Тема 3. Механические явления

Новые элементы знаний

 

№	Формулировка элемента знаний
1. 1	любой изучаемый предмет в физике называется физическим объектом или телом
2. 2	физические тела состоят из различных веществ
3. 3	физическим явлением называется изменение состояния физического объекта под действием другого физического объекта при определенных условиях
4.	количественное описание свойства физического объекта или явления называют физической величиной
5.	у каждой физической величины есть свой способ измерения, обозначение, единица
6.	все единицы физических величин имеют условные обозначения и наименования
7.	на практике используются кратные и дольные единицы, для обозначения которых служат специальные приставки
8.	физическую величину можно измерить с помощью приборов
9.	измерительные приборы делятся на цифровые и стрелочные; стрелочные приборы имеют шкалу, которая представляет собой нанесенные с помощью штрихов деления с цифрами, обозначающими значения измеряемой величины
10.	наибольшее и наименьшее значения физической величины, измеряемой данным прибором, называются пределами измерения прибора
11.	значение физической величины, соответствующее наименьшему делению шкалы прибора, называется ценой деления прибора
12.	значение физической величины (Хотсч), отсчитанное по шкале прибора, - это значение величины, соответствующее ближайшему к указателю прибора штриху шкалы
13.	измеренное значение физической величины равно значению, отсчитанному по шкале, плюс-минус погрешность измерения, Х=Хотсч± ΔХ
14.	погрешность измерения при отсчете по шкале равна половине цены деления ΔХ = ЦД/2

 

Задачи-упражнения

Задание 1. Установите, какое явление – биологическое, химическое или физическое – происходит в следующих ситуациях.

1. В формы налили воду и поставили в морозильную камеру. Получились ледяные фигурки.

2. На стеблях ржи появились колоски.

3. Сжатая пружина игрушечного пистолета выталкивает шарик.

4. Вирус, попавший в организм из воздуха, распространился по всему организму.

5. На стальном гвозде появилась ржавчина.

6. Гвоздь лежит в ящике.

7. Ржавчину счистили с гвоздя наждачной бумагой.

8. Для удаления ржавчины гвоздь опустили в специальный раствор.

9. На листьях и стеблях ржи у дороги образовался слой пыли.

10. Для выпечки пирога в питьевую соду налили уксус, она начала пениться из-за выхода углекислого газа.

11. Чайную ложку питьевой соды размешали в воде.

12. Серебряная монета почернела.

13. При горении дров образуется угарный и углекислый газы и другие продукты сгорания.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Выделите объект, который изменяется в описанной ситуации, и произошедшие изменения. 2. Установите, является ли он объектом живой природы. Сделайте вывод о протекании биологического явления. 3. Установите, изменилось ли вещество объекта. Сделайте вывод о протекании химического или физического явления. 4. Сформулируйте ответ.	Изменяется вода в формах, она превращается в ледяные фигурки.   Вода относится к неживой природе. Вещество не изменилось, значит, происходит физическое явление. Превращение воды, залитой в формы, в ледяные фигурки – физическое явление, так как вода – объект неживой природы, а вода и лед – одно вещества.

Задание 2. Опишите конкретные ситуации как физическое явление.

1. Свет от Солнца попадает на зеркало и образует на стене «солнечный зайчик».

2. Порыв ветра поднял дорожную пыль.

3. Расческа, которой причесали волосы, притягивает мелкие кусочки бумаги.

4. Сжатая пружина игрушечного пистолета выталкивает шарик.

5. Кусок сахара бросили в чай и размешали ложкой. Час стал сладким.

6. В формы налили воду и поставили в морозильную камеру. Получились ледяные фигурки.

7. Шайба отскакивает от подставленной клюшки.

8. Пар поднимает крышку кастрюли.

9. Мел крошится при движении по доске.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Выделить ФО1, состояние которого изменяется, и его свойства в начальном состоянии 2. Выделить ФО2, под действием которого изменяется состояние ФО1. 3. Выяснить условия, необходимые для воздействия. 4. Выделить свойства ФО1 в новом состоянии. 5. Составить фразу, в которой признаки ситуации расположены в том же порядке, как и в определении физического явления.	Изменение происходит с солнечным светом, падающим на зеркало. На солнечный свет действует зеркало. Свет должен попасть на зеркало, чтобы отразиться от него. В результате свет распространяется в другом направлении. Свет Солнца изменяет свое направление под действием зеркала при падении на него.

Задание 3. Выделите среди приведенных элементов обозначения физических величин, наименование и обозначение единиц физических величин, числовые значения величин и запишите в соответствующие клеточки таблицы 1.

м/с, υ, 10 мин, 20 м², 30 мл, c, 3 т, сантиметр кубический, см, кг, метр квадратный, 5 км/ч, дециметр, 5 см³, мл, литр, V, мин, метр в секунду, 40 кг, километр в час, секунда, минута, метр, метр кубический, м², 200 м, килограмм, м, грамм, тонна, км/ч, миллилитр, 58 с, сантиметр квадратный, ℓ, м ³, г, т, л, мм, дм, см³, S, t, 5 л, 18 м/с, m

Таблица 1

Сведения о физических величинах

№	Название	Обозначение	Единицы	Значение ФВ
наименование	обозначение	СИ
	Скорость
	Время
	Площадь
	Масса
	Длина
	Объем

Способ выполнения задания 3

1. Выделите среди элементов буквы латинского алфавита.

2. Для каждой буквы установите название величины, которую она обозначает. Запишите букву в таблицу.

3. Выделите термины, написанные без сокращений.

4. Установите, опираясь на свой опыт, величину, единица которой имеет такое наименование. Занесите в таблицу.

