А.И. Сёмке






Физика
Занимательные материалы к уроку

7 класс




Краснодарский край, Ейский район
2006

Сёмке А.И. Физика. Занимательные материалы к уроку. 7 класс.
В книгу включены вопросы физического содержания, задачи для любителей биологии, географии, литературы, веселые задачи, приведены эксперименты по всем темам, изучаемым в 7 классе, даны краткие биографические, исторические справки, содержания проверочных работ.
Может использоваться учителем для проведения уроков и во внеклассной работе, а также школьниками при подготовке к уроку, написании доклада, для творческой работы.
© А.И. Сёмке, 2006

ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ. 3
I ВВЕДЕНИЕ. 5
1.ЧТО ИЗУЧАЕТ ФИЗИКА? НАБЛЮДЕНИЯ И ОПЫТЫ. 5
2.ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ. ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. 8
II ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ ВЕЩЕСТВА. 10
3.СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА. МОЛЕКУЛЫ. 10
4.ДИФФУЗИЯ. СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ. 13
5.ТЕМПЕРАТУРА. 17
6. СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА. 22
III ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ. 24
7.МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ. РАВНОМЕРНОЕ И НЕРАВНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ. 24
8. СКОРОСТЬ. 28
9. ИНЕРЦИЯ. МАССА. 34
10.ПЛОТНОСТЬ. 47
11. СИЛА. 45
12. СИЛА ТЯЖЕСТИ. 49
13.СИЛА УПРУГОСТИ. 53
14. СИЛА ТРЕНИЯ. 58
15.ВЕС ТЕЛА. НЕВЕСОМОСТЬ И ПЕРЕГРУЗКА. 65
16. ОБОБЩЕНИЕ МАТЕРИАЛА ПО ТЕМЕ «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ». 88
IV ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ. 73
17.ДАВЛЕНИЕ. 73
18. ДАВЛЕНИЕ ГАЗОВ. ЗАКОН ПАСКАЛЯ. 98
19.ДАВЛЕНИЕ В ЖИДКОСТИ. 83
20.СООБЩАЮЩИЕСЯ СОСУДЫ. 88
21.АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ. 92
21. ОБОБЩЕНИЕ МАТЕРИАЛА ПО ТЕМЕ «ДАВЛЕНИЕ». 98
V ПЛАВАНИЕ ТЕЛ. 99
23. СИЛА АРХИМЕДА. 99
24. ПЛАВАНИЕ ТЕЛ. 106
25. ОБОБЩЕНИЕ МАТЕРИАЛА ПО ТЕМЕ ПЛАВАНИЕ ТЕЛ. 112
VI РАБОТА И МОЩНОСТЬ. ЭНЕРГИЯ. 113
26.РАБОТА. 113
27.МОЩНОСТЬ. 118
28.ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ. 125
28.ЭНЕРГИЯ. 131
29.ОБОБЩЕНИЕ МАТЕРИАЛА ПО ТЕМЕ «МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА, МОЩНОСТЬ, ЭНЕРГИЯ» 140
ИТОГОВЫЙ КРОССВОРД. 141
ИТОГОВАЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА. 142
ОТВЕТЫ…………………… ……………………………………………………180
ЛИТЕРАТУРА. 198
































Вместо предисловия.

Предлагаемая подборка материалов получила название «В портфель учителю физики 7 класса». В сборник включены качественные задачи, проверочные работы, задачи для любителей географии, истории, литературы, биологии, даны краткие исторические справки, приведены веселые задачи, эксперименты по всем темам 7 класса .
Все задания могут быть использованы как на уроке, так и во внеурочное время. Цель данного пособия: разнообразить урок физики, сделать его интересным, увлекательным, активизировать мыслительную деятельность. Задачи для любителей литературы, биологии, географии, истории помогут ребятам увидеть физические законы и явления в простых бытовых случаях, что поможет разобраться ребенку в сложных физических законах.
В данном пособии приведены физические эксперименты, которые могут быть использованы как фронтальный эксперимент, так и при групповой и индивидуальной работе.
Иногда ошибочно считают, между физикой и гуманитарными предметами нет глубоких связей, и поэтому уделяют интеграции с гуманитарными предметами минимум внимания. А в школьных курсах преподавания физики, химии, биологии, экологии, географии существует тесная взаимосвязь, но зачастую, что греха таить, каждый предмет обособлен, и не редко рассказывая об одном и том же факте, явлении, учителя различных предметов просто дублируют друг друга, но не показывают связи между предметами. Современное преподавание стремится к тому, чтобы была тесная взаимосвязь между изучаемыми предметами.
Установление межпредметных связей между физикой и биологией, физикой и географией, физикой и экологией, физикой и историей дает учителю возможность формировать у школьников целостность картины мира, показать многообразие свойств живой и неживой природы.
Между тем в последние годы особенно отчетливо наметилось направление в образовании, основанное на профильном обучении. Во многих школах стали появляться классы или учебные группы технического, физико-математического, химико-биологического, гуманитарного и других направлений. При преподавании физики в этих классах необходимо менять подход, то есть строить учебный процесс так, чтобы максимально эффективно использовать возможности профильного обучения.
Так, в гуманитарных классах на занятиях по физике можно и нужно использовать примеры из художественной и научно - популярной литературы или фольклора, иллюстрирующие то или иное физическое явление, историческую обстановку и так далее.
Аналогично можно использовать литературный материал и для составления задач как качественных, так и количественных.
В современном мире, бурно развивающемся, характерной приметой является взаимное проникновение отдельных наук. Стали широко использоваться в производстве, в быту, в смежных науках физические методы. На основе этих исследований выросли целые комплексные науки: биофизика, бионика, геофизика, физическая химия, космическая биология и другие.
Важной задачей на уроках физики становится ознакомление школьников с развитием современной науки, создание в представлении учащихся современной картины мира.
В этом пособии представлены задачи и короткие справки по физике с элементами биологии, географии, экологии, истории, которые могут использоваться учителем физики на уроках и во внеурочной деятельности, а также учащимися при подготовке к уроку, при написании доклада, для саморазвития и самоподготовки, для расширения кругозора, а также для творческой работы. На основе коротких справок, представленных в данном пособии, школьники приучаются иллюстрировать законы физики примерами из смежных предметов.

Цель данного пособия ввести в урок элементы занимательности и познавательные моменты, повысить интерес к изучению физики и увеличить кругозор школьников, привлечь к поиску и побудить учащихся к чтению дополнительной литературы. Материалы, которые представлены в пособии, могут быть использованы на различных этапах урока: при проверке домашнего задания, при даче нового материала, при закреплении нового материала; в качестве коротких сообщений по теме, занимательных задач, материала, развивающего характера, для составления вопросов и задач самими школьниками.



I Введение.

1.Что изучает физика? Наблюдения и опыты.

Физический словарик.

Физика от греч. physis – природа.
Наблюдение – это что-то рассматривать, внимательно сторожить, примечать, стеречь, хранить и держать. ( В. Даль)

Задания на развитие логического мышления.

Задание 1 (для индивидуальной или групповой работы) Даны карточки со словами: стул, дерево, дождь, железо, звезда, воздух, кислород, ветер, молния, тень, масло, компас. Найдите закономерность и распределите термины.
Примерный ответ.

Стул Дерево Дождь
Звезда Железо Ветер
Компас Масло Молния
Воздух Кислород Тень

В первой колонке приведены физические тела, во второй: вещества, в третьей: явления.

Задание 2 ( для индивидуальной или групповой работы). Даны слова и словосочетания. Впишите эти слова и словосочетания в соответствии с указанными явлениями.

Механические
явления Оптические
явления Электрические
явления Тепловые явления


Кипение воды, снег, катится автомобиль, выстрел из ружья, падает парашютист, гремит гром, сверкает молния, электрическая искра, мерцание звезд, затмение Солнца, электрическая лампочка горит, тень от деревьев, ветер колышет листья.





Веселые задачи .

1. Вы случайно спрятали в карман шоколадку, и она там растаяла. Можно ли случившееся назвать явлением?
(ответ: конечно)

2. Вам во сне добрый волшебник подарил много мороженого, и Вы угостили им всех своих друзей. Друзья очень радовались, жаль только, что это был сон. Можно ли считать явление и подарок доброго волшебника физическим явлением?
(ответ: нет)

3. Коля ловил девочек, окунал их в лужу и старательно измерял глубину погружения каждой девочки, а Толя только стоял рядышком и смотрел, как девчонки барахтаются. Чем отличаются Колины действия от Толиных, и как такие действия называют физики?
(ответ: и физики, и химики назовут Колины и Толины действия хулиганством и надают по шее обоим. Но надо признать, что с точки зрения бесстрастной науки Толя производил наблюдения, а Коля ставил опыты. Г. Остер)

Задачи для любителей литературы.

О каких явлениях идет речь в этих отрывках?
1.Из художественного произведения «Взятие Олегом Царьграда».
… И повелел Олег своим воинам сделать колеса и поставить на них корабли. И с попутным ветром подняли они паруса и пошли со стороны поля к городу. Греки же, увидев это, испугались и сказали через послов Олегу: «Не губи города, дадим тебе дани, какой захочешь».

2.Из повести М.А. Булгакова «Собачье сердце»
… Пропал я, пропал! Негодяй в грязном колпаке, повар в столовой нормального питания служащих Центрального совета народного хозяйства, плеснул кипятком и обварил мне левый бок.

3.Из романа Ю.Бондарева «Горячий снег».
…Кузнецов, мгновенно стряхнув остатки сна, подошел к двери и от жгучего сияния пустынных под солнцем снегов зажмурился даже, задохнулся от режущего морозного воздуха.
(ответы: 1. механическое явление. 2. тепловое явление. 3. оптическое явление.)

Физические эксперименты.

1.Определить объем тела правильной формы.
Приборы и материалы: линейка, 2-3 тела правильной формы.
Примечание: объем параллелепипеда V= a b c , объем цилиндра
V = S h , объем шара V = 4р Rі , объем куба V = a і.

Название тела V, смі V, мі
1
2
3

2. Определение роста человека.
Приборы и материалы: линейки длиной 20 см, 50 см и 1 м, ростомер переносной.
Примечание. Определить свой рост или рост своего товарища, используя сначала линейку длиной 20 см, затем 50см и 1 м. Произвести измерения и сравнить получившиеся значения со значением роста, измеренного ростомером. Сделайте вывод.

Номер опыта Рост, (м)
(линейка 20 см) Рост, (м)
(линейка 50 см) Рост, ( м)
(линейка 1 м) Рост, ( м)
(ростомер)
1
2
3






















2.Физические величины. Измерение физических величин.

Физический словарик.

Величина – все измеримое и исчислимое, всякое свойство, не составляющее качества: число, мера, количество, протяжение и прочее.( В. Даль)
Шкала от латинского scala – лестница.
Метр от греческого слова metron – мера, metreo – измеряю.

Стихи от Григория Остера.

Одинокий физик, почесав темя,
Измеряет длину, массу и время.
Парочка физиков мечтает вдвоем
Измерять температуру, плотность, объем.
Трое физиков, построившись в ряд,
Меряют энергию, скорость, заряд.
Четыре физика в хорошем настроении
Измеряют давление, а в плохом - ускорение.
Пять физиков выбегают на площадь,
Измеряют импульс, частоту, силу и площадь.
Шесть физиков приходят к седьмому на именины,
Измеряют какие-нибудь другие физические величины.


Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки-задания.

Из приведенных ниже терминов выпишите те, которые обозначают:
А)физические тела;
Б)физические явления;
В) вещество;
Г)физические величины;
1 2 3 4
Дом, туман, время, пароход, вода, сталь, ветер, дождь, книга, камень, температура Стекло, тетрадь, снег, дерево, окно, мел, свет, объем, иней, машина Луна, самолет, площадь, град, время, пластик, ракета, радуга, ручка, пластилин Скорость, аэроплан, свинец, северное сияние, олово, кислород
Д) Определите площадь прямоугольника со сторонами 10 и 5 см. Д) Определите объем кубика, если его сторона равна 10 см Д) Определите площадь квадрата со стороной 25 см. Д) Определите объем комнаты, если длина пола 4 м, ширина 3 м, а высота стен 2м.


Связь старинных мер длины с современными единицами измерения.

Английский дюйм = 0.0254 м
Парижская линия = 0.00225 м
Русская линия – 0.00254 м
Русский локоть = 0.38 – 0.46 м
Лье = 4445 м
Морская миля = 1853 м
Сухопутная миля = 1609 м
Сажень = 2.13 м
Туаз = 1.946 м
Английский фут = 0.3048 м
Парижский (королевский) фут = 0.324 м


Меры жидких тел, применяемых в мире.

1 баррель нефти = 158.988 л
1 литр = 0.001 мі
1 британский галлон = 4.546 л
1 галлон США = 3.785 л
1 британская кварта = 1.1365 л
1 кварта США = 0.94625 л
1 британская пинта = 0.5682 л
1 пинта США = 0.47312 л
1 британский гилл = 0.1377 л
1 гилл США = 0.1183 л


Интересные факты.

1.Самым высоким человеком был американец Роберт Першинг Чодлоу (1922- 1944) .Рост его был равен 2.72 метра, а масса 222.7 кг. За ним следуют египтянин Мухаммед Гази ( 1909 - 1941 ) - 2.69 метра , американец Джон Керрол ( родился в 1932 году ) - 2.49 см , финн Вяйно Мюлларине (1909-1963) - 2.47 метра. Самой высокой женщиной считалась гречанка Василики Каллиянди (882– 1904) - 2.3м.

2.С 1931 года самым высоким зданием мира был небоскреб Эмпайер Стейт Билдинг в Нью-Йорке ( 102 этажа , 381 м ). В 1972 году он уступил первенство Всемирному торговому центру в том же Нью - Йорке ( 110 этажей , 417 м). В 1974 году в Чикаго был построен Сирс Тауэр ( 110 этажей , 442 м ), который оставался самым высоким зданием мира до 1996 года, когда в столице Малайзии Куала-Лумпуре нефтяная кампания " Петронас " ввела в строй два небоскреба - близнеца с числом этажей 88 и высотой 450 м. Следовательно, они лишь немногим ниже Останкинской телебашни в Москве.

3. В нашей стране и странах СНГ насчитывается около 3 млн рек, ручьев, каналов и пересыхающих водотоков общей протяженностью до 10 млн . км. Среди них более 2.5 млн. самых малых рек длиной менее 10 км, затем идут реки длиной 10 – 20 км, их примерно 100 000. Рек протяженностью 25 – 100 км около 30 000, число рек длиной от 100 до 500 км составляет 3852. Большие реки имеют длину 500 – 1000 км, их 198, рек длиной более 1000 км на территории нашей страны 77. Основные реки европейской части нашей страны – Волга, Кама, Дон– существовали уже в мезозое (Четвертая эра в геологической истории Земли. В эту эпоху в животном мире господствовали гигантские пресмыкающиеся. Появились костистые рыбы, млекопитающие, лиственные деревья.)

4. Размеры животных (средние значения).

Название Длина Название Длина
Белуга
Обезьяний угорь
Голиаф, самая крупная лягушка 4-5м
0.5 м
80 см Анаконда, самая длинная змея
Комодский варан 11 м 43 см

3 м


Физический эксперимент.

Определение толщины нити и проволоки.
Приборы и материалы: нить капроновая, проволока медная или алюминиевая различного диаметра, линейка, карандаш, штангенциркуль.
Примечание: намотайте 10 –20 витков нитки или проволоки на карандаш измерьте длину получившейся намотки, а затем поделите эту длину на число витков. Вы получите диаметр одного витка. Проверьте правильность ваших измерений с помощью штангенциркуля.

Название Количество витков, n Длина намотки, l (cм) Диаметр проволоки
d (см) Диаметр проволоки, измеренный штангенц.
d (см)
1
2
3


II Первоначальные сведения о строении вещества.

3.Строение вещества. Молекулы.

Физический словарик.

Молекула от латинского слова moles – масса, с уменьшительным суффиксом –cula – наименьшая частица.
Атом от греческого слова atomos – неделимый.


Историческая справка.

Атомистическая идея, лежащая в основе современного естествознания, зародилась в Древней Греции. Зачатки этого воззрения можно обнаружить в трудах Анаксагора и Эмпедокла.
Сочинения Демокрита не дошли до нашего времени, однако, отдельные выдержки из его произведений, приводимые в работах сторонников и противников его учения, позволяют считать Демокрита ученым, создавшим последовательную атомистическую концепцию.
Мир, по Демокриту, состоит из бесчисленного множества частиц (атомов) и пустоты. Атомы – плотные образования, различающиеся лишь по форме и размерам и не имеющие тех разнообразных свойств, которыми обладают тела – различные сочетания этх атомов




Качественные задачи.

1. Как называются частицы, из которых состоят вещества?
2. Из каких наблюдений следует, что размеры молекул малы?
3. Что Вы можете сказать о молекулах одного и того же вещества?
4. Одинаковы ли промежутки между молекулами?
5. Одинаковы ли размеры молекул одного и того же вещества?
6. Одинаковы ли размеры молекул разных веществ?
7. Одинаков ли состав молекул одного и того же вещества?
8. Одинаков ли состав молекул разных веществ?


Строение некоторых молекул.(показано схематически)



Задачи для любителей литературы.

1.Из малого складывается большое.

Вопрос. О каком положении МКТ говорит народная пословица?
Ответ. Все вещества состоят из молекул, а молекулы из атомов.

2.Иду в воду - красен ,
Выйду черен .
( железо )
Вопрос. Как изменяются при это расстояния между молекулами?
Ответ. Уменьшаются

3.Из многих малых выходит одно большое .
О каком основном положении МКТ идет речь в данной пословице?
Ответ. Все вещества состоят из молекул и атомов.

4.Из многих малых выходит одно большое.
А из чего состоит у нас вещество ?
Ответ. Все вещества состоят из молекул, молекулы из атомов, атомы из положительно заряженного ядра и электронов, положительно заряженное ядро из протонов и нейтронов, протоны и нейтроны из u-кварков и d-кварков.

5.По капельке море, по былинке стог.
Из крошек куча, из капель море.
Вопрос .О каком положении МКТ идет речь в этих пословицах?
Ответ. Все вещества состоят из молекул и атомов.


Веселые задачи.

1.На уроке физики (после урока биологии) учитель спрашивает:
- Дети, назовите основные свойства молекул.
- Молекулы все время движутся, потому что они живые!

Вопрос. А как бы вы ответили на этот вопрос.

2. На сколько человек самый щедрый ученик 7 класса сможет разделить одну шоколадку, а две? А Вы?

Ответ. Шоколадки хватит всем людям на Земле, но, конечно, крайне мало.

3. Если взять двух семиклассников и одного восьмиклассника, то можно заметить, что они абсолютно сплошные. Верна, ли гипотеза, что они состоят из молекул?

Ответ. Верна.


Физические эксперименты.

Наблюдение за строением вещества.
Приборы и материалы: микроскоп, различные сыпучие вещества (мел, песок, уголь, соль поваренная).
Примечание. Рассмотрите вещества под микроскопом и нарисуйте их строение. Сделайте вывод.

Номер опыта Рисунок Номер опыта Рисунок
1.Поваренная соль


3. Мел
2.Каменный уголь


4.Песок

2.Определение размеров молекул по фотографиям.
Приборы и материалы: фотографии строения вещества, линейка.
Примечание. Определите длину цепочки 10-20 атомов. Определите размеры одного атома, а затем используя масштаб фотографии определите реальный размер атома.

Номер фотографии Число атомов в цепочке Размеры цепочки, (м) Размеры одного атома, ( м) Реальные размеры атома с учетом масштаба, (м)
1
2
3




4.Диффузия. Скорость движения молекул.

Физический словарик.

Диффузия от латинского слова diffusio – распространение, растекание.

Историческая справка.

В 1827 году английский ботаник Р.Броун увидел в лупу с большим увеличением, что крошечные частицы пыльцы погруженные в воду, непрерывно и хаотично двигаются. Первоначально Броун, считал, что частички живые, и этим объяснял их движение. Повторив опыт, прокипятив раствор, он опять же наблюдал это движение.
Сейчас движение взвешенных частиц в растворах называют броуновским движением.

Примеры скорости движения молекул газов.

V c – средние квадратичные скорости, V в – наиболее вероятные скорости.
Газ V c V в
Азот
Водяной пар
Воздух
Водород
Кислород
Пары ртути 492
613
485
1838
461
184 398
502
394
1487
377
151

Качественные задачи.

1. В какой воде соль растворяется быстрее, в холодной или горячей?
2. С одинаковой ли скоростью движутся молекулы воздуха в зимнее и летнее время в вашем городе?
3. Зависит ли диффузия от температуры?
4. В каких мальчиках молекулы движутся быстрее: в больных или здоровых?
5. Лед и водяной пар, как Вы знаете, состоят из одинаковых молекул воды. Одинакова ли скорость молекул в этих состояниях?
6. В каком чае молекулы движутся медленнее: в холодном или горячем?

Задачи для любителей литературы.

Из произведения Н.В. Гоголя «Вечера на хуторе близ Деканьки»
1.Из закоптевшей трубы столбом валил дым и , поднявшись высоко, так , что посмотреть - шапка валилась , рассыпался горячими угольями по всей степи...

