Программа элективного курса о законах физики вокруг нас (стр. 8 )

4. Нужно знать свою массу.

Пусть 50 кг = m. Тогда А = mgh

А = 50*9,8 *3 = 1500 Дж

5. Заметим время подъема.

Пусть t1 = 12 с, тогда N1 = mgh/t = 1500/12 = 125 Вт (шагом)

Пусть t2 = 6 с  N2 = mgh/t = 1500/6 = 250 Вт

Изучение распространения света

Содержание работы

Свойство прямолинейного распространения света можно обнаружить в опытах с источником света малых размеров.

Таким источником света может служить лампа карманного фонаря. Если поставить лампу перед экраном с вертикальной щелью, то за экраном наблюдается свет только вдоль прямых, соединяющих лампу и щель.

Это доказывает, что свет распространяется прямолинейно.

Порядок выполнения работы.

Поставьте лампу карманного фонаря и экран с вертикальной щелью на лист белой бумаги. Включите лампу и наблюдайте полоску света за экраном. Отметьте карандашом на бумаге точку А около лампы, точку В против щели и точку С на луче света за экраном. Уберите экран и с помощью линейки проведите прямую АВ, соединяющую лампу и щель в экране. Затем проведите прямую ВС вдоль полоски света за экраном. Убедитесь, что прямая ВС является продолжением прямой АВ. Сделайте вывод.

Контрольные вопросы

Как связаны между собой явление образования тени за непрозрачным предметами и свойство прямолинейного распространения света? Как связано явление солнечных затмений со свойством прямолинейного распространения света?

Изучение явления отражения света

Содержание работы.

Наблюдения показывают, что металлические предметы отражают свет. Явление отражения света используется в зеркалах. Обычно  для изготовления плоского зеркала на поверхность стекла наносится тонкий слой металла. Для защиты механических повреждений металлическая пленка покрывается слоем краски.

Если на плоское зеркало падает узкий пучок света, то отраженный от зеркала свет также представляет собой узкий пучок. Угол между падающим на зеркало пучком света и перпендикуляром к плоскости зеркала называется углом падения. Угол между отраженным пучком света и перпендикуляром к поверхности зеркала называется углом отражения.

Порядок выполнения работы.

Поставьте вертикально на лист белой бумаги плоское зеркало. Включите источник света и направьте на зеркало узкий пучок света от экрана со щелью. отметьте карандашом на листе бумаги плоскость зеркала MN, точку О падения пучка света, точку А на падающем луче и точку В на отраженном луче. Проведите перпендикуляр ОС к прямой MN в точке падения О. Измерьте транспортиром угол падения и угол отражения. Изменяя положение зеркала относительно падающего пучка света, повторите опыты и измерения еще для двух разных значений угла падения. Сравните полученные значения и сделайте вывод. Результаты измерений запишите в отчетную таблицу.

Отчетная таблица

№ опыта	Угол падения	Угол отражения
1
2
3

Контрольные вопросы.

Как устроено плоское зеркало? Какой угол называется углом падения света? Какой угол называется углом отражения света? Сформулируйте закон отражения света?

Изучение изображения в плоском зеркале

Содержание работы.

Лучи света, исходящие из одной точки тела, после отражения от плоского зеркала расходятся. Поэтому с помощью плоского зеркала нельзя получить изображение на экране. Расходящиеся лучи при попадании в глаз человека кажутся исходящими из точки В за зеркалом. Поэтому изображение в плоском зеркале называется мнимым.

Для определения положения изображения предмета, даваемого плоским зеркалом, удобно использовать прозрачную стеклянную пластину в качестве зеркала. Если поставить предмет А перед стеклянной пластиной, то мы видим его изображение В находящимся где-то за пластиной. Для того чтобы определить положение изображения В в пространстве, необходимо взять второй точно такой же, как А, предмет.

Наблюдая второй предмет сквозь стекло и одновременно изображение В, нужно перемещать  второй предмет за пластиной до точного совпадения с изображением В. положение изображения определяется положением второго предмета.

Порядок выполнения работы.

Поставьте на лист белой бумаги ластик и стеклянную пластину. Наблюдайте изображение ластика в стеклянной пластине. Возьмите второй такой же ластик и, перемещая его за стеклянной пластиной, добейтесь полного его совмещения с изображением первого ластика. Проведите на листе бумаги прямую MN, отмечающую положение плоскости стеклянной пластины. Отметьте на листе положение первого ластика и его изображения по положению второго ластика. Соедините две соответствующие точки предмета А и изображения В прямой. Измерьте расстояние АО от предмета и ОВ от изображения до плоскости пластины и сравните их значения. Проверьте, перпендикулярны ли друг другу прямые АВ и MN. Сделайте вывод из результатов опыта. Изменяя положение предмета относительно пластины, повторите опыты еще два раза. Сделайте выводы из результатов опытов и заполните отчетную таблицу, поставив в последнем столбце таблицы знак «+» против правильных ответов.

Отчетная таблица

Какое изображение дает плоское зеркало?	Прямое
Перевернутое
Действительное
мнимое
Каков размер изображения в плоском зеркале?	Увеличенный
Уменьшенный
Равен размеру предмета

Контрольные вопросы.

Почему изображения предметов в плоском зеркале видны глазом, но их не удается получить на экране? Объясните, как удается увидеть в плоском зеркале изображения предметов, размеры которых во много раз больше размеров зеркала?