5. Выделите сокращенные слова. Установите наименования единиц, которым принадлежат эти сокращения. Занесите в таблицу.

6. Выделите числовые значения с обозначениями единиц величин. Установите величину, единица которой указана. Занесите в таблицу значение величины.

 

Задание 4. Установите для величин, указанных в таблице 1, единицу СИ и запишите ее обозначение в соответствующий столбец.

Способ выполнения задания 4

По таблице «Международная система единиц физических величин (СИ)» установите для величин в таблице 1 основную единицу.

 

Задание 5. Выделите термины, обозначающие физический объект, физическое явление, свойство или физическую величину, и запишите в соответствующий столбец таблицы 2.

движение, глубина озера, таяние льда, автомобиль, длинная линейка, свечение лампы, высота дома, скорость ветра, дом, отражение света, кипение воды, гром, яркость свечения лампы, таяние льда, объем пирамиды, молния, кипение воды

Таблица 2

Смысл терминов

физический объект	физическое явление	свойство или физическая величина

 

Способ выполнения	Образец
1. Выделите термин, смысл которого требуется установить.	Требуется установить смысл термина «яркость свечения лампы».
2. Назовите или изобразите признаки ситуаций, которые обозначаются этим термином.	Лампа испускает свет. Горение может быть ярче или тусклее.
3. Выделите среди признаков физический объект.	Объект – лампа.
4. Установите, есть ли среди признаков какие-либо изменения, происходящие с объектом.	Лампа горит, то есть дает свет. Это физическое явление.
5. Установите, есть ли среди признаков черты, присущие группе объектов или явлений.	Яркость – это то, чем может отличаться свечение разных ламп.
6. Установите, есть ли среди признаков количественные отличия свойства рассматриваемого объекта или явления.	Яркость означает, что лампа может давать больше или меньше света..
7. Сформулируйте ответ.	Термин «яркость свечения лампы» обозначает свойство лампы давать больше или меньше света или физическую величину этого свойства.

 

Задание 6. Выявите характеристики приборов, шкалы которых изображены на рис. 1-6.

Рис. 1. Шкала вольтметра[1]	Рис.2. Шкала термометра	Рис.3. Шкала барометра[2]
Рис.4. Шкала динамометра[3]	Рис.5. Шкала мензурки	Рис.6. Шкала амперметра[4]

 

Способ выполнения	Решение для прибора № 1
1. Установите единицу физической величины, измеряемой прибором: а) найдите на шкале прибора обозначение единицы физической величины; обведите; б) установите наименование единицы физической величины.	На шкале стоит значок «V».   Это единица напряжения – вольт (В)
2. Установите цену деления прибора: а) выделите участок шкалы между соседними штрихами с цифрами; обведите границы участка (штрихи и цифры);
б) установите значение физической величины(В), соответствующее верхней границе выбранного участка; запишите; в) установите значение физической величины(А), соответствующее нижней границе выбранного участка; запишите; г) подсчитайте число (n) делений на участке от Н до В; запишите; д) рассчитайте цену деления шкалы на выбранном участке по формуле ЦД = (В-А)/n е) установите цену деления шкалы на других участках. 3. Установите пределы измерения прибора: а) выделите крайние штрихи на шкале; б) установите значение физической величины, соответствующее нижней границе шкалы (Xmin); запишите; в) установите значение физической величины, соответствующее верхней границе шкалы (Xmax); запишите. 4. Опишите характеристики прибора.	В = 9 В     А= 6 В   От штриха «6» до штриха «9» - 6 делений. n = 6 ЦД = (9-6) В/6 дел= 0,5 В/дел     Все участки одинаковы.   Крайними являются штрихи с цифрами «0» и «12». Umin= 0 В     Umax= 12 В     Вольтметр измеряет напряжение от 0 до 12 В. Цена деления его шкалы - 0,5 В/дел.

 

Задание 7. Снимите показания приборов, шкалы которых изображены на рис. 1-6. (Определите значение физической величины, соответствующее положению указателя при данном измерении.)

Способ выполнения	Решение для прибора № 1
1. Выделите указатель и ближайший к нему штрих шкалы. 2. Выделите ближайший к указателю штрих с цифрой в сторону нуля шкалы. 3.Установите значение физической величины (А), соответствующее этому штриху. Запишите. 4. Подсчитайте число (к) делений на выделенном участке шкалы. Запишите. 5. Рассчитайте значение физической величины, соответствующее положению указателя, по формуле Xотсч = А+ ЦД·к.	А = 3 В к = 2 дел Uотсч = 3 В + 0,5 (В/дел) * 2 дел = 4 В

Задание 8. По показаниям приборов в задании 7 запишите измеренное значение физической величины с учетом погрешности отсчета по шкале.

Способ выполнения	Решение для прибора № 1
1. Установите погрешность отсчета по шкале (∆X= ЦД/2). Запишите. 2. Запишите измеренное значение физической величины, X=Xотсч+ ∆X	∆U= 0,25 В   U = (4 ± 0,25) В

 