Вопрос: Почему дым по мере его подъема перестает быть видимым?
Ответ. Это следствие диффузии.

2....разговорились об том , как нужно солить яблоки .Старуха моя начала было говорить , что нужно наперед хорошенько вымыть яблоки , потом намочить в квасу , а потом уже...

Вопрос: На каком явлении основано соление яблок? Что нужно сделать, чтобы яблоки просолились быстрей?
Ответ. Это явление называется диффузией, так как ионы Na и Cl беспорядочно движутся в воде, то сквозь поры они проникают в яблоки. Чем выше температура раствора, тем больше скорость движения ионов и, следовательно, они быстрее попадут в яблоки.

По произведению М. Булгакова " Мастер и Маргарита ".
3....Маргарита открыла ее (коробочку) и увидела в коробочке жирный желтоватый крем .Ей показалось , что он пахнет болотной тиной . Кончиком пальца Маргарита выложила небольшой мазочек крема на ладонь , причем сильнее запахло болотными травами и лесом.

Вопрос: О каком физическом явлении повествуется в этом отрывке? Почему, когда Маргарита переложила крем из баночки на ладонь, запах от крема увеличился?
Ответ. Это явление называется диффузией, диффузия протекает быстрее с повышением температуры, следовательно, температура ладони Маргариты больше, чем температура воздуха

4.После душного города Иуду поразил одуряющий запах весенней ночи. Из сада через ограду выливалась волна запахов миртов и акаций с гефсиманских полян .

Вопрос: Запах миртов и акаций. Почему мы можем ощущать запах этих кустарников, ведь многие цветы на деревьях и кустарниках не имеют запаха? Какое физическое явление объясняет перенос запахов?
Ответ.( Молекулы и атомы цветов диффундируют в воздух, таким образом за перенос запахов отвечает такое явление, как диффузия .

Из пословиц и поговорок.
5.Все меня любят ,
А как раздевать -
Слезы проливать .
( лук )
Вопрос. Почему при разделки лука мы проливаем слезы ?
Ответ. Это объясняется явлением диффузии .

6.Расту на кочке -
Душистые листочки .
Меня собирай -
Заваривай чай .
( душица )
Вопрос . На каком явлении основана заварка чая ?
Ответ. Диффузия молекул .


Задачи для любителей биологии.

1.У некоторых птиц наблюдаются значительные колебания температуры тела. Например, у колибри в холодные ночи температура тела почти равна температуре окружающей среды (иногда снижается до 18.8 С), и все функции организма значительно замедлены. Подобные явления оцепенения отмечены у пролетных стрижей и ласточек в холодную, пасмурную погоду. Обнаруживали скопление оцепеневших птиц, которые, однако, оживали и улетали прочь, как только их брали в руки. Снижение температуры тела и впадение в состояние длительного оцепенения может быть вызвано сочетанием неблагоприятной внешней температуры и недостатка пищи .

Задача. А почему замедляются все функции организма птиц при понижении температуры?

2.Большинство клопов, божьи коровки, некоторые листоеды вооружились для своей защиты химией. Запах от клопов отвратительный, а божьи коровки выделяют желтую ядовитую жидкость.

Задача. Объясните передачу запахов.

3.Пчелиный яд - средство защиты пчелы, к которому она прибегает в случае опасности. Яд - это бесцветная прозрачная жидкость с ароматным запахом, горьким и жгучим вкусом. Количество яда в организме пчелы составляет 0.1- 0.3 миллиграмма. Пчелиный яд обладает высокой биологической активностью . У некоторых людей уже после 2 - 3 пчелиных укусов может развиться недомогание и сильная аллергическая реакция . А 500- 600 укусов могут повлечь за собой смерть здорового человека . Тем не менее , пчелиный яд оказывает хорошее действие при лечении ревматизма , язв , бронхиальной астмы , заболеваниях глаз.

Задача. Объясните с точки зрения физики термин : "высокая биологическая активность " .

4.В качестве тонизирующих культур обычно употребляются чай, кофе и какао. Все они возделываются в тропиках (чай также в субтропиках) и имеют довольно ограниченные ареалы. Родина чая - Китай, и в Европе он стал известен только XVII веке, но быстро приобрел огромную популярность, особенно после того, как его стали доставлять сюда на быстроходных трехмачтовых парусниках - чайных клиперах. Родина кофе - Африка , но в наши дни 2/3 его сбора дают страны Латинской Америки. Культура какао, напротив, родилась в Америке, но теперь основные ее производители находятся на Гвинейском побережье Африки.

Задача. Объясните происхождение цвета и аромата этих напитков с точки зрения физики.

5.В каждый момент времени в кровеносных сосудах, оплетающих альвеолы, находится примерно 70 мл крови, из которой в альвеолы диффундирует углекислый газ, а в обратном направлении - кислород. Огромная поверхность альвеол дает возможность уменьшить толщину слоя крови, обменивающейся газами с внутри альвеолярным воздухом, до 1 мкм, что позволяет менее чем за 1с насытить это количество крови кислородом и освободить ее от избытка углекислоты.

Задача. Объясните процесс диффузии в этом случае .

6.Самый многочисленный способ общения насекомых - общение с помощью обонятельных химических средств. Есть привлекающие ароматы (аттраканты), а есть отталкивающие (репелленты), воспринимаемые обонятельными дырочками ( порами ) на усиках. К аттракантам относятся феромоны и гормоны. "Матка здесь",- сообщает один из феромонов в пчелином гнезде. "Из этого запасного самца вырастить производителя , а из этого - солдата",- звучит приказ через феромон в гнезде термитов. А репелленты?" Нас много, корма на всех не хватит, подождите расти", - следует пахучий сигнал от первого комариного выплода. И личинки комаров следующего выплода смиренно ждут приказа на превращение в комаров .


Значение диффузии в жизнедеятельности человека.

1. Вблизи Земли воздух практически однороден.
2. Дыхание и пищеварение человека основано на диффузии.
3. Диффузия используется во многих технологических процессах:
А) засолка,
Б) получение сахара,
В) варка варенья,
Г) окрашивание тканей,
Д) стирка вещей,
Е) цементация и т.д.


Диффузия в технике и природе.

1.Сварка и пайка металлов. Эти процессы основаны на диффузии свариваемых металлов.
2.Диффузионная сварка в вакууме. Главное преимущество этого метода состоит в том, что он позволяет сваривать материалы, которые другими методами соединить невозможно ( например, сталь с чугуном, серебро с нержавеющей сталью и т.д.)
3.Азотироание – насыщение поверхности стали азотом. Сталь становится твердой, износоустойчивой.
4.Цементация – насыщение стальных изделий углеродом.
5.Цианирование – насыщение поверхности стали углеродом и азотом.
6. Сахароварение. Стружка сахарной свеклы промывается водой и при этом молекулы сахара диффундируют из стружки в раствор.
7. Диффузионная металлизация изделий ( поверхностное насыщение стальных изделий алюминием, хромом, кремнием …)
8. Диффузия в тканях животных и растений (дыхание, пищеварение, обмен веществ и т.д.)

Физические эксперименты.

1.Определение скорости диффузии в жидкости.
Приборы и материалы: три сосуда с водой различной температуры (20єС, 40є С и 80є С), раствор марганцовки или крупинки марганцовки, пинцет.
Примечание. Разложите пинцетом крупинки марганцовки в сосуды с водой и пронаблюдайте за окраской воды. Сделайте вывод.

Номер опыта 1 сосуд ( 20 С) 2 сосуд ( 40 С) 3 сосуд ( 80 С)
1
2

2. Определение скорости диффузии в газах.
Приборы и материалы: два флакончика с одинаковым одеколоном, спиртовка или свеча, часы.
Примечание. Эти эксперименты лучше всего делать в двух помещениях с одинаковой температурой. (хорошо проводить в домашних условиях). Отмерьте расстояние от пробирки с одеколоном. Капните одеколон на бумажку и засеките время, за которое запах дойдет до фиксированного вами места.
Затем повторите опыт, предварительно немного нагрев пробирку с одеколоном. Сделайте вывод.

Номер опыта Холодный одеколон,
время ( с) Горячий одеколон,
время (с)
1
2
3





5.Температура.

Физический словарик.

Термометр - от греческих слов thermo – тепло, жар и metreo – измеряю.
Температура – от латинского слова temperatura – нормальное состояние, соразмерность, надлежащее смешение.


История термометра.

Термометры (точнее – термоскопы), которые делал Галилей (около 1597 года), состояли из стеклянного шара, наполненного воздухом, из нижней части шара отходила частично заполненная водой трубка, которая заканчивалась в сосуде, наполненном водой. Когда воздух в шаре расширяется, например, от тепла руки, уровень воды в стеклянной трубке поднимается. НО высота столбика зависела как от температуры, так и от атмосферного давления. Поэтому фактически термометр Галилея измерял нечто неопределенное и позволял лишь сравнивать температуру разных тел в одно и то же время и в одном и том же месте.
В 1636 году Каспар Энс опубликовал книгу «Математический чудотворец», где описана восьмиградусная температурная шкала и впервые появилось слово «термометр».
Сравнительно хороший термометр построил и Отто фон Герике. Прибор состоял из латунного шара, заполненного воздухом, и изогнутой в форме буквы U трубки со спиртом. Температуру указывал деревянный человечек, с помощью шнура и блока связанный с латунной запаянной коробочкой, плававшей в открытом конце термометра. В середине шкалы стояла точка, около которой указатель останавливался при первых заморозках, - ее Герике выбрал за начало шкалы.
На возможность избрать в качестве опорной точку кипения воды указал Гюйгенс в 1655 году. Он прямо писал о том, что при таком выборе можно будет сравнивать температуру в разных местах, не перенося термометр с места на место.
Первый современный термометр был описан в 1724 году Даниелем Фаренгейтом, стеклодувом из Голландии. Современников удивляло, что спиртовые термометры, изготовленные Фаренгейтом, согласовывались между собой. Секрет Фаренгейта был прост: мастер очень аккуратно наносил деления на шкалу, используя для этого несколько опорных точек. Самую низкую температуру суровой зимы 1709 года он имитировал смесью льда, поваренной соли и нашатыря. Вторую точку исследователь получал, погружая термометр в смесь льда и воды. Расстояние между этими двумя точками Фаренгейт разделил на 32 части. Свою шкалу он проверял, измеряя температуру человеческого тела. Новая точка попадала на 98. Позднее он ввел еще и точку кипения воды 212 градусов.
Во Франции в употребление вошла шкала Реомюра (около 1740 года), построенная на температурах замерзания воды ) градусов и ее кипения 80 градусов. Реомюр из своих измерений вывел, что вода расширяется между этими двумя точками на 80 тысячных объема. До революции 1917 года в России термометры Реомюра висели на улицах и во всех домах. Лишь в 30 годах 20 века они были вытеснены термометрами Цельсия.
Современная шкала Цельсия была предложена в 1742 году. Шведскому физику не нравились отрицательные температуры, и он счел нужным перевернуть старую шкалу и поместить нуль в точку кипения воды, а 100- в точку ее замерзания. Но «перевернутая шкала» не прижилась и очень скоро была «перевернута» обратно.
В Англии и США до сих пор распространен термометр Фаренгейта, и , читая английский книги, не следует удивляться, что мясо запекать при температуре 300 – 400 и что температура ребенка 98 градусов не вызывает тревоги у матери.
( По книге Смородинского Я.А. «Температура»)


Температурные шкалы.

Шкала Цельсия Шкала Кельвина Шкала Фаренгейта Шкала Ранкина
100
0
-273.15 373.15
273.15
0 212
32
-459.67 671.6
500
0


Температуры, встречающиеся в природе и технике.(єС)

Наиболее высокая температура воздуха, зарегистрированная на Земле ( Триполи, Северная Африка, 1922 г)
58є
Температура горения соломы 800є
Температура обшивки фюзеляжа самолета при скорости полета 3200 км/ч 230-260є

Температура поверхности самой «холодной» звезды, изученной до сих пор (ч Лебедя) 1600є
Температура фотосферы Солнца 6000є
Наиболее низкая температура воздуха, зарегистрированная на Земле ( Антарктика, научная станция «Восток», 1960 г.) -88.3є
Температура кипения водорода -252.87є


Качественные задачи.

1. Температура одного тела больше, чем у другого. В каком теле молекулы движутся быстрее?
2. Какие виды термометров вы знаете?
3. Как называется термометр, который используется в больницах?
4. Почему при низких температурах не используют ртутные термометры? До каких температур можно использовать ртутный термометр?
5. По радио передают: « На дворе 25 градусов по Фарингейту». Что вы оденете на себя?
6. При какой температуре замерзает вода? При какой температуре она кипит?

Веселые задачи от Григория Остера.

1.В каких мальчиках быстрее движутся молекулы: в здоровых или в простуженных?
( Ответ. В простуженных. У простуженных высокая температура)

2.В первом утюге молекулы танцуют медленное танго, как учительницы на выпускном вечере, а во втором прыгают, как первоклассницы на переменке. Каким утюгом можно быстрее погладить рубашку – первым или вторым ?
( Ответ. Вторым. Он горячий. Только смотри, не прожги рукава.)

3. Если температура утюга тем выше, чем больше скорость его молекул, то почему он не нагревается, когда держась за провод, крутишь его над головой или когда летишь с ним в самолете? Ведь молекулы утюга вместе с самолетом мчатся очень быстро.
(Ответ. Температура утюга тогда высокая, когда высока скорость его молекул относительно друг дружки. В горячем утюге молекулы колеблются чаще, чем в холодном.)

4.Как, будучи совершенно здоровым и не имея под рукой ничего горячего, разогреть градусник до температуры 40 градусов по Цельсию и вместо того, чтобы плестись в школу, спокойно отдохнуть от учителей в уютной постели?
(Ответ. Все физики-симулянты знают, чем выше скорость движения молекул, из которых состоит градусник – тем градусник горячей. Для того, чтобы увеличить скорость молекул градусника, надо потереть его, например, об одеяло.)


Физический эксперимент.

Определение температуры тела.
Приборы и материалы: термометр, два- три сосуда с водой различной температуры.
Примечание. С помощью термометра измерить температуру воды в различных сосудах. ( Термометр необходимо перед измерением подержать в каждом сосуде 2-4 минуты.)

Номер опыта Температура, є С
1
2
3


Задачи для любителей литературы.

Из произведения А.С. Пушкина "Руслан и Людмила "
1.На месте славного побега
Весной растопленного снега
Потоки мутные текли
И рыли влажну грудь земли...

Вопрос: О каком тепловом процессе идет речь в данном отрывке? При какой температуре тает снег ? Как называется эта температура?
Ответ. Этот процесс называется плавление , при нормальных условиях снег тает при 0єС , эта температура называется температурой плавления .

Из произведения Л. Толстого " Метель ".
2.Несмотря на то , что было холодно , снег на воротнике таял весьма скоро; заметь низовая все усиливалась , и сверху начинал падать редкий сухой снег .

Вопрос: Что можно сказать о температуре воздуха вблизи воротника и поодаль от него ?
Ответ. Так как снег на воротнике тает , то можно сказать , что температура вблизи воротника положительная . А поодаль от воротника температура отрицательная , поэтому снег падает сухой.
По загадкам.
3.Иду в воду - красен ,
Выйду черен .
( железо )
Вопрос. Как изменяется при этом процессе температура воды ?
Ответ. Увеличивается .

4.Я под мышкой посижу
И что делать укажу :
Или разрешу гулять ,
Или уложу в кровать .
( градусник )
Вопрос. Почему градусник необходимо некоторое время подержать под мышкой ?
Ответ. Чтобы он пришел в термодинамическое равновесие с телом .


Задачи для любителей биологии.

1.У некоторых птиц наблюдаются значительные колебания температуры тела. Например, у колибри в холодные ночи температура тела почти равна температуре окружающей среды (иногда снижается до 18.8 єС), и все функции организма значительно замедлены. Подобные явления оцепенения отмечены у пролетных стрижей и ласточек в холодную, пасмурную погоду. Обнаруживали скопление оцепеневших птиц, которые, однако, оживали и улетали прочь, как только их брали в руки. Снижение температуры тела и впадение в состояние длительного оцепенения может быть вызвано сочетанием неблагоприятной внешней температуры и недостатка пищи .

Задача. А почему замедляются все функции организма птиц при понижении температуры?

2.В одной из сельских больниц на Украине была зарегистрирована температура в 43 градуса у женщины, заболевшей лихорадкой. Между тем каждому врачу известно, что повышение температуры тела за черту 42 градуса означает неизбежную смерть.

3.Необыкновенная история стряслась с японским шофером Масару Сайто. Он работал на рефрижераторе-автомашине, перевозящей охлажденные продукты. В тот день он приехал в Токио из Судзуоки за получением груза мороженого. Тяжелая поездка и жара утомила водителя. Приехав к месту назначения, он решил укрыться от жары и отдохнуть до получения груза в кузове своей холодильной машины. Прошло время. Кто-то заметил стоящую без водителя машину. Когда открыли ее, обнаружили в ней шофера, но уже "замороженного". Термометр внутри показывал десять градусов ниже нуля. Тело водителя было срочно доставлено в ближайшую больницу. Несколько часов трудились врачи над замороженным человеком и оживили его.

4. Температура кожи отдельных участков тела.

Участок тела Температура, єС
Ладони рук
Лоб
Верхняя часть груди
Живот
Шея
Подмышечная впадина
Подошва 32.9є
33.4є
32.8є
31.1є
34.0є
36.7є
30.2є


Задачи для любителей географии.

1. Арктика и Антарктика – это не только своеобразные «Фабрики льда», но и «кухни погоды», которые влияют на погоду всего земного шара. Когда приходят длительные антициклоны с незначительной облачностью или, что еще хуже, при полном ее отсутствии, в зимние полярные ночи здесь создаются наиболее благоприятные условия для выхолаживания почвы и приземного воздуха. Самая низкая температура воздуха у земной поверхности (-88.3є С) наблюдалась в августе 1960 года на советской станции «Восток», которая находится в Антарктиде на высоте 3488 м.

Можно ли на этой станции пользоваться ртутным термометром?

2. Высота места наблюдения над уровнем моря не является решающим условием сильного выхолаживания приземного воздуха. Поэтому на ряде высокогорных станций в низких широтах минимальные температуры могут быть значительно выше минимальных температур для станций равнинных, но высокоширотных. Так, на леднике Северцова в Кашкадарьинской области (Высота 2780 м) температура воздуха не опускается ниже –26єС, а на станции Казбеги на Кавказе (высота 3659 м) абсолютный минимум температуры составляет лишь –35єС.





6. Состояния вещества.

Физический словарик.

Кристалл –от греческого слова krystallos – буквально лед, горный хрусталь.
Газ - от французского слова gas или от греческого слова chaos – хаос.
Плазма – от греческого слова plasma ,буквально вылепленное, оформленное, образование.

Проверка знаний и умений. (индивидуальная работа по карточкам, примеры вариантов)

1
1.Чем отличаются две молекулы друг от друга?
2.В каких веществах происходит диффузия?
3.В двух сосудах находится горячая и холодная вода. Где молекулы движутся быстрее?
4.Определите объем параллелепипеда, если стороны имеют размеры 20 см, 40 см, 1 м? 2
1.В каких веществах диффузия протекает быстрее: в твердых или в жидких?
2.Чем отличаются молекулы кислорода и воды друг от друга?
3.Почему в жаркую погоду лужи высыхают быстрее, чем в холодную?
4.Определите объем бруска размерами 20*20*50 смі.
3
1.Чем объясняется увеличение длины проволоки при ее нагревании?
2.Как можно ускорить диффузию в твердых телах?
3.Из каких частиц состоит молекула воды?
4.Определите объем кирпича, если его длина 40 см, ширина 10 см, а высота 5 см. 4
1.Почему в газах и жидкостях диффузия протекает значительно быстрее?
2.Одинаков ли состав молекул железа в холодном и горячем состоянии?
3.Чем объясняется распростра-нение запаха бензина?
4.Определите объем куба, если длина его стороны 40 см?


Качественные задачи.

1. Могут ли находиться в жидком состоянии кислород, железо, ртуть?
2. Могут ли находиться в твердом состоянии водород и ртуть?
3. Могут ли быть в газообразном состоянии золото, платина, свинец?
4. Вода испарилась и превратилась в пар, изменился ли состав молекул? А расстояние между молекулами? А их скорость?
5. Как расположены молекулы твердых, жидких и газообразных веществ относительно друг друга?

Задачи для любителей литературы.

Задачи по загадкам.
1.Я и туча, и туман,
И ручей, и океан,
И летаю, и бегу,
И стеклянной быть могу!
Вопрос. О каких состояниях воды говорится в этой загадке? В каком состоянии молекулы воды движутся быстрее?

2. В белом бархате деревни –
И заборы, и деревья.
И как ветер нападает,
Этот бархат опадает.
Вопрос. Иней – это одно из состояний воды. Какое?

Физический эксперимент.

1. Наблюдение трех состояний вещества.
Приборы и материалы: сосуд с водой, спиртовка или свеча, лед.
Примечание. Рассмотрите три состояния вещества и заполните таблицу (туман над водой, это капельки воды в воздухе).
Газ Жидкость Твердое тело
Имеет ли форму?
Имеет ли объем?
Сохраняет ли объем?
Изменяет ли форму?




