КРАТКОЕ ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
(ПРИ ДВУХ УРОКАХ В НЕДЕЛЮ)
К 13-му изданию учебника , «ФИЗИКА. 9 КЛАСС»
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие......................................................................................................................................с.
Таблица тематического и поурочного планирования
Тема 1. Законы взаимодействия и движения ч)………………………………………………………….с.
Тема 2. Механические колебания и волны. Звук (12 ч)………………………………………………………….с.
Тема 3. Электромагнитное поле (19 ч)………………………………………………………………………….…с.
Тема 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер (11 ч)…….......……………с.
Приложения
Приложение 1. Задачи
К теме 1………………………………………………………………………………………………………………..с.
К теме 2..........................................................................................................................................................................с.
К теме 3..........................................................................................................................................................................с.
К теме 4..........................................................................................................................................................................с.
Для повторения материала курсов физики 7 и 8 классов.........................................................................................с.
Приложение 2. Тексты самостоятельных и контрольных работ (в 4-х вариантах с ответами)
Тема 1..............................................................................................................................................................................с.
С. Р.1 (по материалу §1-8, урок 10/10)....................................................................................................................с.
К. Р.№1 (по материалу §1-23, урок 24/24)...............................................................................................................с.
Тема 2...............................................................................................................................................................................с.
К. Р.№2 (по материалу §24-26, 28-38, урок 35/11...................................................................................................с.
Тема 3...............................................................................................................................................................................с.
С. Р.2 (по материалу §42-51, урок 47/11).................................................................................................................с.
С. Р.3 (по материалу §52-56, 58-60, 62, урок 55/19).................................................................................................с.
Тема 4.................................................................................................................................................................................с.
К. Р.№3 (по материалу §65-79, урок 65/10)...............................................................................................................с.
Приложение 3. Инструкции к новым (т. е. отсутствующим в 1-12 изданиях ПГ-9) демонстрационным
опытам и фронтальным лабораторным работам
Демонстрационные опыты
Тема 1...................................................................................................................................................................................с.
Опыт 1(1). Равномерное движение ............................................................................................................................с.
Опыт 2(2). Перемещение при прямолинейном равномерном движении...............................................................с.
Опыт 3(3). Неравномерное движение. Понятие средней скорости ........................................................................с.
Опыт 4(4). Определение мгновенной скорости ........................................................................................................с.
Опыт 5(5). Определение ускорения при равноускоренном движении ...................................................................с.
Опыт 6(6). Зависимость скорости от времени при равноускоренном движении...................................................с.
Опыт 7(7). Путь, пройденный телом при равноускоренном движении (Вариант 1).............................................с.
Опыт 8(11). Проявление инерции................................................................................................................................с.
Опыт 9(12). Зависимость ускорения от величины силы и массы............................................................................с.
Опыт 10. Экспериментальная задача (на III закон Ньютона)..................................................................................с.
Опыт 11. Реактивное движение. Модель ракеты.......................................................................................................с.
Тема 2...................................................................................................................................................................................с.
Опыт 12.
Ч.1. Повторение закона Гука и измерение коэффициента жёсткости резинового шнура..................................с.
Ч.2. Период колебаний пружинного маятника………......…………….……….....…….…………..с.
Опыт 13. Вынужденные колебания.............................................................................................................................с.
Тема 3....................................................................................................................................................................................с.
[Опыт 14(13). Интерференция света в мыльной плёнке]............…......………… ……………………..………….с.
[Опыт 15(14). Интерференция света в схеме Юнга]...................................................................................................с.
Тема 4.....................................................................................................................................................................................с.
Опыт 16. Оценка периода полураспада находящегося в воздухе газа радона и продуктов его распада............с.,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
Новая лабораторная работа
Тема 4......................................................................................................................................................................................с.
№6. Измерение естественного радиационного фона дозиметром (выполняется коллективно под руководством учителя)....................................................................................................................................................................................с.
Список методических пособий по демонстрационному эксперименту,
на которые даются ссылки в Таблице..............................................................................................................................с.
Предисловие
Данное пособие для учителя представляет собой тематическое и поурочное планирование (далее – Планирование) к 13-му и последующим изданиям учебника , «Физика. 9 класс» (далее – Учебник), переработанному под утверждённый в 2004 году Федеральный компонент государственного стандарта общего образования (далее – Стандарт).
Представление о структуре Планирования кратко и наглядно дают заголовки и подзаголовки в его содержании. Помимо введения Планирование включает:
• таблицу тематического и поурочного планирования (далее – Таблица),
• три приложения к Таблице,
• список рекомендуемых методических пособий по демонстрационному эксперименту,
• содержание.
Представленная в первом столбце Таблицы нумерация уроков двойная: цифра над чертой указывает номер урока во всём курсе 9 класса (сквозная нумерация), а под чертой – внутри данной темы. В остальных четырёх столбцах к каждому уроку указаны:
▪ номер и название изучаемого параграфа (контрольной, самостоятельной, лабораторной работы),
▪ краткое содержание нового материала и номерá задач, предназначенных для решения в классе,
▪ названия демонстрационных опытов,
▪ домашние задания.
◙ Все указанные в Таблице ( т. е. используемые в курсе) задачи содержатся либо в Учебнике (в упражнениях и на с.283-291 в разделе « Задачи, предлагаемые для повторения или при 3 часах физики в неделю»), либо в Планировании в Приложении 1.
◙ Тексты самостоятельных и контрольных работ и ответы к ним даны в Планировании в Приложении 2.
◙ Описания демонстрационных опытов и инструкции по выполнению лабораторных работ представлены в Учебнике, в Приложении 3 и в методических пособиях по демонстрационному эксперименту, список которых дан на с.... Планирования.
В начале каждого из трёх Приложений имеется краткая пояснительная записка, в которой излагаются некоторые принципы отбора содержания входящего в них учебного материала; в записке к приложению 1 даны также рекомендации по работе с ним.
Некоторые используемые в Таблице сокращения, условные обозначения и ссылки
● Сокращения:
- ПГ-9 – 13-е доработанное издание учебника «Физика. 9 класс» , ,
- Л. Р. – лабораторная работа,
- К. Р. – контрольная работа (по материалу всей изученной темы),
- С. Р. – самостоятельная работа (на 20 – 25 мин на материал части изученной темы),
- (П) – ставится после номера задачи, предназначенной для повторения вопросов курса физики основной школы,
- Прил. 1, з.16 – задача 16 из Приложения 1,
● Условные обозначения.
• Материал (в т. ч. задачи), не являющийся обязательным для изучения¹ (решения), в Таблице заключён в квадратные скобки (а в Учебнике обозначен семиконечной звёздочкой).
_____
¹Не обязательным для изучения является: а) теоретический материал (и задачи на его усвоение), который по разным основаниям введен в курс сверх указанного в обязательном минимуме и который не является необходимым для реализации внутрипредметных связей, т. е. для изучения вопросов, перечисленных в обязательном минимуме.
• Курсивом выделены:
- те же вопросы, что и в обязательном минимуме (т. е. подлежащие изучению, но не включающиеся в Требования к уровню подготовки выпускников основной школы). Например, §22. Реактивное движение;
обязательном минимуме. Эти вопросы помимо выделения курсивом отмечены значком «°», например,
- вопросы, необходимые для изучения ряда связанных с ними тем обязательного минимума, т. е. вопросы,
обеспечивающие внутрипредметные связи, и по этой причине включенные в Учебник, несмотря на их отсутствие в
° § 50. Явление самоиндукции, °§ 30. Резонанс и т. д. Учебный материал, выделенный курсивом и отмеченный указанным значком, должен быть усвоен учащимися на уровне, необходимом для понимания логически связанного с ним материала: в данном случае причин существования электромагнитных колебаний и резонанса электромагнитных колебаний.
• Для того, чтобы обратить внимание учителя на внесённые в Учебник (т. е. в 13-е издание учебника «Физика. 9 класс») изменения и дополнения (по отношению к 12-му изданию), последние выделены в Таблице полужирным шрифтом.
Например, после включение в §14 Учебника материала о невесомости название этого параграфа в Таблице выглядит так: «Движение тела, брошенного вертикально верх. Невесомость», а выделенное жирным шрифтом название «Вывод закона сохранения механической энергии» обратит внимание учителя на введение нового параграфа.
• Ссылки на методические пособия по демонстрационному эксперименту (список которых представлен на с. ... Планирования) заключены в фигурные скобки. Например, запись «Преобразование энергии в процессе свободных колебаний {1, опыт 48}» в четвёртой колонке Таблицы означает, что для постановки указанного демонстрационного опыта можно воспользоваться описанием к опыту 48 из пособия, стоящего в списке под номером 1.
Глава I. Законы взаимодействия и движения ч)
Номер урока | Номер параграфа / / К. Р./ С. Р./ Л. Р./ и тема урока | Изучаемые вопросы | Демонстрации | Домашнее задание |
1/1 | § 1. Материальная точка. Система отсчета | Описание движения. Материальная точка как модель тела. Критерии заме-ны тела материальной точкой. Поступа-тельное движение. Система отсчета. Упр.1(2, 4); Прил.1, з.1-3. | Определение координаты (пути, траектории, скорости) материальной точки в заданной системе отсчета (по рис.2,б в ПГ-9) | § 1, упр. 1 (1, 3, 5). |
2/2 | § 2. Перемещение | Вектор перемещения и необходимость его введения для определения положения движущегося тела в любой момент времени. Различие между понятиями «путь» и «перемещение». Прил.1, з.4, 5, 7. | Путь. Перемещение. {4, гл.4, §7, опыт 15} | § 2, упр.2 (1, 2); Прил.1, з. 6, 8.. |
3/3 | § 3. Определение координаты движущегося тела | 1. Векторы, их модули и проекции на выбранную ось. Нахождение координат по начальной координате и проекции вектора перемещения. Упр.3 (2); ПГ-9, с.283, з. 1,[3]; Прил.1, з.9. | - | § 3, упр.3 (1); ПГ-9, с.283, з. 2. |
4/4 | § 4. Перемещение при прямолинейном равномерном движении | 1. Для прямолинейного равномерного движения: • определение вектора скорости, • формулы для нахождения проекции и модуля вектора перемещения, • равенство модуля вектора перемещения, пути и площади под графиком скорости. ПГ-9, с.284, з.5, 6; Прил.1, з.10,11,12. | Наблюдение равномерного движения, измерение его скорости, построение гра-фика зависимости вычисление по этому графику перемещения. (Прил. 3, опыт 2.2) | § 4, упр.4(1,2); ПГ-9, с.284, з.7, [8]. |
5/5 | § 5. Прямолинейное равноускоренное движение. Ускорение | Мгновенная скорость. Равноускорен-ное движение. Ускорение. Упр.5 (1); Прил.1, з.13, 15. | Определение ускорения прямолинейного равноус-коренного движения. (Прил. 3, опыт 5.5; при наличии времени – опыты 3.3, 4.4, 5.5) | § 5, упр.5 (2, 3), Прил.1, з.14. |
6/6 | § 6. Скорость прямо-линейного равноус-коренного движения. График скорости | Формулы для определения вектора скорости и его проекции. Вид графиков зависимости проекции вектора скорости от времени при равноускоренном движе-нии для случаев, когда векторы скорости и ускорения: а) сонаправлены; б) направ-лены в противоположные стороны. Упр.6 (3, 1); ПГ-9, с.285, з.12. | Зависимость скорости от времени при прямолиней-ном равноускоренном движении. (Прил. 3, опыт 6.6) | § 6, упр.6 (2, 4, 5). |
7/7 | § 7. Перемещение при прямолинейном равноускоренном движении. | Вывод формулы перемещения геометрическим путем. Упр.7 (3); ПГ-9, с.285, з.11; Прил.1, з.16. | - | § 7, упр.7 (1, 2); ПГ-9, с.286, з.17. |
8/8 | § 8. Перемещение тела при прямолинейном равноускоренном движении без начальной скорости | Закономерности, присущие прямолинейному равноускоренному движению без начальной скорости. Прил.1, з.17, 18; ПГ-9, с.285, з.13. | Зависимость модуля пере-мещения от времени при прямолинейном равноус-коренном движении с ну-левой начальной скорос - тью (по рис.2,б или рис.20 в ПГ-9) или (Прил.3, опыт 7.7. ) | § 8, упр. 8(1); подготовить-ся к Л. Р.№ 1 (с.269 или 271 в ПГ-9) |
9/9 | Л. Р. №1 «Исследование равноускоренного дви-жения без начальной скорости» (по ПГ-9) | Определение ускорения и мгновенной скорости тела, движущегося равноускоренно | _ | § 8 – повто-рить, упр.8 (2); ПГ-9, с.286, з.9, 18. |
10/10 | - Решение задач. - С. Р. 1 (по материалу §§ 1-8) (см. Прил. 2) | - Прил.1, з.19-23 - Умения: 1) применять критерии замены тела материальной точкой при решении задач; 2) • определять путь, а также про-екции и модули векторов ускорения и мгновенной скорости движения тела (для прямолинейного равноускоренного дви-жения); • читать графики зависимости проекции скорости от времени (для пря- молинейного равномерного и равноуско-ренного движений); | – | Самостоя-тельно про-читать § 9, ответить на вопросы к нему; ПГ-9, с.285, з.14, 15, с.286, з.16 |
11/11 | § 9. Относительность движения | 1.Анализ типичных ошибок, допущенных учащимися в С. Р. 1; 2. Опрос (по вопросам к § 9): относитель-ность траектории, перемещения, пути, скорости; геоцентрическая и гелиоцен-трическая системы; причина смены дня и ночи на Земле (в гелиоцентрической системе). ПГ-9,с.286, з.19, 20; упр.9, з.5. | 1. Относительность траек- тории, перемещения, скорости (по рис. 61 в ПГ-9) | Упр.9 (1-4). Работа над ошибками, до пущенными в С. Р. 1 |
12/12 | § 10. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона | Причины движения с точки зрения Аристотеля и его последователей. Закон инерции. Первый закон Ньютона (в современной формулировке). Инерциальные системы отсчета. Прил.1, з.24, 25, 26. | Явление инерции. (Прил.3, опыт 8.11 и/или 1.1) | § 10, упр.10; Прил.1, з.27. |
13/13 | § 11. Второй закон Ньютона | Второй закон Ньютона. Единица силы. Упр.11 (2, 4); ПГ-9, с.287, з.21. | Второй закон Ньютона (Прил. 3, опыт 9.12) | § 11, упр.11 (1, 3, 5, 6). |
14/14 | § 12. Третий закон Ньютона | Третий закон Ньютона. Силы, возникаю-щие при взаимодействии тел: а) имеют одинаковую природу; б) приложены к разным телам. Упр.; Прил.1, з.28, 29. | Третий закон Ньютона (по рис.21, 22, 23 в ПГ-9); Прил.3, опыт 10. (экспери-ментальная задача) | § 12, упр.12 (1,2); ПГ-9, с. 287, з.22 |
15/15 | § 13. Свободное падение тел | Ускорение свободного падения. Падение тел в воздухе и разреженном пространстве. Прил.1, з.30, 31, 32; ПГ-9, с.288, з.27 | 1. Падение тел в воздухе и разреженном простран-стве (по рис.28 в ПГ-9). | § 13, упр; подго-товиться к Л. Р. №2 с.274 в ПГ-9). |
16/16 | § 14. Движение тела, брошенного вертикаль-но вверх. Невесомость Л. Р.№2 «Измерение ускорения свободного падения» (по ПГ-9) | Уменьшение модуля вектора скорости при противоположном направлении векторов начальной скорости и ускорения свободного падения. Прил.1, з.35, 36. | Невесомость (по рис.30 в ПГ-9) | § 14, упр. 14; Прил.1, з.33, 34. |
17/17 | § 15. Закон всемирного тяготения | Закон всемирного тяготения и условия его применимости. Гравитационная постоянная. – Упр.15(1, 3, 5); Прил.1, з.37, 38. | Падение на Землю тел, не имеющих опоры или подвеса. | § 15, упр.15 (2, 4); Прил.1, з.39. |
18/18 | § 16. Ускорение сво- бодного падения на Земле и других не-бесных телах [§ 17. Открытие планет Нептун и Плутон] | Формула для определения ускорения свободного падения (g) через гравитационную постоянную. Зависимость g от широты места и высоты над Землей. Прил.1, з.41, 42, 43; ПГ-9, с.287, з.23 | - | § 16, упр.16 (4,5,6), [§ 17] |
19/19 | § 18. Прямолинейное и криволинейное движе-ние. § 19. Движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью | Условие криволинейности движения. Направление скорости тела при его криволинейном движении (в т. ч. по окружности). Центростремительное ускорение. Прил.1, з.44, 45; Упр.18 (2,4,5); ПГ-9, с.287, з.24. | 1. Примеры прямолиней-ного и криволинейного движения: свободное падение мяча, который выронили из рук, и движе-ние мяча, брошенного го- ризонтально. 2. Направление скорости при движении по окруж-ности (по рис. 38 в ПГ-9). | §18, упр.17(1, 2, 3), §19, упр |
20/20 | Решение задач [§ 20. Искусственные спутники Земли] | Решение задач на движение по окружнос-ти, равноускоренное движение, законы Ньютона: ПГ-9, с.287, з.25, [26]; упр; Прил.1, з.46-50. | - | Упр; [§20], упр.19 (2); ПГ-9, с.286, з.18. |
21/21 | § 21. Импульс тела. Закон сохранения импульса | Причины введения в науку физической величины, называемой импульсом тела. Определение импульса тела (словесная формулировка и математическая запись). Единица импульса. Замкнутые системы. Изменение импульсов тел при их взаимо-действии. Вывод закона сохранения импульса. Упр; ПГ-9, с. 287, з.22; с.288, з.28, 30; Прил.1, з.51. | Импульс тела {1, опыт 37}; закон сохранения им-пульса (по рис. 42 ПГ-9) | § 21, упр.20 |
22/22 | § 22. Реактивное движение. [Ракеты] Подготовка к К. Р.№1. | Сущность и примеры реактивного движения. [Назначение, конструкция и принцип действия ракет. Многоступенчатые ракеты.] Упр; Прил.1, з.52, 53; з. 40(П). | 1. Реактивное движение. [2. Модель ракеты] (по рис.44, 47 в ПГ-9; (Прил. 3, опыт 11.) | § 22: о реак-тивном дви-жении, [о ра-кетах]; упр.21 (1, 3, 4) |
23/23 | § 23. Вывод закона сохранения меха-нической энергии | Вывод закона сохранение механической энергии и применение этого закона для решения задач. Прил.1, з.54,55,56. | - | § 23, упр.22 (1,2,); Прил.1, з.149 (П). |
24/24 | К. Р.№1 (по материалу главы I:§§1-23) (см. Прил. 2) | Решение расчетных и качественных задач по кинематике ( в т. ч. с использованием графиков и рисунков) на равноускорен-ное движение; задач на знание законов Ньютона, всемирного тяготения, сохранения импульса и механической энергии. | - | Упр.21(2), упр.22(3); Прил.1, з.146- 148 (П). |
Глава II. Механические колебания и волны. Звук (12 ч) | ||||
25/1 | § 24. Колебательное движение. § 25. Сво-бодные колебания. Колебательные системы. Маятник | 1. Примеры колебательного движения. Общие черты разнообразных колебаний. Динамика колебаний горизонтального пружинного маятника. Определения сво-бодных колебаний, колебательных cис- тем, маятника. 2. Анализ типичных оши-бок, допущенных учащимися в К. Р. №1. 2. Прил.1, з. | Примеры колебательных движений (по рис. 48 и 53 в ПГ-9) или {1, опыт 46}. Прил.3, опыт 12, ч.1 (экспериментальная задача на повторение закона Гука и измерение коэффициента жёсткости пружины или шнура). | §§ 24, 25; упр.23(1,2); работа над ошибками, допущен-ными в К. Р.№1. |
26/2 | § 26. Величины, характеризующие колебательное движение | Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Зависимость периода и частоты нитяного маятника от длины нити. Упр.24 (1,4,7); Прил.1, з.61, 62, 63(граф.) | 1. Повторение закона Гука и измерение коэффициента жёсткости резинового шнура. 2. Период колебаний пружинного маятника. (Экспериментальный вывод зависимости Т~ | § 26, упр. 24 (3,5,6). Под-готовиться к Л. Р. №3 (с. 275 в ПГ-9) |
27/3 | Л. Р. №3. «Исследова-ние зависимости пери- ода и частоты свобод- ных колебаний нитяно-го маятника от его дли-ны» (по ПГ-9) | - | - | Упр; Прил.1, з.66, 67 (граф.); [§ 27] |
28/4 | § 28. Затухающие коле-бания. § 29. Вынужден-ные колебания | 1. Превращение механической энергии колебательной системы во внутреннюю. Затухающие колебания и их график. Вынужденные колебания. Частота уста-новившихся вынужденных колебаний. Упр.25(2); Прил.1, з.68-70. | 1.Преобразование энергии в процессе свободных ко-лебаний {1, опыт 48}. 2. Затухание свободных колебаний {1, опыт 52}. 3. Вынужденные колебания (Прил. 3, опыт 13.) | § 28, 29, упр., упр.26(1,2). |