Тема 2. Первоначальные сведения о строении вещества

Новые элементы знаний

№	Формулировка элемента знаний
1.	тела состоят из частиц, между которыми есть промежутки; из-за этого тела могут изменять размеры и форму, смешиваться, разрушаться.
2.	изменение размеров тел объясняется тем, что расстояние между частицами увеличивается или уменьшается
3.	изменение формы тел объясняется тем, что расположение частиц друг относительно друга изменяется
4.	разрушение тел объясняется тем, что группы частиц сдвигаются друг относительно друга на значительные расстояния
5.	перемешивание объясняется тем, что частицы одного тела располагаются между частицами другого тела
6.	молекула - наименьшая частица данного вещества
7.	молекулы одного и того же вещества одинаковы
8.	молекулы разных веществ отличаются размерами и строением
9.	молекулы имеют размер порядка 10-8 - 10-10 м
10.	измерить размер молекул можно методом тонкой пленки и по фотографии, сделанной с помощью электронного микроскопа
11.	молекулы непрерывно и хаотически движутся; из-за этого происходят такие явления, как диффузия, испарение, броуновское движение, давление газа
12.	диффузия - явление самопроизвольного перемешивания веществ в твердом, жидком или газообразном состояниях
13.	броуновское движение - это беспорядочное движение (дрожание) нерастворимых в жидкости или газе частичек
14.	диффузия объясняется тем, что молекулы одного тела, непрерывно двигаясь, проникают между молекулами другого тела
15.	давление газа объясняется тем, что одновременно большое число движущихся молекул ударяется о стенку сосуда
16.	испарение объясняется тем, что некоторые молекулы вылетают через поверхность тела
17.	броуновское движение объясняется тем, что число ударов молекул о частицу в каждый момент неодинаково с разных сторон
18.	скорость движения молекул связана с температурой тела: чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы; из-за этого при более высокой температуре диффузия и испарение происходят быстрее, броуновское движение интенсивнее, а давление газа больше.
19.	молекулы взаимодействуют - притягиваются и отталкиваются; из-за этого тела обладают упругостью и могут слипаться
20.	молекулы разных веществ взаимодействуют сильнее или слабее; из-за этого жидкости растекаются (смачивание) или собираются каплями (несмачивание) на поверхности твердого тела или другой жидкости
21.	смачивающая жидкость поднимается по тонким трубкам - капиллярам
22.	чем тоньше капилляр, тем на большую высоту в нем поднимается жидкость
23.	твердые тела сохраняют форму и объем, их трудно сжать
24.	жидкости сохраняют объем, принимают форму сосуда, трудно сжимаемы
25.	газы занимают весь предоставленный объем, легко сжимаемы
26.	в газах молекулы расположены на расстояниях, много больших размеров самих молекул, движутся по всему объему, взаимодействуют (отталкиваются) только при столкновениях
27.	в жидкостях расстояния между молекулами сравнимы с размерами молекул, молекулы движутся около определенных положений и время и от времени «перескакивают» в другие положения, силы взаимодействия молекул значительные
28.	в кристаллических твердых телах расстояния между молекулами сравнимы с размерами молекул, расположены молекулы в строгом порядке, каждая движется около определенного положения, силы взаимодействия значительные.

 

Задание 1. Опишите изменения в расположении частиц конкретных тел при деформации, смешивании, изменении размеров.

1. Леска растянулась, когда рыбак вытягивал рыбу из реки.

2. Удочка прогнулась под тяжестью рыбы.

3. Провода летом провисают, а зимой натягиваются.

4. Чашка, упавшая на пол, разбилась.

5. Девочки натянули резинку для игры.

6. Крем приобретает розовую окраску, когда в него добавляют свекольный сок и размешивают.

7. Гитарную струну оттянули.

8. Ступеньки лестницы "стираются" при длительной ходьбе.

9. Пластмассовую крышку нагрели перед тем, как снять с банки.

1О. Мел крошится.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Установите, с каким телом, и какие изменения произошли.	Леска растянулась, ее длина увеличилась.
2. Вспомните модель, объясняющую такие изменения.	При увеличении размеров тела расстояния между частицами увеличиваются.
3. Опишите изменения в расположении частиц рассматриваемого тела.	Расстояния между частицами лески увеличились, поэтому она растянулась.

 

Задание 2. Установите, одинаковы ли молекулы, из которых состоят следующие тела.

1. Сухой лед и пар над ним

2. Кристаллики марганцовки и акварельной краски такого же цвета

3. Речной песок и стекло, сваренное из него

4. Капельки тумана и клубы пара над чайником

5. Алмаз, состоящий из углерода, и фионит (искусственный алмаз).

6. Стекло и оргстекло

7. Сталь в доменной печи и стальной гвоздь

8. Углекислый газ в атмосфере Венеры и углекислый газ в атмосфере Земли

9. Алюминиевая и стальная спицы одинаковой толщины.

10. Пары ртути в лампе дневного света и ртутный столбик термометра.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Выделите два тела, молекулы которых нужно сравнить.	Сухой лед и пар над ним.
2. Установите вещество каждого тела.	Пар образовался изо льда, Пар и лед – из одного вещества.
3. Сделайте вывод.	Молекулы, из которых состоят сухой лед и пар над ним, одинаковы.

 

Задание 3. Опишите поведение молекул при диффузии, давлении газа, испарении и броуновском движении в следующих ситуациях.

1. Частички дыма "висят" в воздухе и медленно падают на землю.

2. Шкаф, долго стоявший на одном месте, "прирос" к полу.

3. Художник для получения краски нужного цвета смешивает на палитре кистью краски нескольких цветов.

4. Природный газ, при неправильной эксплуатации может разорвать баллон, в котором он находится.

5. Белье разных цветов, замоченное вместе, закрасилось.

6. Огурцы просолились через несколько дней после засолки.

7. Шарик раздувается при наполнении его гелием.

8. В воде любого водоема растворен воздух.

9. Мелкие капельки подсолнечного масла, попав в банку с водой, очень медленно всплывают на поверхность.

1О. Краска "въелась" в деревянный пол.

11. Для составления гербария, растения высушивают.

12. Для того, чтобы пианино не рассыхалось, в него ставят банку с водой.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Установите, какое явление происходит в ситуации.	Броуновское движение частиц дыма в воздухе.
2. Вспомните модель, с помощью которой объясняется такое явление.	Частица движется хаотически под ударами хаотически движущихся молекул, так как число ударов с разных сторон неодинаково в разные моменты времени.
3. Опишите поведение молекул конкретных тел.	Падение частичек дыма замедляется вследствие хаотических ударов молекул воздуха, число которых неодинаково с разных сторон в разные моменты времени.