Наблюдение явления дисперсии света

Содержание работы.

Опыт показывает, что узкий пучок белого света, падающий на грань стеклянной призмы, разлагается при выходе из призмы на пучки красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и  фиолетового света. На белом экране вместо белой полосы появляется разноцветная полоса, называемая спектром белого света.

Это явление называется дисперсией света.

Явление дисперсии объясняется следующими фактами:

В природе не существует свет «белого цвета». Свет бывает разных цветов – от красного до фиолетового. Когда в глаз человека попадает одновременно свет всех цветов, глаз воспринимает действие этой смеси света разных цветов как действие «белого света» . Пучки света разного цвета на границе двух прозрачных сред испытывают разное преломление. Поэтому пучок белого света на выходе из призмы разлагается в разноцветный сплошной спектр.

Порядок выполнения работы.

Включите источник света, поставьте на пути света экран с узкой щелью. Узкий пучок белого света направьте на белый экран. Поставьте на пути пучка белого света стеклянную призму. Установите белый экран на пути выходящего из призмы света и наблюдайте явление дисперсии белого света. Приблизьте призму к глазу и посмотрите через нее на освещенную щель в экране.

Контрольные вопросы.

Чем объясняется дисперсии белого света? По результатам вашего опыта свет какого цвета испытывает наибольшее преломление в стекле?

Определение массы линейки

Содержание работы

Для определения массы линейки можно воспользоваться условием равновесия тела, имеющего ось вращения.

Порядок выполнения работы.

Положите линейку на карандаш и, перемещая её по карандашу, найдите положение равновесия. Отметьте, против какого деления шкалы линейки находится линия её соприкосновения с карандашом в положении равновесия.

Это и есть положение центра тяжести линейки.

Положите на один край линейки гирю. Перемещая линейку относительно карандаша, найдите новое положение равновесия. Заметьте деление шкалы линейки, через которое проходит новая линия равновесия. Отсчитайте по шкале линейки расстояние  l1от новой линии равновесия до центра тяжести линейки и расстояние l2 от этой линии до центра тяжести гири. По условию равновесия рычага

Mgl1  = mgl2

  Где  M - масса линейки, m - масса гири, g - ускорение свободного падения.

  Отсюда масса линейки равна:

M=(ml2)/l1

Результаты измерений и вычислений занесите в отчётную таблицу.

Отчетная таблица

m, г	l1,см	l2,см	M, г

Контрольные вопросы

В прежние времена торговцы на рынках ( и в некоторых странах до сих пор ) пользовались неравноплечими весами. Чем такие весы могут быть удобнее равноплечих весов? Как устроены неравноплечие весы?

Нахождение центра тяжести тела

Содержание работы

Точка, к которой приложена равнодействующая всех сил тяжести, действующих на частицы тела, называется центром тяжести тела. На картонную пластину, надетую на стержень, действуют сила упругости, приложенная к точке подвеса A, и силы тяжести, приложенные к каждой точке пластины. Если  пластина неподвижна, это значит, что равнодействующая всех сил тяжести тела равна модулю и направлена противоположно силе упругости, приложенной к точке подвеса A. Центр тяжести ( точка приложения равнодействующей всех сил тяжести тела) лежит на отвесной прямой, проходящей через точку А. Для нахождения положения центра тяжести необходимо при двух разных равновесных положениях картонной пластины на стержне определить с помощью отвеса направления прямых, проходящих через центр тяжести. Точка О пересечения этих прямых является центром тяжести тела.

Порядок выполнения работы.

Наденьте картонную пластину любым отверстием на стержень. Вплотную  к пластине подвесьте отвес. Отметьте на пластине точку  В пересечения отвеса и края пластины. Снимите пластину и проведите карандашом прямую АВ. Повторите опыт, подвесив пластину на стержень вторым отверстием. На пересечении двух прямых отметьте центр тяжести пластины точкой О. Проведите контрольный опыт, используя для подвеса пластины третье отверстие. Отвес должен проходить через найденный центр тяжести.

Контрольные вопросы

Что называется центром тяжести? Почему пластина, подвешенная на стержень, находится в состоянии покоя? Какие  силы действуют на подвешенную пластину в положении равновесия?

Определение максимальной мощности человека

Содержание работы

Для определения мощности  N  нужно изменить работу А и время t, за которое совершена работа:

N=A/t

Максимальную мощность человек может развить, совершая работу мышцами ног.

Для измерения мощности человека используем свободную лестницу в школьном здании.

Порядок  выполнения работы.

Измерьте высоту одной ступени лестницы h, сосчитайте число n  ступеней между двумя (или тремя) этажами и найдите высоту подъема  H

H=nh

Используя медицинские весы, определите свою массу  m. Вычислите работу А при перемещении человека массой m на высоту  H по формуле

A=mgH

Измерьте время t подъема по лестнице и найдите мощность N человека:

N=A/t=(mgH)/t

Результаты измерений и вычислений запишите в отчетную таблицу.

Отчетная таблица

n	h, м	H, м	m, кг	А, Дж	t, с	N  ,Вт

Контрольные вопросы

От каких величин зависит мощность? Как вы думаете, увеличилась бы ваша мощность, если бы вы взбежали на высоту вдвое большую?