Н приобрело скорость 36 км/ч. Найти путь, который прошло тело.

В) Лошадь тянет груженую телегу. По третьему закону Ньютона сила, с которой лошадь тянет телегу = силе, с которой телега тянет лошадь. Почему все-таки телега движется за лошадью?

2.А) Авто равномерно движется по кольцевой дороге. Является ли связанная с ним система отсчета инерциальной?

Б) Тело массой 400 г, двигаясь прямолинейно с начальной скоростью, за 5 с под действием силы 0,6 Н приобрело скорость 10 м/с. Найти начальную скорость тела.

В) Через неподвижный блок перекинута веревка. На одном конце, держась руками, висит человек, а на другом – груз. Вес груза = весу человека. Что произойдет, если человек будет на руках подтягиваться вверх по веревке?

Демонстрация: Нарисовать на полу небольшой круг. Проходя с мячом в руке рядом с ним, нужно на ходу разжать пальцы так, чтобы мяч попал в круг (сложение двух "естественных" движений). Почему это сделать не просто?

Вопросы:

1. Каким способом можно определить, находится данное тело в инерциальной или в неинерциальной системе отсчета?

2. Известно, что тело, свободно движущееся по горизонтальной поверхности, постепенно замедляется и, в конце концов, останавливается. Не противоречит ли этот экспериментальный факт закону инерции?

3. Приведите наибольшее количество примеров проявления инерции.

4. Как объяснить опускание столбика ртути при встряхивании медицинского термометра?

5. На движущийся по прямолинейному горизонтальному пути поезд действует постоянная сила тяги тепловоза, равная силе сопротивления. Какое движение совершает поезд? Как проявляется в данном случае закон инерции?

6. Можно ли с воздушного шара заметить, как вращается под нами земной шар?

7. Как надо прыгать из движущегося вагона?

8. Если окна в купе закрыты, то по каким признакам вы судите о том, что поезд движется?

9. Можно ли установить, наблюдая за движением Солнца в течение суток (дня), является ли система отсчета, связанная с Землей, инерциальной?

IV . § 19. Вопросы к § 19.

Составить обобщающую таблицу "Инерция", используя рисунки, чертежи и текстовый материал.

Количество материи (масса) есть мера таковой, устанавливаемая пропорционально плотности и объему ее…

И.Ньютон

Урок 23/3. УСКОРЕНИЕ ТЕЛ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ. МАССА.

Цель урока: ввести и развить понятие "масса".

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: центробежная машина, стальной и алюминиевый цилиндры, линейка демонстрационная, прибор ЦДЗМ, прибор для демонстрации взаимодействия, гиря массой 2 кг, штатив универсальный, нить.

План урока:

2. Опрос 10 мин.

3. Объяснение 20 мин.

4. Закрепление 10 мин.

5. Задание на дом 2-3 мин.

II . Опрос фундаментальный: 1. Инерциальные системы отсчета. 2. Первый закон Ньютона.

Вопросы:

1. Мальчик держит на нити шарик, наполненный водородом. Какие силы, действующие на шарик, взаимно компенсируется, если он находится в состоянии покоя?

2. Объяснить, действие, каких тел компенсируется в следующих случаях: а) подводная лодка находится в толще воды; б) подводная лодка лежит на твердом дне.

3. Тело покоится в данной ИСО, а какое движение оно совершает в любой другой ИСО?

4. В каком случае систему отсчета, связанную с автомобилем, можно считать инерциальной?

5. В какой системе отсчета выполняется первый закон Ньютона?

6. Каким образом можно убедиться в том, что данное тело не взаимодействует с другими телами?

7. Каким образом с помощью явления инерции опытные водители экономят горючее?

8. Почему находясь в купе поезда с зашторенным окном и хорошей звукоизоляцией, можно обнаружить, что поезд движется ускоренно, но нельзя узнать, что он движется равномерно?

9. Однажды барон Мюнхгаузен, увязнув в болоте, вытащил себя за волосы. Нарушил ли он тем самым первый закон Ньютона?

III . При каких условиях тело движется с ускорением? Демонстрация.

Вывод. Причина изменения скорости тела (ускорения) - некомпенсированное воздействие (влияние) других тел. Примеры: свободное падение шарика, действие магнита на покоящийся и движущийся стальной шарик.

Взаимодействие - воздействие тел друг на друга, приводящее к изменению состояния их движения . Демонстрация с прибором для демонстрации взаимодействия.

Взаимодействие двух тел, не подвергающихся воздействию каких-либо других тел, - самое фундаментальное и самое простое явление, которое мы можем изучать. Демонстрация взаимодействия двух тележек (двух кареток на воздушной подушке).

Вывод: При взаимодействии оба тела изменяют свою скорость, причем их ускорения направлены в противоположные стороны.

Что еще можно сказать об ускорениях тележек при их взаимодействии?

Оказывается, что ускорение тела тем меньше, чем больше масса тела и наоборот (демонстрация).

m 1 a 1 = m 2 a 2

Измерение массы взаимодействующих тел. Эталон массы (цилиндр из сплава платины и иридия) 1 кг. Стандартную массу 1 кг можно получить, взяв 1 л воды при 4 о С и нормальном атмосферном давлении. А как измерить массу отдельного тела?

m э a э = ma .

Определение : Масса (m) – свойство тела противодействовать изменению его скорости, измеряемое отношением модуля ускорения эталона массы к модулю ускорения тела при их взаимодействии.

Взаимодействие стального и алюминиевого цилиндров (демонстрация).

Чему будет равно это отношение для двух алюминиевых цилиндров?

Другие способы измерения масс: 1. m = ρ·V (для однородных тел). 2. Взвешивание. Можно ли взвешиванием измерить массу планеты; молекулы; электрона?

Выводы учащихся :

1. В Си масса измеряется в килограммах.

2. Масса является скалярной величиной.

3. Масса обладает свойством аддитивности.

Более глубокий смысл массы в СТО. Связь массы и энергии покоя тела: E = mс 2 . Масса вещества дискретна. Спектр масс. Природа массы - одна из важнейших и еще не решенных задач физики.

IV .Задачи:

1. Мальчики массами 60 и 40 кг, взявшись за руки, обращаются вокруг некоторой точки так, что расстояние между ними равно 120 см. По окружности какого радиуса движется каждый из них?

2. Сравнить ускорения двух стальных шариков во время столкновения, если радиус первого шара в два раза больше радиуса второго. Зависит ли ответ задачи от начальных скоростей шаров?

3. Два мальчика на коньках, оттолкнувшись руками друг от друга, поехали в разные стороны со скоростями 5 и 3 м/с. Масса какого мальчика больше и во сколько раз?

4. На каком расстоянии от центра Земли находится точка, вокруг которой обращаются Земля и Луна, если масса Земли в 81 раз больше массы Луны, а среднее расстояние между их центрами 365000 км.

Вопросы:

1. С помощью двух воздушных одинаковых шаров поднимают из состояния покоя разные тела. По какому признаку можно заключить, у какого из этих тел масса больше?

2. Почему в хоккее защитников выбирают массивнее, а нападающих легче?