Задание 4. Объясните следующие ситуации на основе связи температуры тела и скорости движения его молекул.

1. Лужи быстрее высыхают на солнце, чем в тени.

2. Белье быстрее сохнет на ветру, чем в тихом месте.

3. В 1896 г. английский металлург Робертс-Лустен изобрел технологию диффузионной сварки. Он прижал друг к другу золотой диск и свинцовый цилиндр и поместил их на 10 дней в печь, где поддерживалась температура 200^оС. Когда печь открыли, разъединить диск и цилиндр оказалось невозможно, золото и свинец буквально "проросли" друг в друга.

4. На поверхности молока, налитого в сосуд, через некоторое время образуются сливки. Это жир, входящий в состав молока, собирается капельками и всплывает на поверхность. Сливки в холодильнике отстаиваются быстрее, а в теплом помещении медленнее.

5. Запах березового веника в жаркой бане распространяется быстрее, чем в холодной комнате.

6. Огурцы быстрее просаливаются в горячей воде, чем в холодной.

7. При использовании фена волосы высыхают тем быстрее, чем теплее воздух.

8. Грибы высыхают около плиты, а забытые в корзине - гниют.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1.Установите, какое явление происходит.	Описано испарение воды из лужи
2.Выделите состояния с разной температурой.	в тени и на солнце.
3. Вспомните модель, объясняющую такое явление.	Молекулы вещества при более высокой темпера- туре движутся быстрее, и больше молекул покидает поверхность вещества за одно и то же время, чем при низкой температуре.
4. Сравните поведение молекул конкретных тел.	Лужи быстрее высыхают на Солнце, так как в нагретой воде молекулы движутся быстрее, и больше молекул улетает из лужи за одно и то же время, чем в тени, где вода холоднее.

Задание 5. Объясните взаимодействием молекул следующие ситуации.

1. Если разрезать яблоко пополам, а затем половинки соединить, то они не распадутся сразу.

2. Натянутая тетива лука выталкивает стрелу.

3. Притертую пробку флакона трудно открыть.

4. Прижатый к железной палке на морозе язык, трудно оторвать.

5. Два кусочка пластилина легко соединить в один.

6. Гвоздь не воткнешь в стену без молотка.

7. К магниту "прилип" гвоздь.

8. Две части разбившейся фарфоровой чашки не соединяются в одну.

9. Резиновый мяч трудно сжать руками.

10. Два стеклышка, плотно прижатые друг к другу гладкими поверхностями, трудно разъединить.

11. Трос, к которому прикреплен человек в аттракционе "Тарзан", то растягивается, то сжимается.

12. Мокрую газету трудно оторвать от стола.

 

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Установите, какое явление описано в ситуации.	Слипание половинок яблока.
2. Вспомните модель, объясняющую явление.	При сближении тел молекулы начинают взаимодействовать, причем преобладает притяжение, и тела слипаются.
3. Опишите взаимодействие молекул конкретных тел.	При соединении половинок яблока молекулы выделяющегося сока так сближаются, что начинают притягиваться друг к другу, а половинки яблока слипаются.

 

Задание 6. Объясните следующие ситуации на основе зависимости сил взаимодействия молекул от расстояния между ними и различий во взаимодействии молекул разных веществ.

1. Оторванную подошву ботинок можно приклеить.

2. Вода на жирной сковороде собирается в шарики.

3. В условиях невесомости любая жидкость собирается в шарики.

4. Лак очень быстро растекается по поверхности паркета.

5. На полиэтиленовом пакете разлитое подсолнечное масло собирается в капельки.

6. На поверхности лужи растекается бензин, образуя бензиновые пятна.

7. Перья водоплавающих птиц не намокают, так как они всегда покрыты слоем жирного вещества.

8. Крем легко наносится на кожу.

9. По сосне струйкой течет смола, не растекаясь по коре.

1О. Растаявшее мороженое протекает через бумажную упаковку.

 

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Выделите соприкасающиеся тела.	Клей смачивает поверхности подошвы и ботинка.
2. Установите, растекается ли жидкость.	Клей растекается по поверхности подошвы.
3. Вспомните модель, объясняющую явление.	Если притяжение к молекулам жидкости меньше, чем к молекулам твердого тела, то молекулы жидкости стремятся сблизиться с молекулами твердого тела, и жидкость растекается.
4. Сравните взаимодействие молекул жидкости между собой и с молекулами твердого тела (другой жидкости).	Молекулы клея сильнее притягиваются к молекулам подошвы и ботинка, чем друг к другу, поэтому клей растекается по поверхностям подошвы и ботинка.

 

Задание 7. Сравните молекулы тел, их расположение, движение и взаимодействие.

1. Сухой лед и пар над ним.

2. Пары ртути в лампе дневного света и столбик ртути в термометре.

3. Кусок пластилина и пластилиновый бегемотик из него.

4. Клубничный сок, который пьете вы, и чай, который пьет Ваш друг.

5. Сырое и вареное яйцо.

6. Твердый кусок пластилина положили на батарею, он растаял.