29/5 | °§ 30. Резонанс | °1. Условия наступления и физическая сущность явления резонанса. ПГ-9, с.290, з.37; Прил.1, з.71-73,75. | Резонанс нитяных маятников (по рис. 64 в ПГ-9) | °§ 30, упр. 27 (1,2, 3); Прил.1, з.74. |
30/6 | § 31. Распространение колебаний в среде. Волны. § 32. Продольные и поперечные волны | Механизм распространения упругих колебаний. Поперечные и продольные упругие волны в твердых, жидких и газообразных средах. Прил.1, з.77, 78; ПГ-9, с.288-289, з.34 | Образование и распро-странение поперечных и продольных волн (по рис.65-67 в ПГ-9). | § 31, 32; Прил.1, з.76; з.65 (П). |
31/7 | § 33. Длина волны. Скорость распрос-транения волн | Характеристики волн: скорость, длина волны, частота, период колебаний. Связь между этими величинами. Прил.1, з.79(рис.18,а, б), 80(рис.19,а, б); 81,82. | Длина волны (по рис. 67 в ПГ-9) | § 33, упр; Прил.1, з.79(рис. в), 80(рис. в). |
32/8 | § 34. Источники звука, Звуковые колебания | 1. Источники звука – тела, колеблющиеся с частотой 16 Гц – 20 кГц; ультразвук и инфразвук; эхолокация. Прил.1, 83-86. | Колеблющееся тело как источник звука (по рис. 70-72 в ПГ-9). | § 34, упр. 29; Прил.1, з. 64(П). |
33/9 | § 35. Высота [и тембр] звука. § 36. Громкость звука | Зависимость высоты звука от частоты, а громкости звука – от амплитуды колебаний. Прил.1, з.87, 88; ПГ-9, с.288-289, з.35 (постр. граф., на повт. §26) | 1. Зависимость высоты тона от частоты колебаний (по рис. 75 в ПГ-Зависимость громкости звука от амплитуды колебаний (по рис. 72 в ПГ-9) | § 35, 36, упр. |
34/10 | § 37. Распространение звука. §38. Звуковые волны. Скорость звука | Наличие среды – необходимое условие распространения звука. Скорость звука в различных средах. Упр.32(2-4); Прил.1, з.89-91. | Необходимость упругой среды для передачи звуковых колебаний (по рис. 77 в ПГ-9). | § 37, 38, упр. 31 (1,2), упр., [5*] |
35/11 | К. Р. №2 (по материалу главы 2: §§24-26, 28-38) (см. Прил. 2) | Решение расчетных, качественных, графических задач на использование понятий: период, частота, амплитуда механических колебаний; колебательная система, свободные и вынужденные колебания. Механические волны. Звук | - | ° § 39 и ° § 40 прочит. самос тоятельно и ответить на вопросы к ним. Прил.1, з. 150 (П). |
36/12 | °§ 39. Отражение звука. Эхо. °§ 40. Звуковой резонанс. | 1.По материалу ° § 39 и ° § 40 – демон-страция опытов и устный опрос. 2. Анализ типичных ошибок, допущенных в К. Р. №2. 3. Прил.1, з.92, 93. | 1. Отражение звуковых волн {2, опыт 47}. 2. Звуковой резонанс (по рис. 81 в ПГ-9). | Работа над ошибками; ПГ-9, с.289, з.36; [§41.] Прил.1, з.151 (П). |
Глава III. Электромагнитное поле (19 ч) | ||||
37/1 | § 42. Магнитное поле и его графическое изображение § 43. Неоднородное и однородное магнитное поле | Картина линий неоднородного и однородного магнитного поля. Упр.; Прил.1, з. 94, 95. | 1. Пространственная модель магнитного поля постоянного магнита {5, с.333, 5.24.}. 2.Демонстрация спектров магнитного поля токов {3, c. 69, опыт 25} | § 42, упр.33 (2), § 43, упр.34 (1, 2). |
38/2 | § 44. Направление тока и направление линий его магнитного поля | Связь направления линий магнитного поля тока с направлением тока в проводнике. Правило буравчика. Правило правой руки для соленоида. Упр.35(4-6); Прил.1, з.96. | - | § 44, упр. 35(1-3). |
39/3 | § 45. Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки | Действие магнитного поля на проводник с током и на движущуюся заряженную частицу. Правило левой руки. Упр.36(1, 3, 5); Прил.1, з.97. | Движение прямого проводника в магнитном поле (по рис. 104 в ПГ-9 ) | § 45, упр. 36 (2, 4); Прил.1, з.98. |
40/4 | °§ 46. Индукция магнитного поля | Индукция магнитного поля. Линии вектора магнитной индукции Единицы магнитной индукции. Упр.37(2); Прил.1,з.99; ПГ-9, с.290, з. 40. | - | § 46; упр.; ПГ-9, с.290, з.38. Прил.1, з.152 (П). |
41/5 | °§ 47.Магнитный поток | Зависимость магнитного потока, пронизывающего контур, от площади и ориентации контура в магнитном поле и от индукции магнитного поля. Прил.1, з.100; 102 (П). | - | § 47, упр. 38; Прил.1, з.101; з.153 (П). |
42/6 | § 48. Явление электромагнитной индукции | Опыты Фарадея. Причина возникновения индукционного тока Прил.1, з.103, 105; з.154 (П). | Электромагнитная индукция (по рис. 126-128 в ПГ-9) | § 48, упр. 39 (1, 2); Прил.1, з.104. |
43/7 | Л. Р. №4 «Изучение яв-ления электромагнит-ной индукции» (по ПГ-9) | Основной материал отражен в названии работы. | - | § 48 повтор.); Прил.1 з.106 и 155 (П). |
44/8 | °§ 49. Направление индукционного тока. Правило Ленца | Возникновение индукционного тока в алюминиевом кольце при изменении проходящего сквозь кольцо магнитного потока; определение направления индукционного тока. Прил.1, з.107-109 | Наблюдение взаимодей-ствия алюминиевых колец (сплошного и с прорезью) с перемещающимся отно-сительно них магнитом (по рис.130-134 в ПГ-9) | °§ 49, упр.40 (1, 2).;Прил.1, з. 156 (П). |
45/9 | ° § 50. Явление самоиндукции | Физическая суть явления самоиндукции; индуктивность; энергия магнитного поля тока. Прил.1, з.110,111 | Наблюдение проявления самоиндукции при замы-кании и размыкании электричекой цепи (по рис. 135, 136 в ПГ-9) | § 50, упр.41; Прил.1, з.112; з.157 (П). |
46/10 | § 51. Получение и передача переменного электрического тока. Трансформатор | Переменный электрический ток; электро-механический индукционный генератор (как пример – гидрогенератор); потери энергии в ЛЭП, способы уменьшения потерь. Назначение, устройство и прин-цип действия трансформатора, его применение при передаче электроэнергии. Прил.1, з. 113, 114, 116. | Трансформатор универ-сальный {6, работа №3} | § 51, упр, [2]; Прил.1, з.115. |
47/11 | § 52. Электромагнитное поле § 53. Электромагнит-ные волны С. Р. 2 (по материалу §§ 42-51). (см. Прил. 2) - | Максвелла. Электромагнитное поле, его источник. Различие между вих-ревым электрическим и электростатичес-ким полями. Электромагнитные волны: скорость, поперечность, длина волны, причина возникновения волн. Получение и регистрация элктромагнитных волн. - | Излучение и прием электромагнитных волн {3, опыт 115}. - | § 52, 53, упр. 43; упр - |
48/12 | § 54. Конденсатор | Назначение конденсатора. Простейший конденсатор: устройство, способ зарядки. Пропорциональность заряда конденсато-ра напряжению между его обкладками. Электроемкость конденсатора и ее едини-ца. Батарея конденсаторов. Энергия элек-трического поля конденсатора. Типы кон-денсаторов и их применение. Упр. 45(1,2); Прил.1, з.117, 118. | 1. Зарядка плоского конденсатора (по рис. 145 в ПГ-Совершение работы за счет энергии электрического поля кон-денсатора (по рис.149 в ПГ-Типы конден-саторов (по рис. 150, 151 в ПГ-9). | § 54, упр.45 (3, 4, 5). Работа над ошибка-ми, допущен-ными в С. Р. 2. |
49/13 | § 55. Колебательный контур. Получение электрических колебаний | Высокочастотные электромагнитные ко-лебания и волны – необходимые средст-ва для осуществления радиосвязи. Коле-бательный контур, получение лектромаг - нитных колебаний. Формула Томсона. Прил.1, з.119, 120. | Регистрация свободных электрических колебаний (по рис. 152 в ПГ-9) | § 55, упр.46; Прил.1, з.121, 122. |
50/14 | § 56. Принципы радиосвязи и телевидения | Блок-схема передающего и приемного устройств для осуществления радиосвязи. Амплитудная модуляция и детектирова-ние высокочастотных колебаний. Прил.1, з.123. | - | § 56, упр. 47; [§41 повт; § 57]; Прил.1, з.124; з.158 (П). |
51/15 | [§ 57. Интерференция света] § 58. Электромаг-нитная природа света | [Два взгляда на природу света. Опыт Юнга – подтверждение волновой приро-ды света.] Свет как частный случай электромагнитных волн. Диапазон види-мого излучения на шкале электромагнит-ных волн. Частицы электромагнитного излучения – фотоны (кванты). Прил.1, з.125; з.159 (П). | 1. Интерференция света в мыльной пленке {3, опыт 126}, или (Прил. 3, опыт 14.13); или 2. Интерференция света в схеме Юнга или (Прил. 3, опыт 15.14). | § 58; Прил.1, [з.126]; з.160 (П). |
52/16 | § 59. Преломление света. °Физический смысл показателя преломления | Закон преломления света. Относительный и абсолютный показатели преломления. Связь показателя преломления среды со скоростью распространения света в ней. Прил.1, з.127-129. | Преломление светового луча (по рис. 159 в ПГ-9) | § 59, упр. 48 (1,2); Прил.1, з.130. |
53/17 | § 60. Дисперсия света. Цвета тел [§ 61. Спектрограф и спектроскоп] | Явление дисперсии. Разложение белого света в спектр. Получение белого света путем сложения цветов спектра. Цвета тел. Упр. 49(1); Прил.1, з.131, 132; з.162 (П). | Опыты, описанные в § 60 ПГ-9: 1. Преломление красного и синего лучей при похождении сквозь призму (рис.161); 2. Раз-ложение пучка белого све- та в спектр (рис. I на цвет- ной вклейке); 3. Получе-ние белого света путем сложения цветов спектра (рис. II и III на цветной вклейке). 4. Цвета тел (рис. 162; рис. IV, а и IV, б на цветной вклейке). | § 60, упр.49(2); [§ 61, упр.50]; Прил.1, з.133; з.161 (П). |
54/18 | § 62.Типы оптических спектров [§ 63. Спек- тральный анализ]. Л. Р. №5. (Нов.) «Наблюде-ние сплошного и ли-нейчатых спектров.{5, с.90-93; 1.44} | Сплошной и линейчатые спектры, усло-вия их получения. Спектры испускания и поглощения. Закон Кирхгофа. Атомы – источники излучения и поглощения света. Прил.1, з.134. | - | § 62, [§ 63]; Прил.1, з.135; з.163 (П). |
55/19 | § 64. Поглощение и ис-пускание света атома-ми. Происхождение линейчатых спектров C. Р. 3 (по материалу §§52-56, 58-60, 62). (см. Прил. 2) | Объяснение излучения и поглощения света атомами и происхождения линейчатых спектров на основе постула- тов Бора. Прил.1, з.136. | - | § 64; Прил.1, з.137; з.164 (П). |
Глава IV. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер (11 ч) | ||||
56/1 | § 65. Радиоактивность как свидетельство сло-жного строения ато-мов § 66. Модели ато-мов. Опыт Резерфорда | -Сложный состав радиоактивного излу-чения. α-, β- и γ-частицы. -Модель атома Томсона. Опыты Резерфор да по рассеянию α-частиц. Планетарная модель атома. Прил.1,з.165 (П). | Таблицы: «α-, β- и γ-лу-чи», «Опыт Резерфорда» | § 65. § 66, письм. отв. на вопр. 3. Раб. над ош., до-пущ. в С. Р. 3. Прил.1,з.166 (П) |
57/2 | § 67. Радиоактивные превращения атомных ядер | Превращения ядер при радиоактивном распаде на примере α-распада радия. Обо - значение ядер химических элементов. Мас совое и зарядовое числа. Закон сохране-ния массового числа и заряда при радио-активных превращениях. Упр.51 (4, 5). | - | § 67. Упр. 51 (1, 2, 3). |
58/3 | § 68. Эксперимен-тальные методы иссле-дования частиц. Л. Р. №6. (Нов.) Измерение радиа-ционного фона дози-метром (см. Прил.3) | Назначение, устройство и действие счетчика Гейгера и камеры Вильсона. ПГ-9, с. 290, з. 39 (П). | -Демонстрационные таб-лицы «Счетчик Гейгера» и «Камера Вильсона». | § 68; ПГ-9, с. 290, з. 40 (П); Прил.1, з.167 и 168 (П) |
59/4 | § 69. Открытие про-тона. § 70. Открытие нейтрона | -Выбивание α-частицами протонов из ядер атома азота. Наблюдение фотогра-фий образовавшихся в камере Вильсона треков частиц, участвовавших в ядерной реакции. - Открытие и свойства нейтрона. ПГ-9, с.291, з.43; Прил.1, з.169 (П). | - | §69, § 70; ПГ-9, с.291, з.41, 42 |
60/5 | § 71.Состав атомного ядра. Массовое число. Зарядовое число. § 72. Ядерные силы | -Протонно-нейтронная модель ядра. Фи-зиический смысл массового и зарядового чисел. - Особенности ядерных сил. Упр.53.(2, 4) | - | § 71, упр.53 (1, 3, 5); § 72. |
61/6 | § 73. Энергия связи. Дефект масс | Энергия связи. Внутренняя энергия атом-ных ядер. Взаимосвязь массы и энергии. Дефект масс. Выделение или поглощение энергии в ядерных реакциях. Прил.1, з.171 (П). | - | § 73; ПГ-9, с.291, з.44; Прил.1, з.138. |
62/7 | § 74. Деление ядер урана. § 75. Цепная реакция | Модель процесса деления ядра урана. Выделение энергии. Условия протекания цепной реакции. Критическая масса. Прил.1, з.139. | Таблица «Деление ядер урана» | §74. §75. Вы- полнить Л. Р. №7(по описа - нию Л. Р.№5 в ПГ-9) |
63/8 | § 76. Ядерный реак-тор. Преобразование внутренней энергии ядер в электрическую энергию. § 77Атомная энергетика. | Назначение, устройство, действие ядер-ного реактора на медленных нейтронах. Преобразование энергии ядер в электри-ческую. ПГ-9, с.291, з.45 | Таблица «Ядерный реактор» | § 76; § 77- прочит. само-стоят., отв. на вопросы. Прил.1, з. 170 (П). |
64/9 | § 78. Биологическое действие радиации. Закон радиоактивного распада | -Величины: поглощенная доза излучения, коэффициент качества, эквивалентная доза, коэффициент радиационного риска. Влияние радиоактивных излучений на живые организмы (в ознакомит. плане) - Период полураспада радиоактивных веществ. Закон радиоактивного распада. - Способы защиты от радиации. Прил.1, з.140, 142. | Оценка периода полу-распада находящегося в воздухе газа радона и продуктов его распада (Прил. 3, опыт 16.) | § 78; Прил.1, з.141; з.172 (П). |
65/10 | § 79. Термоядерная реакция К. Р.№3 (см. Прил. 2) | Условия протекания и примеры термо-ядерных реакций. Выделение энергии и перспективы ее использования. Источники энергии Солнца и звезд. | - | § 79; Прил.1, з.143; Л. Р.№8 (по описанию Л. Р.№6 в ПГ-9). |
66/11 - | Анализ типичных оши-бок, допущенных в К. Р.№3; решение задач на повторение некото-рых важных вопросов по ядерной физике - | Анализ ошибок, допущенных в К. Р.№3; выполнение работы над ошибками. Решение задач по дозиметрии и на закон радиоактивного распада: Прил.1, з.144, 145; Прил.1, з.173 (П). - | - - | [§ 80] - |
67/12 | РЕЗЕРВНОЕ ВРЕМЯ | |||
68/13 | ||||
69/14 | ||||
70/15 |
ПРИЛОЖЕНИЕ №1
Пояснительная записка
Совокупность содержащихся в этом приложении задач обеспечивает:
▪ усвоение школьниками учебного материала на обязательном уровне, ▪формирование у них основных предметных и общеучебных умений, заданных в Стандарте требованиями к уровню подготовки выпускников основной школы,
▪ краткое повторение материала курса физики основной школы.
В Приложении 1 представлены различные типы задач, процентное соотношение которых сбалансировано. В нём содержится 173 задачи, которые входят в классную работу на 52 уроках и в домашнюю на 34 уроках. В связи с этим до выхода в свет задачника (входящего в УМК к Учебнику) его роль может выполнять Приложение 1 (в совокупности с Учебником, из которого в Планирование включено 369 задач).
Поэтому для организации удобной для учителя и учеников продуктивной систематической работы по решению задач из Приложения 1, нужно, чтобы каждый ученик имел в качестве задачника свой экземпляр этого приложения. Таким образом, если учитель считает целесообразным использовать в учебном процессе Приложение 1 и имеет возможность размножить его, то это следует сделать.
ЗАДАЧИ
Глава I. Законы взаимодействия и движения тел
1/1
§ 1. Материальная точка. Система отсчета
Поступательное движение
1. (Кл.) Имеется пятилитровое ведро с тремя литрами воды. Как, не проливая воды, продемонстрировать поступательное движение ведра по криволинейной траектории и вращательное движение (последнее – двумя способами)? Докажите, что в первом из предлагаемых вами опытов движение является поступательным, а в двух других – вращательным.
2. (Кл.) Приведите пример, в котором одна часть тела двигалась бы поступательно, а другая – одновременно и поступательно, и вращательно.
3. (Кл.) Приведите пример тела, одна часть которого двигалась бы вращательно, а другая – поступательно.
2/2.
§ 2. Перемещение
4. (Кл.) Изобразите траекторию, по которой движется любая точка минутной стрелки часов в течение часа.
На том же рисунке начертите векторы перемещений, которые совершает эта точка за первые 10 и первые 30 минут каждого часа. Модуль какого из этих перемещений больше другого и во сколько раз? Какой путь проходит любая точка минутной стрелки за один час и какое перемещение она при этом совершает? (Длина l окружности радиуса r определяется по формуле l = 6,28·r.)
5. (Кл.) На сколько градусов повернется часовая стрелка часов в промежуток времени с двух до четырех часов? Во сколько раз путь, пройденный острием стрелки за указанное время, будет больше совершенного им за то же время перемещения? (Длина L окружности радиуса r определяется по формуле L = 6,28· r).
6. (Д. З.) Во сколько раз путь, пройденный острием часовой стрелки за любые три часа, больше совершенного им за то же время перемещения. (Длина L окружности радиуса r определяется по формуле L = 6,28· r).
7. (Кл.) Чтобы добраться от дома до дачи, велосипедист сначала проехал 5 км по шоссе в восточном направлении, а затем еще 5 км по сельской дороге в южном направлении. Оба участка пути были прямолинейны. Определите путь, проделанный велосипедистом от дома до дачи, и соответствующее этому пути перемещение.
8. (Д. З.) Мяч с силой бросили вертикально вниз с высоты 1 м от пола. Отскочив после удара вверх, мяч был пойман на высоте 1,5 м от пола. Определите путь и перемещение мяча за все время его движения.
3/3.
§ 3. Определение координаты движущегося тела
9. (Кл.) Каждое утро автобус доставляет школьников из сёл А, В и С в школу D. Выехав из села А (см. рис. 1), автобус сначала проходит 10 км на восток до села В, затем – 20 км на север до села С (мимо магазина М, располо-женного в 5 км к югу от С). От села С автобус движется строго на юго-запад (угол BCD = 45°) и, пройдя в этом направлении некоторое расстояние, оказывается у школы D.
Выполните следующие задания:
1) изобразите в тетради (в клетку) то же, что видите на рисунке 1;
2) начертите векторы перемещений 
, 
и 
, обозначьте точками положения сёл В, С и магазина М и обозначьте их соответствующими буквами;
3) определите по рисунку координаты точек В, С, М, D и впишите их в скобках рядом с буквами, как это сделано для точки А;
4) определите числовые значения и знаки проекций векторов перемещений на обе оси, впишите числовые значения (где нужно – с минусом) вместо точек аналогично тому, как это сделано для проекции SАВ:
= 10 км, 
= 0; 
= … км, 
= … км;
= … км, 
= … км; 
= … км, 
= … км;
5) определите путь, пройденный автобусом от села А до школы, и соответствующее этому пути перемещение.
4/4
§ 4. Перемещение при прямолинейном равномерном движении
Чтение графика υх = υх (t) и построение графиков sx = sx(t), |υх| = |υх| (t), |sx|=|sx| (t)
10. (Кл.) На рисунке 2 в осях υх и t представлены графики зависимости проекций векторов скорости от времени двух автомобилей, движущихся вдоль параллельных прямых.
1. Что можно сказать о направлении движения автомобилей по отношению друг к другу?
2. Меняются ли скорости автомобилей с течением времени?
3. Какой из автомобилей движется быстрее (т. е. с большей по модулю скоростью)?
4. Для указанных автомобилей постройте графики:
а) проекций векторов перемещения (в одних и тех же осях sx и t);
б) модулей проекций векторов скорости (в одних и тех же осях |υх| и t);
в) модулей проекций векторов перемещения (в одних и тех же осях |sx| и t).
г) Какие из построенных вами графиков совпадают в данном случае с графиками пути s?
11. (Кл.) Два автомобиля – легковой и грузовой – движутся по шоссе равномерно и прямолинейно навстречу друг другу. Одновременно проехав перекрёсток, каждый автомобиль каждый автомобиль продолжает двигаться в прежнем направлении: легковой – на юг со скоростью 90 км/ч, а грузовой – на север со скоростью 60 км/ч. Легковой прибыл в пункт своего назначения и остановился через 30 мин после встречи, а грузовой – через 45 мин после встречи. Равны ли пути 
и 
, пройденные автомобилями от перекрёстка до пунктов их назначения? Равны ли совершенные ими перемещения 
и 
?
Координаты (х = хо +υt) и перемещение
12. (Кл.) Два поезда – пассажирский и товарный – равномерно движутся по соседним параллельным путям. Ниже для четырёх разных случаев даны пары уравнений, показывающих, как меняются с течением времени координаты этих поездов относительно здания вокзала (хв = 0).
1) хп = –260 +10t, хт = 100 – 8t; 2) хп = 260 + 10t, хт = 150 + 7t;
3) хп = 260 + 10t, хт = 100 – 15t; 4) хп = 100 –20t, хт = –180 – 10t.
Не производя никаких вычислений, определите по виду уравнений, в каких случаях пассажирский и товарный поезда встретятся, а в каких – нет. Свои ответы обоснуйте.
Указание. Если решение задачи вызывает у вас затруднение, то сделайте для каждого случая такие рисунки:
приняв вокзал и поезда за материальные точки, отметьте для каждого случая их координаты на оси Х, параллельной путям. Над координатой каждого поезда поставьте стрелочку (обозначающую вектор его скорости), указывающую направление движения поезда и позволяющую приблизительно оценить, скорость какого из двух поездов больше и во сколько раз.
5/5.
§ 5. Прямолинейное равноускоренное движение. Ускорение.
13. (Кл.) При ударе кузнечного молота по заготовке его скорость за 0,05 с уменьшилась на 10 м/с. С каким ускорением происходило торможение молота во время удара?
14. (Д. З.) На рисунке 3,а изображен автомобиль, движущийся прямолинейно с постоянным ускорением в положи-тельном направлении оси Х. Участки пути АВ, ВС и СD он прошёл за одинаковые промежутки времени. На каком из рисунков – 3,б, в, или г – правильно изображены и векторы скорости, и векторы ускорения движения автомобиля в точках А, В, С, D?
15. (Кл.) Три автомобиля едут по небольшому прямолинейному участку шоссе. На рисунке 4 для каждого автомобиля представлен график зависимости проекции ускорения от времени (ɑх = ɑх (t)).
1) Для каждого автомобиля определите по графику: а) вид движения (равномерное или равноускоренное), б) какой из автомобилей движется с бóльшим по модулю ускорением.
2) Можно ли по этим графикам определить для каждого из автомобилей: а) направление скорости его движения по отношению к направлению оси Х? Если можно, то определите;
б) увеличивается, уменьшается или остаётся постоянным модуль ускорения его движения с течением времени?
6/6.
§6. Скорость прямолинейного равноускоренного движения. График скорости
7/7.
§7. Перемещение при прямолинейном равноускоренном движении
16 (Кл). Автомобиль Nissan Primera прямолинейно двигался по шоссе со скоростью 54 км/ч. Его догнал автомобиль Ford Focus, двигавшийся со скоростью 72 км/ч. В момент, когда автомобили поравнялись, Ford начал тормозить (ɑ = 0,5 м/ с²). Некоторое время он ещё шёл впереди, но из-за его торможения расстояние между автомобилями быстро уменьшалась, и вскоре Nissan догнал его. Через какое время от начала торможения это произошло? Какое перемещение совершил каждый автомобиль за это время?
8/8.
§ 8. Перемещение тела при прямолинейном равноускоренном движении без начальной скорости
17. (Кл). Поезд в метро, двигаясь прямолинейно и равноускоренно из состояния покоя, за четвёртую секунду движения прошёл 4,34 м. Определите: а) модуль перемещения, совершённого поездом за первую секунду, б) ускорение движения и скорость, которую он приобрёл к концу шестой секунды движения.