3. Почему пожарному трудно удерживать брандспойт, из которого бьет вода?

4. Какое значение у водоплавающих птиц имеют перепончатые лапки?

5. Что является причиной ускорения следующих тел: 1) искусственного спутника при его движении вокруг Земли; 2) искусственного спутника при его торможении в плотных слоях атмосферы; 3) бруска, соскальзывающего с наклонной плоскости; 4) свободно падающего кирпича?

V . § 20-21 Упр. 9, № 1-3. Упр. 10, № 1, 2.

1. Составьте обобщающую таблицу "масса", используя рисунки, чертежи и текстовой материал.

2. Предложите несколько вариантов конструкций приборов, с помощью которых можно сравнивать массы тел при взаимодействии.

3. На лист бумаги поставьте у края стола стакан с водой. Резко выдерните лист в горизонтальном направлении. Что произойдет? Почему? Объясните опыт.

4. Через неподвижный блок перекинута веревка. На одном конце веревки, держась руками, висит человек, а на другом – груз. Вес груза равен весу человека. Что произойдет, если человек будет на руках подтягиваться вверх на веревке?

…приложенная сила - есть действие, производимое над телом, чтобы изменить его состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

И.Ньютон

Урок 24/4. СИЛА

Цель урока : развить понятие «сила» и выбрать единицу силы.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: прибор «Тела неравной массы», машина центробежная, штатив, груз, пружина.

План урока: 1. Вступительная часть 1-2 мин.

2. Опрос 15 мин.

3. Объяснение 15 мин.

4. Закрепление 10 мин.

5. Задание на дом 2-3 мин.

II . Опрос фундаментальный: 1. Инертность тел. 2. Масса тел.

Задачи:

1. Вагон массой 60 т подходит к неподвижной платформе со скоростью 0,2 м/с и ударяет буферами, после чего платформа получает скорость 0,4 м/с. Какова масса платформы, если после удара скорость вагона уменьшилась до 0,1 м/с?

2. Два тела массами 400 и 600 г двигались навстречу друг другу и после удара остановились. Какова скорость второго тела, если первое двигалось со скоростью 3 м/с?

3. Экспериментальная задача: Определите отношение масс тел в приборе "Тела неравной массы".

Вопросы:

1. Предложите способ измерения массы Луны.

2. Почему при вбивании гвоздя в тонкую фанеру сзади нее прислоняют топор?

3. Почему трудно ходить по рыхлому снегу (песку)?

4. Эйфелева башня имеет высоту 300 м и массу 9000 т. Какую массу будет иметь ее точная копия высотой 30 см?

5. Электрическая кофемолка представляет собой закрытый цилиндр с электродвигателем. Как определить направление вращения якоря этого электродвигателя, если окошко кофемолки закрыто и, разбирать его нельзя?

III. Взаимодействие двух тел. В результате взаимодействия тела получают ускорения, причем: . Это очень хорошая формула. С ее помощью можно определить массу второго тела, если известна масса первого тела, преобразуем эту формулу: а 1 = а 2 . Из нее следует, что для вычисления ускорения первого тела необходимо знать массу m 1 , а 2 и m 2 . Пример с полетом снаряда. Какие тела действуют на снаряд во время полета? Земля? Воздух? Сопротивлением воздуха можно пренебречь. Что нужно знать артиллеристу, чтобы вычислить ускорение снаряда?

Или = = .

Можно ли измерить влияние второго тела (Земли) на первое тело (снаряд)? Влияние одного тела на другое коротко называют силой ().

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальность

Знакома ли вам ситуация, когда после дня рождения или какого-то другого праздника в доме появляется множество воздушных шаров? Сначала шарики детей радуют, они играют с ними, но вскоре на них перестают обращать внимание и шарики только путаются под ногами. Что с ними сделать, чтобы они не лежали без всякой цели, а принесли пользу? Конечно же, использовать в познавательной деятельности!

Вообще, воздушные шарики - прекрасный материал для демонстрации различных опытов и моделей. Было бы интересно написать книжку, в которой все физические понятия будут объяснятся через них. Ну а пока я хочу предложить вам провести больше десятка экспериментов из разных областей науки - от термодинамики до космологии, - в которых общим является реквизит: воздушные шары.

Цель: Исследовать воздушные шарики как бесценный подручный материал для наблюдения физических явлений и постановки различных физических экспериментов.

Задачи :

Изучить историю создания воздушных шариков.

Поставить ряд экспериментов с воздушными шариками.

Проанализировать наблюдаемые явления и сформулировать выводы.

Создать мультимедийную презентацию.

Объект исследования: воздушный шарик.

Методы исследования:

. Теоретические: изучение литературы по теме исследования.

. Сравнительно-сопоставительный.

. Эмпирические: наблюдение, измерение.

. Экспериментально-теоретические : эксперимент, лабораторный опыт.

Материалом данного исследования являются Интернет-источники, методические пособия по физике, учебники физики, задачники, данные архива и другая справочная литература.

Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы на уроках физики, на конференциях, при чтении элективных курсов и на внеклассных мероприятиях.

Теоретическая часть

История создания воздушных шариков

Глядя на современные воздушные шары, многие люди думают, что эта яркая, приятная игрушка стала доступной только недавно. Некоторые, более осведомленные, считают, что воздушные шары появились где-то в середине прошлого века, одновременно с началом технической революции. На самом деле это не так. История шаров, наполненных воздухом, началась гораздо раньше. Только выглядели предки наших шариков совсем не так, как сейчас. Первые, дошедшие до нас, упоминания об изготовлении летящих в воздухе шаров встречаются в карельских рукописях. В них описывается создание такого шара, сделанного из кожи кита и быка. А летописи XII века рассказывают нам о том, что в карельских поселках воздушный шар имела практически каждая семья. Причем именно с помощью таких шаров древние карелы частично решали проблему бездорожья - шары помогали людям преодолевать расстояния между населенными пунктами. Но такие путешествия были достаточно опасными: оболочка из шкур животных не могла выдерживать давление воздуха долгое время - то есть, говоря другими словами, эти воздушные шары были взрывоопасными. И вот, в итоге, от них остались только легенды. Но не прошло и 7 столетий с той полумифической эпохи, как в Лондоне профессором Майклом Фарадеем были изобретены резиновые воздушные шары. Ученый изучил эластические свойства каучука - и соорудил из этого материала две «лепешки». Для того чтобы «лепешки» не слипались, Фарадей обработал их внутренние стороны мукой. И после этого пальцами склеил их необработанные, оставшиеся липкими края. В итоге получилось нечто вроде мешочка, который можно было использовать для опытов с водородом. Лет через 80 после этого научный мешочек для водорода превратился в популярную забаву: каучуковые шары широко использовались в Европе во время городских праздников. За счет наполнявшего их газа они могли подниматься вверх - и это очень нравилось публике, еще не избалованной ни воздушными полетами, ни другими чудесами техники. Но эти воздушные шарики чем-то походили на своих легендарных предшественников: в них применялся водород (а он, как известно, газ взрывоопасный). Но, тем не менее, к водороду все привыкли - благо, что особых бед от шариков с этим газом не было вплоть до 1922 года. Тогда в США на одном из городских праздников некий шутник ради забавы взорвал художественное оформление праздника - то есть воздушные шарики. В результате этого взрыва пострадал чиновник, и поэтому органы правопорядка отреагировали достаточно оперативно. Забаву, оказавшуюся достаточно опасной,