III Взаимодействие тел.

7.Механическое движение. Равномерное и неравномерное движение.

Физический словарик.

Механизм – от греческого слова mechane – орудие, сооружение.
Траектория – от латинского слова trajectus – передвижение.
Движение – пихать, переть, толкать, совать, таскать, волочить, перемещать вещи. ( В. Даль)

Историческая справка.

Первая половина XVII в в истории науки знаменательна по нескольким причинам. В этот период были получены важные конкретные научные результаты ( создан телескоп, установлен закон преломления света, определены законы движения планет). На этом фоне особенно выделяется творчество ученого, который в своей исследовательской практике вырабатывал эту методологию, а значимостью сделанных им открытий доказывал ее эффективность. Этим ученым был итальянец Г.Галилей.
Галилео Галилей родился 15 февраля 1564 года. Отец хотел, чтобы сын стал врачом и поэтому послал его в Пизанский университет. Однако Галилео с гораздо большим увлечением читал сочинения Евклида и Архимеда. В 1608 году Галилей узнает об изобретении за границей зрительной трубы, и в !609 разработал собственную конструкцию, с помощью которой открыл горы на Луне, четыре спутника Юпитера, сложное строение Млечного Пути, темные пятна на Солнце. В 1632 году ученый пишет знаменитую книгу « Диалог о двух главнейших системах мира – птолемеевой и коперниковой». 12 апреля 1633 года генеральная комиссия инквизиции под угрозой пыток заставила ученого отречься от учения Коперника. После этого Галилео был помещен под домашний арест. В Арчетри он закончил свой последний труд, в котором обобщил свои открытия в области механики.
Умер ученый 3 января 1642 года. Ученый остался убежденным сторонником новой теории. Недаром ему приписывают слова, якобы произнесенные сразу после отречения : «И все-таки она вертится», - ставшие символом борьбы за научную истину.



Об относительности движения.

А. С. Пушкин.
«Движенья нет»-, сказал мудрец брадатый.
Другой смолчал и стал пред ним ходить.
Сильнее он не мог бы возразить.
Хвалили все ответ замысловатый,
Но, господа, забавный случай сей
Другой пример на память мне приходит,
Ведь каждый день пред нами Солнце ходит,
Однако ж прав упрямый Галилей…

Задачи для любителей литературы.

По произведению М. Булгакова " Мастер и Маргарита ."
1. – Нет, - ответила Маргарита ,- более всего меня поражает , где все это помещается , - она повела рукой , подчеркивая этим необъятность зала....Самое несложное из всего ! - ответил он (Коровьев ).-Тем , кто хорошо знаком с пятым измерением , ничего не стоит раздвинуть помещение до желательных размеров .

Вопрос. Чем отличается пространство Коровьева от нашего пространства? Перечислите основные свойства пространства?
Ответ. Наше пространство трехмерное, а у Коровьева оно имеет 5 измерений. Пространство имеет следующие свойства: трехмерность, непрерывность, бесконечность.

2.-Мессир,- тревожно-фальшивым голосом отозвался кот, - вы переутомились: нет шаха королю !
-Король на клетке г-два ,- не глядя на доску , сказал Воланд.

Вопрос. Какую систему координат мы применяем при игре в шахматы? Приведите примеры, когда применяются одномерные, двухмерные и трехмерные системы координат.
Ответ. Двухмерную. Примером одномерной системы координат является лифт. Двухмерная -географическая карта , трактор в поле, спортсмен на стадионе . Трехмерная - клад, полет самолета, подводная лодка.

По произведению А.С. Пушкина «Руслан и Людмила».
3....Там на неведомых дорожка
Следы невиданных зверей ...

Вопрос. Можно ли по следам определить направление движения зверей? Что называется траекторией?
Ответ. По следам зверей действительно можно определить направление движения зверей. Траекторией называется невидимая или видимая линия, которую описывает тело при своем движении.

По произведению Н.В. Гоголя "Вечера на хуторе близ Диканьки "
4. А Черевик, как будто облитый горячим кипятком, схвативши на голову горшок вместо шапки, бросился к дверям и, как полоумный, бежал по улицам, не видя земли под собою, одна усталость только заставила его уменьшить немного скорость бега.

Вопрос. Как называется такое движение ?
Ответ. Так как скорость Черевика уменьшилась, то это движение равнозамедленное

5. В изнеможении готов уже был он ( Черевик ) упасть на землю, как вдруг послышалось ему , что сзади кто-то гонится за ним ... Дух у него занялся ... " Черт! Черт! "- кричал он без памяти, утроя силы...

Вопрос . А как называется этот вид движения?
Ответ . Такой вид движения называется равноускоренным .

Из пословиц и поговорок .
6.Уходит день - не привяжешь за плетень.
Вопрос. Дайте понятие времени и расскажите об основных свойствах времени.
Ответ. Основные свойства времени: объективное существование, непрерывность, одномерность (время течет только вперед), равномерность.

По произведению Н. Лескова "Соборяне" (хроника)
7.-Что же такое у тебя есть движимое? -вновь вопросил его владыка , видя заметную мизерность его костюма.
-А движимое у меня дом в селе , - ответствовал вопрошаемый.
-Как так дом движимое ? Рассуди , сколь глуп ответ твой.
А тот ,нимало сим не смущаясь , провещал , что ответ его правилен , ибо дом его такого свойства, что коль скоро на него ветер подует , то он весь и движется.

Вопрос: Докажите примерами владыке, что дом относительно некоторых тел движется.
Ответ: Все тела, которые двигаются относительно дома, можно рассматривать за тела отсчета. Относительно этих тел наш дом будет двигаться.

По загадкам.
8.Две сестрицы друг за другом
Пробегают круг за кругом :
Коротышка - только раз ,
Та, что выше , - каждый час .
( стрелки часов )

Вопрос .Во сколько раз отличается частота вращения минутной и часовой стрелок ?
Ответ. Если часы обычные , то есть, на циферблате 12 часов , то частота вращения минутной стрелки в 12 раз больше , чем часовой . Если на циферблате 24 часа , то тогда отличие в 24 раза .

9.Вчера было ,
Сегодня есть
И завтра будет .
( время )

Вопрос. А каким прибором измеряют время ?
Ответ. Этот прибор - часы.
Вопрос. Какой прибор служил первыми часами ?
Ответ. В Китае около 4 тыс. лет назад время измеряли по длине и направлению тени от вертикального шеста - гномона , освещенного солнцем . Этот указатель тени и служил первыми часами .

10.Что может в одно и то же время :
Висеть и стоять , стоять и ходить ,
Ходить и лежать , лежать и врать ?
( часы )

Вопрос. Какую физическую величину измеряют с помощью часов?
Ответ. Время .
Вопрос. Какими свойствами обладает время?
Ответ. Время объективно существует, оно непрерывно, равномерно и одномерно , но течет только вперед .


По пословицам и поговоркам.
11.Стучит , гремит , вертится , ходит весь век , а не человек.(часы )
А что мы измеряем с помощью часов и какие единицы времени вы знаете? Переведите эти единицы в секунды .
Ответ. С помощью часов измеряется время. Самые распространенные единицы времени :
1 минута - 60 секунд
1 час - 3600 секунд
1 сутки - 86400 секунд
1 год - 31548960 секунд

12.Один говорит: "Побежим, побежим", другой говорит: "Постоим, постоим", третий говорит:" Пошатаемся, пошатаемся". (вода, берег, трава)

Объясните эту загадку с точки зрения относительности движения .
Ответ. Вода движется относительно берега , трава колеблется относительно берега и наоборот .

Физический эксперимент.

Наблюдение равномерного и неравномерного движения.
Приборы и материалы: трубка с водой, закупоренная с двух сторон, в которой имеется пузырек с воздухом, парашют с грузом, наклонная плоскость, несколько шариков.
Примечание. Пронаблюдайте за движением тел и выясните: к равномерному или неравномерному движению тел относится данное движение.
Номер опыта Вид движения Почему вы так решили?
1.Движение парашюта с грузом
2.Движение шарика по наклонной плоскости
3.Падение шарика

4.Движение пузырька воздуха в трубке, при быстром ее переворачивании
5.Движение шарика по столу
6. Бросок шарика вверх


Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

2 ч = 400 см = 3400 мм =
20 км = 30 мин = 1 сут =



8. Скорость.

Физический словарик.

Спидометр – от греческих слов speedo – скорость и metreo – мерить.


Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

36 км/ч= 6 км/мин = 7.9 км/с=
2.5 ч = 10 мин = 2 сут =
360 км = 450 см = 80 мм =

Табличка для запоминания формул расчета скорости, времени, перемещения при равномерном движении.


Задачи для любителей литературы.

По произведению И. В. Гете " Фауст ".
1.Когда б зари вечерней свет
Грозил погаснуть в океане,
Я б налегал дружнее вслед
И нагонял его сиянье...
Вопрос. С какой скоростью должен двигаться лодочник, чтобы всегда видеть отблеск зари?
Ответ. Если предположить, что радиус Земли 6400км, период вращения по отношению к звездам 24 часа, то скорость вращения Земли примерно равна 465 м/с. Следовательно, чтобы видеть отблеск зари, то необходимо двигаться относительно земли в противоположную сторону вращения Земли со скоростью близкой 465 м/с.

По произведению Л. Н. Толстого " Набег".
2.Мы уже почти догоняли батальон ,когда сзади нас послышался топот скачущей лошади , и в ту же минуту проскакал мимо очень хорошенький и молоденький юноша в офицерском сюртуке и высокой белой папахе .

Вопрос: Сравните скорости батальона , молоденького юноши и рассказчика.
Ответ: Скорость юноши больше скорости рассказчика, а скорость рассказчика больше скорости батальона.


Задачи для любителей биологии.

1.Африканские страусы считаются самыми крупными современными птицами. Взрослые самцы достигают высоты 260 - 275 см . Их масса в среднем 50 кг , у наиболее крупных особей - до 90 кг . Характерной особенностью африканских страусов является наличие на ногах всего двух пальцев , что , впрочем , не мешает им очень быстро бегать . На бегу длина шага этих птиц равна 2 - 3 м .

Задача. Определите, за какое время африканский страус пробежит стометровку , если его скорость 80 км / ч ?

2.Летать по-настоящему пингвины не умеют, но их умению маневренно и быстро передвигаться в воде позавидовал бы самый лучший летун среди пернатых. Пингвин " летит ", быстро работая крыльями, как веслами . Под водой пингвины развивают скорость до 30 км/ч .Помимо головоногих моллюсков, пингвин питается рыбой , а здесь без умения хорошо плавать можно и голодным остаться . [1]

Задача. А какое расстояние пингвин проплывет с максимальной скоростью за 5с?

3.В результате систематических наблюдений ученые установили, что скорость движения перелетных стай - от 18 до 93 км/ч. При этом весной птицы летят со средней скоростью около 50 км / ч, а осенью 43 км / ч. У серой вороны скорость составляет 50 км / ч, у скворца - в среднем 74 км/ч, у мелких воробьиных - 50 - 60 км/ч, уток 72 км/ч, гусей 90 км /ч .[1]

Задача. Произведите перевод перечисленных выше скоростей в м/с.

4.Иногда птицам приходится без остановки лететь над морем и горами. Так, птицы, преодолевая Северное и Средиземное моря , летят без отдыха 600 - 700 километров .Около тысячи километров безостановочно пролетают птицы, пересекающие Мексиканский залив . Наибольший " беспосадочный " перелет в 3300 км совершает кроншнеп и ржанка , летящие на зиму с Северо- Американского материка на Гавайские острова . [1]

Задача. Средняя скорость перелетных птиц 50 км/ч. Определите время беспосадочных перелетов птиц.

5.Одной из самых быстролетных птиц считается иглохвостый стриж, летящий со скоростью до 50 м/с. Но и это еще не предел. Пикируя на добычу, сокол-сапсан мчится со скоростью около 0.1 км/с. Альбатросы могут лететь (при попутном ветре) со скоростью 100 км/ч , ласточки достигают скорости 120000 м/ч.[ 1 ]

Задача. Сравните скорости приведенных выше птиц .

6.Несмотря на маленькие размеры, колибри способны пролетать значительные расстояния. Например , рубиновогорлая колибри весной и осенью перелетает Мексиканский залив , преодолевая без остановки примерно 900 км со скоростью 40 км/ч .При порхающем полете крылья колибри движутся со скоростью 3000 - 4800 взмахов в минуту .

Задача. Определите время перелета колибри через Мексиканский залив .

7.Самыми быстрокрылыми среди птиц считаются ласточки и стрижи. Скорость их полета 100 - 150 км/ ч . А вот кряковые утки им уступают , они летают со скоростью 96 км / ч .

Задача. А какое расстояние пролетают эти птицы за 1 минуту?

8.Самый быстрый зверь на Земле - гепард. Эта стройная пятнистая кошка на длиннющих ногах развивает скорость 110 км / ч. Но бежит недалеко. Если сразу не догонит жертву, тут же возвращается в засаду .

Задача. Какое расстояние пробегает гепард за 5 с?

9.В области гидродинамики млекопитающих до недавнего времени представлялась абсолютно загадочной та быстрота, с которой передвигаются некоторые китообразные. Так, одиночные касатки развивают скорость до 30 узлов. Также очень быстроходны некоторые дельфины, такую же скорость могут развивать и усатые киты-полосатики: финвалы и сейвалы. Чтобы оценить тридцати узловую скорость, достаточно напомнить, что современные трансатлантические лайнеры ходят со скоростью в 20 узлов и могут развивать скорость до 26 узлов .

Задача. Определите скорость приведенных выше млекопитающих в км/ час.

10.Рекорд дальности полета с одновременным голоданием принадлежит золотистой ржанке, которая без посадки пересекает участок Тихого океана между Аляской и Гавайскими островами, равный 3500 км, со средней скоростью 50 км/ч.

Задача. За какое время золотистая ржанка совершает этот голодный полет?

11.Французские исследователи использовали радиомаяк для определения дальности и скорости перелета альбатроса. Выяснилось, что за 33 дня птица покрыла расстояние в 15200 км.

Задача. Определите среднюю скорость движения альбатроса при этом перелете?

12. Скорость крови в сосудистой системе.
Сосуды Внутренний диаметр сосуда, мм Скорость движения крови, см/с
Аорта
Артерии
Капилляры
Вены 20
5-10
0.01-0.5
10-30 50
20-50
0.1-0.05
10-20

13. Скорости движения в животном мире (ориентировочные значения)
Скорость, км/ч Скорость, км/ч
Акула
Борзая
Гепард
Жираф
Кенгуру 40
58
112
51
48 Лев
Лось
Майский жук
Муха
Черепаха 65
47
11
18
0.5


Задачи для любителей географии.

1.Ураганы, эти мощные тропические грозы, происходят обычно поздним летом или ранней осенью. Они берут начало над теплым океаном в районе экватора , когда теплый воздух , насыщенный влагой , поднимается вверх над огромными областями и формирует вихри облаков . Холодный воздух, опускаясь , под действием бокового ветра образует огромный вихрь , который начинает перемещаться вдоль поверхности моря. Ураганы приносят тысячи тонн дождя и сильнейший ветер (до 320 км / час). Доходя до берега, они причиняют людям много бед. Каждому урагану присваивается имя. Первый ураган в сезоне получает имя на букву "А", второй - на букву "Б" и т.д. Ураганы часто называют тайфунами или тропическими циклонами.

Задача. За какое время пронесется ураган от города Краснодара до города Ейска, если расстояние между этими городами 200 км?

2.В первой половине XX века пассажирские суда ежегодно перевозили только между Европой и Северной Америкой 2 - 3 млн. пассажиров. Самые комфортабельные и быстроходные пассажирские лайнеры, настоящие плавучие дворцы - " Нормандия " и " Франс " (Франция), " Куин Мэри " и "Куин Элизабет " (Великобритания), " Юнайтед Стейтс " (США), "Микеланджело " (Италия) - соревновались между собой за традиционный приз " Голубая лента Атлантики ", учрежденный еще в XIX веке и присуждавшийся судну, пересекшему Атлантику в рекордно короткие сроки. Последним владел этим призом лайнер " Юнайтед Стейтс ", пересекший океан за 3 суток 10 часов 40 минут. В наши дни трансатлантические гонки пассажирских лайнеров уже не проводятся. В перевозках пассажиров из-за конкуренции воздушного транспорта роль Атлантического океана в последнее время резко снизилась .

Задача. С какой средней скоростью двигался " Юнайтед Стейтс " пересекая Атлантический Океан ?

3.Первые сверхзвуковые пассажирские лайнеры (англо-французский "Конкорд" и советский Ту - 144) были созданы еще в 70 - х годах, но по разным причинам вскоре их сняли с эксплуатации. Однако в середине 90 - х годов они снова стали совершать экспериментальные полеты. В 1995 году "Конкорд" в рекламных целях осуществил кругосветный перелет по маршруту Нью-Йорк - Нью- Йорк , покрыв ( с шестью посадками ) расстояние в 40717 км. Этот перелет занял 31 час 27 минут 40 секунд . Расстояние от Лондона до Нью - Йорка " Конкорд " преодолевает за 3 часа 40 минут .В России проводятся летные испытания Ту - 144 и на его основе создается самолет Ту - 244 с крейсерской скоростью 2300 - 2500 км в час .

Составьте по данным задачу и решите ее .

4.Мировой рекорд скорости поезда принадлежит Франции. Здесь в 1955 году была достигнута скорость 331 км в час, в 1981 году - 380 км в час, а в конце 80 - х годов - 515 км в час ! Однако это рекордные показатели. Обычно поезда - экспрессы развивают скорость 200 - 300 км в час. Лишь самый быстрый поезд в мире на линии Париж - Бордо перевозит пассажиров со скоростью 350 км в час .

Задача. За какое время самый быстрый поезд преодолеет расстояние от Парижа до Бордо?

5.Соглашение о сооружении тоннеля под Ла-Маншем было подписано в 1986 году, а вступило в эксплуатацию в 1994 году. Проложены два параллельных железнодорожных тоннеля длиной 50 км ( в том числе 37 км под водой ). Скоростные поезда теперь преодолевают расстояние между Лондом и Парижем за 3 часа , причем сам проезд под Ла-Маншем занимает 30 - 35 минут.

Составьте задачу по исходным данным .

6.Общая длина магистрали " Санкасен " ( " Новая линия " ) около 1100 км . Поезда идут по ней со средней скоростью 200 км в час и более . Особенно велико движение на отрезке Токио - Осака длиной 515 км , где за сутки проходит до 120 пар поездов , а за год перевозится 120 млн. пассажиров , что равно всему населению страны . Расстояние между этими городами экспресс "Хикари" ("свет") проходит за 2 ч 15 мин. При этом он преодолевает 66 тоннелей и 3 тысячи мостов.

Задача. Определите среднюю скорость экспресса " Хикари " .

Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки-задания.

1
1.Какой путь проедет автомобиль, движущийся со скоростью 54 км/ч, за 3 ч?
2.За какое время конькобежец преодолеет дистанцию 0.5 км, двигаясь со скоростью 10 м/с? 2
1.Электровоз движется со скоростью 90 км/ч. Какое расстояние он пройдет за 10 мин?
2.За какое время свет преодолевает расстояние от Земли до Солнца равное 150 млн. км, если скорость света 300000км/с?
3
1.На соревнованиях лыжник шел со скоростью 18 км/ч. Какое расстояние он проходил за 5 мин?
2.За какое время велосипедист проедет 2.5 км, двигаясь со скоростью 5 м/с? 4
1.Какое расстояние пройдет поезд метро за 3 мин, если его скорость равна 72 км/ч?
2.Самолет пролетает 4 км за 40 с. С какой скоростью летит самолет?

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Двигаясь равномерно и нигде не задерживаясь, мелкий отличник Олег добрался из дома до школы за 7 минут. Его соседка крупная троечница Оля тоже двигалась равномерно, также не задерживалась, и добралась до школы за 57 минут. Чем отличается стремительный и целеустремленный бег в школу отличника Олега Хлопотушкина от тихой и печальной поступи троечницы Оли Ромашкиной?
(Ответ : скоростью. С разной скоростью, движутся по жизни эти двое.)

2.Печальный дядя Боря несет из магазина домой авоську с мелкими куриными яйцами. Через равные промежутки времени яйца из авоськи выпадают на землю и разбиваются. Можно ли сказать, что печальный дядя Боря движется равномерно, если коты, бегущие за дядей Борей, находят яйца на равных расстояниях друг от друга?
(Ответ: Да, можно. Коты подтвердят, что печальный дядя Боря за равные промежутки времени проходит одинаковые расстояния.)

3.Длина пути от Сашкиного дома до школы – 1500 м. Время, оставшееся до начала занятий, - 30 минут. С какой скоростью должен равномерно двигаться в школу Саша, чтобы наверняка не попасть на первый сорокапятиминутный урок – контрольную по алгебре?
(Ответ: Сашина скорость ни в коем случае не должна превышать 20 метров в минуту. Иначе – двойка по алгебре обеспечена.)





9. Инерция. Масса.

Физический словарик.