7. Расплавленный сургуч, которым капнули на посылку, и сургучная

печать, образовавшаяся на ней.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1.Выделите тела из одного вещества и установите их агрегатное состояние.	Сухой лед (твердое тело) и пар над ним (газ).
2.Вспомните модели строения тел в этих агрегатных состояниях.	В твердом теле молекулы.... В газе молекулы....
3. Опишите отличия в расположении молекул выделенных тел и расстоянии между ними.	Молекулы льда расположены в строгом порядке, находятся в определенных положениях. Молекулы пара не имеют определенных положений. Расстояние между молекулами льда меньше, чем между молекулами пара.
4.Опишите отличия в движении молекул выделенных тел.	Молекулы льда колеблются около определенных положений, а молекулы пара хаотически движутся по всему объему.
5. Опишите отличия во взаимодействии молекул этих тел.	Взаимодействие молекул льда сильнее, чем молекул пара.

 

Тема 3. Механические явления

Новые элементы знаний

№	Формулировка элемента знаний
29.	Механическое движение – это явление изменения положения тела относительно других тел. Тело, относительно которого рассматривается положение какого-либо объекта, называется телом отсчета.
30.	Траектория – это линия, каждая точка которой изображает положение движущегося тела в определенный момент времени.
31.	Пройденный путь – это физическая величина, характеризующая изменение положения тела и равная длине траектории между начальным и конечным положениями.
32.	Путь – это физическая величина, характеризующая изменение положения тела и равная длине траектории между его начальным и конечным положениями.
33.	Скорость равномерного движения – это физическая величина, показывающая, какой путь проходит тело на единицу времени и равная отношению пути ко времени, за которое пройден этот путь.
34.	Средняя скорость – это физическая величина, характеризующая неравномерное движение на некотором участке траектории и равная скорости равномерного движения на том же участке за то же время.
35.	График зависимости пути от времени для равномерного движения – это график прямой пропорциональности. Угол наклона прямой тем больше, чем больше скорость движения
36.	Уравнение зависимости пути от времени для равномерного движения – это уравнение прямой пропорциональности s = υt, в котором коэффициент пропорциональности – это модуль скорость движения υ.
37.	Движение по инерции – это движение тел, первоначально движущихся как целое, друг относительно друга, возникающее при резком изменении скорости движения одного из них. или Движение по инерции – это сохранение состояния движения или покоя тела (его части) относительно некоторого тела отсчета при внешнем воздействии на это тело вследствие его инертности, то есть невозможности мгновенного изменения скорости.
38.	Масса – физическая величина, характеризующая инертность тел и равная произведению массы эталона на отношение ускорения эталона к ускорению тела при их взаимодействии m т = mэт a эт/ a т. Инертность – свойство тел, состоящее в том, что скорость любого тела нельзя изменить мгновенно: на него должно действовать другое тело в течение некоторого промежутка времени. Чем больше этот промежуток, тем инертнее тело (при одинаковом воздействии).
39.	Плотность вещества – физическая величина, показывающая, какова масса единицы объема вещества, и равная отношению массы сплошного тела из данного вещества к его объему.

Задание 1. Укажите, относительно каких тел объект находится в покое, а относительно каких – движется.

1. Мальчик катает сестренку на санках.

2. Группа самолетов на параде одновременно выполняет фигуры высшего пилотажа, сохраняя заданный строй. (один из самолетов)

3. Черепаха, к панцирю которой прилип кленовый лист, ползет по лужайке.

4. Парашютист выпрыгивает из самолета.

5. Пассажир едет в автобусе.

6. Маневренный тепловоз тянет за собой 10 вагонов.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Выделите объект, движение или покой которого требуется установить. 2. Выделите окружающие тела и примите за тела отсчета. 3. Установите, произошло ли изменение положения тела относительно каждого из тел отсчета.   4. Сформулируйте ответ.	Сестренка     Санки, дорога, мальчик   Относительно санок положение сестренки не изменилось. Относительно дороги положение сестренки изменилось. Относительно мальчика положение сестренки не изменилось. Сестренка покоится относительно санок и мальчика и движется относительно дороги.

 

Задание 2. Постройте траекторию движения следующих тел.

1. Бросьте мяч и поймайте его после удара о стену.

2. Первоклассница внимательно следит за кончиком ручки, выводя букву " п ".

3. Девочка наблюдает за красивой бабочкой, "заснувшей" на цветке. Через некоторое время цветок начинает раскачиваться на ветру.

4. Вы наблюдаете за спортсменом, тренирующимся на велотреке.

5. Вы наблюдаете за комьями грязи, вылетающими из-под заднего колеса автомобиля.

6. Запустив двигатель, пилот самолета отслеживает движение лопастей пропеллера.

7. Поднимаясь из узкого ущелья, пилот вертолета наблюдает за движением края винта.

8. За движением края винта следит человек, стоящий в ущелье.

9. Вы наблюдаете за движением кленового листа, прилипшего к колесу проезжающего мимо велосипеда.

10. Вы следите за движением луны в период полнолуния.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 8
1. Выделите какую либо точку тела. 2. Выделите и изобразите несколько положений этой точки в разные моменты наблюдения. 3. Соедините эти точки плавной линией. 4. Установите форму линии.	Центр мяча Замкнутая кривая

 

Задание 3. Найдите значение пройденного пути в следующих ситуациях.

1. Улитка, взбираясь на цветок, длина стебля которого 50 см, добралась до середины.

2. Для закупки продуктов Вы прошли по шоссе до магазина 800 м, затем до станции еще 300 м и вернулись домой через лес.

3. Вы на машине приехали на дачу, расстояние до которой от Вашего дома, измеренное по карте, составляет 40 км. Спидометр машины, который был выставлен на "0" перед выездом, показывает 51 км.

4. Воду качают насосом из скважины глубиной 30 м.

5. Муравей поднялся от земли до Вашей макушки.

6. Вы сели в первый вагон метро, проехали несколько станций и вышли из последнего вагона. Поезд проделал путь 5800 м. Длина поезда примерно 120 м.

7. Вы выехали на шоссе на 21-ом километре, а повернули к озеру на 85-ом.