18. (Кл.). Автомобиль разгоняется из состояния покоя в течение 20 с ускорением, равным 0,8 м/с². а). Запишите уравнение зависимости проекции вектора скорости (υх) от времени t при разгоне и постройте график этой зависимости для первых 10 с. б). Определите скорость автомобиля в конце 20-й секунды и выразите её в км/ч.
9/9.
Л. Р.№1. –
10/10.
Решение задач. С. Р.1 (по материалу § 1-8)
19. (Кл.) Дети, катающиеся на карусели, находятся на расстоянии 5 м от её центра и за один полный оборот проезжают путь, равный31,4 м. На сколько перемещается и какой путь проезжает каждый ребёнок при повороте карусели на 360º? на 180º? на 60º?
20. (Кл.) По прямолинейному участку железной дороги навстречу друг другу идут два поезда: один со скоростью 75 км/ч, другой – со скоростью 90 км/ч. На каких двух из четырёх приведённых рисунков (см. рис. 5) верно изображены графики проекций векторов скорости этих поездов на ось Х, параллельную железной дороге? Что можно сказать о направлении оси Х по отношению к направлению скоростей поездов в выбранных вами случаях?
21. (Кл.) Подброшенный вверх мяч движется с постоянным ускорением. При этом его скорость за 2 с уменьшилась от 30 м/с до 10 м/с. Определите проекцию вектора ускорения на ось Х, направленную: а) вверх; б)вниз. Как направлен вектор ускорения движения мяча по отношению к вектору скорости в каждом из этих случаев? Ответы обоснуйте.
22. (Кл.) Автомобиль движется со скоростью 72 км/ч. До какого значения уменьшится скорость в результате его торможения, происходящего в течение 20 с с ускорением 0,5 м/с²?
23. (Кл.)
На рисунке 6 показано, как меняются со временем проекции (на ось Х) векторов скорости тел 1, 2, 3 и 4. Для каждого из тел определите по графику проекцию ɑх и модуль ɑ вектора ускорения.
Для тел 1 и 2 сравните модули ускорений ɑ1 и ɑ2 и модули острых углов α1 и α2, образованных графиками с осью t.
Сделайте вывод о том, как зависит модуль острого угла между графиком с осью t от модуля ускорения движения тела. Выполните это же задание для тел 3 и 4.
11/11.
§ 9. Относительность движения –
12/12.
§ 10. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона
24. (Кл.) Положения тела, на которое не действовали никакие силы, отмечались через равные промежутки времени одновременно в четырёх системах отсчета: А, Б, В и Г (см. рис. 7). Какие из этих систем являются инерциальными?
25. (Кл.) Положения тела отмечались точками в трёх системах отсчёта: А, Б, В (см. рис. 8). Можно ли по условию задачи и рисунку определить, какие из этих трёх систем инерциальные, а какие – нет? Ответы обоснуйте.
26. (Кл.) В каюте теплохода к потолку подвешен шарик на нити (нитяной маятник). В течение одного часа пути маятник вел себя следующим образом: сначала располагался вертикально, потом отклонился вперед (т. е. в строну носа теплохода), через некоторое время вернулся в вертикальное положение, после чего отклонился вправо, затем – назад и, наконец, опять расположился вертикально. Расскажите, что происходило со скоростью теплохода при каждом изменении положения маятника (увеличивалась, уменьшалась, не менялась, была равна нулю; вектор скорости поворачивался на некоторый угол вправо или влево и т. д.).
27. (Д. З.) Может ли самолет служить инерциальной системой отсчета, если он: а) стоит на лётном поле, б) с постоянной по модулю скоростью поворачивает, выезжая на взлётную полосу, в) разгоняется по взлётной полосе,
г) летит с постоянной по модулю и направлению скоростью?
13/13
§ 11. Второй закон Ньютона –
14/14
§ 12. Третий закон Ньютона
28. (Кл.) а). Две спортивные команды соревнуются в перетягивании каната. Чтобы узнать, какую силу прикладывает каждая из команд, канат разрезали посередине и к образовавшимся таким образом концам присоединили динамометр (см. рис. 9’). В течение нескольких секунд состязания канат не перемещался ни влево, ни вправо. При этом показание динамометра было равно 700 Н (см. рис. 9’’). С какой силой тянула канат в это время каждая из команд?
б). После соревнований победившую в перетягивании каната команду попросили выкорчевать из земли пень, оставшийся от давно высохшего и спиленного дерева. Привязав пень к одному концу того же каната с динамометром, спортсмены стали тянуть за другой (см. рис.9’’’). С какой силой они действовали на пень, если стрелка динамометра остановилась на значении 90 Н?
29. (Кл.) Известны случаи крушения самолетов, атакованных орлами. Сравните силы, действующие на самолет и на орла при их соударении.
15/15.
§ 13. Свободное падение тел
30. (Кл.) Шишка, висевшая на кедре, оторвалась от ветки и за 2 с достигла земли. На какой высоте висела шишка? Какую скорость она имела в момент падения? Какое перемещение совершила за первую секунду движения к земле? за вторую секунду? (10 м/с², сопротивление воздуха не учитывайте.)
31. (Кл.) Упавший в ущелье камень за 7 с достиг дна. На сколько увеличивалась скорость камня за две первые и две последние секунды его свободного падения? Чему равны перемещения камня в эти же промежутки времени?
32. (Д. З.) Одна сосулька упала с крыши дома, вторая – с балкона. Первая из них находилась в полёте в три раза дольше второй. Считая падение сосулек свободным, сравните их перемещения и конечные скорости.
16/16
§ 14. Движение тела, брошенного вертикально вверх. Невесомость
Л. Р.№2 «Измерение ускорения свободного падения»
33. (Д. З.) Мяч подбросили вертикально вверх, а через 0,4 с поймали на той же высоте, с которой бросали. Сколько времени мяч летел вверх и сколько – вниз? Какова была начальная скорость мяча при броске и в момент, когда он был пойман? На какую наибольшую высоту поднялся мяч от места броска? Определите путь и перемещение мяча за всё время его движения.
34. (Д. З.) (На повторение вопросов: направление веса, закон Паскаля, р=ρgh, невесомость в свободном падении.)
В стенках и донышке пластиковой бутылки иглой проткнули несколько маленьких отверстий. При заполнении бутылки водой из всех отверстий брызнули струйки (см. рис.10).
1. В каком направлении действует вес воды в бутылке?
2. Согласно какому закону вода вытекает из боковых отверстий?
3. Почему дальность полёта воды в верхних боковых струях меньше, чем в нижних?
4. Как, не затыкая отверстий, добиться, чтобы в течение нескольких секунд вода не вытекала из бутылки?
35. (Кл.) С какой скоростью начинает двигаться вверх прыгающий на батуте спортсмен, если за 1,2 с подъёма его скорость уменьшается до нуля? Какова при этом высота прыжка спортсмена? (Сопротивлением воздуха пренебречь.)
36. (Кл.) На сколько уменьшается скорость сигнальной ракеты, пущенной вертикально вверх, за любую секунду её подъёма? За любые 0,5 с её подъёма? (Сопротивление воздуха не учитывайте.)
17/17
§ 15. Закон всемирного тяготения
37. (Кл.) С какой силой Луна притягивается к Земле вследствие их гравитационного взаимодействия? (Мз = 6,4 •10
кг, Мл = 7,4 •10²² кг, расстояние между центрами Земли и Луны r = 3,8 •10
м,
G = 6,7 •10
Н •м²/ кг).
38. (Кл.) Космический корабль летит от Земли к Луне. Известно, что масса Земли примерно в 81 раз больше массы Луны. а). Сравните силы гравитационного притяжения корабля к Земле и к Луне
в тот момент, когда он находится от центра Земли в 2 раза дальше, чем от центра Луны. б). Какое расстояние больше и во сколько раз – от корабля до центра Земли или до центра Луны – в тот момент, когда корабль притягивается к планете и её спутнику с одинаковыми по модулю силами?
39. (Д. З.) Сравните силы тяжести, действующие на космический корабль во время его старта с поверхности Земли и в момент его удаления от места старта на расстояние, равное трем земным радиусам.
40. (Кл.) Два одинаковых бака соединены внизу шлангом с перекрытым краном на нём. Левый бак заполнен водой до краёв, а правый – только наполовину. Сила гравитационного притяжения между ними равна F1. Когда кран открыли, часть воды перетекла из левого бака в правый. Изменилась ли при этом сила притяжения между баками? Если изменилась, то увеличилась или уменьшилась? Во сколько раз?
18/18
§ 16. Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах
[§ 17. Открытие планет Нептун и Плутон]
41. (Кл.) Рассчитайте ускорение сводного падения на высоте, равной радиусу Земли и отсчитываемой от её поверхности.
42. (Кл.) Чему равно ускорение свободного падения на поверхности Меркурия, если его масса в 4,4·10¹º раза, а радиус – в 2,6 раза меньше, чем у Земли.
43. (Кл.) Рассчитайте ускорение свободного падения на Марсе (средняя плотность Марса равна
3970 кг/м³, а средний радиус r – 3,38·10
м; G = 6,67·10Н·м²/кг; Vшара = 4/3·6,28· r ³).
19/19
§ 18. Прямолинейное и криволинейное движение
§ 19. Движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью
44. (Кл.) Как направлена равнодействующая всех сил, приложенных к телу, если оно движется: а) прямолинейно с увеличивающейся по модулю скоростью; б) по окружности с постоянной по модулю скоростью; в) прямолинейно с уменьшающейся по модулю скоростью?
45. (Кл.) Автомобиль массой 10³ кг движется на повороте по дуге окружности радиусом 10 м со скоростью 7 м/с. Определите центростремительное ускорение автомобиля и действующую на его колёса силу трения, выполняющую роль центростремительной силы.
46. (Кл.) Трамвай массой 24 т, двигаясь на повороте по дуге окружности со скоростью 18 км/ч,
давит на рельсы с горизонтально направленной силой, равной 6·10³ Н. Определите радиус дуги поворота.
47. (Кл.) Остриё секундной стрелки часов движется по окружности, радиус которой равен 10 см. Определите скорость и ускорение движения острия. (Длина l окружности радиуса r определяется по формуле: l = 2πr, где число π = 3,14).
20/20
Решение задач. [§ 20. Искусственные спутники Земли]
48. (Кл.) Санки массой 3 кг к концу спуска с горы приобрели скорость, равную 10м/с, и продолжали прямолинейно двигаться по горизонтальной поверхности. Сколько времени санки двигались по горизонтали и какой путь они при этом прошли, если действующая на них сила трения была равна 2 Н?
49. (Кл.) Нить выдерживает нагрузку, не превышающую 10 Н. Выдержит ли эта нить два груза по 700 г каждый, если их подвесить так, как показано на рисунке 11,а? 11,б? 11,в?
50. (Кл.) На рисунке 12 показано, как меняется с течением времени проекция вектора скорости движения тела. В какие промежутки времени равнодействующая всех приложенных к телу сил: равна нулю; б) не равна нулю и направлена противоположно скорости движения тела?
21/21
§ 21. Импульс тела. Закон сохранения импульса
51. Железнодорожный вагон массой 36 т, движущийся со скоростью 1 м/с, подъезжает к стоящей на том же пути платформе массой 24 т и автоматически сцепляется с ней. Определите скорость вагона и платформы после их сцепки.
51,а. (…) Фигурист массой 75 кг, двигаясь по льду прямолинейно и равномерно со скоростью 2 м/с, подъезжает к своей партнерше массой 50 кг и, не прекращая движения, делает поддержку, поднимая её на руках и продолжая в течение некоторого времени ∆t двигаться вместе с ней в первоначальном направлении. Определите скорость движения спортсменов в промежуток времени ∆t.
22/22
§ 22. Реактивное движение. [Ракеты] Подготовка к К. Р. №1.
52. (Кл.) На рисунке 13 изображен участок шоссе с односторонним движением, по которому вдоль параллельных прямых равномерно движутся автомобиль А, велосипедист В, пешеход П и трактор Т. На рисунке представлены также направления и модули скоростей всех четырех объектов относительно земли. Пользуясь данным ниже примером определения проекции скорости велосипедиста относительно автомобиля (υ
), определите проекцию скорости велосипедиста относительно пешехода (υ 
) и относительно трактора (υ 
) и поясните, как направлена скорость велосипедиста по отношению к оси Х в системах отсчета, связанных с пешеходом и с трактором, и как движется велосипедист по отношению к этим телам.
• Пример. В системе отсчета, связанной с автомобилем:
= 
– 
; 
= 
– 
; = 30 км/ч – 80 км/ч = –50 км/ч.
В системе отсчета, связанной с автомобилем, скорость велосипедиста равна 50 км/ч и направлена против оси Х, т. е. велосипедист удаляется от автомобиля со скоростью 50 км/ч.
53. (Кл.) Может ли импульс одного и того же тела быть различным в разных инерциальных системах отсчета? Свой ответ подтвердите примерами.
23/23
Вывод закона сохранения механической энергии
54. (Кл.) Два одинаковых бильярдных шара, двигаясь вдоль оси Х, сталкиваются друг с другом. Известно, что перед соударением проекции скоростей шаров на ось Х имели значения: 
= 0,1 м/с, 
= 0,2 м/с, а после соударения – 
= 0,2 м/с.
а). Определите проекцию 
второго шара после соударения. Каким законом вы пользовались при решении этой задачи?
б). Сделайте два рисунка, на первом из которых изобразите ось Х, пронумерованные шары и векторы их скоростей до столкновения, а на втором – после столкновения. (Стрелочки, обозначающие скорости, изображайте в одном и том же масштабе: во сколько раз модуль одной скорости больше модуля другой, во столько же раз должны соответственно отличаться длины стрелочек на рисунке; следите также за тем, чтобы направления скоростей соответствовали знакам их проекций.)
в). Полагая потенциальные энергии шаров равными нулю, докажите, что в данном случае суммарная кинетическая энергия шаров не изменилась при их взаимодействии.
55. (Кл.) какой высоты упало с дерева созревшее яблоко, если к концу свободного падения его скорость была равна 8 м/с?
56. (Кл.) Свободно падающему мячу на высоте 1 м от земли придали начальную скорость, направленную вверх и равную 4 м/с. На какой высоте над землёй скорость движения мяча станет в два раза меньше начальной? (Решите задачу двумя способами: с применением закона сохранения механической энергии и без него.)
24/24 К. Р.№1 –
Глава II. Механические колебания и волны. Звук
25/1
§24. Колебательное движение. §25. Свободные колебания. Колебательные системы. Маятник
57. (Кл) Мяч, прошедший сквозь баскетбольное кольцо и сетку, упал на пол, после чего совершил несколько вертикальных прыжков, каждый раз поднимаясь на всё меньшую высоту. Какие общие и различные черты присутствуют в колебаниях этого мяча и тел, изображенных в учебнике на рисунках 48 и 49?
58. (Кл.)Каждый предмет, неподвижный относительно земли, ежесуточно совершает оборот относительно Земной оси. Что общего у этого движения с колебанием маятника? Чем отличается движение этих тел от колебаний?
59. (Кл.)Шарик, подвешенный к лапке стоящего на столе штатива, находится в 20 см от поверхности стола. Отвечая на вопрос о преобразованиях энергии колеблющегося шарика, ученик сказал: «Проходя положение равновесия, шарик обладает только кинетической энергией.» Учитель счёл такой ответ неоднозначным. Почему?
60. (Кл.) Является ли равноускоренным движение нитяного маятника? Пружинного маятника? Ответы обоснуйте.
26/2.
§26. Величины, характеризующие колебательное движение
61. (Кл.)Игла строчащей швейной машины протыкала ткань через каждые 0,2 с. Определите период и частоту колебаний иглы.
62. (Кл.) Груз на пружине колеблется с частотой ν=0,25 Гц и амплитудой А = 12 см.
Какой путь пройдёт груз за 4 с: а) из положения равновесия, б) из крайнего положения, в) из точки, находящейся посередине между положением равновесия и крайним? Сколько полных колебаний совершит маятник за 4 с в каждом из трёх случаев?
63 (Кл) Груз, подвешенный на пружине, совершает колебания. График зависимости координаты груза от времени представлен на рисунке 14. Определите по графику амплитуду, период и частоту колебаний маятника.
64 (Д. З. в ур. 32/8 на повт.) Координата средней точки звучащей гитарной струны меняется с течением времени так, как показано на графике (см. рис.15). Определите амплитуду колебаний этой точки.
65 (Д. З. к ур. 30/6) На рисунке 16 показано, как меняется с течением времени проекция вектора скорости колеблющегося маятника. Определите амплитуду, период и частоту изменения проекции вектора скорости.
27/3
Л. Р.№3. «Иссл. завис. периода и частоты своб. колеб. нитян. маятн. от длины нити»
66. (Д. З.) (на повторение: T=2π
) Груз какой массы нужно прикрепить к пружине жёсткостью 50,0 Н/м, чтобы период колебаний этого маятника был равен 0,7 с?
67. (Д. З.) (на повторение: Fупр. макс. = k·А, T=2π)
Груз массой 0,12 кг совершает колебания под действием двух сил: упругости подвеса и тяжести. На рисунке 17 показано, как меняется с течением времени смещение груза от положения равновесия. Чему равна наибольшая сила, действующая на колеблющийся груз? Указание. Прежде, чем отвечать на поставленный вопрос, догадайтесь по содержащимся в условии задачи данным, что служит подвесом для груза: нерастяжимая нить или пружина.
28/4
§ 28. Затухающие колебания. § 29. Вынужденные колебания
68. (Кл.) Девочка периодически бьёт ладошкой по мячу в те моменты, когда мяч, отскочив от пола, поднимается на одну и ту же высоту. Правомерно ли назвать движение мяча свободными колебаниями? Вынужденными колебаниями? Ответы обоснуйте.
69. (Кл.) Является ли игла работающей швейной машины колебательной системой? Какие колебания она совершает: свободные или вынужденные?
70. (Кл) При каком условии свободные колебания маятника не затухали бы с течением времени?
29/5
º§ 30. Резонанс
71. (Кл.) Благодаря наличию рессор железнодорожный вагон, аналогично пружинному маятнику, представляет собой колебательную систему. Как вы считаете, от каких физических величин зависит собственная частота вагона? При какой частоте ударов, получаемых вагоном на стыках рельсов, амплитуда колебания вагонов будет наибольшей? Как зависит частота ударов от скорости движения вагонов?
72. (Кл.) В каком случае собственная частота колебаний на рессорах одного и того же железнодорожного вагона будет больше – когда он пуст или загружен?
73. (Кл.) Два одинаковых товарных поезда – гружёный и порожний – идут по параллельным путям с одинаковой скоростью. Могут ли удары на стыках рельсов вызвать резонанс колебаний вагонов обоих поездов?
74. (Д. З.) По одному и тому же пути мимо станции сначала прошёл гружёный товарный поезд, а через некоторое время – такой же порожний. У каждого из них от ударов на стыках рельсов амплитуда колебаний вагонов достигла наибольшего возможного значения. С одинаковыми или различными скоростями двигались эти поезда? Если с разными, то какой шёл быстрее? (Реш.: T=2π; mгруж. > mпорож. => Тгруж. > Тпорож. => υгруж. < υпорож.)
75. (Кл.) Человек несёт на коромысле вёдра с водой. Собственная частота колебаний вёдер равна 1 Гц, а длина шага человека – 0,4 м. Определите скорость движения человека, при которой выплёскивание воды из раскачивающихся ведер будет наибольшей. Что следует человеку для уменьшения расплёскивания воды: изменить частоту шагов при неизменной их длине или изменить длину шагов при неизменной их частоте? (Считайте, что период колебаний вёдер равен времени совершения одного шага)
30/6
§ 31. Распространение колебаний в среде. Волны § 32. Продольные и поперечные волны
76. (Д. З.) Из условия данной ниже задачи выпишите только те буквы, которыми обозначены явления, присущие бегущей механической волне.
Для бегущей механической волны характерны: а) периодичность во времени, б) периодичность в пространстве,
в) перенос вещества в пространстве, г) перенос энергии в пространстве.
77. (Кл.) Укажите, какие из перечисленных ниже явлений присущи как поперечным, так и продольным волнам: а) распространение в пространстве периодических изменений физических величин: силы упругости; ускорения, скорости, смещения частиц вещества, тел или их частей; б) перенос энергии в пространстве с течением времени; в) отсутствие переноса вещества; г) возникновение силы упругости в среде в результате деформации сдвига; д) существование в жидкостях и газах
78. (Кл.) Перечислите общие и различные свойства поперечных и продольных механических волн. (Ответы. I. Общие свойства: оба вида волн а) представляют собой периодический процесс, б) могут существовать в твёрдых телах, в) упругие, г) переносят энергию, д) не переносят вещество. II. Различные свойства: е) в продольных волнах колебания частиц происходят вдоль направления распространения волны, а в поперечных – перпендикулярно ему, ж) в продольных волнах сила упругости возникает в результате деформации разрежения и сжатия, а в поперечных – в результате деформации сдвига, з) поперечные волны, в отличие от продольных, не могут быть возбуждены в газообразных и жидких средах.
31/7
§ 33. Длина волны. Скорость распространения волн
79. (а, б-Кл, в-Д. З.). направлению мгновенной скорости одной из колеблющихся частиц среды (см. рис.18,а; б; в) определите, в какую сторону движется волна в каждом из трёх представленных на рисунках случаев.
80. (а, б-Кл, в-Д. З). По направлению скорости движения волны (см. рис.19,а; б; в) для каждого из трёх случаев определите направление скорости той из колеблющихся частиц, которая обозначена точкой.
81 (Д. З.) От нырнувшего в воду спортсмена по поверхности воды побежали волны. Определите скорость их распространения, если длина волны равна 0,5 м, а частота колебаний – 4 Гц. (Отв. 2 м/с)
82 (Кл) (идея: Р.440(437), ред., ЕМГ) Туристы, разбившие палаточный лагерь на берегу озера, заметили вдалеке идущую параллельно их берегу моторную лодку в то время, когда лодка оказалась напротив них. Спустя 60 с от лодки до берега дошёл гребень первой волны, а в следующие 10 с – еще 20 гребней, расположенных в 1 м друг от друга. На каком расстоянии от берега прошла лодка?
32/8
§ 34. Источники звука. Звуковые колебания
83. (Кл.) Что является источником звука, возникающего при распиливании досок, брёвен и других материалов?
84. (Кл.) Продольными или поперечными являются волны, порождаемые взмахами крыльев комаров, мух, шмелей и других насекомых? Почему вы так думаете?
85. (Кл.) Почему звук, порождаемый взмахами крыльев летящей пчелы или осы мы слышим, а взмахами крыльев голубя или утки – нет?
86. (Кл.) Излучённый летучей мышью ультразвуковой сигнал, распространяясь со скоростью 340 м/с, пошёл расстояние до препятствия и обратно за 0,4 с. Определите расстояние между мышью и препятствием, считая, что за промежуток времени между излучением сигнала и приёмом отраженного оно не изменялось.
33/9
§ 35. Высота [и тембр] звука. § 36. Громкость звука
87. (Кл.) Почему при распиливании доски циркулярной пилой обычно возникает звук гораздо более высокого тона, чем при распиливании той же доски двуручной пилой?
88. (Кл.) Чем дальше от источника звука мы находимся, тем меньше громкость излучаемого им звука. Почему?