Инерция – от латинского слова inertia – неподвижность, бездеятельность.
Инертный - от латинского слова iners – бездеятельный, неподвижный.
Масса – от латинского слова massa – ком, кусок, глыба.

О массе.( В. Чикин)

Знаю я с седьмого класса:
Главное для тела – масса.
Если масса велика,
Жизнь для тела нелегка:
С места тело трудно сдвинуть,
Трудно вверх его подкинуть,
Трудно скорость изменить,
Только в том кого винить?
Заболело что-то тело?
Физик-врач взялся за дело.
Не виновна ли поверхность?
Нет, болезнь в другом – инертность,
В массе виден корень зла.
«Тела тем инертнее,
чем больше их масса».
Уяснили, кто хотел?
Ну, а массой между дел
Измерять инертность тел
Стали физики потом,
Пользы много видя в том.

Качественные задачи.

1. Почему подброшенный вверх мяч некоторое время движется вверх вопреки законам Всемирного тяготения?
2. Почему люди при резком торможении автобуса падают или отклоняются вперед?
3. Почему тепловозы делают массивными?
4. Как насаживают молоток или топор на рукоятку? Почему?
5. Как мы выбиваем пыль из ковров?
6. Даны два тела разной массы. Как определить, какое тело имеет большую массу?
7. Объясните происхождение отдачи ружья при выстреле?
8. Почему пушки делают массивными?

Единицы массы.

Старые русские единицы.
Берковец = 10 пудам = 163.8 кг
Пуд= 40 фунтам = 16.38 кг
Фунт = 32 лотам = 96 золотникам = 409.51 г
Лот = 3 золотникам = 12.797 г
Золотник = 96 долям =4.27 г
Доля = 44.435 мг

Единицы массы, применяемые в зарубежных странах.
1 британская тонна («длинная») = 1.016 т
1 британский центнер («длинный») =50.8 кг
1 тонна США («короткая») = 0.907 кг
1 центнер США («короткий») = 45.36 кг
1 стоун = 14 фунтам = 6.35 кг
1 фунт = 16 унций = 453.6 г
1 унция = 16 драхм = 437.5 грана = 28.35 г
1 драхм = 27.34 грана = 1.772 г
1 гран = 64.8 мг


Задачи на перевод единиц в СИ.

100 г= 2.5 т= 340 ц=
0.45 т= 420 г= 3.5 ц=


Задачи для любителей литературы.

По произведению М. Булгакова «Мастер и Маргарита».
1...Даже будучи совершенно свободной и невидимой, все же и в наслаждении нужно быть хоть немного благоразумной. Только каким- то чудом затормозившись , она (Маргарита) не разбилась насмерть о старый покосившийся фонарь на углу .

А почему Маргарита не смогла резко остановиться? В чем проявляется инертность тел? О каком виде движения идет речь в данном отрывке? Оцените ускорение Маргариты , если допустить, что торможение длилось в течение 1 с и при этом Маргарита пролетела до остановки 10 м?
Ответ. Вследствие явления инерции. Данное движение называется равнозамедленным, так как скорость Маргариты уменьшается. Ускорение Маргариты при данных условиях равняется 20 м/с2.

2.Чувствуя в голове звон и суматоху от всех этих происшествий на лестнице, Аннушка еще долго по инерции продолжала кричать:
- Мерси! Мерси! Мерси!- а иностранца давно уже не было.

Можно ли , с точки зрения физики , происшествие в этом отрывке назвать инерцией ? Приведите примеры явления инерции.
Ответ. Инерцией называется явление сохранения скорости тела при отсутствии действий на него внешних тел. Поэтому в этом эпизоде явление инерции происходит только в голове у Аннушки. Примерами инерции является отклонение туловища, головы пассажиров при повороте, резком торможении или при начале движения транспортного средства.

По произведению Н.В. Гоголя "Вечера на хуторе близ Диканьки "
3.В другом месте девушки ловили парубка , подставляли ему ногу, и он летел вместе с мешком стремглав на землю .

Вопрос. В чем основная причина падения парубка? Приведите примеры движения тел по инерции .
Ответ. Основная причина падения парубка - это инерция. Примеры: всадник летит через голову споткнувшейся лошади, автомобиль после выключения двигателя движется по инерции и т.д.

По роману Николая Носова " Незнайка на Луне ".
4.Как только ракета достигла максимальной скорости, электронная управляющая машина автоматически прекратила работу двигателя, и дальнейший полет происходил по инерции ...

Вопрос. А что называется инерцией?
Ответ. Инерция - явление сохранения скорости тела, при его движении.

5.Заметив, что пес настигает его, Незнайка круто повернул в сторону. Пес по инерции проскочил дальше. Этот прием Незнайка повторял каждый раз, когда Милордик подбегал близко, и псу ни разу не удалось укусить его ...

Вопрос. Приведите примеры, когда инерция приносит пользу и когда вред .

По пословицам и поговоркам.
6.Тяжел на подъем . Его сразу с места не сдвинешь .
Какая физическая величина характеризует эти поговорки.
Ответ. Масса. Она характеризует инертные и гравитационные свойства тела.

7.Такая масса все задавит.
О каком свойстве массы говорится в этой пословице?
Ответ. Чем больше масса, тем больше инертные свойства. Чем больше масса, тем больше и гравитационные свойства .

8.Фунт пуду должен уступать.
Вопрос. А почему ?
Ответ. Фунт и пуд - это старые русские единицы массы. 1 пуд равен 40 фунтам, а один фунт 409.5 г.
Вопрос. Выразите пуд в килограммах.
Ответ.16.380 кг.


По загадкам.
9.Две сестры качались ,
Правды добивались ,
А когда добились - остановились .
( весы )
Вопрос. Что измеряют с помощью весов ?
Ответ. Массу тела .


Задачи для любителей биологии.

1. Массы в живой природе (средние значения).
Название Масса Название Масса
Пиявка
Вета, самое большое насекомое
Скат морской дьявол, манта
Белуга, самая крупная пресноводная рыба 2 г
80 г

1.5 т

1400 кг Голиаф, самая крупная лягушка
Комодский варан
Слоновая черепаха
Дрофа, самая тяжелая летающая птица 3300 г

150 кг
200 кг
20 кг

Какое из этих живых существ имеет наибольшую массу? Наименьшую массу?

2. Цератония из семейства цезальпиниевых дает одинаковые семена, весящие всегда ровно 0.2 г. Такими семенами в качестве гирь с древности пользовались ювелиры. Эту меру массы назвали каратом.

Известно что 120 тысяч семян сосны имеют массу 1 кг. Сколько карат будет весить одно семечко сосны?

3.В 1905 году при строительстве Сучанской железной дороги был найден корень женьшеня – чрезвычайно редкого и ценного лекарственного растения массой 600 г. Он был продан во Владивостоке за 1800 рублей золотом, а потом в Шанхае за 5 тысяч долларов.

Выразите массу корня в кг и мг?





Физические эксперименты.

1.Определение массы тела.
Приборы и материалы: рычажные весы, разновесы, 3-4 тела, кусочки бумаги.
Примечание: перед взвешиванием уравновесьте весы, затем измерьте массу данных тел. Данные запишите в таблицу.

Название тела Масса , m (г) Масса , m (кг)
1
2
3

2.Определение массы тела при столкновении тел
Приборы и материалы: штатив, 3-4 стальных или костяных шарика, подвешенные на нити, транспортир или линейка, масса одного шарика известна.
Примечание. Сталкивая поочередно шарики с эталонным шариком, найти положение шарика, при котором после столкновения эталонный шарик будет оставаться в точке равновесия. Измеряя высоту, с которой начинает движение эталонный шарик и высоту, на которую отскакивает шарик неизвестной массы , определите массу неизвестного шарика.
m1 / m2 = h2 / h1

Номер опыта Масса известного шарика, кг Высота,
См Масса неизвестного шарика, кг Высота,
см
1
2
3

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Петя ехал к бабушке на электричке, и всю дорогу над ним издевались какие-то два неведомые явления. Одно при каждой остановке толкало Петю вперед, а другое, когда вагон трогался – дергало назад. Что это за хулиганские явления, и может ли транспортная милиция с ними справиться?
(Ответ. Над Петей глумилось явление инерции.)

2.Если схватить Петю и резко встряхнуть – из карманов у него вылетят гвозди, ножик, рогатка, камешки, пробки, кусочки свинца и сто сорок четыре рубля мелочью. В чем причина такого удивительного явления природы?
(Ответ. Инерция – вот причина, по которой гвозди и прочая ерунда вылетает из карманов трехнутого Пети.)

3. Однажды семиклассник Вася, только что изучивший на уроке физики взаимодействие тел, был сбит с ног нечаянно выскочившим из школы третьеклассником Димочкой. С какой целью Вася после этого случая гнался за Димочкой полтора час?
(Ответ. Чтобы доказать действие закона: «Всякое действие рождает противодействие».)

4.Как без всяких весов убедиться, что массы близнецов – братьев Мити и Вити одинаковы?
( Ответ. Пусть братья с одинаковой скоростью помчатся по школьному коридору навстречу друг другу. Потом надо измерить веревочкой, на одинаковое ли расстояние отлетели братья от точки столкновения лбами. Если да, то да. Если нет – значит одного из братьев в роддоме подменили.)



10.Плотность.

Физический словарик.

Плотный – сбитый, сжатый, густой, содержащий много вещества в малом объеме, сплошной, без дыр и щелей. В. Даль
Плотность – свойство вещества, общее свойство тела, густота вещества в данном объеме, выражается числом. В. Даль
Ареометр – от греческого слова araios –рыхлый, жидкий и греческого слова metreo – измерять.
Мензурка от латинского слова mensura – мера, мерка.

Задачи на перевод единиц измерения.

1.8 г/смі= 250 см = 5 л =
250 г = 22.8 г/смі = 280 смІ =
450 смі = 1.2 ц = 4500 г =
3.5 т = 4800 смі = 2.8 г/смі



Таблица для запоминания формул расчета массы, плотности и объема.


Физические эксперименты.

1.Измерение плотности вещества с помощью весов и мензурки.
Приборы и материалы: мензурка, рычажные весы, разновесы, 3-4 тела различной плотности.
Примечание. Для вычисления плотности необходимо с помощью мензурки измерить объем тела, затем измерить массу .

Название тела Объем,
V (cмі) Масса,
m(г) Плотность,
С(г/смі) Плотность,
Р(кг/мі)
1
2
3

2. Измерение плотности жидкости с помощью ареометра.
Приборы и материалы: ареометр, 3-4 сосуда с различными жидкостями.
Примечание. Опуская, по очереди ареометр в различные сосуды определите плотности жидкости.

Название жидкости Плотность, Р(г/смі) Плотность, Р(кг/мі)
1
2
3

3. Измерение плотности твердых тел правильной формы.
Приборы и материалы: рычажные весы, разновесы, 3-4 тела правильной формы, линейка.
Примечание. Измерьте необходимые размеры твердого тела и вычислите его объем. Затем, определите с помощью рычажных весов массу этого тела. По этим данным определите плотность.

Номер опыта Объем тела, смі Масса, г Плотность, г/смі
1
2
3
Объемы твердых тел правильной формы можно рассчитать по формулам: объем параллелепипеда V = abc, объем цилиндра V = S h,
объем шара V = 4 р Rі, объем куба V = aі.

Веселые задачи.

1.На первом уроке по теме «Плотность вещества» учитель записывает на доске формулу плотности: с= m/V. Возглас из класса:
- Ой! Какой головастик!

Вопрос. А как читается эта формула? Что называется плотностью? От чего зависит плотность вещества?

2.Печальный дядя Боря хотел сам сварить суп, и у него получилось полкастрюли зеленой гадости. Объем этой гадости, которую дядя Боря не отважился попробовать, 0.001 мі. Масса этой гадости 1кг 200 г. Чему равна плотность этой жидкости? (Г. Остер)
(ответ: 1200 кг/мі)

3.Бабушка недоглядела, и, оставшись в своей колыбельке без присмотра, младенец Кузя слепил из оказавшегося под руками вещества несколько физических тел. Как вычислить плотность таинственного вещества? (Г. Остер)
(ответ: Надо сначала взвесить физические тела и определить их массу. Потом слепить одно кубическое тело и измерить его объем. После этого нужно разделить массу на объем и вымыть руки.)

Качественные задачи.

1.Железный и свинцовый бруски имеют одинаковую массу. Какой из этих брусков занимает больше объема?
2.Объемы керосина и воды одинаковы. Какой сосуд будет весить больше? Почему?
3.Металлическую деталь нагревают на плите. Как при этом изменяется масса детали? Плотность вещества ? Объем детали ?
4.Масло и воду одинаковой массы наливают в одинаковые сосуды. Какой сосуд будет полнее?
5.Плотность сосны 700 кг/мі. Что означает это число ?
6.Во сколько раз масса золота объемом 1 мі больше, чем масса такого же объема железа?
7. Объем каких тел больше: 1 кг железных гвоздей или 1 кг ваты?


Задачи для любителей литературы.

По произведению Н.В. Гоголя "Вечера на хуторе близ Диканьки "
1.Сначала он ( Пузатый Пацюк ) жил, как настоящий запорожец : ничего не работал , спал три четверти дня, ел за шестерых косарей и выпивал за одним разом почти по целому ведру; впрочем , было где и поместиться, потому что Пацюк , несмотря на небольшой рост , в ширину был довольно увесист .
Вопрос. Если объем ведра ,которое выпивал Пацюк , 8 литров , то на сколько увеличивалась масса Пацюка, если выпивал он жидкость, плотность которой 900 кг/м3 ?
Ответ. Масса Пацюка увеличивалась на 7.2 кг .

2....а теперь мешков с углем не подыму. Скоро буду от ветра валиться. Нет ,- вскричал он (Вакула), помолчав и ободрившись , что я за баба ! Не дам никому смеяться над собою! Хоть десять таких мешков , все подыму .
Вопрос. Какую же массу груза мечтает поднять Вакула, если масса одного мешка полтора пуда ? Каков объем этих мешков, если насыпная плотность угля 150 кг/мі?
Ответ. Пуд это 16 кг. Следовательно, Вакула поднимет 240 кг угля
Объем же этого угля будет1.6 мі.

По произведению А. М. Горького " Макар Чудра"
3.Девка как ни хороша, да у ней душа узка и мелка, и хоть ты пуд золота повесь ей на шею, все равно, лучше того, какова она есть, не быть ей...
Вопрос. Какой объем будет занимать этот кулон?
Ответ. Так как плотность золота 19.32 г/смі, то кулон займет объем 828 смі.



По пословицам и поговоркам.
4.Объем атмосферы обширен , а маса ничтожна .(маса -так на Руси говорили о массе )
Объясните пословицу .
Ответ. Так как плотность воздуха мала, то масса воздуха так же мала. Так масса 1 м3 воздуха при температуре 0" равна всего 1.29 кг.

Задачи для любителей биологии.

1.Речь пойдет о кроте. Этот маленький слепой зверек с широкими ладошками, вывернутыми наружу , действительно трудяга .Длиной всего 10 - 15 см и весом 100 г , он выносит на поверхность на 1 гектаре березового леса за 1 год до 10 тонн земли .Настоящая миниатюрная землеройная машина .

Вопрос. Какой объем земли перерабатывает крот, если плотность земли 2000 кг/мі?

2.Обычная корова дает в год 3-5 тысяч литров молока, но существуют и рекордсменки, от которых надаивают до 20 тысяч литров. Таких высоких результатов добились от коров голландской породы. А мировой рекорд поставила в 1941 году корова ярославской породы из Вологодской области . За сутки от нее получили 82,15 литра молока .

Задача. Определите массу молока, надоенную у рекордсменки из Вологодской области за сутки .

3. Средние значения плотностей древесины в кг/м3 абсолютно сухой.

Древесная порода Плотность, кг/м3 Древесная порода Плотность, кг/м3
Бальса
Бакаут (железное дерево)
Дуб
Кедр 110-120
1300

550
350 Красное дерево
Сосна обыкновенная
Пробковое дерево
Черное дерево 540
400

127
1160

По этим данным составьте задачи.



Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки- задания.

1
1.В две одинаковые бутыли налили керосин и воду одинакового объема. Масса, какой бутыли больше?
2.Дубовый брусок имеет массу 800 г. Определите его объем.
3.Оконное стекло имеет длину 60 см, ширину 20 см и толщину 5 мм. Определите массу стекла.
4. Грузовой автомобиль за один рейс может увезти 3 т песка. Сколько рейсов он должен сделать, чтобы перевезти 10 мі песка? Плотность песка 1500 кг/мі 2
1.Из цинка и латуни сделаны два брусочка одинаковой массы. Размеры, какого бруска больше?
2.Свинцовая дробь имеет объем 0.2 смі. Какова масса дроби?
3.Брусок, имеющий форму параллелепипеда, имеет размеры 20*10*2 смі.Определите массу бруска, если он сделан из пробки?
4.В одну цистерну вмещается 60 т нефти. Сколько цистерн потребуется, чтобы перевезти 750 мі нефти?
3
1.Взяты одинаковые массы бензина и нефти. Какая жидкость займет больший объем?
2.Определите массу 5 литров воды.
3.В аквариум размерами 40*20*20 смі налили до краев воду. Определите массу волы.
4.Оконное стекло имеет массу 25 кг. Сколько листов стекла будет находиться в упаковке, если ее объем 0.1 мі? 4
1.Плотность воздуха при 0єС равна 1.29 кг/мі. Что означает это число?
2.Тело массой 2 кг имеет объем 500 смі. Из какого вещества сделано это тело?
3.Стальная проволока имеет длину 20 м и площадь сечения 5 ммІ. Определите массу проволоки.
4.Автомобиль за один рейс увозит 3мі бетона. Сколько рейсов должен сделать автомобиль, чтобы увезти 13.8 т бетона?


Задачи на развитие логического мышления.

Задание 1. (для индивидуальной работы) Даны следующие физические величины: время, скорость, плотность, масса, сила, объем, перемещение. Распределите величины по одинаковым свойствам.
Примерный ответ.

Векторные величины Скалярные величины
Скорость
Перемещение
Сила Время
Плотность
Масса
Объем


Задание 6.(для групповой и индивидуальной работы) На парте находятся приборы: линейка, рычажные весы, мензурка, и два тела: медный цилиндр и дубовый брусок правильной формы. Как, используя эти приборы, можно определить массу этих тел? силу тяжести, действующую на эти тела?
Примерный ответ. Определение массы.1.Массу можно определить прямым измерением на рычажных весах. 2.Измерить размеры тел и вычислить объем этих тел. По формуле m = p V (1) вычислить массу. 3.Измерив объем с помощью мензурки вычислить по формуле (1) массу.


Задание 7. (для групповой и индивидуальной работы) “Найди ошибку”. Даются рисунке, на которых допущены ошибки. Ученики должны их исправить. На рисунках изображены шарики.






Примерный ответ.


Кроссворд.


1
2
3
4
5
6
7


Вопросы.
1. «Маленькая масса».
2. Быстрота движения.
3. Единица перемещения.
4. Явление сохранения скорости тела или его покоя.
5. Величина, которую можно измерить с помощью мензурки.
6. Величина, которую измеряют в фунтах, каратах, центнерах.
7. Прибор для измерения температуры.

Ответы. 1.молекула, 2.скорость, 3. метр, 4. инерция, 5. объем, 6. масса, 7. термометр.

Ключевое слово: «плотность».

11. Сила.

Физический словарик.

Дина – от греческого слова dynamis – сила.
Динамика – от греческого слова dynamikos – относящийся к силе, силовой.
Динамо от греческого слова dinamis – сила.
Динамометр от греческих слов dynamis – сила и metreo – измерять.

Историческая справка.

Творчество И. Ньютона по праву относится к вершинам научной мысли. В нем сочетались мастерство экспериментатора и смелость мысли теоретика.
Исаак Ньютон родился 4 января 1643 года в деревушке Вулсторп в семье небогатого фермера. Отец его умер еще до рождения сына и в детстве Исаак большую часть времени находился на попечении родственников. Известность как физик Ньютон получил после 1668 года, когда им была изготовлена первая модель телескопа-рефлектора. Наиболее значителен вклад Ньютона в развитие механики. Учение Ньютона о пространстве, времени, массах, силах давало общую схему для решения любых конкретных задач механики, физики, астрономии. Величественный пример системы мира, разработанный Ньютоном, увенчанный открытием всемирного тяготения, увлекал науку на этот новый путь, на применение ньютоновской схемы ко всем разделам физики.
Сам Ньютон понимал, что все созданное им, не есть окончательная истина, что познание мира бесконечно: «Не знаю, чем я могу казаться миру, но сам себе я кажусь только мальчиком, играющим на морском берегу, развлекающимся тем, что до поры до времени отыскиваю камешек более цветистый, чем обыкновенно, или красивую раковину, в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным».

Старинные меры силы.

Гран английский = 0.000636 Н
Гран парижский = 0.000521 Н
Унция английская = 0.279 Н
Унция парижская = 0.3 Н
Фунт английский = 4.54 Н
Фунт королевский (парижский) = 4.8 Н

Единицы силы, применяемые в технике.

1 кН = 1000 Н 1МН = 1000000 Н 1 мН =0.001 Н

Качественные задачи.