наконец-то прекратили, запретив наполнять воздушные шарики водородом. От этого решения никто не пострадал - место водорода в шариках моментально занял гораздо более безопасный гелий. Этот новый газ поднимал шарики вверх ничуть не хуже, чем это делал водород. В 1931 году Нейлом Тайлотсоном был выпущен первый современный, латексный воздушный шарик (полимер латекс получают из водных дисперсий каучуков). И с тех пор воздушные шарики наконец-то смогли измениться! До этого они могли быть только круглыми - а с приходом латекса впервые появилась возможность создавать длинные, узкие шарики. Это новшество немедленно нашло применение: дизайнеры, оформляющие праздники, стали создавать из шаров композиции в виде собак, жирафов, самолетов, шляп… Компания Нейла Тайлотсона продавала через почту миллионы комплектов шаров, предназначенных для создания смешных фигурок. Качество воздушных шариков в то время было далеко не таким, как сейчас: при надувании шарики теряли часть своей яркости, они были непрочными и быстро лопалось. Поэтому воздушные шарики медленно утрачивали свою популярность - то, что они могут летать в воздухе, в двадцатом веке уже не казалось таким чудесным и интересным.Поэтому, еще задолго до конца 20 века, воздушные шарики стали раскупаться только для городских и детских праздников. Но изобретатели не забывали о воздушных шариках, работали над их улучшением. И ситуация изменилась. Сейчас промышленность выпускает такие шарики, которые не теряют цвет при своем надувании - и вдобавок стали гораздо более прочными, долговечными. Поэтому сейчас воздушные шарики вновь стали очень популярны - дизайнеры охотно используют их при оформлении разнообразных праздников, концертов, презентаций. Свадьбы, дни рождения, общегородские праздники, PR-компании, шоу… - обновленные, яркие шары везде на месте. Вот такая интересная, давняя история у простой, с детства знакомой нам забавы.

Практическая часть

Эксперимент №1

Качественное сравнение плотностей воды - горячей, холодной и соленой

Если исследовать не смешивающиеся и не вступающие в химическую реакцию жидкости, то достаточно просто слить их в один прозрачный сосуд, допустим, пробирку. О плотности можно судить по расположению слоев: чем ниже слой, тем выше плотность. Другое дело, если жидкости смешиваются, как, например, горячая, холодная и соленая вода.

Мы сравниваем поведение шариков, наполненных водой горячей, холодной и подсоленной в, соответственно, горячей, холодной и подсоленной воде. В результате опыта мы можем сделать вывод о плотностях этих жидкостей.

Оборудование: три шарика разных цветов, трехлитровая банка, холодная, горячая и соленая вода.

Ход эксперимента

Наливаем три порции разной воды в шарики - в синий горячую,

в зеленый холодную и в красный соленую воду.

2.Наливаем в банку горячую воду, помещаем туда по очереди шарики (Приложение №1).

3.Наливаем в емкость холодную воду, снова помещаем туда по очереди все шарики.

4.Наливаем в банку соленую воду, наблюдаем за поведением шариков.

Вывод:

1. Если плотность жидкостей различна, то жидкость с меньшей плотностью всплывает над жидкостью с большей плотностью, то есть

горячей воды < холодной воды < соленой воды

2. Чем больше плотность жидкости, тем больше ее выталкивающая сила:

F А =Vg; так как V и g постоянны F А зависит от величины.

Эксперимент №2

Худеющий и толстеющий шарик. То, что различные тела и газы расширяются от тепла и сжимаются от холода, можно легко продемонстрировать на примере воздушного шара.В морозную погоду возьмите с собой на прогулку воздушный шар и там туго надуйте его. Если потом внести этот шарик в теплый дом, то он, скорее всего, лопнет. Это произойдет из-за того, что от тепла воздух внутри шара резко расширится и резина не выдержит давления.

Оборудование: воздушный шарик, сантиметровая лента, холодильник, кастрюля с горячей водой

Ход эксперимента

Задание № 1 1. Надуваем в теплой комнате воздушный шарик.

2. С помощью сантиметровой ленты измерили его окружность (у нас получилось 80,6 см).

3. После этого положили шарик в холодильник на 20-30 минут.

4. Снова измерили его окружность. Мы обнаружили, что шарик "похудел" почти на сантиметр (в нашем опыте он стал 79,7 см). Это произошло из-за того, что воздух внутри шарика сжался и стал занимать меньший объем.

Задание № 2

1 С помощью сантиметровой ленты измерили окружность воздушного шарика (у нас получилось 80,6 см).

2.Кладем шарик в миску и обливаем его горячей водой из банки.

3.Измеряем новый объем шарика. Мы обнаружили, что шарик "потолстел" почти на сантиметр (в нашем опыте он стал 82 см). Это произошло из-за того, что воздух внутри шарика расширился и стал занимать больший объем.

Вывод: воздух, содержавшийся в шарике, при охлаждении сжимается, а при нагревании расширился, что доказывает наличие теплового расширения. Давления газов зависит от температуры. При уменьшении температуры, уменьшается давление воздуха в шарике, т.е. уменьшается объём шарика. При увеличении температуры, увеличивается давление воздуха в шарике, что доказывает зависимость объема и давления газов от температуры.

Эксперимент №3

«Шарик в банке»

Оборудование: шарик, трехлитровая банка, горячая вода.

Ход эксперимента.

1. Наливаем в шарик воду так, чтобы он не проходил в горлышко банки.

2. Наливаем в банку горячую воду, болтаем и выливаем ее. Оставляем банку на 5 минут.

3. Кладем шарик, наполненный водой, на банку. Ждем 20 минут. Шарик падает в банку

Вывод: так как шарик, наполненный водой и больший по диаметру, чем горлышко банки, провалился внутрь, значит, имеет место разница давлений: теплый воздух внутри банки имеет меньшую плотность, чем атмосферный воздух, давление внутри меньше; следовательно, большее атмосферное давление способствует проникновению шарика в банку.

Эксперимент №4

«Воздушный парадокс»

Этот опыт ставит многих в тупик.

Оборудование: два одинаковых воздушных шарика, трубочка длиной 10-30 см и диаметром 15-20 мм (на неё должен туго надеваться шарик). два воздушных шарика, по-разному надутых, трубка из пластика, подставка.

Ход эксперимента.

1. Несильно и НЕ ОДИНАКОВО надуваем шарики.

2. Натягиваем шарики на противоположные концы трубки. Чтобы шарики при этом не сдувались, перекручиваем их горловины.

3. Раскрываем горловины для свободного сообщения воздуха между шариками.

Наблюдение. Воздух перетекает из одного шарика в другой. Но… маленький шарик надувает большой!