34/10
§ 37. Распространение звука. § 38. Звуковые волны. Скорость звука
89. (Кл.) Как меняется энергия колебательного движения частиц среды, в которой распространяется звук, при удалении от источника звука? В какой вид энергии она преобразуется?
90. (Кл.) На представленном на рисунке 20 графике показано, как меняется с течением времени координата одной из точек звучащей струны виолончели. Пользуясь графиком и зная скорость распространения звука в воздухе, определите длину звуковой волны, создаваемой колебаниями этой струны.
91. (Д. З.) Женский голос с диапазоном частот 170-780 Гц называется контральто. Какова длина волны самого высокого и самого низкого звуков, которые может воспроизвести певица, обладающая контральто?
35/11
Контрольная работа №2 (по материалу главы 2: §§ 24-26, 28-38)
36/12
º§ 39. Отражение звука. Эхо º§ 40. Звуковой резонанс
92. (Кл.) Излученный эхолотом ультразвуковой сигнал после отражения от морского дна был зафиксирован через 0,9 с с момента его излучения. С какой скоростью распространялся в воде ультразвук, если глубина моря под кораблём равна 0,7 км?
93. (Кл.) Известно, что любая среда в поглощает звук. Стекло поглощает звук в меньшей степени, чем воздух. Тем не менее, громкость доносящихся с улицы звуков при закрытых окнах будет меньше, чем при открытых. Почему?
Глава III. Электромагнитное поле
37/1
§ 42. Магнитное поле и его графическое изображение. § 43. Неоднородное и однородное магнитное поле
94. (Кл.) На рисунке 21 показаны магнитные линии полосового магнита и магнитные стрелки 1, 2 и 3. На какую стрелку магнитное поле действует с наибольшей силой, и на какую – с наименьшей?
95. (Кл.) На рисунке 22 изображены три линии магнитного поля. Однородное это поле или неоднородное? В какой точке – А или В – на магнитную стрелку будет действовать бóльшая сила со стороны магнитного поля? Ответы обоснуйте.
38/2
§44. Направление тока и направление линий его магнитного поля
96. (Кл.) Компас с установившейся в магнитном поле Земли стрелкой лежит на предметном столике (см. рис. 23). Горизонтально расположенные провода 1 и 2 находятся на одинаковом расстоянии от стрелки в одной вертикальной плоскости с ней. В каком направлении – по ходу часовой стрелки или против – повернётся стрелка компаса, если по проводам пропустить направленные влево токи, и сила тока в верхнем проводе будет больше, чем в нижнем? Каким будет угол поворота стрелки: = 90º, > 90º, или < 90º? Ответы обоснуйте.
39/3
§45. Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки
97. (Кл.) На рисунке 24 кружочком обозначена заряженная частица, знак заряда которой неизвестен. По данным, представленным на этом рисунке, сформулируйте задачу и решите её.
98. (Д. З.) По данным, представленным на рисунке 25, сформулируйте и задачу и решите её.
40/4.
§46. º Индукция магнитного поля.
99. (Д. З.) Проводник длиной 10 см помещен в магнитное поле индукцией 
Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите силу действия поля на проводник, если сила тока в проводнике равна 25 А.
41/5.
§46. º Магнитный поток
100. (Кл.) На рисунке 26 изображены проволочное кольцо и полосовой магнит. При каких из перечисленных ниже действий и как будет меняться магнитный поток, пронизывающий кольцо?
1. Магнит приближают к кольцу. 2. Кольцо вращают вокруг оси: а) АВ, б) МР., 3. Магнит вращают вокруг оси KL.
101. (Д. З.) На рисунке 27 изображён полосовой магнит. Линии магнитной индукции создаваемого им поля пронизывают проволочный контур. Предложите способы изменения магнитного потока через контур.
Ответы: 1) использовать более сильный или менее сильный магнит, 2) уменьшить или увеличить расстояние между магнитом и контуром, 3) повернуть контур вокруг любого из его диаметров на угол, не равный n·180º, где n – натуральное число, 4) приложить к широкой боковой поверхности имеющегося магнита такой же, расположив его полюса так, чтобы магниты притянулись друг к другу, 5) расположить по другую сторону контура второй полосовой магнит таким образом, чтобы оси магнитов совпали, а суммарный поток сквозь контур стал меньше, чем был при одном магните.[
102. (Кл.) Зависим. индукции В созданного эл.-магнитом поля от числа витков обмотки; + повт.: I=U/R, R=ρ·l / S, (R ~ l); электромагнит, зависимость его поля от силы тока.)
На рисунке 28 изображён самодельный электромагнит. Он состоит из укреплённого на штативе стального стержня АВ с несколькими витками изолированного провода на нём. Концы провода подсоединены к батарее гальванических элементов. Предложите три способа увеличения магнитной индукции поля, создаваемого электромагнитом, состоящим только из перечисленных в условии задачи элементов или их частей.
42/6
§48. Явление электромагнитной индукции
103. (Кл.) Замкнутый проводящий контур АБВГ, находящийся в положении 1, и проводник ДЕ с протекающим по нему постоянным током расположены в плоскости рисунка (см. рис.29). Будет ли возникать индукционный ток в контуре:
1) при его поступательном перемещении в указанной плоскости в положение 2? В положение 3?
2) При его повороте вокруг стороны ВГ на 180º ? Вокруг стороны БВ на 90º ?
3) При таком его вращении вокруг проводника ДЕ, при котором проводник в любой момент времени находится в плоскости контура (см., например, положение 4 контура)? Все ответы обоснуйте.
104. (Д. З.) Спланируйте эксперимент по исследованию зависимости силы индукционного тока в катушке от скорости изменения пронизывающего её магнитного потока. При наличии необходимого оборудования проведите эксперимент и сделайте вывод.
105. (Кл.) Из данного ниже начала предложения и двух выбранных вами его окончаний составьте два утверждения, отражающих суть явления электромагнитной индукции. Какое из составленных утверждений является общим, а какое – частным по отношению друг к другу?
Явление электромагнитной индукции заключается …
а) … в возникновении в замкнутом проводящем контуре индукционного тока, вызванного изменением магнитного поля в месте нахождения контура,
б) … в изменении магнитного потока в той области пространства, где меняется магнитное поле,
в) … в возникновении и существовании электрического тока в замкнутом проводящем контуре в процессе изменения магнитного потока, пронизывающего охваченную этим проводником площадь.
43/7
Л. Р. №4. «Изучение явления электромагнитной индукции»
106. (Д. З.) Два одинаковых пробковых бруска плавают в сосуде с водой на одинаковых расстояниях от треугольной метки на стенке сосуда (см. рис. 30) На брусках лежат полосовые магниты разных масс: m1 < m2. С каким ускорением – постоянным или переменным – будут двигаться друг к другу бруски с магнитами? Одинаковые ли пути пройдут магниты до их встречи? Ответы обоснуйте.
44/8
°§ 49. Направление индукционного тока. Правило Ленца
107. (Кл.) Подвешенное на нити алюминиевое кольцо совершает колебания между точками А и Б (см. рис. 31,а). К точке Б приблизили полюс полосового магнита (см. рис. 31,б). Как это повлияет на время затухания колебаний кольца? Что произошло бы при приближении магнита, если бы кольцо было стальным?
Оба ответа обоснуйте.
108. (Кл.) На рисунке 32 изображён падающий полосовой магнит, который проходит на своём пути сквозь подвешенную на нитях замкнутую проводящую катушку К и попадает в кювету с песком.
Вверх или вниз направлена внутри катушки индукция магнитного поля индукционного тока во время приближения магнита к катушке и во время его удаления от неё перед падением в кювету?
Где расположены северный и южный магнитные полюсы катушки с током в указанные промежутки времени?
Как направлены – одинаково или противоположно друг другу – индукционные токи, возникающие в катушке во время приближения к ней магнита и во время его удаления от неё перед падением в кювету?
Все ответы обоснуйте.
109. (Кл.) На рисунке 33 изображены два одинаковых магнита, падающих с одной и той же высоты из состояния покоя. При этом второй магнит проходит через замкнутую проводящую катушку (не касаясь её витков) и достигает кюветы с песком позже первого магнита. Почему падение второго магнита длится дольше, чем первого? Ответ обоснуйте.
45/9
°§ 50. Явление самоиндукции
110. (Кл.) Какие элементы электрической цепи обозначаются на схемах символами, изображёнными на рисунке 34?
111. (Кл.) Экспериментатор собрал электрическую цепь, схема которой показана на рисунке 35, а. По результатам проведённого эксперимента он построил график зависимости тока в цепи от времени (см. рис. 35, б). Определите по графику: 1) какие действия произвёл экспериментатор в моменты времени t1 и t2; 2) в какие промежутки времени в цепи существовал индукционный ток и как он был направлен по отношению к току, созданному источником постоянного тока.
112. (Кл.) На экзамене по физике ученик получил задание сравнить зависимости силы тока от времени в двух электрических цепях, одна из которых содержит катушку с сердечником (Кс), а вторая – ту же катушку, но без сердечника (К). По результатам проведённого исследования ученик построил в одних и тех же осях координат графики зависимости для обоих случаев (см. рис. 36). Какой из графиков – сплошной или пунктирный – показывает, как с
течением времени менялась сила тока в катушке с сердечником?
46/10
§ 51. Получение и передача переменного электрического тока. Трансформатор
113. (Кл) Частоту (ν) электрического тока, вырабатываемого индукционным генератором, можно рассчитать по формуле ν = n·p, где n – число оборотов ротора в секунду, а p – число пар его полюсов. Определите, сколько оборотов в секунду делает ротор, имеющий: а) 10 пар полюсов, б) 40 пар полюсов, если частота вырабатываемого тока равна 50 Гц.
Как вы думаете, какой из этих роторов приводится во вращение паровой турбиной, а какой – водяной турбиной? Ответ обоснуйте.
114. (Кл.) На замкнутый сердечник надеты три катушки: первичная с числом витков N1 = 800 и две вторичные, одна из которых имеет N2 = 720 витков, а другая – N3 = 400 витков. На первичную катушку подаётся напряжение U1 = 200 В. Определите напряжения U2 и U3 на зажимах вторичных катушек.
115. (Д. З.) На замкнутый сердечник надеты три катушки: первичная с числом витков N1 = 600 и две вторичные, одна из которых имеет N2 = 400 витков. На первичную катушку подаётся напряжение U1 = 200 В, а на вторичную с числом витков N3 – напряжение U3 = 480 В. Определите напряжение U2 на катушке с 400 витками и число витков N3 на вторичной катушке с напряжением U3 = 480 В.
116. (Кл.) Трансформатор зарядного устройства для сотового телефона потребляет от осветительной сети электроэнергию с напряжением 220 В и понижает это напряжение до 5 В, требуемого для подзарядки телефона. КПД трансформатора равно 11%. Какова сила тока в первичной обмотке трансформатора, если во вторичной она равна 0,7 А?
47/ 11.
§ 52. Электромагнитное поле. § 53. Электромагнитные волны
С. Р. 2 (по материалу §§ 42-51). –
48/12.
§ 54. Конденсатор
117. (Кл.) Докажите, что энергию поля Еэл плоского конденсатора можно определять по формуле: Еэл = 
.
Докажите, что 1 Кл·1 В = 1 Дж.
118.(Кл.)Определите энергию поля конденсатора, заряд которого равен 2,9 мКл, а напряжение между пластинами – 50 В.
49/13.
§ 55. Колебательный контур. Получение электрических колебаний
119. (Кл.) Заряд конденсатора колебательного контура увеличили в 2 раза. Как изменились при этом амплитуды колебаний: а) напряжения (Um), б) энергии электрического поля (Еэл m) конденсатора, в) энергии магнитного поля (Емаг m) катушки индуктивности, г) силы тока (Im)?
120. (Кл.) Конденсатор колебательного контура подключили к источнику напряжения Г = 60 В. При этом конденсатор получил заряд q = 3 мКл. Считая электромагнитные колебания в течение небольшого промежутка времени Δt незатухающими, определите суммарную энергию электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки: а) в момент начала разрядки конденсатора, б) в момент полной разрядки конденсатора, в) в любой момент в промежутке времени между моментами, указанными в пунктах а) и б).
121. (Д. З.) Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью С и катушки индуктивностью L. Колебания напряжения в контуре происходят с амплитудой Um. Запишите формулу для определения амплитуды колебаний силы тока Im. Докажите, что 
.
122. (Д. З.) В проводах MN и KL (см. рис. 37) текут одновременно постоянный и переменный токи. Какие токи – постоянный, переменный или и тот и другой – будут протекать в ветви с конденсатором С? В ветви с активным сопротивлением R?
50/14.
§ 56. Принципы радиосвязи и телевидения
123. (Кл.) Увеличивается или уменьшается ёмкость конденсатора в колебательном контуре нашего радиоприёмника, если при настройке последнего на частоту нужной нам радиостанции мы перемещаем указатель в сторону более длинных волн?
124. (Д. З.) Почему ухудшается радиоприём в автомобиле во время его движения в туннеле?
51/15.
[§ 57. Интерференция света]. § 58. Электромагнитная природа света
125. (Кл.) В §57 учебника описан опыт по получению интерференционной картины при отражении жёлтого света от мыльной плёнки. Как изменится расположение полос, если осветить плёнку фиолетовым светом?
126. (Д. З.) На рисунке 38 изображены два одинаковых когерентных источника света S1 и S2 и экран Э (с интерференционной картиной на нём). Расстояния, пройденные светом от источников до точки О, одинаковы; разность хода колебаний в обеих волнах равна нулю. Докажите, что в точку О волны от обоих источников придут в одинаковых фазах.
Каким будет значение освещённости экрана в точке О: максимальным (суммарным), минимальным (нулевым) или каким-либо промежуточным между максимальным и минимальным? Ответ обоснуйте.
Примечания.
1. Напомним, что когерентными называются источники волн, колеблющиеся с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз (см. §41).
2. Волны от одинаковых когерентных источников придут в данную точку:
а) в одинаковых фазах, если их разность хода d (т. е.разность расстояний от источников до данной точки) равна целому числу длин волн (λ, 2λ, 3λ и т. д.) или нулю;
б) в противоположных фазах, если их разность хода будет равна нечётному числу полуволн (1·λ/2, 3·λ/2, 5·λ/2 и т. д.)
52/16.
§ 59. Преломление света. °Физический смысл показателя преломления
127. (Кл.) Назовите два условия, при выполнении любого из которых световой луч не меняет направление распространения при переходе из одной среды в другую.
128. (Кл.) По рисунку 39 определите угол преломления α луча АО при его переходе из воздуха в анилин (nа = 1,586). Изобразите в тетради то же, что на рисунке 41, и начертите ход преломлённого луча в анилине и кварце, имеющем такой же показатель преломления, как у анилина.
129. (Кл.) Определите скорость υ распространения света жёлтой линии натрия в подсолнечном масле.
130. (Д. З.) Свет жёлтого цвета с длиной волны λ = 589,3 нм распространяется в рубине со скоростью, равной 1,7·
м/с. Определите абсолютный показатель преломления рубина для этого света.
53/17
§ 60. Дисперсия света. Цвета тел [§ 61. Спектрограф и спектроскоп]
131. (Кл.) Лучи 1 и 2 падают на границу раздела воздуха со стеклом под одинаковыми углами α (см. рис. 40). Для какого из этих лучей показатель преломления стекла больше? Какой из них распространяется в стекле с большей скоростью? Какой из лучей имеет фиолетовый цвет, а какой – зелёный?
132. (Кл.) На листе белой бумаги, лежащем в тёмной комнате, написаны слова:
ЗИНАИДА УШЛА РИТЫ ДОМОЙ. Буквы, написанные тонкими линиями, - зелёные, толстыми – красные.
При освещении светом каких цветов мы поочерёдно увидим только следующие сочетания слов:
а) ИДА У РИТЫ, б) ЗИНА ШЛА ДОМОЙ, в) ЗИНАИДА УШЛА РИТЫ ДОМОЙ?
Какой цвет могут иметь буквы в варианте а)? б)? в)?
133. (Кл) Какого цвета покажется красное яблоко, если смотреть на него через жёлтое стекло?
54/18
§ 62.Типы оптических спектров [§ 63. Спектральный анализ]. Л. Р. №5. Наблюдение сплошного и линейчатых спектров.{7, с.90-93, компл.1.44, 1.45, 1.46}
134. (Кл, эксп.) Закройте абажур настольной лампы картонкой, оставив только с одной стороны узкую светящуюся щель. Глядя на эту щель сквозь призму, пронаблюдайте сплошной спектр. Продолжая наблюдение, постепенно сдвигайте картонку, расширяя щель. Опишите, что вы видели в начале эксперимента, и как менялась наблюдаемая вами картина по мере расширения щели.
135. (Д. З, эксп.) Рассматривая сквозь призму светящиеся или белые предметы, можно увидеть вокруг них радужный ободок. Нарисуйте его в тетради цветными фломастерами. Как вы думаете, почему ободок образуется только по краям? Свои предположения запишите.
55/19
§ 64. Поглощение и испускание света атомами. Происхождение линейчатых спектров C. Р. 3.
136. (Кл.) Атом водорода излучил квант света частотой 4, 57·
Гц. На сколько уменьшилась при этом энергия атома?
137. (Кл.) Атомы водорода излучают фотоны энергией 3,03·
Дж. Линия какого цвета присутствует в спектре?
Глава IV. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер.
56/1 - 60/5 –
61/6.
§ 73. Энергия связи. Дефект масс
138. (Д. З.) 1. Сколько протонов и сколько нейтронов содержится в ядре атома гелия 
? 2. Какова масса (в килограмм-мах) этого ядра, если его энергия связи равна 0,441
Дж? (Недостающие для решения задачи данные найдите в §73 учебника.)
Указания к решению. 1) Из данного в § 73 уравнения (4) выразите Мя (в решаемой вами задаче под обозначением Мя подразумевается искомая масса ядра атома гелия); 2) в полученном вами выражении для Мя замените Δm в соответствии с уравнением (2); 3) найдите в тексте указанного параграфа необходимые для решения числовые данные, переведите массы протона и нейтрона из а. е.м. в кг (подобно тому, как это сделано для дефекта массы (Δm) в § 73 при расчёте энергии связи (ΔЕ0) ядра атома дейтерия; 4) в полученном вами уравнении для определения Мя замените обозначения физических величин их числовыми значениями и произведите вычисления.
62/7.
§ 74. Деление ядер урана. § 75. Цепная реакция
139. (Кл.) В двух данных ниже ядерных реакциях замените вопросительные знаки обозначениями подходящих (с точки зрения выполнения законов сохранения заряда и массового числа) химических элементов.
Какая из этих реакций называется цепной? По каким признакам вы это определили? Как называли людей, мечтавших о реализации другой из этих реакций?
63/8.
§ 76. Ядерный реактор. Преобразование внутренней энергии ядер в электрическую энергию. § 77Атомная энергетика. –
64/9.
§ 78. Биологическое действие радиации. Закон радиоактивного распада
140. (Кл.) Период полураспада некоторого химического элемента равен Т. Определите долю радиоактивных ядер этого элемента, распавшихся за промежуток времени t = T/2.
141. (Д. З.) Перечертите данную ниже таблицу в тетрадь и заполните все имеющиеся в ней пустые клетки.
Торий-234, период полураспада Т = 24 сут., начальное число ядер – N0 | ||
Промежуток времени от начала распада t, сут | Количество нераспав- шихся ядер N | Количество распавшихся ядер ΔN=N0 - N |
24 | 1000 | |
48 | 1000+500 =1500 | |
72 | 250 | 1500+250 =1750 |
96 | ||
120 | 62 или 63 | |
144 |
142. (Кл.) Допустим, что температура внутри пищевода и желудка человека равна 37°С. От какой массы выпитой человеком воды температурой 77°С человек получит такую же энергию (в Дж), как и от дозы D = 1 Гр внешнего ионизирующего излучения? Масса человека равна 84 кг.
65/10.
§ 79. Термоядерная реакция. Контрольная работа №3
143. (Д. З.) Воспользовавшись законами сохранения заряда и массового числа, а также таблицей , замените в двух данных ниже реакциях неизвестные X и Y обозначениями химических элементов. Где нужно, проставьте значения заряда и массового числа. Как называются эти реакции?
66/11.
Решение задач на повторение некоторых вопросов по ядерной физике (для решения в классе)
144. Период полураспада кобальта-58 равен 72 суткам. За какой промежуток времени число радиоактивных атомов этого изотопа уменьшится в 8 раз? Зависит ли ответ от начального числа (N0) радиоактивных атомов?
145. В каком случае будет нанесён больший вред здоровью человека: при получении им дозы α-излучения Dα = 0,07 Гр или эквивалентной дозы рентгеновского излучения Нβ = 70 мЗв?
Задачи на повторение курсов физики 7 и 8 классов (изученных по учебникам )
/24., Д. З.) Ураган первой категории за 3 часа распространился на 360 км. Определите среднюю скорость перемещения воздушных масс за указанный промежуток времени.
1/24., Д. З.) В какое помещение – тёплое или холодное – следует поставить сразу после дойки молоко, чтобы сливки на нём быстрее отстоялись (т. е. поднялись на поверхность молока)? Ответ обоснуйте.
1/24., Д. З.) Приведите примеры проявления инерции
1/23., Д. З.) Мальчик массой 40 кг прыгает с лодки на берег (см. рис. 41). За промежуток времени Δt взаимодействия мальчика с лодкой скорость мальчика изменилась от 0 до 1,5 м/с, а скорость лодки – от 0 до 0,75 м/с относительно земли. Какова масса лодки?
1/11., Д. З.) Стальной и алюминиевый шары на весах уравновешивают друг друга (см. рис. 42). Оба шара сплошные. Какой из шаров – 1 или 2 – изготовлен из алюминия? Ответ обоснуйте.
1/12., Д. З.) Канистра вмещает не более 1кг 350г машинного масла. Какой наибольший объём керосина (в литрах) можно перенести в этой канистре? Чему будет равна масса керосина?
152. (40/4., Д. З.) Масса пустого бидона равна 0,5 кг, а с двумя литрами жидкости – 2,56 кг. Определите, какая из трёх жидкостей находится в бидоне: морская вода (
), подсолнечное масло (
) или спирт (
).
1/5., Д. З.) Стеклянный баллон электрической лампочки накаливания заполняется инертным газом (например, аргоном). Меняется ли при включении лампочки масса, объём, плотность, давление аргона? Если меняется, то как?
1/6., Кл.) Чтобы склеивание было более прочным, склеиваемые поверхности с нанесённым на них клеем рекомендуется на некоторое время сильно прижать друг к другу. Объясните целесообразность этой рекомендации, опираясь на знания по физике.
1/7., Д. З.)Приведите примеры явлений из окружающей нас жизни, причиной которых была бы сила:
а) трения, б) упругости, в) всемирного тяготения, г) электрического взаимодействия, д) магнитного взаимодействия
1/8., Д. З.) Рассмотрите рисунок 43 и скажите, одинаковое или различное давление оказывает дым на разные участки шара. Ответ обоснуйте. Рассчитайте давление, под которым выходит из шара струйка дыма, если поршень давит на дым в трубке с силой, равной 2 Н, а площадь поршня равна 4 см². (Трение не учитывайте.)
1/9., Д. З.) Сосуд, имеющий форму косого параллелепипеда, доверху заполнен жидкостью (см. рис.44). Сравните давление, производимое ею на боковые стенки в точках А и В, лежащих на одном горизонтальном уровне МКЕД. Из трёх приведённых ниже ответов выпишите тот, который считаете правильным:
1) рА=рВ; 2) рА>рВ; 3) рА<рВ.