1. Приведите примеры, когда вследствие взаимодействия изменяется скорость тела.
2. Приведите примеры, когда вследствие деформации происходит взаимодействие тел.
3. Почему жидкость можно переливать из сосуда в сосуд?
4. Какие силы действуют на тела в следующих случаях:
- автомобиль останавливается,
- спутник движется вокруг Земли,
- книжка лежит на парте,
- ракета взлетает,
- метеор сгорает в атмосфере,
- ветка яблони гнется под действием на нее яблок,
- человек идет по дороге,
- Луна движется вокруг Земли,
- Канатоходец идет по канату?
5. Приведите примеры, когда тело движется, но другие тела на него не действуют?

Графические задачи.

Покажите силы, действующие на тела в следующих случаях.



Физические эксперименты.

1.Определение силы трения.
Приборы и материалы: динамометр, деревянный брусок, деревянная дощечка, оргстекло, полоска резины.
Примечание: равномерно двигая брусочек по поверхности, определите силу трения деревянного брусочка по дереву, оргстеклу, резине.

Номер опыта Сила трения, Н
1.Дерево по дереву
2.Дерево по резине
3.Дерево по оргстеклу
Сделайте вывод.

2.Определение силы мышц руки человека.
Приборы и материалы: силомер.
Примечание. Сожмите 3-4 раза силомер сначала левой рукой, а затем 3-4 раза правой рукой. Определите среднее значение силы ваших мышц для левой и правой руки.

Номер опыта Сила мышц левой руки, Н Среднее значение силы мышц левой руки,Н Сила мышц правой руки, Н Среднее значение силы мышц правой руки, Н
1
2
3


Веселые задачи от Григория Остера.

1.Вовочку вызвали в кабинет к директору школы. Вовочка остановился перед дверью кабинета и твердо решил не входить никогда. Но тут на Вовочку налетел кто-то сзади и Вовочка, несмотря на свое твердое решение, не только вошел в кабинет, но и, пробежав по директорскому ковру, прыгнул директору на шею. Что с точки зрения физики, побудило Вовочку на эти отважные действия?
(Ответ. В приведенном примере Вовочкино тело пришло в движение и кинулось на шею директору под действием какого- то другого тела, наскочившего на Вовочку сзади. С точки зрения физики тело приходит в движение, останавливается, меняет скорость или направление движения, когда на тело действует или к телу приложена сила. )

2.Одно физическое тело захотело поменять три своих старых варежки на что-нибудь хорошее и , прийдя в движение, явилось на толкучку. До самого вечера тело с варежками, под действием других тел меняло направление. Короче говоря, скорость движения тела весь день менялась, а поменять варежки так и не удалось. В чем причина изменения движения скорости тела с варежками?
(Ответ. В напрасной надежде поменять варежки тело на толкучке взаимодействовало с другими телами и от этого все время меняло свою скорость. Сила – вот причина изменения скорости движения.)

3. Почему американцы, которые живут прямо под нами на другой стороне Земли, не сыплются с планеты как горох? И почему не сыплемся мы, когда вращающаяся Земля переворачивается?

(Ответ. Потому что и мы, и американцы, и Земля – все взаимно притягиваемся друг к другу. Это называется всемирным тяготением. Вот почему нас всех так и тянет в Америку.)

Задачи на развитие логического мышления.

Задание1.(для индивидуальной или групповой работы). Дан набор слов: сила, мера, масса, взаимодействия, инертности, характеристика, тел. Составьте два определения физических величин.
Ответ. Сила – характеристика взаимодействия тел, масса - мера инертности.

Задание 2.(для индивидуальной или групповой работы) Даны карточки: мензурка, масса, сила, метр в секунду, динамометр, весы, Ньютон, объем, килограмм, скорость, спидометр, кубический метр. Найдите закономерность и распределите термины.
Примерный ответ.
Сила динамометр Ньютон
Масса весы килограмм
Объем мензурка Кубический метр
Скорость спидометр Метр в секунду

Задание 3.(Для индивидуальной или групповой работы). Даны карточки с терминами: секунда, килограмм, Ньютон, литр, кубический метр, дина, тонна, век, пуд, ведро, сутки. Найдите закономерность и распределите термины по группам.
Ответ.
Единицы времени Единицы массы Единицы силы Единицы объема
Секунда
Век
Сутки Килограмм
Тонна
пуд Ньютон
дина Кубический метр
Ведро
литр

Задание 4.(для индивидуальной работы). Школьникам дается таблица с буквами, которую они в течение двух минут запоминают, а затем по памяти воспроизводят.
С С
А А
М А
Л С И
Дополнительное задание. Составьте из букв таблицы два физических термина.
Ответ. Масса, сила.

Задание 5.(для индивидуальной работы.) «Третий лишний». Из группы слов исключите лишнее слово:
- весы рычажные, стакан, мензурка, ареометр;
- масса, объем, плотность, сила;
- миллиграмм, тонна, литр, пуд;
- железо, вода, пробка, фарфор.
Примерные ответы. Стакан-это лабораторное оборудование, сила – векторная величина, литр – единица объема, вода – жидкость.

Задание 6.(для индивидуальной работы.) «Причинно-следственные связи». Установите взаимосвязь между терминами: сила-деформация, масса-инертность, сила-изменение скорости, масса-объем, плотность-вещество.
Примерный ответ. Причина деформации сила, масса – мера инертности и. д.

Задание 7. (для индивидуальной или групповой работы) Расположите следующие понятия в логической последовательности от общего к частному.
- неметалл, вещество, кислород;
- измерительный прибор, динамометр, прибор;
- сила, сила тяжести, сила всемирного тяготения;
- сила трения, сила, электромагнитная сила;
- физическая величина, масса, скалярная величина.
Примерный ответ. Вещество, неметалл, кислород. Прибор, измерительный прибор, динамометр. Сила, сила всемирного тяготения, сила тяжести. Сила, электромагнитная сила, сила трения. Физическая величина, скалярная величина, масса.

Задание 8. (Для индивидуальной работы.) «Подбери пару». Из перечисленных ниже единиц измерения необходимо составить пары. Например: 15кН = 15000Н.
200 г
2 л
20 кН
0.2 т
200 смі
2000 мН
2 г/мі 20000
0.0002
200
0.002
0.2
2000
2 Н
Кг
мі
мі
Кг
кг/мі
Н


12. Сила тяжести.

Физический словарик.

Гравитация – от латинского слова gravitas – тяжесть.


Историческая справка.

После обеда… мы перешли в сад и пили чай под тенью нескольких яблонь. Сэр Исаак Ньютон сказал мне, что точно в такой же обстановке он находился, когда ему впервые пришла мысль о тяготении. Она была вызвана падением яблока. Почему яблоко всегда падает отвесно? Должна существовать притягательная сила материи, сосредоточенная в центре Земли, пропорциональная ее количеству. Поэтому яблоко притягивает Землю, так же как Земля яблоко.
Должна, следовательно, существовать сила, подобная той, которую мы называем тяжестью, простирающаяся по всей Вселенной.





Таблица для запоминания формулы расчета силы тяжести, массы тела и ускорения свободного падения.


Задачи для перевода единиц измерения физических величин в СИ.

200 г = 450 кН = 8900 г =
3 кН = 72 км/ч = 2.8 г/смі =
4.5 т = 45 км = 250 мН =


Качественные задачи.

1. Зависит ли сила тяжести от высоты?
2. Два тела одинаковой массы, но разного объема находятся на поверхности стола. На какое тело действует большая сила тяжести?
3. Где сила тяжести больше на полюсе или на экваторе?
4. Два тела одинаковой массы: одно находится в воде, а другое на столе. На какое тело действует большая сила тяжести?
5. Приведите примеры тел, на которые действует сила тяжести?
6. Почему капельки дождя падают на землю, а не летят обратно к облакам?
7. Почему листик, сорвавшийся с дерева, падает на землю?
8. Почему парашютист летит к земле, а не улетает в космическое пространство?

Задачи для любителей литературы.

Из пословиц и поговорок.
1.Бери всегда ношу по себе, чтобы не кряхтеть при ходьбе.
Вопрос. А какую силу необходимо приложить, чтобы унести один берковец?
Ответ. Один берковец (старая русская мера массы) равен 163,8 кг или 10 пудам. Следовательно, чтобы унести один берковец необходимо приложить силу равную 1638 Н.

По произведению А. М. Горького " Макар Чудра"
2.Девка как ни хороша, да у ней душа узка и мелка, и хоть ты пуд золота повесь ей на шею, все равно, лучше того, какова она есть, не быть ей...
Вопрос. Как изменится вес девушки ,если ей подвесить к шее пуд золота? А как изменится масса девушки?
Ответ. Вес девушки увеличится на 160 Н, а масса на 16 кг.

Задачи для любителей биологии.

1.Самой тяжелой птицей нашей страны считается дрофа. Масса самца этой птицы 16 и даже 20 килограммов, при длине тела около метра и размахе крыльев в 275 метра. Дрофы не только хорошо летают, но могут и очень быстро бегать. Живут эти птицы в степной полосе, питаются зернами различных злаков, травами, мышами и полевками.

Задача. Определите силу тяжести, действующую на эту птицу.

2.Самые маленькие птицы нашей страны - королек (масса всего 5 граммов) и крапивник (масса 10 граммов). Обитают обе эти крохи в лесах, причем крапивники гнездятся обычно в низких кустарниках, а корольки - в вершинах хвойных деревьев.

Задача. Определите силу тяжести действующую на эту птичку.

3.Речь пойдет о кроте. Этот маленький слепой зверек с широкими ладошками, вывернутыми наружу, действительно трудяга. Длиной всего 10 - 15 см и весом 100 г , он выносит на поверхность на 1 гектаре березового леса за 1 год до 10 тонн земли .Настоящая миниатюрная землеройная машина .

4.Самый крупный в мире грызун - капибара, или водосвинка, живущая в Венесуэле и Колумбии. На местном наречии капибара означает - "господин травы". Питаясь травой на болотах, этот "господин" набирает 50 - 60 кг массы и 1.65 метра длины. Самый маленький грызун - карликовая бурозубка, длиной до 4 сантиметров.

Задача. Определите силу тяжести , действующую на капибара.

5.В горбах верблюда содержится 100 - 120 кг жира, который при распаде может дать 40 - 50 кг воды. После длительного водного голодания верблюд может выпить, не отрываясь, 130 л воды. Но рекорд способности обходиться без воды принадлежит не верблюду (14 дней), а скалистой белке из Южной Мексики. Этот небольшой зверек может жить без воды до ста дней.

Задача. Какую массу воды может выпить верблюд, не отрываясь, после длительного водного голодания? Как при этом изменяется сила тяжести действующая на него?

6.Наш язык имеет массу всего 50 г, а его длина девять сантиметров. Но в нем не менее 17 мускулов. В процессе еды он производит 80 движений в минуту. При вкушении любого продукта четыре тысячи осязательных пластинок с 50 рецепторами каждая передают в мозг полученную информацию.

Задача. Какая сила тяжести действует на язык?


Задачи для любителей географии.

1. В открытом море подъем водной поверхности во время прилива не превышает 1 м. Значительно большей величины приливы достигают в устьях рек, проливах и в постепенно суживающихся заливах с извилистой береговой линией. Наибольшей величины приливы достигают в заливе Фанди (Атлантическое побережье Канды). У порта Монктон в этом заливе уровень воды во время прилива поднимается на 19.6 м. В Англии, в устье реки Северн, впадающей в Бристольский залив, наибольшая высота прилива составляет 16.3 м. На Атлантическом побережье Франции, у Гранвиля, прилив достигает высоты 14.7 м, а в районе Сен - Мало до 14 м. Во внутренних морях приливы незначительны. Так, в Финском заливе, вблизи Ленинграда, величина прилива не превышает 4-5 см, в Черном море доходит до 8 см.

Задача. Определите период приливов, связанных с Луной?

2.Ускорение свободного падения в различных местах Земли.
Город g, м/сІ Город g,м/сІ
Берлин
Вашингтон
Гринвич
Мадрид
Осло 9.8128
9.80118
9.81189
9.79981
9.81927 Париж
Прага
Рим
Стокгольм
Токио 9.80943
9.81014
9.80367
9.81843
9.79801
Составьте задачи по этим данным.

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Масса листика, сорвавшегося с березы, - 0.1 г, а масса кота Яшки, размечтавшегося о птичках и сорвавшегося с той же самой березы, 10 кг. Во сколько раз сила тяжести, действующая на планирующий листочек, меньше силы тяжести, действующей на планирующего кота?
(Ответ. В 10000 раз. )

2.Какую силу должен приложить пятиклассник Егор Букин, чтобы одной рукой держать за шивороты в воздухе трех первоклассников, общая масса которых 53 кг?
(Ответ. 530 Н)

3.Массы голубого большого воздушного шарика и мелкого ржавого железного гвоздика, который мечтает этот шарик когда-нибудь проткнуть, одинаковы. Как отличаются силы тяжести, действующие на шарик и гвоздик?
(Ответ. Массы у них одинаковы, значит одинаковы и действующие на них силы тяжести.)

4.Перестала ли действовать сила тяжести на Вовочку, который уже долетел с крыши сарая до поверхности планеты Земля?
( Ответ. Нет, не перестала. Хотя Вовочка и кричит, что лежачих не бьют.)

5. Какая сила тяжести действует на один килограмм картошки, висящий у печального дяди Пети в авоське за окном?
( Ответ. На этот килограмм, как и на всякое другое висящее за окном тело массой в один килограмм, действует сила тяжести, равная 9.8Н.)



Физические эксперименты.

1.Определить силу тяжести, действующую на тело, используя динамометр.
Приборы и материалы: динамометр, 3-4 тела.
Примечание. Измерить силу тяжести, занести данные в таблицу, по этим данным определить массу тел.

Номер опыта Сила тяжести, Н Масса тела, кг
1
2
3

2.Определить силу тяжести, действующую на тело, используя рычажные весы.
Приборы и материалы: рычажные весы, разновесы, 3-4 тела.
Примечание. Измерить массу тела на рычажных весах, предварительно уравновесив весы. Вычислить силу тяжести.

Номер опыта Масса тела, кг Сила тяжести, Н
1
2
3

3.Определить силу тяжести, действующую на тело известной плотности, используя мензурку и таблицу плотностей.
Приборы и материалы: мензурка, 3 – 4 тела.
Примечание. Измерить объемы тел. Рассчитать массу тела, а затем силу тяжести.

Номер опыта Объем тела,
мі Плотность тела, кг/мі Масса, кг Сила тяжести, Н
1
2
3








13.Сила упругости.


Физический словарик.

Деформация – от латинского слова deformatio – изменение формы, искажение.

Историческая справка.

Роберт Гук родился 18 июля 1635 года в местечке Фрешуотер на английском острове Уайт в семье настоятеля местной церкви. Мальчик рано проявил склонности к изобретательству, но из-за слабого здоровья не смог вовремя пойти в начальную школу.
Современник Ньютона Гук не раз стоял на пороге великих открытий (закона всемирного тяготения, например, право на открытие которого он оспаривал у Ньютона), но, не владея математикой в должной мере, ограничивался гениальными догадками. В истории физики он известен как первый, кто установил связь силы упругости и деформации х.


О законе Гука. ( В.Чикин)

Для каждой ситуации
В упругой деформации
Закон везде один:
Все силы, как и водится,
В пропорции находятся
К увеличенью длин.
А если при решении
У длин есть уменьшение,
Закон и тут закон:
Пропорции упрямые
Прямые (те же самые),
Но знак у сил сменен.
Ну что это за мука:
Закон запомнить Гука!
Но мы пойдем на риск.
Напишем слева силу,
А справа, чтобы было
Знак «минус» , «k» и «х».

Качественные задачи.

1.Приведите примеры, когда на тело действует сила упругости?
2.Приведите примеры деформации.
3.Вы растянули пружину и отпустили ее. Почему еще некоторое время пружина колеблется?

Таблица для запоминания формулы расчета силы упругости, удлинения и коэффициента жесткости.


Задачи для любителей литературы.

По произведению Н.В. Гоголя "Вечера на хуторе близ Диканьки "
1.Бедный дьяк не смел даже изъявить кашлем и кряхтением боли, когда сел ему почти на голову тяжелый мужик и поместил свои намерзнувшие на морозе сапоги по обеим сторонам его висков.

Вопрос. Какие тела компенсируют действие друг на друга ?
Ответ. Сила тяжести мужика компенсируется силой реакции дьяка.

2.Схватил топор и изрубил ее на куски ; глядь и лезет один кусок к другому, и опять целая свитка.
Вопрос. Как называется такой вид деформации тела ?
Ответ. Тело после деформации вернулось в первоначальное состояние, такая деформация называется упругой .

3.Окно брякнуло с шумом ; стекла , звеня , вылетели вон , и страшная свиная рожа выставилась , поводя очами , как будто спрашивая :" А что вы тут делаете, добрые люди ?"
Вопрос. А как вы назовете деформацию стекла в этом случае ?
Ответ. Эта деформация неупругая, стекло уже не вернется в первоначальное состояние.

4.Прежде, бывало, я мог согнуть и разогнуть в одной руке медный пятак и лошадиную подкову.
Вопрос. А от чего зависит сила упругости ? Какова природа силы упругости ?
Ответ. Сила упругости зависит от коэффициента жесткости и абсолютного удлинения (сжатия). Природа сил упругости - электромагнитная .

Задачи для любителей биологии.

1.Самая крепкая паутина у пауков - нефил, живущих в Африке, дальних родственников наших крестовиков. На Мадагаскаре женщины собирают нефил, тянут из их брюшка золотистые нити, а затем ткут из них красивые ленты. В большой круговой ловчей сети паука запутываются не только насекомые , но и птицы . [ 2 ]

2.Пресноводными акулами называют у нас старых, замшелых щук, достигающих 1,5 метра и массы 50 кг. В Ладожском озере вылавливали осетров длиной 2.6 метра и массой 128 кг. В реках тропической Америки живет самая большая из костных рыб- арапайма, длина 4 метра, масса 200 кг. Но всех этих рыб перещеголяли сомы. В Днепре ловили сомов до 5 метров и 300 кг. [2]

Задача.. На сколько удлинится капроновая нить, коэффициент жесткости которой равен 10 кН/м, при равномерном поднятии этого сома?
Ответ. На 0.3 м.

3.Кость - композиционный материал и состоит из двух совершенно различных компонентов - коллагена и минерального вещества. Известным примером композиционного материала служит стеклопластик, представляющий собой смесь стеклянных волокон и смолы. Как это не удивительно, но кость по своей прочности уступает только твердым сортам стали и оказывается гораздо прочнее ставших образцами прочности гранита и бетона.
Задача. Каков коэффициент жесткости берцовой кости, если масса человека 80 кг, а кость сжимается на 0.3 мм?
Ответ. 2.3 МН/м

4.В 1861 году экипаж французского судна " Алектон " пытался поймать кальмара длиной в 6 - 7 метров и выдержал с ним трехчасовой бой . Когда в животное всадили гарпун , его не удалось поднять на борт , так как оно весило 2 - 3 тонны . Об этом случае знал Жюль Верн , описавший в своей книге " 20 тысяч лье под водой" нападение гигантских кальмаров на подводную лодку "Наутилус".

Задача. Возможно ли было поднять кальмара на тросе, изготовленном из стали жесткостью 10 кН/м. Максимальная сила, которую выдерживает трос на разрыв, равна 18 кН.
Ответ. Нет.

5.Предки современных эскимосов, населявшие арктическое побережье Северной Америки в районе залива Коронации и Медной реки, еще во второй половине первого тысячелетия нашей эры научились строить хижины … из льда! В большинстве это были небольшие хижины «игло» на семью из четырех человек (общественные постройки эскимосов для игр и праздников могли вмещать до 100 человек). Эти хижины имели куполообразную форму. Внутренний диаметр обычной хижины составляет около 3 м при высоте от пола до потолка до 2 м. Куполообразная форма придает хижине повышенную прочность и сводит до минимума тепловые потери через внешнюю поверхность.

Задача. Почему куполообразная форма придает повышенную прочность зданиям и сооружениям? Приведите примеры, где используется сферическая форма тела для увеличения прочности конструкции?

6. Ориентировочные значения модуля упругости Е при растяжении и предела прочности тканей.
Ткани Е, МПа Предел прочности
Мпа
На растяжение на сжатие
Сухожилия и связки
Мышцы
Кость 1000-1500

8-10
23000 50 –70

0.5-1
100-120 120-160
Составьте по этим данным задачи.



Физический эксперимент.

Измерение жесткости пружины.
Приборы и материалы: динамометр, линейка, пружина или резинка, набор грузов по 1 Н.
Примечание. Необходимо измерить силу упругости, действующую на пружину, и удлинение пружины. По этим данным рассчитать коэффициент жесткости.

Номер опыта Сила упругости, Н Удлинение, м Коэффициент жесткости, Н/м
1
2
3
Дополнительное задание. По данным таблицы постройте график зависимости силы упругости от удлинения и сделайте вывод.

Проверка знаний и умений. Физический диктант.