Объяснение. Многие считают, что раз масса воздуха больше в шарике большего размера, то этот шарик будет сдуваться и надувать маленький шарик. Но такое рассуждение ошибочно. Причина наблюдаемого явления в давлении внутри шарика. (Вспомним сообщающиеся сосуды - вода перетекает не из того сосуда, где меньше воды, а из того, где давление больше.) Кроме того, все знают, как трудно начинать надувать шарик, но когда «мёртвая» точка преодолена, дальше он надувается легко. Следовательно, и упругость резины играет немаловажную роль.

Вывод: давление газа внутри сферы тем больше, чем меньше ее радиус.

Эксперимент № 5

Шарик - йога

Мы настолько привыкли к тому, что надутый шарик, попав на остриё, с шумом лопается,

что шарик на гвоздях под тяжестью груза воспринимается нами как сверхъестественное явление. Тем не менее это факт.

Оборудование: доска с гвоздями, воздушный шарик, доска, гиря, два штатива.

Ход эксперимента.

1. На доску с гвоздями положить воздушный шарик и надавить его рукой сверху.

2. Надавливаем на шарик предварительно измеренным грузом.

3. Наблюдаем за поведением шарика.

Наблюдения: шарик остается цел. А все дело в площади опоры! Чем больше гвоздей, тем больше точек опоры для тела (т.е. больше площадь поверхности, на которую тело опирается). И вся сила распределяется по всем гвоздям так, что на отдельно взятый гвоздь приходится слишком мало силы для прокола шарика.

Вывод: давление распределяется равномерно по всей поверхности шарика, и до определенного момента давление это для шарика безобидно.

Эксперимент № 6

Индикатор электростатического поля

Информация. Электростатические поля удобно исследовать с помощью индикаторов, позволяющих оценить направление и величину кулоновской силы в каждой точке поля. Простейший точечный индикатор представляет собой лёгкое проводящее тело, подвешенное на нити. Раньше для изготовления лёгкого шарика рекомендовали использовать сердцевину ветки бузины. В настоящее время бузину целесообразно заменить пенопластом. Возможны и другие решения проблемы.

Задание. Разработать конструкцию и изготовить простейший индикатор электростатического поля. Экспериментально определить его чув-ствительность.

Ход эксперимента.

1. Из кусочка резины от детского воздушного шара выдуваем резиновый шарик 1 диаметром 1-2 см. Шарик привяжем к шёлковой нити 2 , которая укреплена к резиновой пробке.

2. Поверхность шарика натираем до характерного металлического блеска графитовым порошком от грифеля мягкого простого карандаша.

3. Шарик зарядили от потёртой мехом эбонитовой палочки.

4. Ввели индикатор в поле сферического заряда и по величине действующей силы оцените чув-ствительность индикатора.

Вывод: маленький резиновый шарик, покрытый проводником является точечным индикатором электрического поля.

Эксперимент № 7

Шарик и кораблик

Оборудование: бумажный кораблик, металлическая пластмассовая крышка,

сосуд с водой.

Ход эксперимента.

1. Делаем бумажный кораблик и пускаем его на воду.

2. Электризуем шарик и подносим к кораблику.

Наблюдение. Кораблик последует за шариком.

3. Опускаем металлическую крышку на воду.

4.Электризуем шарик и подносим к крышке, не касаясь её.

Наблюдение. Металлическая крышка плывёт в сторону шарика.

5. Опускаем на воду пластмассовую крышку.

6. Электризуем шарик и подносим к крышке, не касаясь её.

Наблюдение. Тяжёлая крышка плывёт за шариком.

Вывод: В электрическом поле шарика бумага и пластмасса поляризуются и притягиваются к шарику. В металлической крышке также индуцируется заряд. Поскольку сила трения на воде незначительна, то кораблики легко приходят в движение

Эксперимент № 8

Попрыгунчики

Оборудование: воздушный шарик, мелко нарезанная металлическая фольга, лист картона.

Ход эксперимента.

1. Насыпаем на лист картона мелко нарезанную металлическую фольгу.

2. Электризуем шарик и подносим к фольге, но не касаемся её.

Наблюдение. Блёстки ведут себя как живые кузнечики-попрыгунчики. Подскакивают, касаются шарика и тут же отлетают в сторону.

Вывод: Металлические блёстки электризуются в поле шарика, но при этом остаются нейтральными. Блёстки притягиваются к шарику, подпрыгивают, при касании заряжаются и отскакивают как одноимённо заряженные.

Эксперимент № 9

Воздушный поцелуй по закону Бернулли

Оборудование: 2 воздушных шарика, 2 нитки длинной 1 м.

Ход эксперимента.

1.Надуваем шарики до одинакового размера и привязываем к каждому нитку.

2.Берём шарики за нитку правой и левой рукой так, чтобы они висели на одном уровне на некотором расстоянии друг от друга.

3.Не касаясь шариков руками, попробуйте соединить их.

Объяснение. Из закона Бернулли следует, что давление в струе воздуха ниже, чем атмосферное. Сила атмосферного давления с боков сблизит шарики.

Эксперимент № 10

Испытание на тепловую прочность

Оборудование: шарик и свеча

Ход эксперимента.

Наливаем в шарик воды и вносим шарик с водой в пламя свечи.

Наблюдение. Резина только коптится.

Объяснение. Температура оболочки, пока в ней есть вода, не будет подниматься выше 100 °С, т.е. не достигнет температуры горения резины.

Эксперимент № 11

Как работают лёгкие?

Оборудование: пластиковая бутылка, воздушный шарик №1, воздушный шарик №2 (вместо него я использовал целофановый пакет), скотч.

Ход эксперимента.

1.Отрезаем дно пластиковой бутылки

2.Помещаем воздушный шарик внутрь бутылки и натягиваем его на горлышко.

3.Отрезанную часть затягиваем тлёнкой от другого воздушного шарика (или целофановым пакетом) и закрепить скотчем.

4.Оттягиваем плёнку - шарик надувается, надавливаем на плёнку - шарик сдувается.

Объяснение. Объём воздуха внутри бутылки оказывается изолированным. При оттягивании плёнки этот объём увеличивается, давление уменьшается и становится меньше атмосферного. Шарик внутри бутылки надувается воздухом атмосферы. При надавливании на плёнку объём воздуха в бутылке уменьшается, давление становится больше атмосферного, шарик сдувается. Так же работают и наши лёгкие.

Эксперимент № 12

Воздушный шарик в качестве реактивного двигателя

Оборудование: воздушный шарик, трубочка, канцелярская резинка, скотч, машина.

Ход эксперимента.

1.Воздушный шарик надо закрепить на одном конце трубки при помощи канцелярской резинки.

2. Второй конец трубки надо закрепить на корпусе машинки при помощи скотча так, чтобы была возможность надувать шарик через трубку.

3. Модель готова, можно запускать! Для этого нужно через трубку надуть шарик, зажать пальцем отверстие трубки и поставить машинку на пол. Как только вы откроете отверстие, воздух из шарика станет вылетать и толкать машинку. -12-

Объяснение. Эта наглядная модель демонстрирует принцип работы реактивных двигателей. Принцип ее работы в том, что струя воздуха, вырывающаяся из шарика, после того, как его надули и отпустили, толкает машинку в противоположном направлении.