1/14., Д. З.) Производит ли газ давление на стенки и дно сосуда в условиях невесомости, например, в искусственном спутнике Земли? Если да, то увеличивается ли давление газа с глубиной? Ответы обоснуйте.
1/15., Кл.) Пробирка с кусочком пластилина плавает в жидкости (см. рис. 45). Измениться ли глубина погружения пробирки, если из неё вынуть пластилин и прикрепить его к дну пробирки снаружи? Ответ обоснуйте.
1/15., Д. З.) В аквариуме с водой плавает некоторое физическое тело. Как определить массу этого тела, пользуясь только линейкой с миллиметровой шкалой? (см. рис. 46).
1/17., Д. З.) Определите мощность, которую вы развиваете, равномерно поднимаясь по лестнице с первого на второй этаж дома, в котором живёте. Все необходимые данные получите сами. (Если вы не знаете свою массу, то примите её равной 40 кг.)
1/17., Кл.) Изобразите схематически рычаг, дающий выигрыш в силе, равный 4. К какому концу этого рычага следует подвесить груз (и на какой подействовать рукой), чтобы получить указанный выигрыш в силе. (Трение и вес рычага не учитывайте.)
Объясните своими словами (можно на каком-нибудь примере) смысл выражения «получить выигрыш в силе».
1/18., Д. З.) Какой из блоков – неподвижный или подвижный – даёт выигрыш в силе? Во сколько раз мы выигрываем в силе при использовании этого блока?
1/19., Д. З.) Целесообразно ли поднимать груз с помощью подвижного блока, вес которого равен весу груза? Во 100 раз меньше веса груза? Для обоснования ответов представьте расчёты.
8 класс
1/1., Кл.) Две одинаковые по конструкции печи – железная и кирпичная – имеют равные массы. Одинаковое ли количество теплоты получат эти печи при сжигании в них одинакового количества дров? На одно и то же или на разное число градусов повысится температура печей? За одинаковые или разные промежутки времени они остынут до температуры, которую имели перед топкой? Ответы подтвердите соответствующими формулами и логическими рассуждениями.
Примечание. Железо обладает в 6,5 раз меньшей удельной теплоёмкостью и в 95 раз большей теплопроводностью, чем кирпич.
1/1., Д. З.) В комнате находятся два одинаковых по конструкции и размерам термометра – ртутный и водяной. При изменениях температуры воздуха показания ртутного термометра меняются значительно быстрее, чем водяного. Почему?
Указание. Для ответа на вопрос воспользуйтесь данными приведённой ниже таблицы.
вещество | теплопроводность, Вт/м·°С | удельная теплоёмкость с, Дж/кг·°С |
вода | при 0°С: 0,556 при 100°С: 0,683 | 4190 |
ртуть | при 0°С: 7,8 при 100°С: 9,1 | 140 |
1/3., Д. З.) Благодаря каким физическим характеристикам воды медицинская грелка, заполненная горячей водой, гораздо удобнее в использовании, чем заполненная горячим воздухом?
1/3., Д. З.) Имеются кусок льда и кусок парафина, массы которых равны. Каждое вещество взято при соответствующей ему температуре плавления: лёд - при 0°С, парафин – при 47°С. Удельная теплота плавления льда: λл =3,4
Дж/кг, а парафина – λп =1,5 Дж/кг. Одинаковое или разное количество теплоты потребуется для их плавления? Ответ обоснуйте.
1/4., Кл.) Два металла, взятые в равных массах, нагрели и расплавили с помощью одинаковых нагревателей. На рисунке 47 графически показано, как менялась температура каждого металла с течением времени. Какие выводы следуют из того, что участки ОА и ОС графиков параллельны друг другу, а АВ>СD? Пользуясь графиком и данной ниже таблицей, определите, какому металлу соответствует график ОАВ и какому – график ОСD.
металл | температура плавления t, °C | удельная теплота плавления λ, Дж/кг | удельная теплоёмкость с, Дж/кг· °C |
цинк | 420 | 1,2 · | 400 |
латунь | 920 | – | 400 |
золото | 1064 | 0,67 · | 130 |
медь | 1085 | 2,1 · | 400 |
1/8., Д. З.) На рисунке 48, а изображены два одинаковых электроскопа, а на рисунке 48, б – те же электроскопы после того, как к их шарам прикоснулись нейтральным металлическим стержнем АВ. Что вы можете сказать о модулях и знаках зарядов электроскопов, изображённых на рисунке 48, а?
1/6., Кл.) На рисунке 49 изображена электрическая цепь. Напишите формулы, по которым можно вычислить: а) сопротивление участка АВ; б) сопротивление участка АС; в) силу тока I, измеряемую амперметром.
1/9., Д. З.) Девочка, стоявшая на расстоянии 1.5 м от плоского зеркала, подощла к нему на 1 м ближе. Во сколько раз уменьшилось при этом расстояние между девочкой и её изображением?
173. (65/10., Д. З.) По рисунку 50, а, б определите, за каким экраном световые лучи 1 и 2 преломляются в треугольной призме, а за каким отражаются от плоского зеркала. Сделайте в тетради в клетку такие же рисунки и дополните их, изобразив на одном из экранов находящуюся за ним призму, а на другом – плоское зеркало. Для обоих случаев изобразите также ход лучей за экранами.
1/11., Кл.) Какие две функции выполняет вода в ядерном реакторе на медленных нейтронах?
Задачи на повторение курсов физики 7 и 8 классов (по учебникам )
7 класс
146 . Ураган первой категории за 3 часа распространился на 360 км. Определите среднюю скорость перемещения воздушных масс за указанный промежуток времени.
147 . В какое помещение – тёплое или холодное – следует поставить сразу после дойки молоко, чтобы сливки на нём быстрее отстоялись (т. е. поднялись на поверхность молока)? Ответ обоснуйте.
148 . Приведите примеры проявления инерции
149 . Мальчик массой 40 кг прыгает с лодки на берег (см. рис. 41). За промежуток времени Δt взаимодействия мальчика с лодкой скорость мальчика изменилась от 0 до 1,5 м/с, а скорость лодки – от 0 до 0,75 м/с относительно земли. Какова масса лодки?
150. Стальной и алюминиевый шары на весах уравновешивают друг друга (см. рис. 42). Оба шара сплошные. Какой из шаров – 1 или 2 – изготовлен из алюминия? Ответ обоснуйте.
151. Канистра вмещает не более 1кг 350г машинного масла. Какой наибольший объём керосина (в литрах) можно перенести в этой канистре? Чему будет равна масса керосина? (
)
152. Масса пустого бидона равна 0,5 кг, а с двумя литрами жидкости – 2,56 кг. Определите, какая из трёх жидкостей находится в бидоне: морская вода (), подсолнечное масло () или спирт
().
153. Стеклянный баллон электрической лампочки накаливания заполняется инертным газом (например, аргоном). Меняется ли при включении лампочки масса, объём, плотность, давление аргона? Если меняется, то как?
154. Чтобы склеивание было более прочным, склеиваемые поверхности с нанесённым на них клеем рекомендуется на некоторое время сильно прижать друг к другу. Объясните целесообразность этой рекомендации, опираясь на знания по физике.
155. Приведите примеры явлений из окружающей нас жизни, причиной которых была бы сила:
а) трения, б) упругости, в) всемирного тяготения, г) электрического взаимодействия, д) магнитного взаимодействия.
156. Рассмотрите рисунок 43 и скажите, одинаковое или различное давление оказывает дым на разные участки шара. Ответ обоснуйте. Рассчитайте давление, под которым выходит из шара струйка дыма, если поршень давит на дым в трубке с силой, равной 2 Н, а площадь поршня равна 4 см². (Трение не учитывайте.)
157. Сосуд, имеющий форму косого параллелепипеда, доверху заполнен жидкостью (см. рис.44). Сравните давление, производимое ею на боковые стенки в точках А и В, лежащих на одном горизонтальном уровне МКЕД. Из трёх приведённых ниже ответов выпишите тот, который считаете правильным:
1) рА=рВ; 2) рА>рВ; 3) рА<рВ.
158. Производит ли газ давление на стенки и дно сосуда в условиях невесомости, например, в искусственном спутнике Земли? Если да, то увеличивается ли давление газа с глубиной? Ответы обоснуйте. [К ур.16/16]
159. Пробирка с кусочком пластилина плавает в жидкости (см. рис. 45). Измениться ли глубина погружения пробирки, если из неё вынуть пластилин и прикрепить его к дну пробирки снаружи? Ответ обоснуйте.
160. В аквариуме с водой плавает некоторое физическое тело. Как определить массу этого тела, пользуясь только линейкой с миллиметровой шкалой? (см. рис. 46).
161. Определите мощность, которую вы развиваете, равномерно поднимаясь по лестнице с первого на второй этаж дома, в котором живёте. Все необходимые данные получите сами. (Если вы не знаете свою массу, то примите её равной 40 кг.)
162. Изобразите схематически рычаг, дающий выигрыш в силе, равный 4. К какому концу этого рычага следует подвесить груз (и на какой подействовать рукой), чтобы получить указанный выигрыш в силе. (Трение и вес рычага не учитывайте.)
Объясните своими словами (можно на каком-нибудь примере) смысл выражения «получить выигрыш в силе».
163. Какой из блоков – неподвижный или подвижный – даёт выигрыш в силе? Во сколько раз мы выигрываем в силе при использовании этого блока?
164. Целесообразно ли поднимать груз с помощью подвижного блока, вес которого равен весу груза? Во 100 раз меньше веса груза? Для обоснования ответов представьте расчёты.
8 класс
165. Две одинаковые по конструкции печи – железная и кирпичная – имеют равные массы. Одинаковое ли количество теплоты получат эти печи при сжигании в них одинакового количества дров? На одно и то же или на разное число градусов повысится температура печей? За одинаковые или разные промежутки времени они остынут до температуры, которую имели перед топкой? Ответы подтвердите соответствующими формулами и логическими рассуждениями.
Примечание. Железо обладает в 6,5 раз меньшей удельной теплоёмкостью и в 95 раз большей теплопроводностью, чем кирпич.
166. В комнате находятся два одинаковых по конструкции и размерам термометра – ртутный и водяной. При изменениях температуры воздуха показания ртутного термометра меняются значительно быстрее, чем водяного. Почему?
Указание. Для ответа на вопрос воспользуйтесь данными приведённой ниже таблицы.
вещество | теплопроводность, Вт/м·°С | удельная теплоёмкость с, Дж/кг·°С |
вода | при 0°С: 0,556 при 100°С: 0,683 | 4190 |
ртуть | при 0°С: 7,8 при 100°С: 9,1 | 140 |
167. Благодаря каким физическим характеристикам воды медицинская грелка, заполненная горячей водой, гораздо удобнее в использовании, чем заполненная горячим воздухом?
168. Имеются кусок льда и кусок парафина. Каждое вещество взято при соответствующей ему температуре плавления: лёд - при 0°С, парафин – при 47°С. Одинаковое или разное количество теплоты потребуется для их плавления? Ответ обоснуйте.
169. Два металла, взятые в равных массах, нагрели и расплавили с помощью одинаковых нагревателей. На рисунке 47 графически показано, как менялась температура каждого металла с течением времени. Какие выводы следуют из того, что участки ОА и ОС графиков параллельны друг другу, а АВ>СD? Пользуясь графиком и данной ниже таблицей… , определите, какому металлу соответствует график ОАВ и какому – график ОСD.
металл | температура плавления t, °C | удельная теплота плавления λ, Дж/кг | удельная теплоёмкость с, Дж/кг· °C |
цинк | 420 | 1,2 · | 400 |
латунь | 920 | – | 400 |
золото | 1064 | 0,67 · | 130 |
медь | 1085 | 2,1 · | 400 |
170. На рисунке 48, а изображены два одинаковых электроскопа, а на рисунке 48, б – те же электроскопы после того, как к их шарам прикоснулись нейтральным металлическим стержнем АВ. Что вы можете сказать о модулях и знаках зарядов электроскопов, изображённых на рисунке 48, а?
171. На рисунке 49 изображена электрическая цепь. Напишите формулы, по которым можно вычислить: а) сопротивление участка АВ; б) сопротивление участка АС; в) силу тока I, измеряемую амперметром.
172. Девочка, стоявшая на расстоянии 1.5 м от плоского зеркала, подощла к нему на 1 м ближе. Во сколько раз уменьшилось при этом расстояние между девочкой и её изображением?
173. По рисунку 50, а, б определите, за каким экраном световые лучи 1 и 2 преломляются в треугольной призме, а за каким отражаются от плоского зеркала. Сделайте в тетради в клетку такие же рисунки и дополните их, изобразив на одном из экранов находящуюся за ним призму, а на другом – плоское зеркало. Для обоих случаев изобразите также ход лучей за экранами.
Приложение 2. Тексты самостоятельных и контрольных работ
Тема 1, урок 10/10
Самостоятельная работа 1 (по материалу §1-8)
Вариант 1.
1. Можно ли считать воздушный шар материальной точкой при определении архимедовой силы 
, действующей на шар в воздухе? (
2. Два автомобиля движутся по прямолинейному участку шоссе. На рисунке изображены графики проекций скоростей этих автомобилей на ось Х, параллельную шоссе.
а) Как движутся автомобили: равномерно или равноускоренно?
б) Как направлены их скорости по отношению друг к другу?
в) С какой по модулю скоростью движется первый автомобиль? второй?
3. Поезд движется со скоростью 20 м/с. Чему будет равна скорость поезда после торможения, происходящего с ускорением 0,25 м/с² в течение 20 с?
4. Какое перемещение совершит самолёт за 10 с прямолинейного разбега при начальной скорости 10 м/с и ускорением 1,5 м/с²?
Вариант 2.
1. Мяч, упав с высоты 2 м и отскочив от земли, был пойман на высоте 1 м. В обоих направлениях мяч двигался вдоль вертикальной прямой. Определите путь 
и перемещение мяча s за всё время его движения.
2. Скорость скатывающегося с горы лыжника за 3 с увеличилась от 0,2 м/с до 2 м/с. Определите проекцию вектора ускорения лыжника на ось Х, сонаправленную со скоростью его движения.
3. На рисунке 1 показано, как меняется с течением времени проекция вектора скорости тела. Пользуясь графиком, определите проекцию ах и модуль а вектора ускорения, с которым движется тело.
4. В промежуток времени от 0 до t1 лыжник равномерно поднимался по пологому склону горы, от t1 до t2 равноускоренно съезжал с её крутого склона и за счёт приобретённой кинетической энергии в промежуток времени от t2 до t3 двигался равномерно по равнине до полной остановки. Какой из приведённых на рисунке 2 графиков соответствует движению лыжника?
Вариант 3.
1. Средняя точка минутной стрелки часов находится на расстоянии 2 см от центра циферблата. Определите путь 
и перемещение sэтой точки за 30 мин, если за час она проходит путь, равный 12,56 см.
2. Скатившийся с горы лыжник в течение 6 с двигался по равнине. При этом его скорость уменьшилась от 3 м/с до 0. Определите проекцию вектора ускорения на ось Х, сонаправленную со скоростью движения лыжника.
3. На рисунке показано, как меняется с течением времени проекция вектора скорости тела. Пользуясь графиком, определите проекцию ах и модуль а вектора ускорения, с которым движется это тело.
4. Пассажирский и товарный поезда движутся параллельно друг другу по соседним путям. Относительно вокзала движение пассажирского описывается уравнением хп = – 100 + 20t, а товарного – уравнением хт = 800 – 15t. Определите по виду уравнений, могут ли эти поезда встретиться, если будут продолжать движение в соответствии с указанными уравнениями.
Вариант 4.
1. Можно ли считать Земной шар материальной точкой при определении времени восхода Солнца на восточной и западной границах России?
2. Два автомобиля движутся по прямолинейному участку шоссе. На рисунке изображены графики проекций скоростей этих автомобилей на ось Х, параллельную шоссе.
а) Как движутся автомобили: равномерно или равноускоренно?
б) Как направлены их скорости по отношению друг к другу?
в) С какой по модулю скоростью движется первый автомобиль? второй?
3. Какую скорость приобретёт автомобиль при разгоне с ускорение 0,4 м/с в течение 10 с, если начальная скорость движения автомобиля была равна 10 м/с?
4. Поезд движется прямолинейно со скоростью 15 м/с. Какой путь пройдёт поезд за 10 с торможения, происходящего с ускорением 0,5 м/с²?
Тема 1, урок 24/24
Контрольная работа №1 (по материалу §9-23)
Вариант 1.
1. На рисунке изображён брусок, движущийся по поверхности стола под действием двух сил: силы тяги F, равной 1,95 Н, и силы сопротивления движению Fс, равной 1,5 Н. С каким ускорение движется брусок, если его масса равна 0,45 кг?
2. Масса висящего на ветке яблока примерно в 
раз меньше массы Земли. Яблоко притягивается к Земле с силой, равной 3 Н. Притягивается ли Земля к этому яблоку? Если да, то с какой силой?
3. На тележку массой 2 кг, катящуюся по арене цирка со скоростью 0,5 м/с, прыгает собака массой 3 кг. До прыжка скорость движения собаки была равна 1 м/с и направлена горизонтально по ходу движения тележки. Определите скорость движения тележки с собакой.
4. Пользуясь законом сохранения механической энергии, определите, какую скорость приобретёт пловец, прыгнувший с пятиметровой вышки, к моменту вхождения в воду?
Вариант 2.
1. Лыжник массой 60 кг скатывается с горы. При этом за любые 3 с его скорость увеличивается на 1,5 м/с. Определите равнодействующую всех приложенных к лыжнику сил.
2. Сигнальная ракета пущена вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Через какой промежуток времени её скорость уменьшится до нуля? На какую высоту поднимется за это время ракета?
3. Увеличивается или уменьшается сила гравитационного притяжения между Меркурием и Венерой при увеличении расстояния между ними? Во сколько раз изменится сила притяжения, если расстояние между этими планетами увеличится в два раза?
4. На рисунке изображены два груза, висящие на концах перекинутых через блоки нитей. Другие концы нитей привязаны к динамометру Д. Какую силу показывает динамометр, если вес каждого из грузов равен 7 Н?
Вариант 3.
1. В стенках и донышке пластиковой бутылки иглой проткнули несколько маленьких отверстий. При заполнении бутылки водой из всех отверстий брызнули струйки. Как, не затыкая отверстий, добиться, чтобы в течение нескольких секунд вода не вытекала из бутылки?
2. Космический корабль летит от Земли к Луне. На одинаковых или разных расстояниях находится корабль от центров Земли и Луны в тот момент, когда он притягивается к этим телам с одинаковыми по модулю силами? Если на разных, то какое больше и во сколько раз? (Масса Земли примерно в 81 раз меньше массы Луны.)
3. Может ли импульс какого-либо физического тела в один и тот же промежуток времени быть различным в разных инерциальных системах отсчёта? Ответ подтвердите примером.
4. На рисунке показано, как менялась с течением времени скорость велосипедиста. Движение велосипедиста было прямолинейным и происходило в инерциальной системе отсчёта. В какие промежутки времени равнодействующая всех приложенных к велосипедисту сил была равна нулю?
Вариант 4.
1. Является ли инерциальной системой: а) быстро вращающаяся с постоянной по модулю скоростью карусель,
б) разгоняющийся по взлётной полосе самолёт, в) свободно падающее тело, г) обращающийся вокруг Земли искусственный спутник?
2. На рисунке показаны положения двигавшегося тела, зафиксированные через равные промежутки времени. Могло ли это движение происходить в инерциальной системе отсчета? В неинерциальной?
3. Конькобежец массой 70 кг движется на повороте по дуге окружности радиусом 5 м со скоростью 3 м/с. Определите центростремительное ускорение и действующую на коньки горизонтальную составляющую F силы давления льда, являющуюся причиной возникновения центростремительного ускорения.
4. Мяч подбросили вертикально вверх с начальной скоростью, равной 8 м/с. Пользуясь законом сохранения механической энергии, определите, на какую высоту взлетит мяч от места броска. (Сопротивление воздуха не учитывайте.)
Тема 2, урок 35/11
Контрольная работа №2 (по материалу §24-26, 28-38)
Вариант 1.
1. Пружинный маятник совершил 16 колебаний за 4 с. Определите период и частоту его колебаний.
2. В океанах длина волны достигает 270 м, а период колебаний 13,5 с. Определите скорость распространения такой волны.
3. Могут ли вынужденные колебания происходить в колебательной системе? В системе, не являющейся колебательной? Если могут, то приведите примеры.
4. На рисунке дан график зависимости координаты колеблющегося тела от времени. Определите по графику период колебаний.
Вариант 2.
1. Лодка качается на волнах, распространяющихся со скоростью 1,5 м/с. Расстояние между двумя ближайшими гребнями волн равно 6 м. Определите период колебаний лодки.
2. Нитяной маятник колеблется с частотой, равной 2 Гц. Определите период колебаний и число колебаний в минуту.
3. Могут ли свободные колебания происходить в колебательной системе? В системе, не являющейся колебательной?
Если могут, то приведите примеры.
4. Координата средней точки иглы швейной машины меняется со временем так, как показано на рисунке. С какой амплитудой колеблется эта точка?
Вариант 3.
1. Подвешенный на пружине груз совершает колебания. С каким ускорением – постоянным или переменным – движется груз?
2. Груз какой массы нужно прикрепить к пружине жёсткостью k = 31,25 Н/м, чтобы период колебаний Т этого маятника был равен 0,8 с?
3. Ежегодно на Земле происходят сотни тысяч землетрясений. От очагов землетрясений распространяются как продольные, так и поперечные волны. Продольные могут пройти сквозь весь Земной шар, а поперечные проникают вглубь Земли не более, чем на 2900 км от её поверхности. Какой вывод о строении Земли следует из этого факта?
4. По направлению мгновенной скорости одной из колеблющихся частиц среды (см. рисунок) определите, в какую сторону движется волна.
Вариант 4.
1. Обозначенный на рисунке 1 отрезок CD численно равен амплитуде колебаний ОА (или ОВ) пружинного маятника. Сравните промежутки времени, за которые груз проходит расстояния ОА и CD. Ответ обоснуйте.
2. На рисунке 2 дан график, показывающий, как меняется с течением времени координата одной из точек звучащей струны виолончели. Пользуясь графиком и зная скорость распространения звука в воздухе, определите длину звуковой волны, создаваемой колебаниями этой струны. [Е. Г.: Т = 10 мс, н. проставить на графике]
3. В каком случае собственная частота колебаний на рессорах одного и того же железнодорожного вагона будет больше – когда он пуст или загружен?
4. Будут ли совершать колебания в условиях невесомости нитяной и горизонтальный пружинный маятники, если их вывести из положения равновесия?
Тема 3, урок 47/11
Самостоятельная работа 2 (по материалу §42-51)
Вариант 1.
1. Каким образом можно изменить полюса электромагнита на противоположные?
2. На рисунке изображён лежащий на столе компас с установившейся в магнитном поле Земли стрелкой. Над компасом перпендикулярно стрелке натянут горизонтально расположенный провод. Повернётся ли стрелка компаса, если по проводу пропустить электрический ток в направлении с запада на восток? Если повернётся, то на сколько градусов и в каком направлении6 по или против часовой стрелки?
3. Проводник длиной 
= 0,2 м поместили в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,5 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. По проводнику протекает ток I = 2 А. С какой силой магнитное поле действует на проводник?
Вариант 2.