8. Наблюдая за Луной, Вы заметили ее полный диск в определенном месте на небе. Через три дня Вы обнаружили Луну в том же месте, но диск уменьшился. Расстояние между центрами Луны и Земли - 384 000 км.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Выделите начальное и конечное положения тела.	Луна в одном и том же месте неба в первый день наблюдения и через три дня.
2. Постройте траекторию движения между этими положениями. Обозначьте путь.	Луна прошла окружность три раза.
3. Найдите длину этого участка траектории.	S = 3·2πr S = 6.3,14.384000 км = 7230000 км

 

Задание 4. Установите объекты, движение которых описано в следующих ситуациях.

1. Расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга (650 км) объект 1 преодолевает за 9 часов, объект 2 - за 0,03 с.

2. Расстояние от дома до Детской площадки (300 м) объект 3 преодолевает за 1 с, объект 4 - за 60 с.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Найдите путь (S, в метрах), пройденный телом. 2. Найдите время (t, в секундах), за которое пройден этот путь. 3. Рассчитайте отношение S /t.   4. Найдите в таблице объект, скорость которого близка к рассчитанной.	650 000 м υ = ------------------ = 9·.60·.60 с 650 000 м = --------------- ≈ 20 м/с 32 400 с С такой скоростью может двигаться скворец.

 

Задание 5. Найдите значение одной из величин, описывающих равномерное и неравномерное движение на участке.

1. Вы - детектив - определяете область поиска преступника, который вышел из известного дома 20 минут назад и старается скрыться из города предположительно на машине марки "Жигули".

2. Автобус первые 4 км пути проехал за 12 минут, а следующие 12 км - за 18 минут. Найдите среднюю скорость на всем пути.

3. Для измерения скорости движения поезда Вы - пассажир с помощью часов измерили промежуток времени (90 с) между моментами, когда поравнялись с километровыми столбами с цифрами 85 и 87. Какое значение скорости у вас получилось?

4. Вы переплываете реку перпендикулярно течению. Какое расстояние Вам придется пройти вверх по течению, чтобы попасть в точку, расположенную напротив того места, откуда Вы начали движение. Скорость течения реки - 0,2 м/с, а Вы способны плыть со скоростью 0,5 м/с. Ширина реки - 9 м.

5. Успеет ли велосипедист встретить поезд, если он выезжает из дома, отстоящего от вокзала на 24 км, за 2 часа до прихода поезда? Скорость велосипедиста на этом участке 8 км/ч.

6. Какое расстояние успеет пролететь муха, за которой гонится скворец, если он заметил ее на расстоянии 5 м?

7. Попадете ли вы в книгу рекордов Гиннесса в раздел "максимальная скорость", если сумеете на велосипеде, разогнавшись, за одну секунду преодолеть расстояние (68,3 м) между двумя домами? Предыдущий рекорд составил 245 км/ч.

8. Через сколько времени до Земли дойдет радиосигнал, посланный "братьями по разуму" с Альфа-Центавры, которая находится на расстоянии 39000000000000 км? При расчетах примите 1 год равным 30000000 с.

9. Попадет ли мяч для игры в гольф в лунку, расположенную на расстоянии 100 м от места удара, если он движется в направлении лунки в течение четырех секунд со скоростью 20 м/с?

10. Является космическая станция искусственным спутником Земли, или она направляется к другим планетам, если за одну минуту она пролетает 480 км? Для полетов к другим планетам скорость должна быть не менее 11,9 км/с (вторая космическая скорость).

Задание 6. Объясните движение по инерции тела в следующих ситуациях.

1. При повороте автобуса налево пассажир отклоняется вправо по ходу движения.

2. При резком торможении автомобиля пассажиры наклоняются вперед, а при разгоне - назад.

3. При ударе рукояткой о стол молоток насаживается на нее.

4. Поскользнувшийся человек падает назад, а споткнувшийся – вперед.

5. Автомобиль после выключения двигателя продолжает движение.

6. При встряхивании термометра столбик ртути опускается вниз.

7. При ударе о занавеску, из нее вылетает пыль.

8. При встряхивании мокрыми руками летят брызги.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Выделите тело 1, движение которого требуется объяснить.	Требуется объяснить наклон туловища пассажира.
2. Выделите тело 2, относительно которого происходит движение по инерции.	Туловище пассажира сдвигается (наклоняется) относительно его ног.
3. Выделите тело 3, под действием которого изменилась скорость тела 2. 4. Установите первоначальное направление движения тел.	Ноги поворачивают налево относительно дороги вместе с полом автобуса. Первоначально пассажир и автобус движутся прямо относительно дороги.
5.Установите направление движения тела 1 относительно тела 2 вследствие невозможности мгновенного изменения скорости движения.	Туловище сохраняет движение прямо относительно дороги и смещается вправо относительно ног и пола автобуса.
Сформулируйте ответ.	При повороте автобуса влево ноги движутся также влево, а туловище продолжает некоторое время движение вперед и смещается вправо относительно ног, то есть человек наклоняется вправо.

 

Задание 7. Найдите неизвестную массу тела в следующих ситуациях.

1. Человек массой 80 кг выпрыгнул из причалившей лодки со скоростью 2,4 м/с, при этом лодка начала двигаться со скоростью 1,6 м/с в противоположную сторону.

2. Пуля массой 10 г вылетела из автомата со скоростью 700 м/с. Вследствие отдачи автомат приобрел скорость 1,6 м/с.

3. К неподвижному магниту массой 300 г притягивается железная скрепка, двигаясь со скоростью 2 м/с.

4. Две игрушечные машинки, масса одной из них 600 г, движутся навстречу друг другу и после удара останавливаются. Скорость машинки с известной массой была 2 м/с, скорость другой машинки 3 м/с.