3.Заключение

На воздушных шариках можно изучать законы давления тел и газов, тепловое расширение (сжатие), теплопроводность, плотность жидкостей и газов, закон Архимеда; электризацию тел можно даже сконструировать приборы для измерения и исследования физических процессов.

Опыты, проведенные в данной исследовательской работе, доказывают, что шарик - отличное пособие для изучения физических явлений и законов. Использовать эту работу можно в школе на уроках при изучении разделов «Первоначальные сведения о строении вещества», «Реактивное движение», «Давление твердых тел, жидкостей и газов», «Тепловые и электрические явления». Собранный исторический материал применим на занятиях кружка по физике и внеклассных мероприятиях.

Созданная на основе практической части компьютерная презентация поможет школьникам быстрее понять сущность изучаемых физических явлений, вызовет большое желание проводить эксперименты с помощью простейшего оборудования.

Очевидно, что наша работа способствует формированию неподдельного интереса к изучению физики.

4.Литература

www.demaholding.ru

[Электронный ресурс]. Режим доступа: www.genon.ru

[Электронный ресурс]. Режим доступа: www.brav-o.ru

[Электронный ресурс]. Режим доступа: www.vashprazdnik.com

[Электронный ресурс]. Режим доступа: www.aerostat.biz

[Электронный ресурс]. Режим доступа: www.sims.ru

Туркина Г. Физика на воздушных шариках. // Физика. 2008. №16.

МОУ СОШ № 5

Разноуровневые самостоятельные работы по физике.

9 класс.

Г.о Железнодорожный.2011 г.

ПЕРВЫЙ УРОВЕНЬ - уровень обязательной минимальной подготовки. Успешное выполнение заданий этого уровня свидетельствует о соответствии данного ученика государственным требованиям стандарта по курсу физики 7 и 8 классов. Их обязаны выполнять все учащиеся. На этом уровне ученик должен уметь решать задачи с применением 1 базисной формулы.

ВТОРОЙ УРОВЕНЬ - несколько усложнённый уровень.

Он ориентирован в основном на достижение учащимися обязательного уровня подготовки по физике. Наряду с заданиями, направленными на отработку основных умений, в нём содержатся несложные задания, требующие проявления смекалки и сообразительности.

Задания этого уровня позволяют выявить умение учащихся применять знания по образцу, решать расчётные задачи по правилу или алгоритму с применением 1- 2 базисных формул.

ТРЕТИЙ УРОВЕНЬ - повышенный уровень.

Он рассчитан на учащихся с хорошей подготовкой по физике, который даёт им возможность достаточно интенсивно овладеть основными знаниями и умениями и научиться применять их в разнообразных усложнённых ситуациях.

Задания этого уровня позволяют выявить умение учащихся применять знания в изменённой, нестандартной ситуации, решать расчётные задачи с применением более 2 базисных формул.

«Материальная точка. Траектория, путь, перемещение».

Первый уровень .

№ 1. В каких из приведенных ниже случаях тело можно считать материальной точкой?

А. Луна вращается вокруг Земли.

Б. Космический корабль совершает мягкую посадку на Луну.

В. Астрономы наблюдают затмение Луны.

№ 2. Девочка подбросила мяч вверх и поймала его. Считая, что мяч поднялся на высоту 2 м, найдите модуль перемещения мяча.

А. 2 м.

Б. 4 м.

В. 0 м.

№ 3. Укажите, что принимают за тело отсчета, когда говорят, что проводник идет по вагону со скоростью 3 км/ч.

№ 4. По заданной траектории движения тела

найдите его перемещение,

Если начальная точка траектории А, а конечная – С.

Задачу решите графически.

Второй уровень.

№ 1. зависит ли траектория движения тела от системы отсчета?

№ 2. Вертолет, пролетев вгоризонтальном полете по прямой 30 км, повернул под углом 90 и пролетел еще 40 км. Найти путь и модуль перемещения вертолета.

№ 3. Изобразите схематически траекторию движения точек винта самолета относительно летчика.

№ 4. Мячик упал с высоты 4 м, отскочил от земли и был пойман на половине высоты. Каковы путь и модуль перемещения мячика.

Третий уровень.

№ 1. Изобразите траекторию движения, при котором модуль перемещения равен 10 см, а путь – 30 см.

№ 2. Моторная лодка прошла по озеру в направлении на северо-восток 2 км, а затаем в северном направлении еще 1 км. Найдите геометрическим построением модуль и направление перемещения.

№ 3. Приведите пример движения, траектория которого в одной системе отсчета представляет собой прямую, а в другой – окружность.

№ 4. Турист вышел из поселка А в поселок В. Сначала он прошел 3 км на север, затем повернул на запад и прошел еще 3 км, а последний километр он двигался по проселочной дорге, идущей на север. Какой путь проделал турист икаков его модуль перемещения? Начертите траекторию движения.

Самостоятельная работа по теме

«Прямолинейное равномерное движение».

Первый уровень.

№ 1. Поезд длиной 240 м, двигаясь равномерно, прошел мост за 2 мин. Какова скорость поезда, если длина моста 360 м?

№ 2. Автомобиль за первые 10 мин проехал 900 м. Какой путь он пройдет за 0,5 ч, двигаясь с той же скоростью?

Второй уровень.

№ 1. При движении вдоль оси ОХ координата точки изменилась за 5 с от значения х 1 =10 м до значения х 2 =- 10 м. Найдите модуль скорости точки и проекцию вектора скорости на ось ОХ. Запишите формулу зависимости х( t ). Считать скорость постоянной.

№ 2. Вдоль оси ОХ движутся два тела, координаты которых изменяются согласно формулам: х 1 =10 +2 t и х 2 =4+5 t . Как движутся эти тела?В какой момент времени тела встретятся? Найдите координату точки встречи.

Третий уровень.

№ 1. Движение материальной точки в плоскости ХОY описывается уравнениями х=2 t , у=4-2 t . Найдите начальные координаты движущейся точки. Постройте траекторию движения.

№ 2. Расстояние между двумя пристанями моторная лодка проходит по течению за 10 мин, а против течения – за 30 мин. За какое время это расстояние проплывет по течению спасательный круг, упавший в воду?

Самостоятельная работа по теме

«Прямолинейное равноускоренное движение».

Первый уровень.

№ 1. С каким ускорением движется трогающийся с места трамвай, если он набирает скорость 36 км/ч за 25 с?

№ 2. Поезд, отходя от станции, набирает скорость 15 м/с за 1 мин. Каково его ускорение?

Второй уровень.

№ 1. Автомобиль через 10 с приобретает скорость 20 м/с. С каким ускорением двигался автомобиль? Через какое время его скорость станет равной 108 км/ч, если он будет двигаться с таким же ускорением?

№ 2. Тело движется равноускоренно. Сколько времени оно будет двигаться в том же направлении. Что и в начальный момент, если 0х =20 м/с, а х =-4 м/с 2 ?

Третий уровень.

№ 1. Тело движется прямолинейно. В начале и в конце движения модуль скорости одинаков. Могло ли тело двигаться с постоянным ускорением?