1. Что может служить источником одновременно существующих постоянных электрического и магнитного полей?
2. На рисунке изображён проводник ВС, подвешенный на проводниках АВ и СD в магнитном поле. В каком направлении – АВСD или DСВА – следует пропустить электрический ток, чтобы вес проводника ВС уменьшился за счёт действия на него силы со стороны магнитного поля.
3. Объясните своими словами, в чём заключается явление электромагнитной индукции.
Вариант 3.
1. Какими двумя путями можно увеличить индукцию магнитного поля, создаваемого электромагнитом?
2. Компас с установившейся в магнитном поле Земли стрелкой лежит на предметном столике (см. рис.). Горизонтально расположенные провода 1 и 2 находятся на одинаковом расстоянии от стрелки в одной вертикальной плоскости с ней. По проводам пустили постоянный ток одинаковой силы. Как направлен ток в каждом проводе, если при включении тока стрелка повернулась: а) на 90º по часовой стрелке, б) на 90º против часовой стрелки, в) расположение стрелки не изменилось?
3. За счёт чего уменьшают потери электроэнергии при передаче переменного электрического тока по проводам на большие расстояния?
Вариант 4.
1. Какие преобразования энергии происходят в электрокамине?
2. На рисунке изображена заряженная частица, движущаяся в однородном магнитном поле. Как направлены линии индукции магнитного поля: от наблюдателя за чертёж, или из-за чертежа на наблюдателя?
3. Проводник АВ длиной 10 см подвешен на двух тонких проводниках в магнитном поле с индукцией 4· Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. По всем трём проводникам протекает электрический ток силой 5 А. Какой должна быть масса проводника АВ, чтобы действующая не него сила тяжести уравновешивалась силой действия магнитного поля на протекающий по этому проводнику ток?
Тема 3, урок 55/19
Самостоятельная работа 3 (по материалу §52-56, 58-60, 62)
Вариант 1.
1. Каково назначение конденсатора? Зависит ли ёмкость конденсатора от величины заряда на его пластинах?
2. Показатель преломления n подсолнечного масла для жёлтой линии натрия равен 1,47. С какой скоростью распространяется луч жёлтого цвета в масле?
3. В чём заключается явление дисперсии света?
Вариант 2.
1. Колебательный контур состоит из конденсатора переменной ёмкости и катушки. Что нужно сделать, чтобы в 3 раза увеличить период электромагнитных колебаний в этом контуре?
Указание. Для решения задачи вы можете воспользоваться формулой Томсона: 
2. На рисунке изображён световой луч АОВ при переходе из среды 1 в среду 2. Какая из этих двух сред является оптически более плотной? Какая из них имеет бóльший абсолютный показатель преломления? В какой среде свет распространяется с большей скоростью?
3. Назовите два вида спектров испускания.
Вариант 3.
1. Конденсатор ёмкостью С=2·
Ф зарядили до напряжения U=10² В. Чему равен заряд конденсатора?
2. В каких двух случаях световой луч не меняет направление распространения при переходе границы двух сред?
3. Какие из величин – длина волны, частота и скорость распространения волны – изменятся при переходе световой волны из воздуха в стекло?
Вариант 4.
1. Какие преобразования энергии происходят в светящейся лампе накаливания?
2. Проанализируйте формулу Томсона и ответьте, увеличиваем или уменьшаем мы ёмкость конденсатора колебательного контура радиоприёмника, когда перемещаем указатель в сторону более высоких частот?
3. По рисунку определите, какой из двух лучей – оранжевый, а какой – фиолетовый.
Тема 4, урок 65/10
Контрольная работа №3 (по материалу §65-79)
Вариант 1.
1. В конце какого века – 18-го, 19-го или 20-го было открыто явление радиоактивности? В какой стране и кем было сделано это открытие?
2. Каково назначение счётчика Гейгера?
3. Как объяснить, что при β-распаде из ядра, состоящего исключительно из протонов и нейтронов, вылетает электрон? Где в таблице находится элемент, образующийся при β-распаде: перед исходным элементом или после него?
4. Изменятся ли массовое и зарядовое числа ядра при испускании им 
- кванта?
Вариант 2.
- В чём заключается явление радиоактивности?
- Как называется химический элемент, обозначаемый символом ? Как называются и что означают цифры перед символом этого элемента?
- Что можно узнать об элементарных частицах при наблюдении их треков в камере Вильсона, помещённой в магнитное поле?
- Какие две функции выполняет вода в ядерном реакторе на медленных нейтронах?
Вариант 3.
- Как был назван каждый из трёх видов частиц, входящих в состав радиоактивного излучения? Что представляют собой эти частицы?
- Какие приборы, используемые для регистрации элементарных частиц в ядерной физике, вы знаете?
- Заменив в данной ниже ядерной реакции вопросительный знак обозначением подходящего (с точки зрения законов сохранения массы и электрического заряда) химического элемента, вы реализуете мечту алхимиков: узнаете, как получить золото из другого химического элемента. 
- Почему при - распаде свойства исходного ядра не меняются?
Вариант 4.
- Каково строение атомов согласно модели, выдвинутой Э. Резерфордом?
- На доске написано обозначение ядра атома азота: 
. На вопрос учителя «Чему равна масса атома азота?» ученик ответил: «Четырнадцати». Какие единицы массы подразумевал ученик?
- К какому типу относится следующая реакция: 
? По каким признакам вы определили тип реакции?
- Являются ли ядра с индексами 
и 
ядрами изотопов одного и того же элемента?
Ответы
Ответы к самостоятельной работе 1
Вариант 1.
1. Нельзя. 2. а) Равномерно; б) в одну сторону; в) 
= 60 км/ч, 
= 90 км/ч. 3. 
=15 м/с. 4. 
= 175 м.
Вариант 2.
1. = 2 м, s = 1м. 2. ах = 0,6 м/с². 3. ах = 0,5 м/с², а = 0,5 м/с². 4. График б).
Вариант 3.
1. = 6,28 см, s = 4 см. 2. ах = – 0,5 м/с². 3. ах = – 1 м/с², а = 1 м/с². 4. Могут.
Вариант 4.
1. Нельзя. 2. а) Равномерно; б) в противоположные стороны; в) = 40 км/ч, = 80 км/ч. 3. =14 м/с.
4. = 125 м.
Ответы к контрольной работе №1
Вариант 1.
1. ах = 1 м/ с². 2. Притягивается с силой 3 Н. 3. = 0,8 м/с. 4. 
= 10 м/с.
Вариант 2.
1. F = 30 Н. 2. t = 3 с, s = 45 м. 3. Уменьшается в 4 раза. 4. F = 7 Н.
Вариант 3.
1. Подбросить бутылку, чтобы перевести её в состояние невесомости. 2. Расстояние от корабля до центра Земли в 9 раз больше, чем до центра Луны. 3. Может. Например, импульс человека, сидящего в равномерно и прямолинейно
движущемся поезде, относительно этого поезда равен нулю, а относительно земли равен произведению массы человека на скорость поезда. 4. От 0 до 0,1 ч; от 0,2 ч до 0,3 ч; от 0,4 ч до 0,5 ч.
Вариант 4.
1. Ни одно из четырёх перечисленных тел не является инерциальной системой отсчёта, поскольку движется с ускорением относительно Земли. 2. Движение тела могло происходить как в инерциальной системе (при действии на него постоянной силы), так и в неинерциальной (например, если на него не действовали никакие силы).
3. 
= 1,8 м/с², F = 126 Н. 4. h = 3,2 м.
Ответы к контрольной работе №2
Вариант 1.
1. Т = 0, 25 с, 
= 4 Гц. 2. = 20 м/с. 3. Вынужденные колебания могут происходить как в колебательной системе, так и в системе, не являющейся колебательной. Например, колебания качелей, подталкиваемых рукой; колебания поршня в двигателе внутреннего сгорания. 4. Т = 2 с.
Вариант 2.
1. Т = 4 с. 2. Т = 0,5 с, N = 1В колебательной системе свободные колебания могут происходить, а в системе, не являющейся колебательной – нет. Примером свободных колебаний в колебательной системе могут служить колебания пружинного маятника, выведенного из положения равновесия. 4. А = 2 см.
Вариант 3.
1. С переменным ускорением, т. к. в процессе колебаний деформация пружины непрерывно меняется, в результате чего меняются действующая на груз сила упругости пружины и ускорение движения груза. 2. mгруза = 0,5 кг. 3. В центре Земли на глубине, превышающей 2900 км находится жидкое ядро (в котором поперечные волны распространяться не могут). 4. Волна движется вправо.
Вариант 4
1. 
< 
. При движении груза к положению равновесия его скорость возрастает, поэтому на отрезке CD средняя скорость его движения больше, чем на отрезке ОА. 2. 
=3,4 м. 3. Частота колебаний пустого вагона больше, чем загруженного; это следует из формул: Т = 2
и = 
. 4. В условиях невесомости горизонтальный пружинный маятник при выведении его из положения равновесия будет совершать колебания, а нитяной – нет.
Ответы к самостоятельной работе 2
Вариант 1.
1. Изменить направление тока. 2. Не повернётся. 3. F=0,2 Н.
Вариант 2.
1. Поток одноимённо заряженных частиц, например, электронов. 2. В направлении АВСD. 3. Возникновение и существование электрического тока в замкнутом проводнике в течение всего времени изменения магнитного потока, пронизывающего контур этого проводника.
Вариант 3.
1. Увеличить силу тока и внести сердечник. 2. а) В верхнем – влево, в нижнем – вправо; б) в верхнем – вправо, в нижнем – влево; в) в обоих проводах направление токов одинаковы. 3. За счёт использования металлов с малым удельным сопротивлением и особенно за счёт уменьшения силы тока (с одновременным уменьшением во столько же
раз напряжения).
Вариант 4.
1. Энергия электрического тока преобразуется во внутреннюю энергию камина и окружающей среды. 2. Из-за чертежа на наблюдателя. 3. 2· Н.
Ответы к самостоятельной работе 3
Вариант 1.
1. Накопление электрического заряда и энергии электрического поля. 2. 
. 3. Дисперсия – зависимость показателя преломления вещества и скорости света в нём от частоты световой волны.
Вариант 2.
1. Увеличить ёмкость конденсатора в 9 раз. 2. Вторая среда является оптически более плотной и имеет больший показатель преломления. С большей скоростью свет распространяется в первой среде. 3. Сплошной и линейчатый.
Вариант 3.
1. q=2
. 2. При угле падения, равном нулю и при одинаковом показателе преломления обеих сред. 3. Длина и скорость распространения волны.
Вариант 4.
1. Энергия электрического тока превращается во внутреннюю энергию нити накала и излучается в виде электромагнитных волн инфракрасного (теплового) и светового диапазонов. 2. Уменьшаем. 3. Луч 1 – оранжевый, луч 2 – фиолетовый.
Ответы к контрольной работе №3
Вариант 1.
1. 19-го. 2. Регистрация частиц. 3. Нейтрон в ядре распадается на электрон (β-частицу) и протон. β-частица вылетает из ядра, а протон остаётся, увеличивая заряд ядра на единицу. Поэтому новый элемент стоит после исходного. 4. Нет.
Вариант 2.
1. В самопроизвольном излучении α-, β-, γ-частиц атомами некоторых химических элементов. 2. Гелий.
3. Заряд, массу, энергию, скорость. Цифра внизу – заряд (зарядовое число), вверху – массовое число. 4. Замедляет нейтроны и служит теплоносителем.
Вариант 3.
1. α- частицы ядра атома гелия, β - частицы – электроны, γ - частицы – фотоны. 2. Счётчик Гейгера, камера Вильсона, пузырьковая камера. 3. 
4. Заряд и массовое число γ - частицы равны нулю.
Вариант 4.
1. Согласно модели, выдвинутой Э. Резерфордом, в центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее очень малый объём атома. Вокруг ядра движутся электроны, масса которых значительно меньше массы ядра. Атом электрически нейтрален, поскольку заряд ядра равен модулю суммарного заряда электронов. 2. a. е.м – атомная единица массы. 3. К термоядерным реакциям. Слияние двух лёгких ядер. 4. Нет.
Приложение 3. Инструкции к новым
(т. е. отсутствующим в 1-12 изданиях ПГ-9)
демонстрационным опытам и фронтальным лабораторным работам
Приведённые в приложении 3 инструкции по постановке демонстрационных опытов с номерами 1(1) – 7(7), 8(11), 9(12), а также разделы ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ и ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И РАБОТА С НИМ взяты из методического пособия Механика. Руководство по выполнению экспериментов. – М.: МГИУ, 2007. Авторы: , , к. т.н., , к. ф.м. н., – © , , © МГИУ, , а с номерами [14(13) и 15(14)] – из пособия Волновая оптика. Руководство по выполнению экспериментов. Авторы: , к. т.н., , к. ф.м. н. – © 2002, ПФ РНПО «РОСУЧПРИБОР» с любезного позволения авторов этих пособий.
Инструкции по проведению опыта 16. Оценка периода полураспада находящегося в воздухе газа радона и продуктов его распада и по выполнению лабораторной работы №6. Измерение естественного радиационного фона дозиметром разработаны и любезно предоставлены нам и
Двойная нумерация применяется в Приложении 3 только к опытам, взятым из вышеуказанных пособий. Первое число в ней представляет собой порядковый номер опыта в Приложении 3, а второе (в скобках) – в упомянутых здесь пособиях.
ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ
Набор «механика» из серии оборудования L-микро предназначен для проведения демонстрационных экспериментов при изучении механики. Предлагаемые эксперименты выполняются на базе скамьи, оборудованной оптоэлектрическими датчиками момента времени, и компьютерного измерительного блока L-микро.
Оптоэлектричекскими датчиками называют устройства, которые состоят из специальных оптических датчиков, расположенных друг напротив друга, так, что при пересечении линии их соединения прибор посылает специальный сигнал, распознаваемый электроникой компьютерного измерительного блока.
Скамья для изучения механического движения и другие элементы набора имеют магнитные держатели и рассчитаны на закрепление на вертикальных металлических поверхностях.
Скамья устанавливается в хорошо видимой области классной доски. Для остановки тележек на правом ее конце ставится ограничитель. Слева вплотную к скамье размещается платформа стартового устройства с разъемами для подключения датчиков. Оптоэлектрические датчики устанавливаются над скамьей так, чтобы флажки тележек свободно проходили под ними.
При изменении положения скамьи не следует прикладывать усилие к одному из ее концов. Для того чтобы изменить угол наклона скамьи, следует двумя руками потянуть ее к себе (ослабив тем самым действие магнитных держателей) и в таком состоянии повернуть ее. Угол наклона скамьи при этом контролируется с помощью транспортира и шарика на нитяном подвесе, закрепленными в центре скамьи снизу.
В зависимости от задачи эксперимента на тележку устанавливается один или два флажка.
Разъем кабеля, идущего от платформы стартового устройства, подключается к разъему 3 компьютерного измерительного блока. Дополнительный кабель, выходящий из этого разъема, присоединяется к источнику постоянного тока напряжением 9¸12 В и служит для питания электромагнита стартового устройства.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И РАБОТА С НИМ
Программное обеспечение (программа L-micro) для работы с набором «Механика» поставляется вместе с компьютерным измерительным блоком. Программа позволяет регистрировать сигналы, поступающие от датчиков, отображать их на экране, проводить обработку данных и представлять ее результаты.
Инсталляция программы на компьютере:
Выключите питание компьютера. Подсоедините с помощью COM – удлинителя (поставляется вместе с измерительным блоком) омпьютерный измерительный блок к COM-порту компьютера. Включите измерительный блок в сеть и включите компьютер. Поместите в привод диск с программным обеспечением. Запустите файл setup в директории L-micro.
Следуйте инструкциям, выдаваемым программой. Если программа уже была установлена и Вам нужно подключить измерительный блок, то сделайте следующее. Выключите компьютер. Подсоедините COM - удлинителем компьютерный измерительный блок к COM-порту компьютера. Включите измерительный блок и включите компьютер. Запустите «Программу поиска измерительного блока» в меню «Пуск»: «Пуск®Программы®L-микро®L-физика®l-check». физика®l-check».
Работа с программой:
Запустите программу L-физика с рабочего стола или из меню «Пуск»: «Пуск®Программы®L-микро®L-физика®l-check».
В первом окне (рис. 1) выберите раздел «Механика» и щелкните по соответствующей клавише указателем (нажав на левую кнопку мыши).
В окне, посвященном разделу «Механика» (рис. 2), Вы можете выбрать, тему и эксперимент, который Вы хотите провести. Нажмите на + интересующей Вас темы. Перед Вами развернется список экспериментов (рис. 3). Две кнопки в верхнем левом углу экрана: развернуть и свернуть - используются для разворачивания и сворачивания списка экспериментов. Выберите указателем мыши нужный эксперимент и дважды щелкните на название эксперимента.
На следующем экране (рис. 4) Вам предлагается выбрать режим настройки эксперимента, или сразу перейти к измерениям. В режиме настройки Вы можете настроить положение оптоэлектрических датчиков и проверить их работоспособность.
Экран для проведения измерений разбит на две части (рис. 5). Верхняя часть служит для вывода информации о состоянии датчиков во время эксперимента в виде диаграммы. Оптоэлектрические датчики имеют два состояния - открытое и закрытое. Открытому состоянию датчика на диаграмме соответствует уровень, совпадающий с нулевой линией. Закрытое состояние характеризуется высоким уровнем сигнала. Проезд флажка тележки мимо датчика вызывает изменение состояния с открытого на закрытое и обратно, что отражается на диаграмме прямоугольным импульсом соответствующей длительности.
При настойке оборудования изменение состояния датчика сопровождается изменением представляющего его рисунка. Если оптическая ось датчика перекрыта каким-либо предметом, то на рисунке датчик изображается вместе с тележкой, флажок которой перекрывает его оптическую ось. Тележка исчезает с рисунка при открытом датчике.
Нижняя часть экрана предназначена для вывода измеренных значений интервалов времени. Одновременно на экран выводится не более трех интервалов времени. Если сценарий эксперимента требует вывода большего количества интервалов, то используется скроллинг. Выделение значения одного из интервалов нажатием на левую клавишу мыши сопровождается обозначением этого интервала на диаграмме отрезком прямой линии.
В верхнем левом углу экрана расположено изображение электромагнита и кнопка включения электромагнита стартового устройства, работающая циклически (первое нажатие – включение, следующее – выключение). Яркость изображения магнита изменяется в соответствии с его состоянием.
В верхнем правом углу экрана находятся кнопки свертывания окна программы и возврата в предыдущий экран. В нижней части экрана расположены кнопки, с помощью которых проводится эксперимент и осуществляется работа с данными.
Эксперименты, перечисленные в меню, проходят в соответствии со сценариями, в которых определены измеряемые интервалы времени, использование стартового устройства, алгоритм обработки данных и представление результатов.
Регистрации данных начинается при нажатии кнопки «Пуск». Кнопка «Стоп», которая появляется на месте кнопки «Пуск» во время проведения эксперимента, служит для остановки регистрации данных в случае какой-либо ошибки в проведении эксперимента.
После завершения эксперимента можно, нажав и не отпуская левую клавишу мыши, выделить (слева направо) квадрат на диаграмме. После того, как будет отпущена левая кнопка мыши, масштаб изменится так, что выделенный участок графика займет весь экран. Если выделить квадрат справа налево, график вернется к исходному масштабу. Вернуться к исходному масштабу также можно, нажав кнопку «ось X».
Предусмотрена возможность сдвигать диаграмму без изменения масштаба. По желанию можно сдвинуть диаграмму в любую сторону, если нажать на ней правой кнопкой мышки, и не отпуская, двигать мышку вправо или влево. Диаграмма будет двигаться вместе с ней.
При раздельном представлении интервалов времени, измеренным каждым из датчиков, и верхняя, и нижняя части экрана разбивается на две части, а данные выводятся соответственно в двух столбцах.
В некоторых экспериментах проводится обработка данных. Кнопка «Запись» используется для записи данных для последующей обработки. Ввод дополнительной информации осуществляется в специальном окне, которое при необходимости возникает при нажатии кнопки «Запись».
Переход к представлению результатов обработки осуществляется кнопкой «Обработка», которая на экране заменяет кнопку «Запись».
Для представления результатов используются графики (рис. (Рис. 6) и таблица. В окне для вывода графиков внизу экрана есть имеются следующие активные кнопки: «прямая», «удалить», «далее». Кнопка «прямая» позволяет построить прямую линию, наилучшим образом аппроксимирующую точки на графике. Если какая-либо точку графика вызывает сомнения, то ее можно удалить. Для того она обозначается щелчком мыши, а затем нажимается кнопка «удалить». В таблице соответствующая строка помечается красным цветом. Кнопка «далее» служит для перехода к следующему графику (построенному в других координатах) или таблице и работает циклически.
Демонстрационные опыты
Тема 1
кинЕМАТИКА. Равномерное и неравномерное движения
Опыт 1(1) Равномерное движение
Цель работы: продемонстрировать учащимся равномерное движение, ввести и отработать элемент учебного материала «скорость равномерного движения».
Оборудование:
· скамья · ограничитель · транспортир | · оптоэлектрические датчики–2шт. · тележка | · измерительныйблок L-микро · платформа стартового устройства · блок питания |
Установите скамью с ограничителем горизонтально и поместите на нее тележку с двумя флажками. Установите пружину на стартовое устройство. Присоедините оптоэлектрические датчики к разъемам платформы стартового устройства, а блок питания - к разъемам соединительного кабеля, подключенного к третьему разъему измерительного блока. Разместите оптоэлектрические датчики на отметках 20 и 100 от начала скамьи.
Выберите в меню пункт «Равномерное движение», а внутри него сценарий «Измерение скорости». Войдите в режим проведения измерений, установите тележку в стартовое устройство и произведите запуск. На экран будут выведены интервалы времени, которые потребовались тележке, чтобы пройти мимо каждого из датчиков. Придайте скамье слабый наклон в сторону движения тележки так, чтобы период времени, в течение которого тележка проходит мимо каждого оптоэлектрического датчика, стал одним и тем же. Это будет свидетельствовать о том, что скорость тележки не изменяется, а, следовательно, движение равномерное.
Вернитесь в меню выбора экспериментов и перейдите к опыту «Равномерное движение».
В сценарии «Равномерное движение. Вариант 1» интервалы времени измеряются от момента подачи команды на стартовое устройство. Сценарий «Равномерное движение. Вариант 2» предусматривает измерение и вывод на экран интервала времени между срабатываем оптоэлектрических датчиков.
Равномерным движением называется движение, при котором тело в любые равные промежутки времени проходит равные расстояния. Именно это Вы и должны продемонстрировать учащимся в первой части опыта.
При проведении эксперимента необходимо располагать оптоэлектрические датчики на одинаковом расстоянии друг от друга, но в произвольных местах скамьи, и измерять время, затрачиваемое тележкой на прохождение расстояния между ними. Оставьте на тележке один флажок и установите ее в пусковое устройство. Произведите серию запусков тележки при различных положениях оптоэлектрических датчиков и неизменном расстоянии между ними.
Предложите учащимся определить путь s, пройденный тележкой s = x2 - x1, где x2 и x1 - координаты оптоэлектрических датчиков. Определите промежуток времени t, за который было пройдено расстояние между датчиками t =t2 - t1, где t1, t2 – время, прошедшее от момента запуска до проезда тележки мимо первого и второго оптоэлектрический датчиков соответственно.