5. Вагон массой 60 т подходит к неподвижной платформе со скоростью 0,2 м/с и ударяется буферами, после чего платформа получает скорость 0,4 м/с, а вагон останавливается.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Выделите взаимодействующие тела.	Лодка и человек начинают двигаться от толчка человека.
2. Выделите тело известной массы.	m1 = 80 кг
3. Установите, на сколько изменилась скорость этого тела.	υ1 = 2,4 м/с
4. Установите, на сколько изменилась скорость тела неизвестной массы.	υ2 = 1,6 м/с
5. Запишите определительную формулу массы и произведите расчет неизвестной массы.	m2 = m1·υ1/υ2 m2 = 80 кг (2,4/1,6 ) = 120 кг

 

Задание 8. Установите, из какого вещества сделано каждое их следующих тел.

1. Кольцо массой 3 г 10 мг имеет объем 0,14 см³.

2. При взвешивании газа учитель откачал воздух из стеклянного шара объемом 1 л и уравновесил его на весах. Затем заполнил шар газом и вновь уравновесил, доложив гирьки массой 1,75 г.

3. Термометр заполнен жидкостью, масса которой 6,8 г, а объем 0,5 см³.

4. В цистерне вместимостью 50 м³ перевозят жидкость массой 162 т.

5. Воздушный шар массой 100 кг и объемом 250 м³ заполнен газом.

6. Резиновый шар массой 100 г, раздулся при наполнении газом до объема 100000 см³. Масса шара после надувания - 118 г.

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Выделите тело, вещество которого требуется установить.	Требуется установить вещество, из которого сделано кольцо.
2. Найдите массу тела и его объем.	m = 3,01 г, V = 0,14 см3
3. Рассчитайте отношение массы к объему.	3,01 г ρ = --------- = 21,5 г/см3 0,14 см3
4. Найдите по таблице вещество с такой плотностью и сформулируйте ответ.	Кольцо сделано из платины.

 

 

Тема 4. Тепловые явления

Новые элементы знаний

№	Формулировка элемента знаний
1. 1	беспорядочное, непрерывное движение частиц, из которых состоят тела, связанное с температурой тел, называют тепловым движением
2. 2	энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называют внутренней энергией тела
3. 3	кинетическая энергия молекул зависит скорости их движения, и увеличивается при повышении температуры тела
4.	потенциальная энергия молекул изменяется при изменении расстояния между ними
5.	внутренняя энергия тела изменяется при изменении скорости движения его молекул, то есть при изменении его температуры, и при изменении расстояния между молекулами
6.	внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершением работы и теплопередачей
7.	теплопередача – это вид взаимодействия между телами, имеющими разную температуру, при их непосредственном контакте или на расстоянии, в результате которого изменяется внутренняя энергия тел
8.	теплопередача – это процесс переноса внутренней энергии от более нагретого к менее нагретому телу
9.	закон сохранения и превращения энергии глаcит, что механическая и внутренняя энергия тел при их взаимодействии переходит от одного тела к другому или превращается из одного вида в другой
10.	теплопроводность - это вид теплопередачи, осуществляемый путем соударения и обмена энергией между частицами соприкасающихся тел.
11.	теплопроводность - это явление самопроизвольного выравнивания температуры различно нагретых частей тела без переноса вещества
12.	свободная конвекция – это вид теплопередачи в жидкости или газе, осуществляемый путем перемещения теплых слоев вверх, а холодных - вниз
13.	теплопроводность – это вид теплопередачи, осуществляемый путем соударения и обмена энергией между частицами соприкасающихся тел или частей одного тела
14.	теплопроводность вещества – это свойство, состоящее в том, что теплопроводность в разных веществах происходит с разной скоростью
15.	разные вещества и в разных агрегатных состояниях обладают разной теплопроводностью: хорошей теплопроводностью обладают металлы; плохой является теплопроводность газов
16.	тела с плохой теплопроводностью называют теплоизоляторами; наилучшим теплоизолятором является вакуум.
17.	излучение – это вид теплопередачи, осуществляемый путем излучения более нагретым телом, распространения излучения и его поглощения менее нагретым телом
18.	излучение - это объект, возникающий вокруг любого тела (источника излучения), который может распространяться как в среде, так и в вакууме
19.	интенсивность излучения тем больше, чем выше его температура и темнее поверхность
20.	поглощение излучения тем больше, чем темнее поверхность тела.
21.	количество теплоты – физическая величина, характеризующая теплопередачу, численно равная изменению внутренней энергии тела в этом процессе: Q = DU; единица количества теплоты - 1 Дж
22.	изменение внутренней энергии тела при нагревании прямо пропорционально его массе и изменению температуры, DU m(t2 – t1).
23.	изменение внутренней энергии тела при нагревании и охлаждении прямо пропорционально его массе и изменению температуры и зависит от рода вещества, DU = сm(t2 – t1)
24.	удельная теплоемкость вещества – это физическая величина, описывающая свойство вещества при нагревании (у тел из разных веществ одинаковой массы по-разному изменяется внутренняя энергия при одинаковом изменении температуры) и равная отношению изменения внутренней энергии тела из данного вещества к массе тела и изменению его температуры, с =DU/m(t2 – t1);
25.	Единица удельной теплоемкости вещества – 1 Дж/кг.0С.
26.	изменение внутренней энергии тел при теплопередаче между ними в теплонепроницаемой оболочке равно нулю: DU1+DU2+ DU3 +...= 0.
27.	теплота сгорания (энергия) топлива или количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива, - это количество теплоты теплопередачи между горячими продуктами сгорания топлива и окружающей средой
28.	удельной теплотой сгорания топлива называется физическая величина, описывающая теплотворную способность топлива и равная отношению выделившегося количества теплоты (Q) к массе (m) сгоревшего топлива: q=Q/m. Единицей удельной теплоты сгорания топлива является 1 Дж/к г
29.	теплота сгорания топлива прямо пропорциональна массе сгоревшего топлива и зависит от вида топлива: Q=qm.