№ 2. Два поезда идут навстречу друг другу: один – разгонятся в направлении на север; другой – тормозит в южном направлении. Как направлены ускорения поездов?

Самостоятельная работа по теме

« Перемещение при прямолинейном равноускоренном движении».

Первый уровень.

№ 1. Велосипедист, движущийся со скоростью 3 м/с, начинает спускаться с горы с ускорением 0,8 м/с 2 . Найдите длину горы, если спуск занял 6 с.

№ 2. Автомобиль увеличил свою скорость с 36 км/ч до 54 км/чза 4 с.Какой путь прошел автомобиль за это время?

Второй уровень.

№ 1. Автомобиль, остановившись перед светофором, набирает затем скорость54 км/ч на пути50 м. С каким ускорением он должен двигаться? Сколько времени будет длиться разгон?

№ 2. Пуля, летящая со скоростью 400 м/с, ударяется в земляной вал и проникает в него на глубину 36 см. Сколько времени двигалась пуля внутри вала? С каким ускорением? Какова была её скорость на глубине 18 см?

Третий уровень.

№ 1. При равноускоренном движении точка проходит в первые два равных последовательных промежутка времени, по 4 с каждый, пути 24 м и 64 м. Определите начальную скорость и ускорение движущейся точки.

№ 2. Заметив автоинспектора, водитель резко тормозит. Точку А автомобиль прошел со скоростью 144 км/ч, а точку В- уже со скоростью 72 км/ч. С какой скоростью двигался автомобиль в середине отрезка АВ?

Самостоятельная работа по теме

« Законы Ньютона».

Вариант 1.

Первый уровень.

№ 1. На столе лежит брусок. Какие силы действуют на него? Почему брусок покоится? Изобразите силы графически.

№ 2. Какая сила сообщает телу массой 5 кг ускорение 4 м/с 2 ?

№ 3. Двое мальчиков тянут шнур в противоположные стороны, каждый с силой 200Н. Разорвется ли шнур, если он может выдержать нагрузку300 Н?

Второй уровень.

№ 1. С помощью двух одинаковых воздушных шаров поднимают из состояния покоя разные тела. По какому признаку можно заключить, у какого из этих тел большая масса?

№ 2. Под действием силы 150Н тело движется прямолинейно так, что его координата изменяется по закону х=100+5 t +0,5 t 2 . Какова масса тела?

№ 3. На весах уравновешен неполный стакан с водой. Нарушится ли равновесие весов, если в воду погрузить карандаш и держать его в руке, не касаясь стакана?

Третий уровень.

№ 1. Система отсчета связана с автомобилем. Будет ли она инерциальной, если автомобиль движется: 1) равномерно и прямолинейно по горизонтальному шоссе; 2) ускоренно по горизонтальному шоссе; 3) равномерно поворачивая; 4) равномерно в гору; 5) равномерно с горы; 6) ускоренно с горы?

№ 2. Покоящееся тело массой 400 г под действием силы 8 Н приобрело скорость 36 км/ч. Найти путь, который прошло тело.

№ 3. Лошадь тянет груженую телегу. По третьему закону Ньютона сила, с которой лошадь тянет телегу, равна силе, с которой телега тянет лошадь. Почему же все-таки телега движется за лошадью?

Самостоятельная работа по теме

« Законы Ньютона».

Вариант 2.

Первый уровень.

№ 1. Что произойдет с бруском и почему, если тележку, на которой он стоит, резко дернуть вперед? Резко остановить?

№ 2. Определите силу, под действием которой тело массой 500 г получает ускорение 2 м/с.

№ 3. Что можно сказать об ускорении, которое получает Земля при взаимодействии с идущим по ней человеком? Ответ обоснуйте.

Второй уровень.

№ 1. Лисица, убегая от преследующей её собаки, часто спасается тем, что делает резкие внезапные движения в сторону как раз в тот момент, когда собака готова схватить её зубами. Почему собака при этом промахивается?

№ 2. Лыжник массой 60 кг, имеющий в конце спуска с горы скорость 10 м/с, остановился через 40 с после окончания спуска. Определить модуль силы сопротивления движению.

№ 3. Можно ли плыть на парусной лодке, направляя на паруса поток воздуха от мощного вентилятора, находящегося на лодке? Что случится, если дуть мимо паруса?

Третий уровень.

№ 1. Автомобиль равномерно движется по кольцевой трассе. Является ли связанная с ним система отсчета инерциальной?

№ 2. Тело массой 400 г, двигаясь прямолинейно с некоторой начальной скоростью, за 6 с под действием силы 0,6 Н приобрело скорость10 м/с. Найти начальную скорость тела.

№ 3. Через неподвижный блок перекинута веревка. На одном конце веревки, держась руками, висит человек, а на другом – груз. Вес груза равен весу человека. Что произойдет, если человек будет на руках подтягиваться вверх по веревке?

Самостоятельная работа по теме

«Свободное падение».

Вариант 1.

Первый уровень.

№ 1. Тело падает без начальной скорости. Какова его скорость после 2 с падения?

№ 2. За какое время мяч, начавший своё падение без начальной скорости, пройдет путь 20 м?

Второй уровень.

№ 1. Сколько времени падало тело без начальной скорости, если за последние 2 с оно прошло 60 м?

№ 2. Тело падает с высоты 100 м без начальной скорости. Какой путь проходит тело за первую и за последнюю секунды своего падения?

Третий уровень.

№ 1. Тело свободно падает с высоты 27 м. Раздели эту высоту на три части так, чтобына прохождение каждой из них потребовалось одно Ито же время.

№ 2. С вертолета сбросили без начальной скорости два груза, причем второй на 1 с позже первого. Определи расстояние между грузами через 2 с и через 4 с после начала движения первого груза.

Самостоятельная работа по теме

«Свободное падение».

Вариант 1.

Первый уровень.

№ 1. Из пружинного пистолета выстрелили вертикально вверх шариком, который поднялся на высоту 5 м. С какой скоростью вылетел шарик из пистолета?

№ 2. Мяч бросили вертикально вверх со скоростью 18 м/с. Какое перемещение совершил он за 3 с?

Второй уровень.

№ 1. Мальчик бросил вертикально вверх мяч и поймал его через 2 с. На какую высоту поднялся мяч и какова его начальная скорость?

№ 2. Бросая мяч вертикально вверх, мальчик сообщает ему скорость в 1,5 раза большую, чем девочка. Во сколько раз выше поднимется мяч, брошенный мальчиком?

Третий уровень.

Два шарика бросили вертикально вверх с интервалом в 1 с. Начальная скорость первого шарика 8 м/с, а второго – 5 м/с. На какой высоте они встретятся?

№ 2. С башни высотой 20 м одновременно бросают два шарика: один – вверх со скоростью 15 м/с, другой – вниз со скоростью 5 м/с. Каков интервал времени, отделяющий моменты их падения на землю?

Самостоятельная работа по теме

« Сила тяжести и ускорение свободного падения».

№ 1. Чему равна сила гравитационного притяжения между двумя одинаковыми бильярдными шарами в момент столкновения? Масса каждого шара 200 г, диаметр 4 см.