Для проведения вычислений Вы можете воспользоваться приготовленной заранее таблицей (при проведении эксперимента по сценарию «Равномерное движение. Вариант 2» колонки t1, t2 не заполняются):
x1 | x2 | s=x2 - x1 | t1 | t2 | t = t2 - t1 | v = s/t |
Одни и те же значения расстояния s (третий столбец), преодолеваемые тележкой за любые одинаковые промежутки времени t (шестой столбец), говорят о том, что движение тележки равномерное.
Полученные данные позволяют ввести понятие скорости равномерного движения – величину, измеряемую длиной пути, проходимого телом в единицу времени. Предложите учащимся рассчитать значение скорости тележки на основе данных первого опыта (v = s/t) и, сравнив их, сделать вывод о постоянстве этого параметра при равномерном движении.
Опыт 2(2). Перемещение при равномерном движении
Цель работы: построение зависимости перемещения от времени при равномерном движении
Оборудование:
· скамья · ограничитель · транспортир | · оптоэлектрические датчики – 2 шт. · тележка | · измерительный блок L-микро · платформа стартового устройства · блок питания |
Установите скамью с ограничителем горизонтально и поместите на нее тележку с двумя флажками. Установите пружину на стартовое устройство. Присоедините оптоэлектрические датчики к разъемам платформы стартового устройства, а блок питания - к разъемам соединительного кабеля, подключенного к третьему разъему измерительного блока. Разместите оптоэлектрические датчики на отметках 20 и 100 от начала скамьи.
Выберите в меню пункт «Перемещение при равномерном движении», а в нем – сценарий «Измерение скорости». Войдите в режим проведения измерений, установите тележку в стартовое устройство и произведите запуск. На экран будут выведены интервалы времени, которые потребовались тележке, чтобы пройти мимо каждого из датчиков. Ориентируясь по ним, придайте скамье слабый наклон в сторону движения тележки так, чтобы период времени, в течение которого тележка проходит мимо каждого оптоэлектрического датчика, стал одним и тем же. Это будет свидетельствовать о том, что скорость тележки не изменяется, а, следовательно, движение равномерное.
Вернитесь в меню экспериментов и выберите сценарий «Зависимость перемещения от времени». Войдите в режим проведения измерений.
Установите один из оптоэлектрических датчиков в начале скамьи (на отметке 20 – 30 см) и проведите серию запусков при различных положениях другого датчика. Для построения графика зависимости пройденного пути s = s(t) от времени t, после каждого запуска вводите с клавиатуры расстояние между датчиками, выраженное в см. Нажмите кнопку «Запись», и на экране появится окно для ввода расстояния. Всего необходимо запустить тележку 5 – 8 раз.
Выпишите на доске результаты, полученных в одном или двух запусках. Они потребуются для того, чтобы рассчитать значение скорости тележки и сопоставить его со скоростью движения тележки, которая будет определена на основе обработки данных в компьютере.
Перейдите к представлению результатов обработки. Для этого нажмите кнопку «Обработка», которая после записи результата опыта (начиная с третьего) появляется на месте кнопки «Запись». На экране представлен график зависимости перемещения тележки от времени. Постройте прямую линию, наилучшим образом соответствующую данным эксперимента (кнопка «Прямая». Обратите внимание учащихся на то, что графиком рассматриваемой зависимости действительно является прямая линия (точки ложатся на прямую линию практически без отклонений). Напомните учащимся, что угловой коэффициент построенной прямой численно равен скорости тележки.
Опыт 3(3). Неравномерное движение. Понятие средней скорости.
Цель работы: продемонстрировать неравномерное движение тела и отработать элемент учебного материала понятие средней скорости
Оборудование: | ||
·скамья ·оптоэлектрические датчики – 2 шт. · тележка | · транспортир · ограничитель | · измерительный блок L-микро · платформа стартового устройства · блок питания |
Выберите в меню на экране компьютера пункт «Неравномерное движение. Понятие средней скорости». Вначале повторите опыт по демонстрации равномерного движения. Для этого произведите два запуска тележки, один – при расположении оптоэлектрический датчиков на отметках 20 и 40 см, а другой – перенеся оптоэлектрические датчики на отметки 80 и 100 см. Обратите внимание учащихся на то, что одинаковые расстояния тележка проходит за одно и то же время, т. е. скорость ее постоянна.
После этого измените наклон скамьи и продемонстрируйте учащимся, как изменился характер движения тележки. Для этого также, как и в предыдущем опыте, проведите два запуска тележки, устанавливая оптоэлектрические датчики на отметках 20 и 40 см, 80 и 100 см соответственно.
Для изучения понятия средней скорости установите скамью под углом a=3°-5° к горизонту. Установите пусковое устройство без стартовой пружины. Поместите на тележку один флажок и закрепите ее в пусковом устройстве. Разместив оптоэлектрические датчики на отметках x1=20 и x2=100, произведите запуск. Определите среднюю скорость тележки на отрезке пути между датчиками по формуле vср=s/t, где s=x2 - x1, а t – время прохождения тележки между датчиками.
При изучении средней скорости механического движения учащиеся ищут различие в формулах, позволяющих определить скорость равномерного движения и среднюю скорость неравномерного движения. Следует акцентировать их внимание на том, что в первом случае время – это время движения тела с постоянной скоростью, а во втором – время нахождения тела в пути. Для иллюстрации последнего утверждения повторите запуск тележки, задержав ее рукой после прохождения створа первого датчика. Выждав 10-12 с, отпустите тележку и предложите учащимся определить среднюю скорость тележки в этом случае.
Опыт 4(4). Определение мгновенной скорости
Цель работы: продемонстрировать определение скорости тела в данный момент времени, отработать элемент учебного материала мгновенная скорость.
Оборудование: | ||
· скамья · ограничитель · транспортир · оптоэлектрические датчики – 2 шт. | · тележка · указатель | · измерительный блок L-микро · платформа стартового устройства · блок питания |
При введении понятия производной в математике, а также при определении физических величин на основе производной для нахождения значения производной в момент времени t принято рассматривать значения математических или физических переменных в момент времени t и в момент времени t+Dt. В применении к эксперименту по определению мгновенной скорости это означает следующее. Мгновенная скорость определяется в нескольких запусках движения тележки. Средняя скорость движения измеряется на отрезке между двумя датчиками, один из которых устанавливается в той точке, где необходимо определить мгновенную скорость, и остается неподвижным в течение всего эксперимента. Этот датчик является первым по ходу движения тележки. Второй датчик перед каждым запуском тележки переставляется ближе к первому (навстречу движению тележки). Такая методика проведения опыта позволяет имитировать предельный переход Dt®0.
Для проведения эксперимента установите скамью под углом a=3° к горизонту. Стартовое устройство в данном эксперименте используется без пружины. На тележку устанавливается один флажок. В первом запуске датчики устанавливаются на отметках 40 и 100 см. Напротив точки «40», в которой будет определяться мгновенная скорость, на доску помещается указатель.
Запустите программу «L-физика» и выберите эксперимент «определение мгновенной скорости». Проведите 5-7 запусков движения тележки, каждый раз смещая второй датчик в сторону первого (находящегося на отметке «40») и вводя с клавиатуры расстояние между датчиками (выраженное в см). Запись результатов опыта производится при нажатии кнопки «Запись». Не следует располагать датчики ближе 10 см друг к другу т. к. при этом расстояние между ними измеряется с недостаточной точностью. После записи результата опыта на месте кнопки «Запись» появляется кнопка «Обработка», нажав на которую Вы сможете вывести на экран график. По вертикальной оси графика будут отложены значения средней скорости движения тележки в каждом опыте, а по горизонтальной – промежутки времени, в течение которых тележка двигалась между датчиками (Dt). Поскольку точки графика группируются вдоль прямой линии, построение этой прямой (проводимое с помощью клавиши «Прямая»), позволяет наглядно показать предельный переход к малым промежуткам времени, недостижимым в эксперименте. Точка пересечения построенной прямой с осью OY соответствует значению средней скорости, определенной на бесконечно малом промежутке времени, т. е. мгновенной скорости тележки в точке, где был расположен первый датчик.
Следует отметить, что построение прямой линии на основе данных эксперимента позволяет исключить погрешность отдельного измерения. Если ближайшая к началу координат точка оказывается несколько в стороне от прямой линии, на которую можно уложить остальные точки, то эту точку можно исключить из рассмотрения (точка выделяется с помощью левой клавиши «мышки», далее используется кнопка «Удалить»).
Рис. 1
Кнопка «Далее» позволяет вместо графика вызвать на экран таблицу с записью измеренных и рассчитанных характеристик движения тележки в проведенных опытах. Это дает возможность проанализировать полученные результаты, не прибегая к построению графической зависимости. Беря все меньшие отрезки пути (и, соответственно, уменьшающиеся промежутки времени), можно получить значения отношения Ds/Dt, приближающиеся к «истинной» скорости в момент времени t. В пределе при Dt®0 отношение Ds/Dt даст значение мгновенной скорости в момент времени t.
В обоснование предлагаемой методики определения мгновенной скорости можно сделать следующие замечания:
· Приведем вывод соотношения, связывающего мгновенную и среднюю скорости при равноускоренном движении. Пусть тело начало поступательное движение в момент времени t = 0 со скоростью V0 и движется с ускорением a. Начальная скорость тела и его ускорение параллельны друг другу, и это направление выбрано в качестве направления оси координат 0Х. Нас будет интересовать мгновенная скорость тела в точке «1». Отрезок траектории, на котором будет определяться средняя скорость, должен включать точку «1» в качестве начальной (т. е. проходимой в первый момент времени). С другой стороны отрезок ограничивается точкой «2».
По определению средней скорости запишем:
Vср = (x2 – x1) / (t2-t1) = Ds /Dt
Для координат тела в моменты времени t1 и t2 справедливы соотношения:
Подставив значения координат x1 и x2 в формулу для средней скорости и проведя необходимые алгебраические преобразования, получим:
Vср =V0 + a(t2+t1)/2
C другой стороны, скорость V1 тела в точке «1» равна:
V1 = V0 + at1
Исключая V0 из двух последних равенств, можно записать:
Vср = V1 + a (t2-t1)/2
или
Vср = V1 + a×Dt/2
Аналогичным образом можно получить соотношение Vср = V2 - aЧDt/2 для случая, если скорость определяется в точке расположения второго датчика.
· Таким образом, при равноускоренном прямолинейном движении средняя скорость, определенная на отрезке траектории, один из концов которого фиксирован, линейно зависит от промежутка времени, за который эта средняя скорость была определена. Это позволяет наглядно проиллюстрировать предельный переход с помощью графика. Понятие мгновенной скорости вводится раньше, чем изучается равноускоренное движение, однако для того, чтобы продолжить прямую линию, соединяющую полученные в эксперименте точки, до пересечения с осью OY, отвечающей нулевому времени движения и соответственно нулевому расстоянию между датчиками, знаний по равноускоренному движению не требуется.
· Если опираться на математическое определение предела функции, то отрезки, на которых производится измерение средней скорости, могут быть произвольными (с единственным условием - точка «1», в которой определяется средняя скорость, должна принадлежать указанному отрезку. Поэтому, конечно, в эксперименте можно двигать любой из датчиков или оба датчика сразу, однако расположение одного из датчиков в точке, где определяется мгновенная скорость, приводит к наибольшему различию значений средней и мгновенной скоростей (что позволяет учащимся легче почувствовать и понять разницу между этими понятиями). Расположение датчиков симметрично относительно точки, в которой определяется мгновенная скорость, приводит к наименьшим отличиям средней скорости от мгновенной, и эксперимент становится ненаглядным.
В заключение продемонстрируйте учащимся еще один способ измерения мгновенной скорости тела (рис. 2). Повторите предыдущий опыт с двумя оптоэлектрический датчиками, расположенными на расстоянии 5 см друг от друга. Запустите тележку с одним флажком, определите интервал времени и скорость тележки.
Установите на тележку два флажка. Оставьте на скамье только один датчик (его следует разместить между точками расположения двух датчиков в предыдущем запуске тележки) и запустите тележку. Измерьте время, за которое тележка проходит путь, равный расстоянию между флажками, и рассчитайте ее скорость. Попросите учащихся объяснить, почему такой способ измерения мгновенной скорости эквивалентен способу с применением двух оптоэлектрических датчиков.
Кинематика. Поступательное движение с постоянным ускорением
Опыт 5(5). Определение ускорения при равноускоренном движении
Цель работы: ввести понятие ускорения и отработать элементы учебного материала, связанные с определением ускорения.
Оборудование: | ||
· скамья · ограничитель · транспортир | ·оптоэлектрические датчики – 2 шт. · тележка | · измерительный блок L-микро · платформа стартового устройства · блок питания |
Установите скамью под углом 2°-3° к горизонту. Поставьте ограничитель и стартовое устройство. Установите на тележке два флажка. Подготовьте таблицу следующего вида:
x | Dt | v = Ds/Dt |
В меню на экране компьютера выберите пункт «Определение ускорения при равноускоренном движении», а в нем – сценарий «Измерение скорости». Войдите в режим проведения измерений, установите датчик на отметке 20, закрепите тележку в стартовом устройстве и нажмите кнопку «Пуск». На экране возникнет интервал времени, в течение которого тележка шла мимо оптоэлектрического датчика.
Определите скорость тележки в точках x = 60 и 100 или других, устанавливая оптоэлектрический датчик в соответствующей точке. Значение скорости вычисляется по формуле v = Ds/Dt, где Ds = 5 см – расстояние между флажками, установленными на тележке, а Dt – интервал времени, за который тележка проходит створ оптоэлектрического датчика. Полученные результаты занесите в таблицу.
Обратите внимание учащихся на то, что при движении тележки происходит непрерывное изменение ее скорости. При изучении механического движения важно знать, как быстро происходит изменение скорости. Для этого вводят новую характеристику движения – ускорение.
Для определения ускорения установите на скамью второй оптоэлектрический датчик, а в меню на экране компьютера выберите сценарий «Определение ускорения». Войдите в режим проведения измерений. Разместите оптоэлектрические датчики на отметках 20 и 100 и запустите тележку. По результатам измерения времени на экране компьютера вычисляются скорость в начале и в конце пути по формулам (v1=Ds/t1 и v2=Ds/t3), изменение скорости Dv = v2 - v1, и время, за которое оно произошло Dt=t1 + t2. Ускорение определяется по формуле a=Dv/Dt.
Проведите еще несколько запусков тележки и определите ускорения на участках 20 ‑ 40, 50 ‑ 70 и 80 ‑ 100. Занесите полученные результаты в таблицу следующего вида:
x1 | x2 | t1 | t2 | t3 | v1 | v2 | D v | Dt = t1 + t2 | a = D v /Dt |
Обратите внимание учащихся на равенство ускорения на различных участках пути.
Покажите учащимся, что движение может быть также равнозамедленным (a < 0). Установите стартовую пружину на пусковое устройство и измените угол наклона скамьи так, чтобы ее правый край был немного выше левого. Проведите измерение ускорения на тех же участках, что и при равноускоренном движении.
Опыт 6(6). Зависимости скорости от времени при равноускоренном движении
Цель работы: изучение равноускоренного движения; построение графика зависимости v = v0 + at на основе экспериментальных данных.
Оборудование: | ||
· скамья · ограничителем · транспортир | ·оптоэлектрические датчики – 2 шт. · тележка | · измерительный блок L-микро · платформа стартового устройства · блок питания |
Для проведения опыта расположите скамью под углом 1° – 3° к горизонту и установите на ней два оптоэлектрических датчика. Во время опыта первый датчик должен быть на одном месте (на отметке 20 см), а второй – перемещаться по длине скамьи. На тележке следует установить два флажка.
На экране компьютера выберите эксперимент «Зависимость скорости от времени при равноускоренном движении» и войдите в режим проведения измерений.
Произведите серию запусков тележки, изменяя при этом положение второго оптоэлектрический датчика. Интервалы времени, измеренные в каждом опыте, необходимо заносить в память компьютера. Для этого используется кнопка «Запись». В случае какой-либо ошибки, возникшей при проведении опыта, Вы можете, не нажимая кнопку «Запись», просто повторить запуск тележки.
Отсчет времени в этом опыте начинается при прохождении флажка тележки мимо первого оптоэлектрического датчика, поэтому время движения тележки между оптоэлектрическими датчиками t равно t1+t2. Скорости тележки в створе первого и второго оптоэлектрический датчиков равны соответственно v1=Ds/t1 и v2=Ds/t3 (Ds – расстояние между флажками тележки). Очевидно, что скорость тележки в начальный момент времени t=0 и есть его скорость v1, регистрируемая с помощью первого датчика.
На основе полученных данных постройте зависимость v = v(t). Для этого перейдите из режима измерений в режим представления данных обработки (нажмите кнопку «Обработка», которая появляется на месте кнопки «Запись» после записи результатов по крайней мере трех запусков тележки). Поясните учащимся, что графиком скорости при равноускоренном движении является прямая линия. Запишите уравнение прямой в виде v = v0 + at. (На экране компьютера уравнение прямой возникает в виде y=ax+b).
Для построения зависимости скорости от времени при отрицательном значении ускорения вернитесь в экран проведения измерений. Измените угол наклона скамьи таким образом, чтобы движение тележки стало замедленным. (Угол наклона скамьи при этом не должен превышать 1°). Установите стартовую пружину на пусковое устройство и проведите серию запусков тележки. Аналогично предыдущему опыту второй оптоэлектрический датчик ставится в разные точки скамьи, а положение первого остается неизменным.
Постройте график зависимости v = v(t) и обратите внимание учащихся на его отличия от зависимости, полученной в предыдущем опыте.
Опыт 7(7). Путь, пройденный телом при равноускоренном движении (вариант 1)
Цель работы: изучение зависимости пути, пройденного телом при равноускоренном движении, от времени; построение графика этой зависимости.
Оборудование: | ||
· скамья · ограничитель · транспортир | ·оптоэлектрические датчики – 2 шт. · тележка | · измерительный блок L-микро · платформа стартового устройства · блок питания |
Для выполнения опыта скамья устанавливается под небольшим углом (1°-2°) к горизонту (так, чтобы движение тележки было ускоренным). На левом краю скамьи размещается пусковое устройство без пружины. На тележку прикрепляется один флажок. В опыте используется два оптоэлектрических датчика.
Выберите в меню на экране компьютера пункт «Путь, пройденный телом при равноускоренном движении (вариант 1)» и войдите в режим настройки оборудования (кнопка «настройка оборудования»). Обратите внимание на изображения датчиков в окне на экране. Если представлен только датчик, то датчик открыт. При перекрытии оптической оси датчика рисунок датчика заменяется изображением датчика с тележкой в его створе.
При выполнении эксперимента один из оптоэлектрических датчиков используется для определения момента начала движения. Он должен стоять в непосредственной близости от флажка тележки, закрепленной в пусковой установке. Для того, чтобы установить этот оптоэлектрический датчик правильно, поставьте его сначала так, чтобы флажок тележки перекрывал луч света, идущий от излучателя к приемнику. На экране будет изображение датчика с тележкой в его створе. Далее двигайте датчик по направлению от стартового устройства до тех пор, пока на экране не исчезнет тележка в изображение датчика. Это означает, что флажок тележки больше не перекрывает луч света, но как только тележка сдвинется с места, оптоэлектрический датчик сработает (флажок перекроет луч), и начнется отсчет времени.
Перейдите в экран проведения измерений и проведите серию из 5 –6 запусков. Положение второго датчика изменяется от запуска к запуску. Рекомендуемые положения его таковы: 20, 30, 50, 75, 100 см. После каждого запуска и получения на экране значения интервала времени необходимо записать полученные результаты в память компьютера для последующей обработки. Для этого нажмите кнопку «Запись» и укажите в появившемся окне расстояние между датчиками.
Для того, чтобы продемонстрировать характер зависимости пути, пройденного тележкой, от времени, перейдите в режим представления данных обработки (нажмите клавишу «Обработка» в нижней части экрана). Вы увидите график зависимости s = s(t). Попросите учащихся ответить на вопрос, соответствует ли зависимость, полученная на основе данных эксперимента, формуле для вычисления пути тела при равноускоренном движении.
Нажав клавишу «Далее», Вы можете вывести на экран зависимость s = s(t2/2), а нажатие на клавишу «Прямая» приведет к построению на графике прямой линии, наилучшим образом соответствующей данным эксперимента. Расположение точек на одной прямой линии указывает на линейный характер зависимости и непосредственно подтверждает справедливость формулы 
, а тангенс угла наклона прямой, очевидно, соответствует величине ускорения a.
Опыт 8(11). Проявление инерции
Цель работы: Продемонстрировать понятие инерции.
Оборудование:_______________________________________________________________________________________________
• скамья •тележка • указатель
Для проведения опыта установите скамью на стол строго горизонтально. Это можно сделать, подкладывая под один из концов скамьи листы бумаги или картона. Поставьте на скамью тележку и убедитесь, что тележка не только покоится без внешнего воздействия, но и движется совершенно одинаково в разные стороны при одинаковом толчке.
Положите на стол указатель или отметьте каким-либо способом положение флажка тележки относительно стола. Резко сдвиньте скамью в ту или другую сторону в продольном направлении. Тележка при этом остаётся на месте, т. к. нет сил, которые бы действовали на неё в направлении движения скамьи (сила трения между скамьёй и тележкой пренебрежимо мала).
Успех опыта во многом зависит от того, насколько движение скамьи является поступательным и параллельным оси скамьи. Поэтому рекомендуется рядом со скамьёй вплотную к ней положить длинную линейку или рейку, прижать эту линейку рукой к столу и сдвигать скамью вдоль неё.
Опыт 9(12). Зависимость ускорения от величины силы и массы
Цель работы: проверка справедливости соотношения а ~ F и а ~ 
, вытекающих из второго Закона Ньютона.
Оборудование: | |||
· скамья · ограничитель · транспортир ·оптоэлектрический датчик | ·тележка ·руз для тележки ·платформа стартового устройства | ·резинка ·измерительный блок L-микро ·блок питания |
|
Для проверки справедливости соотношений а ~ F и а ~ (ускорение тела прямо пропорционально действующей на него силе и обратно пропорционально его массе) предлагается рассмотреть начальную стадию движения тележки на магнитной подвеске под действием силы упругости растянутой резинки. Сила упругости, естественно, не является постоянной во времени, однако, если регистрировать движение тележки на начальном этапе, когда изменение относительной деформации резинки не велико, изменениями действующей на тележку силы можно пренебречь.
При выполнении опыта значение действующей на тележку силы будет изменяться в 2 раза за счет использования одной или двух резинок одинаковой длины. Масса тележки удваивается при закреплении на ней груза (стальной пластины), масса которого равна массе тележки.
Для проведения опыта установите скамью горизонтально (см. рис.). Платформу стартового устройств поставьте около левого конца скамьи. Две резинки одинаковой длины надежно закрепите на правом конце скамьи, используя для этой цели ограничитель хода тележки.
На тележке устанавливается два флажка (на расстоянии 5 см друг от друга). В опыте регистрируется время, которое необходимо тележке, чтобы пройти мимо оптоэлектрического датчика, положение которого соответствует месту нахождения переднего флажка тележки перед началом движения. Это позволяет определять ускорение на основе формулы 
, применимой в случае движения с постоянным ускорением без начальной скорости. Здесь l – расстояние между флажками тележки, а Dt – значение интервала времени, измеренного компьютером.