1
1.Силой называется …
2.Силой тяжести называется…
3.Деформацией называется… 4.Приведите три примера, когда на тело действует сила упругости…
5.Запишите формулу для расчета силы тяжести… 2
1.Силой упругости называется…
2.Массой тела называется…
3.Плотностью тела называется…
4.Приведите три примера, когда на тело действует сила тяжести…
5.Запишите формулу для расчета силы тяжести…

Задачи на развитие логического мышления.

Задание 1.( для индивидуальной и групповой работы) Определите по графикам зависимости силы упругости от удлинения, какое тело имеет большую жесткость; меньшую жесткость.

Ответ. 1 рисунок: жесткость третьего тела больше, чем второго, а второго больше, чем первого. 2 рисунок: жесткость третьего тела больше, чем первого, а первого больше, чем второго.

Задание 2.(Для индивидуальной и групповой работы) Определите, в каком случае жесткость пружины больше.

Ответ. В первом случае жесткость третьей пружины наибольшая, во втором случае жесткости пружин одинаковы, в третьем жесткость первой пружины больше, чем жесткость второй и третьей пружин.



14. Сила трения.

Физический словарик.

Фрикционный -от латинского слова frictio – трение.
Антифрикционный – от греческого слова anti – приставка, употребляющаяся для выражения противоположности или враждебности чему-нибудь и латинского слова frictio –трение.

Историческая справка.

Французский физик Гильом писал о трении так.
«Всем нам случалось выходить в гололедицу: сколько усилий стоило нам удерживаться от падения, сколько смешных движений приходилось нам проделывать, чтобы устоять! Это заставляет нас признать, что обычно земля по которой мы ходим, обладает драгоценным свойством, благодаря которому мы сохраняем равновесие без особых усилий. Та же мысль у нас возникает, когда мы едем на велосипеде по скользкой мостовой.
Изучая подобные явления, мы приходим к открытию тех следствий, к которым приводит трение. Инженеры стремятся по возможности устранить его в машинах – и хорошо делают.
Во всех прочих случаях мы должны быть благодарны трению: оно дает нам возможность ходить, сидеть и работать без опасения, что книги и ручки упадут со стола на пол, что стол не будет скользить по полу и т.д.
Вообразим, что трение может быть устранено совершенно, тогда никакие тела, будь они величиной с каменную глыбу или малы, как песчинка, никогда не удержатся одно на другом: все будет скользить и катиться, пока не окажется на одном уровне. Не будь трения, Земля представляла бы шар без неровностей, подобно жидкому.»

О силе трения.( Саяпин В.)

Существует на свете сила трения.
Она играет большое значение!
Есть три вида трения: скольжения, покоя, качения.
Все по себе очень важны
И в этом мире, конечно, нужны.

Качественные задачи.

1.Как увеличивают силу трения? Как ее уменьшают?
2. Приведите примеры, когда нужно уменьшать, а когда увеличивать силу трения?
3. Куда направлена сила трения?
4. Зачем зимой дорожки посыпают песком?
5. Зачем зимой на задние колеса автомобилей надевают цепи?
6. Зачем на обуви, шинах автомобилей наносят протектор?
7. Зачем в двигатель автомобиля наливают масло?
8. Зачем спортсмены-лыжники на лыжи наносят особую смазку?
9.Зачем подшипники колес и педалей велосипедов смазывают солидолом?
10.Как устроен вездеход на воздушной подушке? Что для него является смазкой?
11.Зачем легкоатлеты надевают спортивную обувь с шипами?



Таблица для запоминания формул расчета силы трения, коэффициента трения, силы реакции опоры.

О силе трения покоя.

Что такое, что такое
Сила трения покоя?
Если ты стоишь спокойно,
Вертикально на земле,
Сила трения покоя,
Очевидно на нуле.
За веревку тянут двое,
Ты стоишь пока, и вот
Сила трения покоя
Потихонечку растет.
Вот достигла сила тренья
м на N произведенья,
И под действием всех сил
Ты по полу заскользил.

Задачи для любителей биологии.

1.Меч - это костяной отросток верхней челюсти рыбы. Он легко рассекает воду и значительно улучшает гидродинамическую характеристику тела рыбы. Вот рыба - меч и устанавливает рекорды по скорости передвижения под водой- 130 километров в час . Но чего бы стоил меч , если бы не белковая смазка - муцин , сводящая на нет трение рыбы о воду .

Задача. Как возникает трение о воду? Как уменьшают рыбы сопротивление?

2.Форма тела у птиц обтекаемая , поэтому при полете они встречают лишь небольшое сопротивление воздуха . У птиц компактный череп и обычно обтекаемый , заостренный клюв . Расположение перьев обеспечивает гладкую поверхность крыла . Хвост короткий , что увеличивает маневренность и уменьшает сопротивление . Ноги у птиц в полете прижаты к телу .

3.Речь пойдет о многократном победителе мировых, региональных, российских, затем всесоюзных чемпионатов по классической борьбе среди супертяжеловесов Хаджи - Мукане Мунайтпасове ( 1871 - 1948). Родившись в бедной крестьянской семье в ауле Карауткель (Акмолинской области), Мукан с ранних лет приобщился к тяжелому наемному труду. Работая у купца О.Масликова, как - то зимой по велению хозяина он поехал за сеном . На обратном пути степь внезапно завьюжила , и начался сильный буран . Дорога отяжелела , лошади выбились из сил , а одна , не устояв даже на ногах , упала и больше не вставала . Тогда Мукан погрузил ее на сани поверх сена , а вторую привязал сзади , сам же, впрягшись вместо тягловой силы, приволок все вместе домой .Тогда юноше было 18 лет от роду .

Задача. Какую силу прикладывал Мукан к саням , если масса саней с сеном 500 кг , масса лошади 500 кг , а коэффициент трения равен 0.002.

4.Необходимым условием перемещения животных является надежное сцепление между движущимся телом и опорой. Сцепление достигается либо заострениями на конечностях ( когти, острые края копыт, подковные шипы ), либо мелкими неровностями (щетинками, бугорками, чешуйками). У многих растений и животных имеются различные органы служащие для хватания (усики растений , хобот у слона, цепкие хвосты ) .Все они имеют форму , удобную для захвата, и шероховатую поверхность для увеличения коэффициента трения.

Задача. Определите коэффициент трения между змеей и землей , если змея массой 100 г движется равномерно со скоростью 1 м/ с , при этом сила трения равна 0.15Н .

5.Изменение сопротивления при движении в различных направлениях наблюдается у многих водоплавающих. Так, плавательные перепонки на лапках уток или гусей используются подобно веслам. При движении лапок назад утка распрямленной перепонкой загребает воду, а при движении вперед утка сдвигает пальцы - сопротивление уменьшается, в результате чего утка продвигается вперед.

Задача. От чего зависит сила сопротивления? Приведите примеры из жизни, где необходимо увеличивать сопротивление, а где уменьшать .

6.Меч - рыба известна как рекордсмен среди морских пловцов. Ее скорость может достигать 110 - 140 км/ч, а ее меч способен пробивать дубовую обшивку судна. Сама же меч-рыба от такого удара не страдает. Оказывается, в ее голове у основания меча имеется гидравлический амортизатор - небольшие полости в виде сот, наполненные жиром. Они и смягчают удар. Хрящевые прокладки между позвонками у меч-рыбы толстые, подобно буферам у вагонов, они уменьшают силу толчка.

Задача. Определите силу сопротивления дубовой обшивки, если меч- рыба, двигаясь с максимальной скоростью, прошла обшивку толщиной 20 см за 0.5 с. Масса меч-рыбы 10 кг.




Задачи для любителей литературы.

По произведению М. Булгакова «Мастер и Маргарита».
1.-Аннушка! Это ее работа! Взяла она в бакалее подсолнечного масла, да литровку - то о вертушку и разбей!.. Осторожный Берлиоз, хоть и стоял безопасно, решил вернуться за рогатку, переложил руку на вертушке, сделал шаг назад. И тотчас рука его соскользнула и сорвалась , нога неудержимо , как по льду , поехала по булыжнику , откосом сходящему к рельсам , другую ногу подбросило , и Берлиоза выбросило на рельсы .

Что помешало устоять Берлиозу? В чем причины трения? Как уменьшают и как увеличивают трение?
Ответ. Так как смазка ( подсолнечное масло ) резко уменьшает силу трения, то причиной гибели Берлиоза стало уменьшение трения . Причины трения : взаимодействие молекул и атомов соприкасающихся тел , неровности , шероховатости поверхностей соприкасающихся тел . Для уменьшения трения используют следующие приемы : жидкая и газообразная смазка между взаимодействующими поверхностями , шлифовка поверхностей .Для увеличения трения увеличивают шероховатости соприкасающихся тел .

По произведению Н.В. Гоголя "Вечера на хуторе близ Диканьки "
2.-Но мы не поднимем их ! - закричала вся толпа , силясь сдвинуть мешки.
- Постойте ,- сказала Оксана , - побежим скорее за санками и отвезем на санках !
Вопрос. Какую силу необходимо приложить к саням , чтобы увезти два мешка , массой 30 кг каждый , если коэффициент трения саней о лед равен 0.1 ?
Ответ . Если предположить , что g=10 м/сІ , то при равномерном движении саней F = -Fтр = - мN = - 60 Н . Знак "-" означает , что сила будет направлена в противоположную сторону по направлению к силе трения .

По произведению А. А. Блока « Двенадцать»
3.Черный вечер.
Белый снег.
Ветер, ветер!
На ногах не стоит человек.

Вопрос. Почему человек не может удержаться на ногах?
Ответ. Скорее всего на дворе гололед и сила трения между подошвами человека и льдом очень маленькая.

4. ........
Под снежком - ледок.
Скользко, тяжко,
Всякий холодок
Скользит - ах, бедняжка!..

Вопрос. А как можно увеличить силу трения?
Ответ. Для этого обычно в зимнее время лед посыпают песком, чтобы увеличить силу трения.

По загадкам.
5.Летом навзничь лежат,
Зимой в гости ездят .
( сани )
Вопрос. Почему мы не используем сани летом ?
Ответ. Потому что трение скольжения полозьев саней в несколько раз превышает трение качения . Так ориентировочное значение коэффициента трения скольжения дерева по камню равно 0.4-0.6 , а трения качения 0.05-0.08 см ( конечно , необходимо учитывать и радиус колеса)

6.Одна птица кричит : "Мне зимой тяжело!" Другая кричит :" Мне летом тяжело ! " Третья кричит :" Мне всегда тяжело !". (сани , телега , лошадь )
Готовь сани летом , а телегу зимой .
А как изменяется сила трения саней и телеги при езде зимой и летом ?
Ответ. Зимой сила трения скольжения полозьев о снег меньше , чем летом сила трения скольжения полозьев о землю , поэтому летом используют телегу , так как сила трения качения колес по земле небольшая .

По пословицам и поговоркам.
7.Корабли спускают , так салом подмазывают .
А зачем при спуске кораблей салазки смазывали салом ?
Ответ . Для того , чтобы уменьшить силу трения .

8.Вода близка , да гора склизка .
Почему по скользкой горе трудно добираться до воды ?
Ответ. Так как трение между подошвами и горой маленькое , то идти по скользкой горе тяжело .

9. В октябре ни на колесах , ни на полозьях .
Вопрос. Объясните пословицу с точки зрения физики.
Ответ. В октябре обычно в средней полосе начинается сезон дождей и поэтому земля раскисает , на санях еще ездить рано , так как не выпал снег и, следовательно, трение полозьев будет значительным , а на колесах ездить поздно, так как земля раскисает и сила трения качения также увеличивается .


Физический эксперимент.

Определение коэффициента трения скольжения.
Приборы и материалы: динамометр, деревянный брусочек, деревянная дощечка, полоска резины, полоска оргстекла, набор грузов .
Примечание. Для определения коэффициента трения сначала измерим силу трения, затем силу тяжести, действующую на брусочек.

Номер опыта Сила трения, Н Сила реакции опоры, Н Коэффициент трения
1.Дерево по дереву
-1
-2
-3

2.Дерево по резине
-1
-2
-3

1.Дерево по оргстеклу
-1
-2
-3

Дополнительное задание. Постройте график зависимости силы трения от силы реакции опоры. Сделайте вывод.


Посмеемся.

(От заслуженного учителя России Ткачука В.И.) Когда я был школьником мы с друзьями утащили из дома три куска мыла и натерли им рельсы на подъеме. Та работа заняла у нас около трех часов. Но вот мы затаились в кустах и наблюдали, как груженный состав в течение получаса пытался подняться в горку, но все время скатывался. Домой я вернулся счастливым человеком, с чувством хорошо выполненного дела. Но дома меня уже ждал отец с ремнем, я не успел спросить, за что получу. Моим друзьям повезло больше, их отцы не работали на железной дороге в отличие от моего папы. Так я понял, что такое коэффициент трения скольжения.



Ориентировочные коэффициенты трения скольжения.

Трущиеся материалы Коэффициент трения
покоя при движении
Дерево по дереву
Дерево по камню
Железо по железу
Металл по дереву
Металл по камню
Резина по чугуну
Олово по свинцу
Полозья деревянные по льду
Полозья деревянные (обитые железом) по льду 0.65
0.46-0.60
0.15
0.60
0.42-0.50
0.83
2.25
0.035

0.02 0.33
-
0.14
0.4
-
0.8
-
0.035

0.02



15.Вес тела. Невесомость и перегрузка.

Качественные задачи.

1. Графически изобразите вес тела и силу тяжести.


2.Как из меняется вес космонавта при торможении, спускаемого аппарата?
3.Что происходит со значение веса тела при движении тела вверх с ускорением?
4. Что происходит с весом тела при движении вниз с ускорением?
5.Парашютист спрыгнул с самолета. Можно ли считать, что он находится в невесомости?
6.Спортсмен толкнул ядро. Можно ли считать, что ядро в момент полета находится в состоянии невесомости?
7.Как изменяется вес человека при движении лифта вверх ?
8. Как изменяется вес человека при движении вниз?

Физический эксперимент.

Изучение явления невесомости и перегрузки.
Приборы и материалы: динамометр, набор грузов.
Примечание. Исследуйте явления невесомости и перегрузки при движении динамометра вверх и вниз. Опишите, что вы заметили. (Если вы будете бросать динамометр, то на пол обязательно постелите что-нибудь мягкое.)



Номер опыта Описание
1. Движение динамометра вверх


2.Движение динамометра вниз





Задачи для любителей литературы.

По произведению М. Булгакова «Мастер и Маргарита».
1...Мускулы рук и ног окрепли, а затем тело Маргариты потеряло вес. Она подпрыгнула и повисла в воздухе невысоко над ковром, потом ее медленно потянуло вниз, и она опустилась.

Какое явление описал М. Булгаков в этом отрывке? Мог ли такой случай произойти в реальной жизни?
Ответ. Это состояние часто называют состоянием невесомости. На земле без технических средств реализовать этот случай невозможно .

По произведению А. С. Пушкина « Руслан и Людмила».
2.И вдруг неведомая сила
Нежней, чем внешний ветерок,
Ее на воздух поднимает,
Несет по воздуху в чертог ...

Вопрос. Как называется состояние, в котором пребывает Людмила?
Ответ. Такое состояние называется невесомостью.

По произведению А. М. Горького " Макар Чудра"
3.Девка как ни хороша, да у ней душа узка и мелка, и хоть ты пуд золота повесь ей на шею, все равно, лучше того, какова она есть, не быть ей...
Вопрос. Как изменится вес девушки ,если ей подвесить к шее пуд золота? А как изменится масса девушки?
Ответ. Вес девушки увеличится на 160 Н, а масса на 16 кг.

По роману Николая Носова " Незнайка на Луне ".
4.Вы, наверное, знаете, что космическая ракета, для того чтобы преодолеть притяжение Земли , должна приобрести очень большую скорость - одиннадцать километров в секунду. Пока ракета набирает эту скорость, ваше тело испытывает большие перегрузки. Вес вашего тела как бы увеличивается в несколько раз , и вас с силой прижимает к полу ...

Вопрос. Максимальная перегрузка космонавта при запуске пилотируемых космических кораблей равна 7.7 . Во сколько раз увеличивается вес коротышек при этом и чему он равен? Масса коротышки в 100 раз меньше массы обычного человека.
Ответ. Вес коротышек увеличивается в 7 раз и равен 80 кг*9.8*7.7/100 = 60.4Н.

5...Как только разгон космического корабля прекращается и он начинает свой свободный полет в межпланетном пространстве, перегрузки кончаются , и вы перестаете испытывать силу тяжести , то есть , попросту говоря , теряете в весе .

Вопрос. Как называется это явление? Приведите примеры этого явления встречающегося на земле .
Ответ. Невесомость.

По роману Николая Носова " Незнайка на Луне ".
6.Придя постепенно в себя, Знайка убедился, что висит в какой-то нелепой позе посреди комнаты, между полом и потолком. Неподалеку от него повис кверху ножками стул , люстра висела в каком-то противоестественном состоянии : не отвесно , как бывает всегда , а наискось ...

Вопрос. А почему в состоянии невесомости стул поднялся вверх ?
Ответ. Так как на стул в обычном состоянии действует сила реакции опоры, то при возникновении невесомости, тело под действием этой силы поднимается.

7...Незнайка взмахнул кулаком и дал Шпунтику такого сильного подзатыльника , что Шпунтик завертелся волчком и полетел через всю комнату. Незнайка тоже не удержался на месте и , полетев в противоположную сторону , стукнулся головой о кастрюлю с кашей...

Вопрос. Объясните , что произошло со Шпунтиком и Незнайкой в состоянии невесомости.
Ответ. Это явление объясняется третьим законом Ньютона.

По пословицам и поговоркам.
8.Более 20 пудов ни один верблюд не снесет , ляжет под ношей .
Вопрос. Так какой вес может унести верблюд ?
Ответ .Так как пуд равен 16.380 кг , то верблюд ляжет под ношей 327.6кг. Следовательно ,он может унести вес груза меньший 3276 Н.


Задачи для любителей биологии.

1. Самая большая в мире улитка жила в доме француза Поля Трамелли. Ее завезли малюткой вместе с американскими фруктами. Через пять лет "малютка" стала весить 1.5 кг . Морские раковины иногда достигают гигантского веса . Так двустворка тридактна гигантская достигает 1.5 м и весит более 250 кг .

Задача. Определить вес моллюсков , массы которых приведены выше .
Ответ.15 Н и 2.5 кН.

2.Самое крупное млекопитающее на Земле - голубой кит (блювал), его длина 33 метра и масса 160 тонн. А самое маленькое млекопитающее - летучая мышь-бабочка , живущая в известковых пещерах , в Таиланде. Она достигает чуть более 2.5 см и имеет массу 2 г.

Задача. Определите силу тяжести и вес голубого кита и мыши- бабочки.
Ответ. 1600 кН, 0.02 Н.
3.Последние исследования палеонтологов показали, что самым крупным ископаемым ящером является сейсмозавр (сотрясатель земли), достигающий 40 метров в длину и массы 40 тонн. Ему немного уступает суперзавр .Длина его тела более 33 метров .Оба найдены в отложениях Нью - Мексико ( США ). [2]

Задача. Чему равна масса ( в кг ) и вес сейсмозавра ?
Ответ. Масса 40 000 кг, вес 400 кН.

4.На водопое залпом верблюд может выпить 57 - 60 литров воды. А один подопытный верблюд , который шел 17 дней при 35 градусной жаре, на водопое выпил почти 100 литров ! [ 3 ]

Задача. Как при этом изменилась масса подопытного верблюда? А вес?
Ответ. Масса увеличилась на 100 кг, а вес на 1 кН.

5.Первое, с чем сталкивается космонавт при взлете , это ускорение , когда космический корабль быстро набирает скорость . Во время выведения корабля на орбиту искусственного спутника Земли на космонавта в течение почти 5 минут действует ускорение, значение которого может изменяться от g до 7g. Действие ускорений на космонавта имеет также место при входе в плотные слои атмосферы при его возвращении на Землю. Естественно, что увеличение веса космонавта затрудняет его движения. Поэтому в периоды воздействия перегрузок на старте корабля и его торможении большинство операций , связанных с его управлением , должно быть автоматизировано .

Задача. Средняя масса космонавта 70 кг. Как изменится масса и вес космонавта при выведении космического аппарата на околоземную орбиту?
Ответ. Масса не изменится, а вес в зависимости от ускорения может увеличится в 7 раз.

6.Некий капитан Биддинг из США решил проверить, какую перегрузку он может выдержать. Он привязал себя к саням с ракетным мотором и понесся вниз по наклонной плоскости. Стремительно спускаясь, Биддинг внезапно остановил сани. На мгновение ускорение силы тяжести увеличилось в 82.6 раза. Напряжение продолжалось 1 / 400 секунды, но человек мгновенно лишился зрения, пульс остановился. Он находился в глубоком обмороке, но этим поступком увековечил свое имя .
Задача. Во сколько раз при этом увеличился вес Биддинга?
Ответ. Увеличится в 82.6 раз.

7.Ускоренная киносъемка показала, что когда лесной лекарь ищет насекомых или готовит дупло под гнездо, то его клюв может долбить дерево со скоростью при ударе 7 м/с. Полный цикл удара клювом длится всего 0.001 с, при этом возникают бешеные нагрузки, однако мозг птицы никогда не травмируется! Секрет заключается в том , что голова дятла перемещается только вперед и назад в одной плоскости , без каких- либо боковых смещений.