№ 2. На каком расстоянии сила притяжения между двумя телами массой по 1000 кг каждое будет равна 6,6710 -9 Н?

Второй уровень.

№ 1. На каком расстоянии от поверхности Земли сила притяжения космического корабля к Земле в 100 раз меньше, чем на её поверхности?

№ 2. Определите ускорение свободного падения на высоте, равной радиусу Земли.

Третий уровень.

№ 1. Масса оранжевой планеты в 5 раз больше массы Земли. Каков радиус этой планеты, если ускорение свободного падения на её поверхности такое же, как на Земле?

№ 2. Тело массой 1 кг притягивается к луне с силой 1,7 Н. Считая, что средняя плотность Луны равна 3,510 3 кг/м 3 , определите радиус Луны.

Самостоятельная работа по теме

«Движение искусственных спутников ».

Первый уровень.

№ 1. Вычислить орбитальную скорость спутника на высоте 300 км над поверхностью Земли.

№ 2. Вычислить первую космическую скорость для Венеры. Считать радиус Венеры равным 6000 км, а ускорение свободного падения 8,4 м/с 2 .

Второй уровень.

№ 1. Луна движется вокруг Земли по круговой орбите со скорость 1 км/с, при этом радиус её орбиты 384000 км. Какова масса Земли?

№ 2. Может ли спутник обращаться вокруг Земли по круговой орбите со скоростью 1 км/с? При каком условии это возможно?

Третий уровень.

№ 1. Космически корабль вышел на круговую орбиту радиусом 10000000 км вокруг открытой им звезды. Какова масса звезды, если период обращения корабля равен 628000 с?

№ 2. Искусственный спутник обращается по круговой орбите вокруг Земли со скоростью 6 км/с. После маневра он движется вокруг Земли по другой круговой орбите со скоростью 5 км/с. Во сколько раз изменились в результате маневра радиус орбиты и период обращения?

Самостоятельная работа по теме

«Закон сохранения импульса».

Первый уровень.

№ 1. Движение материальной точки описывается уравнением: х=20+2t-t 2 . Её масса 4 кг, найти импульс через 1 с и через 4 с после начала отсчета времени.

№ 2. Вагон массой 30 т. Движущийся горизонтально со скоростью 1,5 м/с, автоматически на ходу сцепляется с неподвижным вагоном массой 20 т. С какой скоростью движется сцепка?

Второй уровень.

№ 1. Ледокол массой 5000 т. Идущий с выключенным двигателем со скоростью 10 м/с, наталкивается на неподвижную льдину и движет её впереди себя. Скорость ледокола при этом уменьшилась до 2 м/с. Определите массу льдины.

№ 2. Граната, летевшая в горизонтальном направлении со скоростью 10 м/с. Разорвалась на два осколка массами 1 кг и 1,5 кг. Скорость большего осколка осталась после взрыва горизонтальной и возросла до 25 м/с. Определите величину и направление скорости меньшего осколка.

Третий уровень.

№ 1. С лодки выбирают канат, поданный на баркас. Расстояние между ними 55 м. Определить пути, пройденные лодкой и баркасом до их встречи. Масса лодки 300 кг, масса баркаса 1200 кг. Сопротивлением воды пренебречь.

№ 2. Можно ли утверждать. Что импульс тела относителен? Ответ обоснуйте.

Самостоятельная работа по теме

«Распространение волн».

Вариант 1.

№ 1 Период колебания частиц воды равен 2 с. А расстояние между соседними гребнями волн 6 м. Определите скорость распространения этих волн.

№ 2. На каком расстоянии от отвесной скалы находится человек. Если, хлопну в ладоши, он через 1 с услышал эхо хлопка?

Второй уровень.

№ 1. Почему в твердых телах могут распространяться поперечные и продольные волны?

№ 2. Мимо неподвижного наблюдателя прошло6 гребней волн за 20 с, начиная с первого. Каковы длина волны и период колебаний, если скорость волн2 м/с?

Третий уровень.

№ 1. Для чего басовые струны гитар оплетают проволокой?

№ 2. В океане на небольшой глубине произведен взрыв. Гидроакустики корабля, находящегося на расстоянии 2,25 км от места взрыва, зафиксировали два звуковых сигнала, второй через 1 с после первого. Какова глубина океана в этом районе?

Вариант 2.

Первый уровень.

№ 1. Какова длина звуковой волны с частотой 200 Гц в воздухе?

№ 2. Раскат грома прозвучал через 15 с после вспышки молнии. На каком расстоянии от наблюдателя произошел грозовой разряд?

Второй уровень.

№ 1. Какой зависимостью связаны длина волн, скорость распространения волны, частота колебаний?

№ 2. Звук взрыва, произведенного в воде вблизи поверхности, приборы, установленные на корабле и принимающие звук в воде, зарегистрировали на 45 с раньше, чем он пришел по воздуху. На каком расстоянии от корабля произошел взрыв?

Третий уровень.

№ 2. При движении катера по направлению распространения волн волны ударяются о корпус частотой 1 Гц, а при движении навстречу волнам – с частотой 3 Гц. С какой скоростью движется катер относительно берега, если частицы воды колеблются с частотой 1 Гц, а расстояние между гребнями волн 5 м?

Самостоятельная работа по теме

«Магнитное поле. Вектор магнитной индукции».

Первый уровень.

№ 1. В магнитное поле помещен прямолинейный проводник с током перпендикулярно его магнитным линиям. Как изменится модуль вектора магнитной индукции при увеличении силы тока в 2 раза? При уменьшении длины проводника в 1,5 раза?

№ 2. О чем можно судить по картине линий индукции магнитного поля?

Второй уровень.

№ 1. Какова индукция магнитного поля в, в котором на проводник с током в 25 А действует сила 0.05 Н? Длина активной части проводника5 см. Направление линий индукции и тока взаимно перпендикулярны.

№ 2. Магнитное поле индукцией 10 мТл действует на проводник, в котором сила тока равна 50 А, с силой мН. Найдите длину проводника, если линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны.

Третий уровень.

№ 1. По двум параллельным проводникам течет ток. Направление которого указано стрелками. Как взаимодействуют проводники? Доказать правильность ответа.

№ 2. Между полюсами электромагнита в горизонтальном магнитном поле находится прямолинейный проводник, расположенный горизонтально и перпендикулярно магнитному полю. Какой ток должен идти через проводник, чтобы уничтожить натяжение в поддерживающих его гибких проводах? Индукция магнитного поля равна0,01 Тл, масса единицы длины проводника =0,01 кг/м.

Задачу решите графически.

При выполнении заданий 2–5, 8, 11–14, 17–18 и 20–21 в поле ответа запишите одну цифру, которая соответствует номеру правильного ответа. Ответом к заданиям 1, 6, 9, 15, 19 является последовательность цифр. Запишите эту последовательность цифр. Ответы к заданиям 7, 10 и 16 запишите в виде числа с учетом указанных в ответе единиц.

1

Груз поднимают с помощью подвижного блока радиусом R. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым они определяются. Для каждого понятия из первого столбца подберите соответствующий пример из второго столбца.