Усилие, развиваемое электромагнитом пускового устройства, должно быть достаточным для преодоления силы упругости двух резинок. Поэтому блок питания пускового устройства следует включить на максимальное напряжение (12 В) и не допускать включения электромагнита на длительное время. При работе электромагнит нагревается, его сопротивление увеличивается, и усилие, развиваемое им, снижается за счет уменьшения силы тока. При подготовке опыта Вам следует также подобрать подходящую длину резинок (65-80 см).
Подключите оптоэлектрический датчик к разъему на платформе стартового устройства. Выберите в меню опыт «Зависимость ускорения тела от силы и массы» и войдите в режим настройки оборудования (кнопка «настройка оборудования»). Обратите внимание на изображения датчиков в окне на экране. Если представлен только датчик, то датчик открыт (или он не подключен). При перекрытии оптической оси датчика рисунок датчика заменяется изображением датчика с тележкой в его створе.
Растяните резинку и установите тележку в пусковое устройство. С помощью изображения датчика на экране компьютера разместите датчик в непосредственной близости от передней кромки первого флажка тележки. До начала движения флажок не должен перекрывать ось датчика (изображение датчика не содержит тележки), однако он должен пересечь оптическую ось датчика сразу же после начала движения тележки. Процедуру установки оптоэлектрического датчика следует повторять, возвращаясь в режим настройки оборудования, после каждого запуска тележки, поскольку после удара тележки об ограничитель скамья слегка сдвигается и взаимное расположение стартового устройства, скамьи и оптоэлектрического датчика нарушается.
Для выполнения эксперимента необходимо перейти в режим проведения измерений. Осуществите несколько запусков тележки под действием силы упругости двух резинок (масса тела – m, сила – 2F), нагруженной тележки под действием двух резинок (масса тела – 2m, сила – 2F), нагруженной и ненагруженной тележки под действием силы упругости одной резинки (случаи 2m, F и m, F). Данные опытов записывайте в таблицу, заранее подготовленную на доске. В этой же таблице удобно провести и обработку результатов.
При обработке результатов Вы можете поручить нескольким учащимся рассчитать ускорение в разных строках таблицы и продиктовать Вам полученные значения. Попросите учащихся сопоставить полученные величины ускорения и обсудите соответствие их второму закону Ньютона.
Таблица
Условия опыта | Dt, с | Dt2, с2 |
|
m, 2F |
|
|
|
2m, 2F |
|
|
|
2m, F |
|
|
|
m, F |
|
|
|
, м/с2
Опыт 10. Экспериментальная задача на III закон Ньютона
Цель опыта: предупредить часто встречающееся ошибочное представление о том, что если растягивать пружину динамометра, прикладывая к каждому её концу силу F, то показание динамометра будет равно 2F.
Оборудование: два универсальных штатива с муфтами и кольцами; демонстрационный динамометр; крепкая бечёвка или толстая леска; два груза по 5 Н каждый.
Ход опыта.
Перед уроком соберите на демонстрационном столе установку, изображённую на рисунке... . Динамометр закройте сложенным пополам листом бумаги, чтобы его шкала не была видна. После объяснения третьего закона Ньютона предложите учащимся высказать предположения относительно показаний динамометра.
Опыт 11. Реактивное движение. Модель ракеты
Цель опыта: продемонстрировать реактивное движение наполненного воздухом воздушного шарика с незавязанным отверстием и предложить учащихся объяснить это наблюдаемое явление.
Оборудование: воздушный шарик; электрический насос; короткая прямая трубочка, выполняющая роль переходника соединяющего отверстие шарика со шлангом насоса для накачивания в шарик воздуха (трубочка может также стабилизировать направление движения шарика).
Ход опыта
Для демонстрации реактивного движения и модели ракеты В отверстие нового (не потерявшего эластичности) воздушного шарика продолговатой формы поместите короткую прямую трубочку. Надев трубочку на шланг насоса и наполнив шарик воздухом, отсоедините шланг, направьте шарик вверх и отпустите вместе с трубочкой.
Опыт 12.
Ч.1. Повторение закона Гука и измерение коэффициента жёсткости резинового шнура
Цель опыта: напомнить школьникам изученный в 7 классе закон Гука и научить их измерять жёсткость резиновых шнуров, пользуясь этим законом.
Оборудование: штатив универсальный с муфтой и лапкой; четыре одинаковых резиновых шнура; стержень (например, карандаш) для подвешивания на нём резиновых шнуров; четыре груза приблизительно по 20 г каждый (например, гайки, или кольцевые керамические магниты, или монетки в маленьких коробочках и т. п.); крючки для подвески грузов к шнуру и друг другу; стрелка-указатель; кусочек мела.
Предварительная подготовка.
А. Подготовьте на доске таблицу для занесения в неё результатов измерений и вычислений.
Б. Измерьте массу m каждого груза на учебных весах. Если массы грузов различны, примите меры к их уравниванию.
В. Укрепите стержень в лапке штатива, расположив его горизонтально.
Г. На концах шнура сделайте две петли; одну наденьте на стержень, подвесив на нём таким образом шнур, другая (маленькая, внизу шнура) будет нужна для подвешивания к ней груза на крючке.
Д. Проверьте, выдерживает ли один шнур вес четырёх одновременно подвешенных к нему грузов, и, если выдерживает, то может ли он совершать при этом свободные колебания вдоль вертикальной прямой, свидетельствуя о том, что деформация шнура является упругой. Если проверка дала положительные результаты, снимите все грузы и переходите к демонстрации опыта.
Во время демонстрации опыта
вызванный ученик заносит данные измерений и вычислений в имеющуюся на доске таблицу,
а все остальные учащиеся – в такую же таблицу, начерченную ими в тетрадях.
Ход опыта.
1. Воспользуйтесь установкой, собранной Вами по описанию, данному в п. В и Г предварительной подготовки. На стойке штатива сделайте мелом метку напротив нижнего конца шнура; расстояние от стержня до этой метки равно длине l0 недеформированного шнура.
2. Подвесьте к шнуру груз с приклеенной или примагниченной к его верхней части горизонтально расположенной стрелкой. Под действием веса груза длина шнура увеличится до значения l1. Сделайте на стойке штатива напротив стрелки вторую метку. Расстояние между двумя метками равно удлинению Δl1 = l1 – l0 шнура, возникшему под действием веса P1=mg одного груза. Измерьте расстояние Δl1 между двумя метками. Впишите числовые значения массы, веса груза и удлинения Δl1 шнура в соответствующие клетки таблицы 1.
3. Добавляйте поочерёдно второй, третий и четвёртый грузы и для всех трёх случаев (т. е. для двух, трёх и четырёх подвешенных грузов) выполняйте действия, аналогичные описанным в п. 2 (отсчитывая при этом удлинения Δl2 , Δl3, Δl4 от самой верхней метки). Числовые значения всех величин занесите в таблицу 1.
4. Укрепите на стержне четыре шнура вплотную друг к другу. Прикрепите, например, четыре груза (верхний из них – со стрелкой) сразу ко всем четырём шнурам. Поставьте метку на стойке штатива и измерьте удлинение шнуров. Сравните это удлинение с удлинением одного шнура, когда на нём было столько же грузов.
5. Задайте ученикам вопросы, отвечая на которые они смогли бы сделать следующие выводы:
а) Причиной растяжения шнура является действие на него внешней силы – веса грузов. Опыт показывает, что удлинение шнура пропорционально весу грузов: Δl ~ Р.
б) Удлинение Δl шнура в свою очередь является причиной возникновения в шнуре силы упругости, возрастающей по мере увеличения удлинения. В момент, когда модуль силы упругости Fупр становится равным модулю веса Р грузов, растяжение прекращается.
в) Как показывают измерения, при одном и том же весе грузов удлинение одного шнура в четыре раза больше удлинения четырёх параллельно соединённых шнуров, равного 0,02 м. Значит удлинение зависит не только от веса грузов, но и от жёсткости (коэффициента жёсткости k) упругого подвеса. Это отражено в законе Гука, который записывается так:
Fупр = k· Δl. Отсюда k = Fупр/ Δl.
6. Предложите ученикам по данным, содержащимся в каждой колонке таблицы, вычислить коэффициент жёсткости шнура и вписать полученное значение в соответствующие клетки таблицы.
Таблица 1
Число шнуров | 1 | |||
Число грузов: n | 1 | 2 | 3 | 4 |
Суммарная масса грузов на шнуре: M = n·m, кг | 0,02 | 0,04 | 0,06 | 0,08 |
Cуммарный вес грузов на шнуре: P = n·m·g, Н | 0,20 | 0,40 | 0,60 | 0,80 |
Сила упругости шнура: Fупр = P, Н | 0,20 | 0,40 | 0,60 | 0,80 |
Удлинение шнура: Δl = l – l0, м | 0,02 | 0,04 | 0,06 | 0,08 |
k = Fупр/Δ l, Н/м | 10 | 10 | 10 | 10 |
Примечание. Собранная установка (штатив с укреплённым в лапке стержнем) понадобится Вам на следующем уроке для проведения части 2 опыта 12.
Ч.2. Период колебаний груза, подвешенного на резиновом шнуре (Период колебаний пружинного маятника)
Цели работы: 1) исследовать качественную зависимость периода колебаний пружинного маятника от массы груза и жёсткости резинового шнура (выполняющего роль пружины); 2) экспериментальным путём вывести зависимость периода Т колебаний маятника от массы m груза и коэффициента жёсткости k шнура.
Оборудование: штатив универсальный с муфтой и лапкой; четыре одинаковых резиновых шнура; стержень (например, карандаш) для подвешивания на нём резиновых шнуров; четыре груза приблизительно по 20 г каждый (например, гайки, или кольцевые керамические магниты, или монетки в маленьких коробочках и т. п.); крючки для подвески грузов к шнуру и друг другу; секундомер (например, в сотовом телефоне) или часы с секундной стрелкой.
Ход опыта.
1. Воспользуйтесь установкой (штативом с закреплённым в лапке стержнем и одним резиновым шнуром), которая была собрана для проведения части 1 опыта 12. Подвесьте к шнуру один груз, приведите его в колебательное движение и дайте возможность классу в течение 20-30 секунд наблюдать за его колебаниями.
2. Добавьте к первому грузу ещё три, приведите этот маятник в колебательное движение и предложите учащимся определить «на глаз», в каком случае период колебаний больше – при одном или при четырёх грузах – и сделать вывод о зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза.
3. Укрепите на стержне ещё три шнура и подвесьте все четыре груза одновременно к четырём шнурам. Предложите учащимся пронаблюдать за колебаниями этого маятника и сравнить период его колебаний с периодом колебаний четырёх грузов на одном шнуре. Попросите учащихся сделать вывод о зависимости периода колебаний пружинного маятника от жёсткости пружины.
4. Измерьте промежуток времени, за который четыре груза на четырёх шнурах совершают 20 колебаний. Предложите ученикам вычислить и запишите полученное числовое значение периода.
5. Аналогичным образом определяется период колебаний одного груза на четырёх шнурах. Числовое значение периода записывается.
6. Попросите учащихся сравнить значения периодов в двух последних опытах: во сколько раз период колебаний четырёх грузов больше периода колебаний одного при одной и той же жёсткости подвеса. Спросите у школьников, во сколько раз по их мнению период колебаний девяти грузов будет больше периода колебаний одного на шнурах одинаковой жёсткости? Какая математическая зависимость существует между массой груза и периодом его колебаний?
7. Запишите на доске зависимость т ~
.
Опыт 13. Вынужденные колебания
Тема 3
Опыт 14(13). Интерференция света в мыльной пленке
Цель эксперимента: продемонстрировать явление интерференции, возникающее при прохождении света через тонкую пленку и при отражении от нее.
Оборудование:
· петля из проволоки | · оптический столик для проектора | ||||||||||
· линза F = 12 см, D = 5 см | · стойка штатива - 2 шт. | ||||||||||
· держатель оптических элементов | · зажимы – 2 шт. | ||||||||||
· сборка “Кольца Ньютона” | · основание штатива | ||||||||||
· химический стакан | · экран демонстрационный | ||||||||||
• графический проектор Установка, применяемая для демонстрации итерференции света в тонкой пленке, собирается на базе графического проектора и в точности повторяет установку для демонстрации колец Ньютона. При этом вместо оправки со сборкой “Кольца Ньютона” устанавливается петля из проволоки, на которой натянута мыльная пленка. Соберите установку согласно инструкции, приведенной в описании эксперимента по наблюдению колец Ньютона в естественном свете. Оптическая схема установки и ее внешний вид приведены на установки и её внешний вид приведены на рис. 1 и на рис. 2 соответственно. Поскольку мыльная пленка на рамке существует ограниченное время, настройку оптической схемы установки удобно провести с использованием сборки “Кольца Ньютона”. После получения на экране четкого изображения колец Ньютона сборку “Кольца Ньютона” необходимо убрать из штатива. Приготовьте мыльный раствор. Рекомендуется использовать шампунь или какое-либо средство для мытья посуды. Для того, чтобы мыльная плёнка была более устойчивой, в стакан с мыльным раствором следует добавить немного глицерина. Поместите рамку с плёнкой на то же место, где располагалась оправка с закреплённой на ней сборкой «Кольца Ньютона» и поверните её таким образом, чтобы отражённый от плёнки свет проходил через линзу и попадал на экран (рис. 3). Зажимать рамку в штитив не следует, т. к. при этом плёнка может лопнуть, достаточно просто держать рамку в руке и опереть её на зажим штатива. Интерференционная картина на экране сначала изменяется, а потом, когда интенсивное движение жидкости между двумя плёнками прекращается, на экране возникают окрашенные полосы, которые располагаются горизонтально. Переверните рамку на 90º и продемонстрируйте учащимся, что горизонтальное расположение полос не случайно и не связано с ориентацией рамки. Наблюдаемые интерференционные полосы представляют собой полосы равной толщины, и возникновение каждой новой полосы обусловлено изменением толщины образца на половину длины волны. Толщина образца или, иными словами, расстояние между двумя мыльными плёнками, удерживающими в промежутке между собой определённое количество мыльного раствора, определяется силами поверхностного натяжения и силой тяжести. Действие силы тяжести и объясняет горизонтальное положение интерференционных полос (градиент толщины образца направлен вертикально). Сечение образца в вертикальной плоскости имеет достаточно сложную форму, которая меняется с течением времени. Более частое или более редкое следование полос означает, что толщина образца в рассматриваемой области меняется соответственно быстрее или медленнее. (Для образца в виде клина интерференционные полосы наблюдаются на равном расстоянии друг от друга.) Наблюдаемое иногда исчезновение интерференционных полос в самой верхней части кольца обусловлено тем, что толщина образца в этой зоне может оставаться постоянной в пределах половины длины световой волны. При обсуждении всех описанных выше эффектов Вам следует обратить внимание учащихся на то, что линза, используемая для наблюдения интерференции в отражённом свете, даёт перевёрнутое изображение, и нижняя область рамки проецируется на верхнюю часть экрана. Оптическая система графического проектора изображение не перевёртывает, и в проходящем свете верхняя зона экрана соответствует верхней части рамки. Опыт 15(14). Интерференция света в схеме ЮнгаЦель эксперимента: продемонстрировать интерференцию монохроматического света в схеме Юнга. Оборудование:
В классической постановке опыта по наблюдению интерференции по методу Юнга источником света служит ярко освещенная щель, от которой световая волна падает на две узкие щели. Таким образом, две узкие щели освещаются разными участками одной и той же световой волны. В свою очередь свет, прошедший через узкие щели, за счет дифракции отклоняется от первоначального направления распространения. В результате в определенной области пространства пучки света, идущие от двух узких щелей перекрываются, что приводит к интерференции. В данном эксперименте роль источника света играет точка фокуса собирающей линзы, через которую проходит луч лазера. Близкий к параллельному пучок света от лазера фокусируется линзой в определенной точке (фокусе) и после этого начинает расширяться. Расширяющийся луч попадает на две щели шириной 0.03 мм, расположенные на расстоянии 0.1 мм друг от друга. Щели выполнены путем нанесения на стекло непрозрачного покрытия. Для того чтобы продемонстрировать интерференцию света по методу Юнга, соберите экспериментальную установку согласно оптической схеме, приведенной на рис. 1. Внешний вид установки представлен на рис. 2. Установите на демонстрационный стол оптический столик для проектора, на него поставьте стойку штатива и зажмите в ней на максимальной высоте рабочее поле, которое имеет для этого специальные крепления. На расстоянии примерно 2 ‑ 3 м от собранного стенда расположите экран. С помощью угловых подставок поместите на вертикальном рабочем поле полупроводниковый лазер, линзу с фокусным расстоянием F = 5 см и оправку с двумя близкорасположенными щелями. Включите в сеть блок питания лазера и приступите к юстировке оптической схемы. Свет в классе полностью выключать не следует, однако его необходимо по возможности приглушить. Направьте луч лазера в середину экрана, после чего установите на пути луча собирающую линзу. Луч лазера фокусируются линзой, и после фокуса образуется расходящийся пучок света. На экране при этом возникает освещенное пятно диаметром 1см (в зависимости от расстояния до экрана). Перемещая линзу вдоль луча лазера, добейтесь максимально однородного освещения пятна (мелкая структура лазерного луча должна, по возможности, отсутствовать). Оптимальное расположение линзы таково, что положение лазера примерно совпадает с фокусом линзы. После этого установите оправку со щелями на расстоянии 7 ‑ 9 см от линзы и совместите щели с лучом лазера. На экране сразу появится система интерференционных полос. Придерживая рукой металлический лист, подвигайте угловую подставку, на которой установлена оправка со щелями в указанных пределах (7 - 9 см от линзы), и получите на экране наиболее яркие и контрастные интерференционные максимумы и минимумы. |
| ||||||||||
Опыт 16.Оценка периода полураспада находящегося в воздухе газа радона и продуктов его распада
Период полураспада
Период полураспада - время, в течение которого частица распадается с вероятностью 1/2.
Если рассматривается большое количество независимых частиц, то за время одного периода полураспада количество частиц уменьшится в два раза. За время в два периода полураспада количество частиц уменьшится в четыре раза. Количество оставшихся частиц в момент времени 
может быть представлено:
, здесь 
-время полураспада, 
- начальное количество частиц
В каждом случае радиоактивного распада происходит излучение частицы (a, b) или электромагнитной волны (g). Активностью вещества - А называют число распадов атомных ядер происходящих в веществе за 1 с.
, Þ активность вещества пропорциональна количеству вещества.
Радон инертный газ, получающийся при распаде ядер урана. Наиболее стабильный изотоп (222Rn) имеет период полураспада 3,8 суток. При комнатной температуре Радон один из самых тяжелый газов. Если длительное время не проветривать помещение, то радон скапливается в области близкой к полу. Если отфильтровывать пыль из воздуха у пола в непроветриваемом помещении, то можно собрать продукты распада радона. При распаде радона образуются короткоживущие изотопы радия, период полураспада которых будет измерен в ходе эксперимента.
Оборудование: датчик ионизирующего излучения, цифровая лаборатория «Радуга», бытовой пылесос или фен, ватный диск, решетка.
Подготовка эксперимента:
В непроветриваемое помещение (желательно подвал) принесите пылесос или фен. На всасывающее воздух отверстие пылесоса (или бытового фена) установите решетку и сверху ватный диск. Подключите пылесос к сети и включите. Поток воздуха прижмет ватный диск и решетку к входному отверстию пылесоса. Установите пылесос так, чтобы отверстие было невысоко над полом в углу помещения. Прокачивайте воздух не менее 5-10 минут. Снимите ватный диск. Следует использовать полученный препарат в течении 5 минут.Проведение измерений:
Расположите датчик ионизирующего излучения на столе. Включите датчик ионизирующего излучения в первый разъем измерительного блока. Запустите программу Радуга. Вкладка датчики «Датчик ионизирующих излучений». Запустите регистрацию данных, нажав экранную кнопку «Пуск». Дождитесь остановки подсчета импульсов. Вы измерили фон. Остановите измерения, нажав экранную кнопку «Стоп» Положите в зазор между чувствительным элементом и платформой ватный диск (подготовленный образец) Запустите регистрацию данных, нажав экранную кнопку «Пуск». Из получившегося результата вычтите значение фона. Не останавливая процесса регистрации наблюдайте измерения в течении 15-20 минут. Остановите процесс регистрации данных, нажав на экранную кнопку «Стоп» Заполните таблицу:№ измерения | Время минут | Показания дозиметра |
1 |
Вопросы:
Как сделать часы, измеряющие временные промежутки в тысячи лет.
Фронтальные лабораторные работы
Новая лабораторная работа
Тема 4
Лабораторная работа №6. Измерение естественного радиационного фона дозиметром (выполняется коллективно под руководством учителя
Фон радиоактивный - естественный радиационный фон, вызван ионизирующим излучением, источником, которого являются космические лучи и естественно распределённые в природе радионуклиды.
Космические лучи представляют собой поток частиц высоких энергий, приходящих на Землю из космоса (солнечная радиация).
Естественные радионуклиды принадлежат к сильно рассеянным элементам и повсеместно присутствуют в окружающей среде, а также в животных и растительных организмах. Фоновому облучению подвергаются все живые организмы Земли, в том числе человек. В зависимости от высоты над уровнем моря и содержания радионуклидов в окружающей среде радиационный фон колеблется в значительных пределах. Для измерения радиоактивного фона используют счетчики Гейегра-Мюллера
Ионизирующее излучение - различные виды частиц и физических полей, способных ионизировать вещество.
Счётчик Гейгера - Мюллера - газоразрядный прибор для подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный сосуд – конденсатор под напряжением, газовый разряд происходит при появлении ионизированных ион - электронных пар появляющихся при пролете и торможении ионизирующей частицы.
В бытовых дозиметрах используется счетчик жесткого бета и гамма излучения СБМ-20 способный регистрировать мощности гамма излучения в диапазоне 0.мкР/с.
Оборудование: датчик ионизирующего излучения, цифровая лаборатория «Радуга».
Проведение измерений:
Расположите датчик ионизирующего излучения на столе. Включите датчик ионизирующего излучения в первый разъем измерительного блока. Запустите программу Радуга. Вкладка датчики «Датчик ионизирующих излучений» Запустите регистрацию данных, нажав экранную кнопку «Пуск». Наблюдайте за сигналом, получаемым от датчика. В произвольные моменты времени будут появляться импульсы вызванные пролетом ионизирующей частицы в объеме счетчика Гейгера-Мюллера. Количество импульсов за 40 секунд будет соответствовать дозе в микрорентгенах.
Список литературы по демонстрационному эксперименту,
на которую даются ссылки в Таблице
• {1} , . Физический эксперимент в средней школе. М.: Просвещение, 1989: Механика. Молекулярная физика. Электродинамика.
• {2} Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе: Пособие для учителей / , , и др.; Под ред. . – 3-е изд., перераб. :– М.: Просвещение, 1979. – (Б-ка учителя физики). – Ч.2, Колебания и волны. Оптика. Физика атома.
• {3} Демонстрационный эксперимент по физике в старших классах средней школы. Т. II. Электричество. Оптика. Физика атома. Пособие для учителей. / , , и др.; под ред. . – 2-е изд., перераб. : – М.: Просвещение, 1972.
• {4} Хорошавин эксперимент по физике в школах и классах с углубленным изучением предмета. Механика. Молекулярная физика: Кн. для учителя. – Просвещение, 1994
• {5}:Учебное оборудование для кабинетов физики общеобразовательных учреждений /, , и др.; под ред. . – М.: Дрофа, 2005
•{6} и др. Практикум по школьному физическому эксперименту. Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., Просвещение, 1977