 

Задачи-упражнения

Задание 1. Установите, изменяется ли внутренняя энергия тела в предложенных ситуациях.

1. Пластмассовые шарики со льдомбросилив газированную воду.

2. Хрустальный бокал упал со стола и, ударившись о пол, разбился на несколько осколков.

3. Кубик льда растаял в стакане с соком.

4. Человек поднимается в лифте на 7 этаж.

5. На футбольный мяч сели.

6. Чайник с водой нагревают на электрической плите.

7. Яблоко, оторвавшись от ветки, упало на землю и треснуло.

8. Девочка надула воздушный шарик.

9. Горячий чай стоит на столе.

10. Рабочий забивает в стену гвоздь, который при этом нагревается.

 

Способ выполнения

Решение для ситуации № 1

1. Выделить тело, изменение внутренней энергии которого требуется установить. 2. Установить, изменяется ли температура тела, и сделать вывод об изменении кинетической энергии молекул. 3. Установить, изменяется ли расстояние между молекулами, и сделать вывод об изменении их потенциальной энергии. 4. Сформулировать ответ.

Требуется установить изменение внутренней энергии газированной воды. Вода охлаждается от льда, значит, Ек молекул уменьшается.     При охлаждении объем воды уменьшается, расстояния между молекулами уменьшаются, и Ер частиц уменьшается. Внутренняя энергия газированной воды уменьшается, так как при ее охлаждении от льда уменьшается температура и объем воды, то есть уменьшается кинетическая и потенциальная энергия молекул.

 

Задание 2. Установите причину изменения внутренней энергии тела в следующих ситуациях.

1. Горячий хлеб остывает.

2. Колеса легкового автомобиля разогреваются при длительной езде.

3. Пила сильно нагревается, если ею пилить долгое время.

4. Болид сильно разогревается, двигаясь в плотных слоях атмосферы.

5. Туристы подогрели воду на костре.

6. После дождя температура воздуха понизилась.

7. Юные “физики” положили на рельсы гвоздь, который после прохода поезда оказался сплющенным и сильно разогретым.

8. В солнечную погоду крыша дома сильно раскалилась.

9. Вода в ванной нагрелась при доливании в нее кипятка.

10. Днем в парнике становится теплее.

11. Своя ситуация

Способ выполнения	Решение для ситуации №1
1. Выдели тело, внутренняя энергия которого изменяется.	Изменяется внутренняя энергия горячего хлеба.
2. Установи, увеличивается или уменьшается внутренняя энергия	Хлеб остывает, значит его внутренняя энергия уменьшается.
3. Выдели тела, с которыми взаимодействует исследуемое тело.	Хлеб контактирует с подставкой и воздухом.
3. Для каждой пары взаимодействующих тел: а) установи, совершается ли механическая работа при взаимодействии; сделай вывод об изменении внутренней энергии при совершении работы; б) установи, имеют ли тела разную температуру; сделай вывод об изменении внутренней энергии при теплопередаче между телами.	Хлеб не перемещается и не деформируется, то есть механическая работа не совершается.   Температура подставки и воздуха меньше, чем хлеба. Значит, при теплопередаче между хлебом и этими телами внутренняя энергия хлеба уменьшается.
4. Сделай вывод о причине изменения внутренней энергии тела.	Внутренняя энергия хлеба уменьшается за счет теплопередачи между горячим хлебом и более холодными воздухом и подставкой.

 

Задание 3. Опишите превращение механической и внутренней энергии в следующих ситуациях.

1. Трением палочки о доску добывают огонь.
2. При шторме морская вода нагревается.
3. Пар в кастрюле поднимает крышку.
4. Струя воды, ударяя о тело человека, вызывает нагревание и покраснение кожи.
5. В горячий чай добавляют холодные сливки.
6. В смеситель поступает холодная и горячая вода.
7. При движении колеса автомобиля нагреваются.
8. Пуля, пробившая стену, нагрелась.

 

Задание 4. Опишите виды теплопередачи, в результате которых происходит выравнивание температуры тела в следующих ситуациях.

1. Для охлаждения молочного коктейля, в него бросили кусочки льда.

2. Для охлаждения кипятка чайник поставили на лед.

3. Из-за того, что кипятильник оказался коротким, его погрузили до середины стакана с водой и включили в сеть. При этом верхний слой воды закипел, а нижний остался холодным.

4. Чайник с холодной водой поставили на электрическую плиту.

5. Воздух в комнате хорошо прогревается при помощи батареи, установленной под окном.

6. В жаркий солнечный день верхний слой воды прогревается хорошо, а нижние слои прогреваются слабо.

7. Воздух в парнике прогревается постепенно от земли, которая нагревается солнечными лучами.

 

Способ выполнения	Решение для ситуации № 1
1. Выделите неравномерно нагретое тело. 2. Установите, является ли оно твердым, и сделайте вывод о теплопроводности. 3. Для жидкости или газа установите, какие слои более нагреты, и сделайте вывод об их движении. 4. Сформулируйте ответ.	Молочный коктейль сверху охлаждается льдом, а снизу - теплый.   Это - жидкость, в которой нижние слои нагреты и, следовательно, будут подниматься вверх. Коктейль охлаждается в результате конвекции: охлаждаемые льдом верхние слои опускаются, а теплые снизу - поднимаются.