2

Шарик равноускоренно скатывается по наклонной плоскости из состояния покоя. Начальное положение шарика и его положения через каждую секунду после начала движения показаны на рисунке.

Какой путь пройдёт шарик за четвёртую секунду от начала движения?

3

Три сплошных металлических шарика одинакового объёма, свинцовый, стальной и алюминиевый, падают с одинаковой высоты без начальной скорости. Кинетическая энергия какого шара будет иметь максимальное значение в момент удара о землю? Сопротивление воздуха считать пренебрежимо малым.

1) свинцового

2) алюминиевого

3) стального

4) значения кинетической энергии шаров одинаковы

4

На рисунке изображена зависимость амплитуды установившихся гармонических колебаний материальной точки от частоты вынуждающей силы. На какой частоте наблюдается резонанс?

5

В два стеклянных цилиндрических сосуда налили воду до одинакового уровня

Сравните давления (р 1 и р 2) и силы давления (F 1 и F 2) воды на дно сосуда.

1) p 1 = p 2 ; F 1 = F 2

2) p 1 < p 2 ; F 1 = F 2

3) p 1 = p 2 ; F 1 > F 2

4) p 1 > p 2 ; F 1 > F 2

6

Под колокол воздушного насоса поместили завязанный надутый резиновый шарик. Затем под колокол стали дополнительно накачивать воздух. Как в процессе накачки воздуха изменяются объём шарика и плотность воздуха в нём?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

7

Из колодца медленно выкачали с помощью насоса 1 м 3 воды. Совершённая при этом работа равна 60 кДж. Чему равна глубина колодца?

Ответ: ______ м

8

В тонкий стеклянный стакан собираются налить горячую воду. Какую из имеющихся ложек (алюминиевую или деревянную) рекомендуется опустить в стакан перед тем, как наливать воду, чтобы стакан не треснул?

1) алюминиевую, так как плотность алюминия больше

2) деревянную, так как плотность дерева меньше

3) алюминиевую, так как теплопроводность алюминия больше

4) деревянную, так как теплопроводность дерева меньше

9

На рисунке приведены графики зависимости от времени температуры двух разных веществ, выделяющих одинаковое количество теплоты в единицу времени. Вещества имеют одинаковую массу и первоначально находятся в жидком состоянии.

Из приведённых ниже утверждений выберите два правильных и запишите их номера.

1) Температура кристаллизации вещества 1 ниже, чем вещества 2.

2) Вещество 2 полностью переходит в твёрдое состояние, когда начинается кристаллизация вещества 1.

3) Удельная теплота кристаллизации вещества 1 меньше, чем вещества 2.

4) Удельная теплоёмкость вещества 1 в жидком состоянии больше, чем вещества 2

5) В течение промежутка времени 0-t 1 оба вещества находились в твёрдом состоянии.

10

Смешали две порции воды: 1,6 литра при температуре t 1 = 25 °С и 0,4 литра при t 2 = 100 °С. Определите температуру получившейся смеси. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Ответ: _____ °С

11

Какое из приведённых ниже веществ является проводником электрического тока?

1) раствор сахара

3) раствор серной кислоты

4) дистиллированная вода

12

На рисунке показана схема подключения в сеть постоянного напряжения трёх одинаковых ламп.

С максимальным накалом будет(-ут) гореть лампа(-ы)

13

В катушку, замкнутую на гальванометр, вносят магнит. Величина индукционного тока зависит

А. от того, вносят магнит в катушку или выносят из неё

Б. от того, каким полюсом вносят магнит в катушку

Правильным ответом является

1) только А

2) только Б

4) ни А, ни Б

14

Лучи а и b от источника S падают на линзу. После преломления в линзе лучи

1) пойдут параллельно главной оптической оси

2) пересекутся в точке 1

3) пересекутся в точке 2

4) пересекутся в точке 3

15

Никелиновую спираль электроплитки заменили на нихромовую такой же длины и площади поперечного сечения. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями при включении плитки в электрическую сеть.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

A) электрическое сопротивление спирали

Б) сила электрического тока в спирали

B) мощность электрического тока, потребляемая плиткой

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

А	Б	В

16

Два последовательно соединенных резисторов подключены к батарейке. Сопротивление первого резистора в 4 раза больше сопротивления второго резистора: R 1 = 4R 2 . Найдите отношение количество теплоты, выделившегося на первом резисторе, к количеству теплоты, выделившегося на втором резисторе, за один и тот же промежуток времени.

Ответ: _____

17

Какой химический элемент образуется в ходе ядерной реакции

18

Запишите результат измерения атмосферного давления с помощью барометра-анероида. Погрешность измерения принять равной цене деления.

1) (107 ± 1) кПа

2) (100,7 ± 0,1) кПа

3) (750 ± 5) кПа

4) (755 ± 1) кПа

19

Используя стакан с горячей водой, термометр и часы, учитель на уроке провёл опыты по исследованию температуры остывающей воды с течением времени. В таблице представлены результаты исследований.

Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующие проведённым опытам. Укажите их номера.

1) Изменение температуры остывающей воды прямо пропорционально времени наблюдения.

2) Скорость остывания воды уменьшается по мере охлаждения воды.

3) По мере остывания воды скорость испарения уменьшается..

4) Остывание воды наблюдали в течение 46 мин.

5) За первые 5 мин вода остыла в большей степени, чем за следующие 5 мин.

Прочитайте текст и выполните задания 20–22.

Сверхтекучесть

Сверхтекучесть жидкого гелия представляет собой ещё одно необычное квантово-механическое явление, происходящее при температуре, близкой к абсолютному нулю. Если охлаждать газообразный гелий, то при температуре - 269 °С он будет сжижаться. Если этот жидкий гелий продолжать охлаждать, то при температуре -271 °С его свойства внезапно изменятся. При этом происходят макроскопические явления, совершенно не укладывающиеся в рамки обычных представлений. К примеру, сосуд, частично заполненный этой странной модификацией жидкого гелия (называемой гелием II) и оставленный незакрытым, вскоре опорожнится сам собой. Объясняется это тем, что жидкий гелий поднимается по внутренней стенке сосуда (независимо от её высоты) и переливается через край наружу. По той же причине может происходить и обратное явление (см. рис.). Если пустой стакан частично погрузить в жидкий гелий, то он быстро заполнит стакан до уровня жидкости снаружи. Ещё одним странным свойством чистого жидкого гелия II является то, что он не передаёт усилия на другие тела. А смогла ли бы рыба плавать в жидком гелии II? Естественно, нет, потому что она замёрзла бы. Но даже воображаемая незамерзающая рыба не смогла бы плыть, потому что ей не от чего было бы отталкиваться. Ей оставалось бы полагаться на первый закон Ньютона.

Формулируя эти удивительные свойства жидкого гелия II на языке математики, физики говорят, что его вязкость равна нулю. Остаётся загадкой, почему вязкость равна нулю. Подобно сверхпроводимости, удивительные свойства жидкого гелия подвергаются сейчас интенсивному исследованию. Значительных успехов удалось достичь в направлении теоретического объяснения сверхтекучести жидкого гелия II.

20

При какой температуре гелий переходит в сверхтекучее состояние?

4) является текучим при любой температуре