Задача. Определите перегрузку, которую испытывает голова дятла при ударе?
Ответ. 700.

8.Среднее яйцо африканского страуса имеет длину 15-20 см, что по объему равно примерно двум дюжинам куриных яиц, и весит 16-18 Н. Чтобы сварить такое яйцо, требуется 40 минут. Но самое трудное- это очистить его, ведь скорлупа толщиной 1.5 см выдерживает нагрузку 127 кг.

Задача. Определите массу яйца страуса и массу одного куриного яйца.
Ответ масса яйца страуса 1.6 - 1.8 кг.

9.С возрастом масса мозга уменьшается. В 20 лет его масса в среднем равна 1.4 кг, в 70 лет - 1.3 кг, а в 80 лет – 1.2 кг. Следует иметь в виду, что нет никакой связи между размером мозга и умом. «Компьютер», принадлежащий Тургеневу, был особо крупных размеров – 2.012 кг, а у Анатолия Франса всего 1.017 кг. У Мэрелин Монро его масса составляла целых 1.422 кг. В головном мозге содержится три четверти всех нервных клеток организма. Он увеличивается до 15 лет и функционирует лучше всего начиная с этого возраста и до 25 лет. С 45 лет он начинает деградировать.

Задача. Определите вес головного мозга Тургенева, Франса и Монро. Считайте, что мозг находится в покое.
Ответ. Вес мозга Тургенева 20 Н, Франса 10 Н, Монро 14 Н.

10. Емкость желудка обычного человека 1.3 л, но емкость меняется в зависимости от поглощаемых припасов. В желудке некоторых завзятых любителей пива – немцев – умещается восемь литров пива! За день он вырабатывает полтора литра желудочного сока.
Задача. Определите массу и вес сока, который вырабатывает желудок, если плотность этого сока примерно равна 1000 кг/мі.
Ответ. Масса 1.5 кг, вес 15 Н.

11. Все косточки нашего тела весят примерно 170 Н. Но в скелете ребенка не менее 300 костей! Некоторые кости «спаиваются» в процессе его роста. В результате сохраняется минимум 198, а максимум 214. Такое отличие связано с тем, что некоторым людям природа добавляет шейные или поясничные позвонки, а у других остается «неспаянный» крестец. Кстати, в научных кругах первый шейный позвонок называют «атлантом» – по имени мифического героя, в чью задачу входило поддержание на своих плечах небесного купола.
Составьте задачу по этим данным.

Время переносимости человеком перегрузок, с.

Перегрузка Направление действия перегрузки
Голова–ноги Ноги -голова Грудь – спина Спина - грудь
3
4
5
6
7
8
9
12
14 900-1500
600-900
120-240
30-120
30-40
10-12
-
-
- 5-20
5-6
-
-
-
-
-
-
- 1200
900
600
300
180
90

30
18 300-420
60-180
60-120
60-120
60
60
20
3-6
-

Перегрузки, испытываемые человеком.

Выход летчика из пикирования
Баллистический спуск в атмосфере Земли космического корабля
Катапультирование пилота
Приземление парашютиста при скорости приземления 6м/с
Максимальная перегрузка спускаемого аппарата АМС «Венера-10)
При выполнении на самолете виража
При выполнении на самолете петли Нестерова 8-9
8-10

16
1.8

167

3-5
3-6

Задачи для любителей географии.

1.Экстравагантность и оригинальность стали обычным явлением в жизни американского общества. На праздновании столетнего юбилея алабамского города Форт - Пайн всех поразил самый большой в мире торт , выполненный в виде рельефной карты штата Алабама. Масса кондитерского великана была равна 58 тоннам , включая 7.5 тонн мороженого .

Задача. Определите вес этого чуда. Какая сила тяжести действовала на торт до его съедения ?
Ответ. Вес этого чуда 580000 Н, включая мороженое весом 75000Н.

2.Самый большой колокол в мире - колокол Сысой находится в звоннице Ростова Великого Ярославской области .Отлит колокол в 1688 году русским мастером Фролом Терентьевым . Его масса 32 тонны . В немецком городе Кельне находится колокол Петер массой 24 тонны , отлитый в 1923 году .

Задача.. Определите силу тяжести, действующую на колокол Сысой. Чему равен вес этого гиганта, подвешенного на тросе?
Ответ. Сила тяжести равна в этом случае весу колокола 320000 Н.

3.Растет на Малых Зондских островах и необычное «конфетное дерево» - ховения сладкая. Это дерево, похожее на нашу липу, достигает порой пятнадцатиметровой высоты. Плоды ховении – невзрачные сухие шарики –несъедобные, но зато их толстые мясистые плодоножки содержат до 50 процентов сахарозы и напоминают своим вкусом изюм, вымоченный в роме. Местные жители, особенно дети, с удовольствием трясут стволы ховений, собирая потом упавшие «конфеты» целыми килограммами. С одного дерева можно получить иной раз до 35 кг сладкого природного лакомства.

Задача. Как увеличивается вес добытчика «конфет», если ему попалось самое плодоносящее дерево?
Ответ. Вес добытчика увеличится на 350 Н.






16. Обобщение материала по теме «Взаимодействие».

Теоретическая часть.

Базовые вопросы.
1. Дать понятие скорости, средней скорости, пути, траектории.
2. Что называется инерцией? Приведите примеры инерции.
3. Что называется массой, плотностью? В каких единицах принято измерять массу, плотность? Что показывает плотность?
4. Как рассчитать плотность вещества и массу тела?
5. Что называется силой? По каким причинам можно судить. Что на тело действует сила?
6. Какую силу называют силой тяжести, силой упругости, силой трения, весом тела? Приведите примеры этих сил.
7. Какие приборы служат для измерения массы тела, плотности жидкости, силы, действующей на тело?
8. Как определить равнодействующую сил действующух по одной прямой на одно тело?
9. Как можно увеличить трение? Как можно уменьшить трение?
10. Что называется невесомостью и перегрузкой?

Вопросы на «5».
1. Приведите примеры, когда тело находится в невесомости.
2. В чем причины трения? Какие силы взаимодействия молекул вы знаете?
3. Какие виды деформации вы знаете ? Приведите примеры.
4. Расскажите о силе тяжести на других планетах.

Практическая часть.

1
1.Определите массу тела, если на него действует сила тяжести 4.5кН.
2.Какое расстояние проходит искусственный спутник Земли за 1 час, если он двигается по орбите со скоростью 7 км/с?
3. Деталь, имеющая форму параллелепипеда размерами 20*20*10 смі сделана из чугуна. Определите силу тяжести, действующую на эту деталь. Плотность чугуна 7000 кг/мі.
4.Постройте график зависимости силы упругости от удлинения, если жесткость пружины 2кН/м. 2
1.Определите объем пробкового тела массой 480 г, если плотность пробки 240 кг/мі.
2.Определите время, за которое автомобиль преодолеет расстояние 2 км двигаясь со скоростью 1200 м/мин.
3.Оконное стекло имеет длину 2 м , ширину 1 м , и толщину 4 мм.
Определите вес этого стекла, если плотность стекла 2.5 г/смі.
3.Автомобиль массой 2 т равномерно движется по дороге. Определите силу трения, если коэффициент трения колес о дорогу равен 0.2.
3
1.Масса тела 200 г. Определите силу тяжести, действующую на это тело.
2. Улитка ползет со скоростью 2 см/мин. Какое расстояние она проползет за 1 час двигаясь равномерно?
3.Определите площадь сечения медного цилиндра, если длина цилиндра 40 см , а его вес 89 Н. Плотность меди 8900 кг/мі.
4.По графику определите жесткость пружины.
F,Н
200-
100 -
0
2 4 6 8 10 x,см

4
1.Жесткость пружины 200 Н/м. Определите силу упругости, действующую на пружину, если она при этом растягивается на 5 см.
2.Лифт движется равномерно со скоростью 36 км/ч. какое расстояние он проходит за 2 с?
3. Определите силу тяжести, действующую на железный шарик, радиусом 10 см, если плотность железа 7800 кг/мі.
4. На автомобиль, движущийся равномерно, действует горизонтальная сила тяги 40 кН. Масса автомобиля 2 т. Определите коэффициент трения между колесами автомобиля и дорогой.

Экспериментальная часть.

1. Определить силу трения бруска по столу, используя динамометр.
2. Определить вес покоящегося бруска, используя весы.
3. Определить массу тела, используя динамометр.
4. Определить силу тяжести, действующую на алюминиевый цилиндр, используя мензурку и таблицу плотностей.
5. Определить плотность тела, используя динамометр и мензурку.
6. Определить силу тяжести, действующую на брусок, используя рычажные весы.







Кроссворд.


1
2
3
4
5
6
7

8
9
10
11

12


Вопросы.
1.Прибор для измерения объема.
2.Она действует, если изменяется скорость тела или тело деформируется.
3.Единица измерения массы.
4. Эта величина измеряется в годах, неделях, месяцах…
5.Явление характеризующее изменение формы или объема тела.
6.Смешмвание двух и более веществ.
7.Линия, которую описывает тело при движении.
8.Эту величину можно измерить с помощью весов.
9.Английский ученый, один из основателей классической механики.
10. Сила.
11.Прибор для измерения силы.
12.Плотность физическая скалярная величина равная отношению массы к …

Ответы. 1.Мезурка, 2.сила, 3.килограмм, 4.время, 5.деформация, 6.диффузия, 7.траектория, 8.масса, 9.ньютон, 10.вес , 11.динамометр, 12.объем.

Ключевое слово: «Взаимодействие».

IV Давление твердых тел, жидкостей и газов.

17.Давление.

Физический словарик.

Давить – гнести, нагнетать, пригнетать, угнетать, жать, сжимать, нажимать, прижимать, тискать, притискивать, теснить, обременять тяжестью, жать силою. В. Даль.
Манометр – от греческого слова manos –редкий, неплотный и греческого слова metreo – измеряю.

Историческая справка.

Блез Паскаль родился 13 июня 1623 года в Клермон-Ферране в семье юриста, интересовавшегося естествознанием и математикой и давшего своим детям широкое и глубокое образование. Уже в 16 лет Паскаль написал оригинальное сочинение о конических сечениях, содержащих одну из основных теорем проективной геометрии.
Исследования Паскаля по гидростатике начались сразу же после того, как он узнал об опытах Торричелли. Сначала он повторял эти опыты, используя вместо ртути воду и вино, а также менял форму трубок (в это время Паскаль жил в Руане, славившемся своими стеклодувами). Свои эксперименты Паскаль описал в небольшом сочинении «Новые опыты, касающиеся пустоты». По инициативе Паскаля его зять провел в сентябре 1648 года опыт на горе Пюи-де- Дом, в ходе которого обнаружено уменьшение атмосферного давления с ростом высоты места, где оно измеряется.
Однако на этом исследования Паскаля не закончились. Он начал работать над большим «Трактатом о равновесии жидкостей…», который был закончен в начале 1654 года, но увидел свет лишь после смерти Паскаля, в 1663 году. В нем Паскаль отчетливо высказал мысль о давлении, существующем внутри жидкостей, и на этой основе сформулировал закон, названный его именем.

Качественные задачи.

1.Зачем у лопаты верхний край, на который наступают, изгибают, а лезвие лопаты заостряют?
2.Как уменьшают давление?
3.Как увеличивают давление?
4.Какой иголкой работать легче: острой или тупой? Почему?
5.Какие лыжи используют лесники?
6.При хождении по болотистым местам делают настилы из веток и досок. Как помогает такой настил?
7.Зачем гусеницы у тракторов занятых в полеводстве делают широкими?
8.Объясните, в каком случае кирпичи будут оказывать меньшее давление? Масса кирпичей и размеры одинаковые.


Таблица для запоминания формул расчета давление, силы и площади.


Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

200 кПа = 800 МПа = 2.5 т =
4.5 кН = 200 ммІ = 8.8 к Па =
300 смІ = 400 г= 2500 смІ

Задачи для любителей географии.

1.Знаменитые пирамиды в Гизе были сооружены из огромных каменных блоков весом более двух тонн каждый. Эти каменные глыбы откалывали от скалы и переправляли к месту строительства. Чтобы отколоть камень, в скале делали отверстие, в которое забивали деревянные колышки. Эти колышки поливали водой в течение продолжительного времени , они разбухали и давали в скале трещину , которую потом увеличивали с помощью каменного молотка до тех пор , пока каменная масса не откалывалась. Глыбу камня приходилось тщательно шлифовать. Готовые формы с помощью сооруженной насыпи поднимали на высоту, складывая камень на камень. Блоки укладывали так плотно, что между ними даже не могла просочиться вода. Огромное давление с верху (например, высота пирамиды Хеопса примерно 147 метров) делало всю конструкцию практически монолитной.

2.Строители Заполярья иногда используют в качестве строительного материала ледобетон. Так называют лед с включенной в него галькой. Ледобетон настолько прочен, что при работе с ним нередко ломаются даже стальные зубья экскаваторов. Другим вариантом ледобетона является лед с добавлением к нему древесной пульпы («ледопласт»). Материал этот выдерживает давление до 50 кг/смІ и может быть использован в качестве заменителя цемента при постройке плотин на реках Заполярья.

Определите, какую силу необходимо приложить к 2 смІ ледопласта, чтобы его разрушить?

Задача для любителей истории.

1. В 1740 году русская императрица Анна Иоановна ради забавы решила отпраздновать женитьбу шута на одной из придворных приживалок. Для этого в Петербурге на Неве был выстроен ледяной дом с площадью основания около 80 мІ и высотой 6 м. Стены и пол храма были выложены ледяными плитами и скреплены водой. Дом получился добротным и красивым, соответствующим церемонии, для которой был предназначен. Весной он растаял.

Задача. Определите давление, производимое этим домом на основание?


Задачи для любителей литературы.

По произведению Н. А. Некрасова " Кому на Руси жить хорошо "
1. ........
"Теперь рубите лес... "
-Ну ,хорошо !Рубили мы ,
А немчура показывал,
Где надобно рубить.
Глядим: выходит просека!
Как просеку почистили,
К болоту поперечены
Велел по ней возить
Ну, словом: спохватились мы,
Как уж дорогу сделали,
Что немец нас поймал!

Вопрос: Как мужики из бревен сделали дорогу по болоту?
Ответ. Мужики уложили бревна так, что опорная площадь стала большой, а, следовательно, давление при этом уменьшилось.

По загадкам.

2.Деревянные кони по снегу скачут ,
А в снег не проваливаются .
( лыжи )

Вопрос. Почему лыжи не проваливаются в снег ?
Ответ. Площадь поверхности лыж в несколько раз больше поверхности подошв человека .Поэтому стоя на лыжах человек оказывает давление на снег в несколько раз меньшее , чем стоя на снегу без лыж .
Вопрос .Во сколько раз человек оказывает меньше давление на снег , если площадь подошвы 400 см2 , а лыжи имеют длину 2 м и ширину 5 см ?
Ответ. В 2.5 раза.

3.Мы - проворные сестрицы -
Быстро бегать мастерицы .
В дождь - лежим ,
В снег - бежим .
Уж такой у нас режим .
( лыжи )
Вопрос . Какие лыжи используют спортсмены и какие лыжи используют лесники и охотники ?
Ответ. Площадь лыж у лесников и охотников должна быть больше, чем у спортсменов. Поэтому лесники и охотники используют широкие лыжи , которые оказывают меньшее давление на снег .

4.У них тяжелый труд ,
Все время что-то жмут .
( тиски )
Вопрос. Определите силу давления на деталь , если площадь поверхности взаимодействующих частей 20 см2 , а давление , которое оказывают тиски равно 40 кПа.
Ответ.80 Н.

5.Маленькая , светленькая ,
Больно кусаюсь .
( игла )
Вопрос. Почему игла " больно кусается " ?
Ответ. Так как площадь острия иглы очень маленькая , то давление игла оказывает большое .


6.Тонка ,
Длинна ,
Одноуха ,
Остра ,
Всему миру красна .
( игла )
Вопрос .Какое давление будет оказывать игла при действии на нее силы 1 Н, если площадь острия иглы 1 мкм2 ?
Ответ. 1 ТПа.

7.Иголка маленькая , да больно уколет .
А почему игла больно колется ?
Ответ. Так как площадь поверхности иглы очень мала , то даже при небольшом усилии она оказывает большое давление .

8.На этот нож - хоть верхом без седла .
Объясните пословицу .
Ответ. В этой пословице говорится о тупом ноже , так как площадь острой части ножа стала больше , то ,следовательно ,при одинаковых усилиях тупой нож оказывает давление меньше , чем острый.


Физические эксперименты.

1. Определение давления бруска .
Приборы и материалы: динамометр, линейка, брусок, корытце с песком.
Примечание. Необходимо определить давление различных граней бруска, для этого измерим размеры граней бруска и рассчитаем площадь, затем измерим силу, действующую на брусок. Рассчитаем давление. Значение проверьте, устанавливая брусок различными гранями в песочном корытце и замечая глубину погружения брусочка в песок.

Номер опыта Площадь основания, мІ Сила, Н Давление, Па
1
2
3
Сделайте вывод.

2. Определить давление, которое оказывает человек на почву.
Приборы и материалы: весы бытовые, линейка, листок бумаги.
Примечание. Измерьте массу и рассчитайте силу, действующую на вас. Затем точно обведите свои ступни на бумаге и вычислите площадь ступней. По этим данным рассчитайте давление, которое вы оказываете, стоя на одной ноге, а затем стоя на двух ногах.

Номер опыта Масса, кг Сила, Н Площадь ступней, мІ Давление, Па
1. На одной ноге
2. На двух ногах
Сделайте вывод.


Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки-задания.

1
1.Молотком ударяют по шляпке гвоздя площадью 3 ммІ силой 10 Н. Какое давление производит при этом молоток на гвоздь ?
2.Вы заточили нож. Как при этом изменится давление, производимое ножом на поверхности?
3.Масса столика, имеющего четыре ножки, 4 кг. Какое давление оказывает столик на пол, если площадь каждой ножки 4 смІ. 2
1.Заготовку прессуют с силой 20 кН. Площадь заготовки 20 смІ. Какое давление при этом оказывают на заготовку?
2.Зачем при шитье надевают на палец наперсток?
3.Бетонная колонна имеет массу 1.6 т. Основание имеет следующие размеры: длина 2 м, ширина 80 см. Определите давление, производимое этой колонной на грунт.

3
1.Трактор имеет вес 50 кН. Площадь его гусениц 2 мІ. Какое давление оказывает трактор на грунт?
2.В каком случае вы оказываете большее давление: при ходьбе или когда стоите на месте?
3.Какое давление оказывает конькобежец массой 60 кг на лед, если длина конька 40 см, а толщина лезвия 2 мм? 4
1.Какое давление оказывает вода массой 600 г на дно кастрюли, если площадь дна 100 смІ?
2.Для чего заостряют режущие части косилок, ножниц, ножей?
3.Какое давление оказывает лыжник массой 80 кг на снег, если длина лыжи 2 м, а ширина 5 см?

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Почему стальным ножиком Вовочка сумел наточить тупой карандаш, а стальным шариком не смог?
Ответ. Вовочка не смог наточить карандаш стальным шариком по причине их общей тупости. Площадь соприкосновения острия ножика с карандашом достаточно мала, чтобы обеспечить давление, против которого карандаш не может устоять, а круглый шарик, которым Вовочка от большого ума пытался наточить карандаш, такого давления обеспечить не в силах.

2.Действуя с одинаковой силой, ученый с мировым именем Иннокентий в научных целях сначала зажал свой нос плоскогубцами, а потом клещами. В каком случае давление на нос известного ученого было сильней?
Ответ. Плоскогубцы ради науки нос еще может вытерпеть, а клещи уже нет.

3.Масса хрупкой фигуристки Леночки 30 кг. Площадь соприкосновения лезвия ее конька со льдом 2 смІ. Масса телки Буренки 240 кг. Площадь соприкосновения со льдом ее копыта 16 смІ. Вычисли и сравни, какое давление оказывает корова на льду и Леночка, которая мчится на левой ножке к победе?
Ответ. Одинаковое: 1470 кПа. Только не говорите Леночке, что она телка на льду.

4.Узнав, что верные ученики собрались подложить ему кнопку, учитель надел пуленепробиваемые штаны. Теперь кнопке, чтобы преодолеть преграду между своим острием и учителем, нужно оказать давление величиной в 4000 МПа. Сумеет ли кнопка добраться до учителя, если масса учителя, садящегося на кнопку, 56 кг, а площадь острия самой кнопки 0.15 ммІ. Чем кончится эта история, если ученики наточат острие своей кнопки, и его площадь уменьшится до 0.0000001 мІ?
Ответ. С первой попытки кнопка до учителя не доберется. А вот со второй…!

18. Давление газов. Закон Паскаля.

Физический словарик.

Аэро… от греческого aer – воздух.
Аэростатика от греческих слов aer и statike – учение о равновесии.
Газ – от французского gaz или от греческого слова chaos – хаjс.
Гидравлический от греческого слова - hydraulikos – водяной.
Пресс от латинского слова pressus – давление.
Пневматический от греческого слова pneumatikos – воздушный.

Историческая справка.

Роберт Бойль родился 25 января 1627 года в Лисморе (Ирландия). Он был последним, четырнадцатым, ребенком в семье Ричарда Бойля, принадлежавшей к высшим кругам английской аристократии. Юноша интересовался астрономией, медициной, сельским хозяйством, затем увлекся химией. В 1656 году в связи с обострением внутриполитической обстановки в Англии Бойль переехал в Оксфорд, где оборудовал очень хорошую лабораторию.
Одним из ассистентов Бойля был Роберт Гук. Именно Гук по заданию Бойля разработал усовершенствованный воздушный насос . Проведенные опыты Бойль описал в книге «Новые физико-механические опыты, касающиеся упругости воздуха и его воздействий». В ней были приведены доказательства весомости воздуха, описан опыт, демонстрировавший эффект давления газа: при откачке части воздуха из-под колокола насоса раздувался закупоренный бараний мочевой пузырь, из которого предварительно была выпущена часть воздуха.
Исследования Бойля в области пневматики получили широкую известность практически сразу после выхода в свет его «Новых физико-механических опытов…». Научная активность Бойля сохранялась практически до самой смерти ученого, последовавшей 30 декабря 1691 года.


Качественные задачи.

1. Оказывает ли газ давление? От чего зависит давление газа?
2. Где давление газа больше: в холодном или горячем состоянии?
3. Почему при надувании шарика с каждым разом все труднее и труднее вдыхать в него воздух?
4. В баллон впустили часть газа. Как при этом изменилось давление газа в баллоне?
5. Из баллона часть газа выпустили. Как при этом изменилось давление газа в баллоне?
6. Баллон перенесли из прохладного места на солнечное место. Как изменилось при этом давление газа в баллоне?
7. Почему баллон с кислородом, метаном нельзя оставлять у открытого огня или на солнце?

Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

2.5 кПа = 5000 смІ = 8000 ммІ=
200 см = 450 кН = 7.8 г/смі=
4.6 МПа = 600 мм = 500 г=

Некоторые применение закона Паскаля в технике.

Большое применение сжатый воздух получил в механических мастерских, цехах заводов. Широко используются пневматические инструменты ударного действия: молоты, вибраторы, трамбовки, сваебои и т.д., а также пневматические сверлильные и шлифовальные машины, гайковерты. Использование этого оборудования примерно в 6 раз повышает производительность труда по сравнению с работой ручным, немеханизированным инструментом. На всех видах металлорежущих станков применяются приспособления с пневматическими зажимными устройствами: пневматические патроны, зажимы, пневматические слесарные тиски. Они создают большие силы зажима детали и позволяют регулировать их в широких пределах, обеспечивают заданную последовательность действия зажимных механизмов.
Пневматические измерительные приборы позволяют производить в кратчайшее время измерения размеров с точностью до 0.01 мкм, допуская при этом минимальные погрешности.
В машиностроении для выполнения ряда вспомогательных работ создан пневматический инструмент, работающий от сжатого воздуха: пескоструйная очистка поверхностей от ржавчины и окалины, удаление стружки со станков, наплавка распылением слоя металла, нанесение защитного слоя масла на поверхность готовых деталей и т.д.

Физический эксперимент.

Обнаружение зависимости давления газов от температуры.
Приборы и материалы: 3-4 воздушных шарика, термометр, линейка.
Примечание. Измерьте объем воздушного шарика и температуру в начальный момент. Затем поочередно поместите шарик сначала в холодильник, а затем в теплое место возле батареи или печи. Выполните измерения. (Для удобства расчетов объема шарика, необходимо приобрести его в форме шара.)

Номер опыта Температура, єС Объем шарика, смі
1
2
3

Сделайте вывод.

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Злобный джинн, находящийся в газообразном состоянии внутри закупоренной бутылки, оказывает сильное давление на ее стенки, дно и пробку. Чем давит джинн, если в газообразном состоянии не имеет ни рук, ни ног, ни других частей тела?
Ответ. Злобный джинн, находящейся в газообразном состоянии внутри бутылки, весь состоит из молекул, которые, все время беспорядочно движутся. Ими джинн и лупит во все стороны.

2.Почему никому еще не удавалось надуть квадратный воздушный шарик, чтобы он летал в виде куба?
Ответ. Воздух в шарике, как и любой газ, давит на стенки оболочки во все стороны одинаково, поэтому оболочка, как только ее надули, принимает форму шара.

3.Как изменится давление в воздушном шарике средних размеров, если его сначала бессовестно надуть, а потом, воспользовавшись его наивностью, очень крепко прижать к груди?
Ответ. Сначала давление увеличится, но шарик станет больше и спасется. А вот когда его слишком крепко прижмут к груди – может и лопнуть! От переизбытка чувств и давления.

4.Изменится ли давление в шинах вашего велосипеда, если вместо вас в седло сядет бабушка, да еще и прокатит на раме дедушку?
Ответ. Давление в шинах станет больше, если совместно нажитая масса дедушки и бабушки больше вашей. Но если ваши дедушка и бабушка такие худенькие, что их общая масса меньше вашей – давление станет меньше.


Задачи для любителей литературы.

По произведению М. Булгакова " Мастер и Маргарита ".
1.Азазелло , который сидел отвернувшись от подушки , вынул из кармана фрачных брюк черный автоматический пистолет , положил дуло его на плечо и , не поворачиваясь к кровати , выстрелил , вызвав веселый испуг в Маргарите .

Вопрос: Расскажите физические процессы, которые происходят при выстреле. Почему давление пороховых газов передается пуле? Какой закон это объясняет?

Из романа Николая Носова " Незнайка на Луне ".
2.Незнайка и Пончик почувствовали, что комбинезоны, которые прежде плотно прилегали к телу, вдруг начали становиться просторнее, словно раздувались. Это объяснялось тем , что давление наружного воздуха исчезло и стенки скафандров стали испытывать лишь давление воздуха изнутри ...

Вопрос. А в какой точке скафандра давление больше: в средней , нижней или у головы коротышки ?
Ответ. По закону Паскаля давление во всех точках должно быть одинаково .

По загадкам.
3.Легкий, круглый, но не мяч,
И не прыгает он вскачь,
На веревочке висит,
Зазеваюсь – улетит.

Вопрос. Почему воздушный шарик имеет форму шара? Если нажать на шарик, то можно ли ответить точно в каком месте он лопнет?
Ответ. По закону Паскаля давление передается во все точки одинаково, а значит и шарик может лопнуть в любой точке.

4.Круглый, гладкий, как арбуз.
Цвет – любой, на разный вкус.
Коль отпустишь с поводка,
Улетит за облака.

Вопрос. Как изменится давление воздушного шарика, если его сжать?
Ответ. Увеличится.

5.Если надуть меня – я улечу,
Смирно лежать я никак не хочу.

Вопрос. Как изменится давление, если часть воздуха из шарика выпустить?
Ответ. Уменьшится

6. Его пинают,
А он не плачет!
Его бросают-
Назад скачет.

Вопрос. Как изменяется давление газа в мяче при ударе?
Ответ. Увеличивается.

Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки-задания.

1
1.В двух одинаковых сосудах при одинаковых температурах, одинаковой массы находятся газы: хлор и азот. Какой газ будет оказывать большее давление?
2.С какой силой необходимо действовать на поршень площадью 10 смІ, чтобы на поршне площадью 400 смІ возникала сила 2 кН? 2
1.Воздушный шарик переносят из теплой комнаты в холодное помещение. Как при этом изменяется объем шарика? Давление газа внутри шарика?
2.Площадь меньшего поршня гидравлического пресса 20 смІ. На него действует сила 200 Н. Площадь большего поршня 200 смІ. Какая сила действует на большой поршень?
3
1.Из баллона с газом выпустили половину газа. Как изменилось при этом давление?
2.Определите площадь поршня в гидравлической машине, если при действии на другой поршень площадью 40 смІ силой 4 кН, на него действует сила 800 Н. 4
1.Баллон с газом нагрели. Как при этом изменилось давление газа внутри баллона?
2.На малый поршень гидравлического пресса площадью 200 смІ действует сила 100 Н. Какова площадь большого поршня, если масло на него давит с силой 2 кН?



19.Давление в жидкости.

Качественные задачи.

1.От чего зависит давление в жидкостях?
2. В два одинаковых сосуда налили одинаковые объемы воды и керосина. В каком сосуде давление на дно будет больше?
3.В каком случае давление на дно меньше?



4. В сосуд с водой опустил камень. Как при этом изменилось давление на дно сосуда?
5. В стакан с горячим чаем опустили три ложечки сахара и размешали его. Как изменилось давление на дно чашечки?



Таблица для запоминания формул расчета давления на дно и стенки сосуда, высоты столба жидкости.


Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

380 кПа = 2500 мм = 250 г =
4.5 км = 45.6 МПа= 450 мН =
34 кН = 80 см = 300 смІ=


Задачи для любителей биологии.

1.Чемпионами по глубоководному нырянию являются представители Арктики и Антарктики. Так гагару ученые наблюдали из батискафа на глубине 80 метров. Королевский же пингвин ныряет на глубину до 200 метров и более.

Задача. Определите давление, оказываемое на гагару и пингвина на глубинах, приведенных выше .

2.Жираф обладает необычайно высоким ростом , около 5.5 м . Сердце жирафа находится на высоте около 2.5 м , поэтому кровеносные сосуды ног должны испытывать огромное давление всего этого столба жидкости . Что же спасает ноги жирафа от отеков? Между сосудами ног жирафа и его плотной шкурой находится много межклеточной жидкости, которая точно так же спасает сосуды от чрезмерного расширения. Если бы у жирафа на уровне сердца было такое же артериальное давление , как и у человека , то на уровне головы оно было бы уже меньше атмосферного и кровь не могла бы протекать через мозг . Поэтому , жираф - гипертоник. Его артериальное давление на уровне сердца может достигать 50 кПа .

Задача. Определите гидростатическое давление, которое оказывает кровь на высоте сердца и ног жирафа? С какой силой кровь давит на 1 смІ кровеносных сосудов на уровне сердца?

3.Избежать кессоной болезни можно, если поднимать водолаза с большой глубины достаточно медленно, делая необходимые паузы. Такие паузы в подъеме позволяют растворенному газу диффундировать через ткань к кровеносным сосудам , по которым он вместе с кровью поступает в легкие , а оттуда - в атмосферу , так и не образовав пузырьков. Считается , что кессонная болезнь не возникает при резком подъеме с глубины 10 метров. Пребывание на глубине 30 м в течение часа требует при подъеме одной двухминутной остановки на глубине 6 м и 24 минутной остановки на глубине 3 м. В тех случаях , когда водолазы ежедневно работают на глубине больше 100 м в течение всего рабочего дня , признано целесообразным не уменьшать давление вдыхаемого ими воздуха даже в часы отдыха после подъема с глубины , так как это потребовало бы нескольких часов, поэтому в промежутке между погружениями они отдыхают в специальных барокамерах, установленных на судах.

4. Для жизни под водой человек совершенно не приспособлен. На глубине 20м под действием внешнего давления у него могут лопнуть барабанные перепонки. Опуститься же на глубину более 70 м без специального снаряжения совершенно невозможно. Правда, натренированные пловцы на очень короткое время опускаются под воду на глубину до 51 м.

Задача. Какое давление испытывают натренированные пловцы, опускаясь на глубину 51 м?

5. Давление крови в сосудистой системе.
Сосуды Давление, кПа
Аорта
Артерии
Капилляры
Вены 19.9-6.6
16-9.3
1.3-2.6
от-0.7 до +1.3
Составьте по этим данным задачи.

Задачи для любителей литературы.

По произведению Александра Беляева " Человек-Амфибия ".
1.Давлением воды многие пробки были вогнаны внутрь бутылок , а жестяные коробки помяты . На столе оставалась сервировка , но часть посуды , серебряных вилок и ножей валялась на полу .

Вопрос. С какой силой действует вода на пробку площадью 1 см2 на глубине 10 м ;100 м ? Достаточно ли этой силы , чтобы вогнать пробку в бутылку , если бутылку упаковывали при нормальном атмосферном давлении ?
Ответ . 1 Н , 10 Н .На глубине большей 101.25 м и более давление воды может загнать пробку в бутылку , на меньших глубинах давления воды недостаточно .

Задачи для любителей географии.

1.В Хорватии имеется природная жемчужина Далматинского берега Адриатики - это Плитвицкие озера. Первое озеро – Прощанское- находится на высоте 636 метров над уровнем моря, а последнее, озеро Новаковски –Брод – на высоте 503 метра. Крупнейшее из всей озерной цепочки озеро Козьяк занимает площадь больше восьмидесяти гектаров, а глубина его превышает 40 метров.

Вопрос. Определите давление на дно этого озера.
Ответ.400 кПа.

2.В свое время первый ученый-исследователь природы Уссурийского- края Пржевальский писал, что после однообразных пространств северной тайги леса долины Уссури и водные просторы озере Ханка буквально поражают путешественника контрастным сочетанием самых неожиданных растительных и животных форм. Несмотря на огромную площадь 400 кмІ, озеро Ханка является одним из самых мелких в России, давление на его дно колеблется от 10 –30 кПа, и его хорошо прогреваемые воды дают приют тридцати трем видам рыб!

Вопрос. Определите среднюю глубину озера Ханка.
Ответ. 1- 3 метра.

3. На плато Путарано расположены удивительно красивые озера. Лама, Кутарамакан, Хантайское, Кета, Накомякен – длинные и узкие водоемы, поскольку заполняют трещины, расколовшие плато. По этой же причине они и очень глубокие, до трехсот – четырехсот метров. А Хантайское озеро имеет глубину 420 м и входит вместе с Байкалом и Телецким озером в тройку самых глубоких озер России.

Вопрос. С какой силой будет давить вода Хантайского озера на 1 мІ дна?
Ответ.4.2 МН.

4. Нет в мире другого столь прославленного озера, как Байкал. «Океан - морем большим» называли бескрайнее озеро впервые увидевшие его русские казаки-землепроходцы. XVII века. Глубже Байкала нет озер на материках нашей планеты: 1637 метров намерил эхолот к востоку от острова Ольхон. По объему воды Байкал почти в сто раз превосходит Азовское море и в тридцать раз Аральское.

Вопрос. Определите давление воды на дно Байкала в самом глубоком месте.
Ответ. 16 370 000 Па.

Веселые задачи.

1.-В стакан горячего чая положили кусочки сахара. Сахар растворился. Изменится ли при этом давление жидкости на дно стакана?
-Не изменится. Если сахар растворился, то от него остался один вкус, а вкус давления не производит.

Вопрос. А как вы ответили бы на этот вопрос?
Ответ. Давление на дно стакана увеличится.

2.Парочка физиков упала в озеро, пошла на дно и , обнаружив его на глубине 9 метров, стала вычислять давление, которое на этой глубине на свое дно оказывает озеро. Надо ли парочке, взявшись за руки, долго бродить по дну, измеряя шагами площадь, или можно уже выныривать.

Ответ. Пусть выныривают. Давление жидкости на дно озера, моря, океана, реки, лужи, ванны, тазика, стакана и любого другого сосуда зависит только от высоты столба жидкости и ее плотности.(Г. Остер)

3.Братья- близнецы Митя и Витя имели одинаковый рост 1 м 50 см. Однажды оба нырнули в пруд. Митя прыгнул солдатиком и погрузился на глубину 5 м. А Витя прыгнул вниз головой и погрузился на ту же глубину. Вычислите, чему было равно давление на Витины пятки и Митину голову и чем оно отличается от давления на Витину голову и Митины пятки?

Ответ.49 кПа и 63.7 кПа. (Г. Остер)

4.В плавательный бассейн длиной 50 м и шириной 12 м, в который вместо воды по ошибке налили до высоты 6 м 3348 тонн подсолнечного масла, нечаянно нырнул печальный дядя Боря. Как умные люди определяют давление масла на дно бассейна и на лысину дяди Бори, погрузившуюся на глубину 3 м, если им неизвестна площадь дядибориной лысины.

Ответ. На дно давят 54684 Па, на дядю Борю 27342 Па. (Г. Остер)


Физический эксперимент.

Измерение давления жидкости на дно сосуда.
Приборы и материалы: 3-4 сосуда с различными жидкостями (водой, молоком, бензином, подсолнечным маслом), линейка.
Примечание. Используя линейку, определите высоту столба жидкости и рассчитайте давление жидкости на дно сосуда.

Номер опыта Высота столба жидкости, м Плотность жидкости, кг/мі Давление на дно сосуда, Па
1
2
3



Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки-задания.

1
1.Определите высоту уровня воды в водонапорной башне, если манометр, установленный у ее основания показывает давление 200 кПа.
2.Какую силу испытывает обшивка дна корабля площадью 200 смІ на глубине 4 м? 2
1.Определите давление керосина на дно цистерны, если уровень керосина в цистерне 2.5 м.
2.Аквариум размерами 20*40*50 смі заполнили полностью водой. Определите силу давления воды на дно аквариума.
3
1.На какой глубине давление воды на тело будет равно 100 кПа?
2.В цистерне имеется на дне квадратная пробка со стороной 4 см. С какой силой будет действовать нефть на пробку, если уровень нефти в цистерне равен 2 м? 4
1.Какое давление испытывают рыбки в пресном озере на глубине 20 м?
2.Ртуть хранится в сосуде, имеющем форму паралле-лепипеда. С какой силой ртуть давит на дно этого сосуда, если уровень ртути в сосуде 20 см, а дно имеет размеры 10*15 смІ?







20.Сообщающиеся сосуды.

Физический словарик.

Сосуд – посуда, посудина, держалая утварь, всякая емкая вещь, изделие для держания , хранения чего-либо, особенно жидкости. В. Даль.
Шлюз от немецкого слова shleuse – проход, отверстие.

Качественные задачи.

1. Действует ли закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости? Почему?
2. В сообщающиеся сосуды налили ртуть и воду. Как расположатся жидкости?
3. Что произойдет с жидкостью, если открыть кран?

4. Отметьте уровень жидкости во втором колене, если в первом жидкость находится на уровне точки А.

Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

72.5 кПа = 3400 кН = 8.4 МПа =
2.5 км = 250 мм = 90км/ч =
430 смІ= 35 см = 13.5 г/смі=

Физические эксперименты.

1.Определение закона сообщающихся сосудов для однородной жидкости.
Приборы и материалы: две стеклянные трубки, резиновая трубочка, воронка, сосуд с водой, штатив.
Примечание. Изменяя положение трубок с водой, определить высоту воды в каждой трубке и сделать вывод.

Номер опыта Высота в первой трубке, м Высота во второй трубке, м
1
2
3

2..Определение закона сообщающихся сосудов для жидкостей с разными плотностями.
Приборы и материалы: две стеклянные трубки, резиновая трубочка, воронка, сосуд с водой, сосуд с подсолнечным маслом, штатив.
Примечание. Определить высоту воды и подсолнечного масла в каждой трубке. Сравнить и сделать вывод.
Номер опыта Высота в первой трубке, м Плотность первой жидкости, кг/мі Высота во второй трубке, м Плотность второй жидкости, кг/мі
1
2
3

Сравнить произведения: с1 h1 и с2 h2.

Задачи для любителей литературы.

По загадкам.
1.Из горячего колодца
Через нос водица льется

Вопрос. Можно ли чайник отнести к сообщающим сосудам?
Ответ. Можно.

2.Хоть и задрал он кверху нос,
Но это вовсе не всерьез.
Ни перед кем он не гордится,
Кто пить захочет –убедиться.

Вопрос. Нарисуйте схематично, как располагается вода в чайнике и носике чайника.

3. Если речка по трубе
Прибегает в дом к тебе
И хозяйничает в нем –
Как мы это назовем?
Вопрос. Является ли водопровод сообщающимся сосудом?
Ответ. Да

4.Мойдодыру я родня,
Отверни, открой меня.
И холодною водою
Живо я тебя обмою.
Вопрос. На какой высоте находится вода в водопроводе, если давление воды в кране равно 100 кПа?
Ответ. 10 м.

Техническое применение сообщающихся сосудов.

Шлюз.
На реке или канале для перевода судов с одного уровня на другой, например, перед плотиной, используют шлюзы. Это гидротехническое сооружение представляет собой камеру, огражденную продольными стенками и воротами. Предположим, нужно провести судно с нижнего бьефа (части реки или канала, расположенной ниже шлюза по течению) на верхний. Сначала в нижних воротах открывают задвижку, излишек воды сливается, и уровень воды в камере и нижнем бьефе становится одинаковым. Ворота открывают, судно входит в камеру, затем снова закрывают нижние ворота и отодвигают задвижку на верхних; камера заполняется водой до уровня верхнего бьефа. После этого судно выходит из шлюза через верхние ворота.
Камеры наиболее крупных шлюзов имеют длину до 400 м, ширину до 33 м при глубине 5-15 м. Такие сооружения могут пропускать одновременно несколько судов. Бывают шлюзы и многокамерные.

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Близнецы – братья Митя и Витя по утрам пьют чай из сообщающихся сосудов. Пока Митя еще только сыплет сахар, Витя уже выпивает половину чая из своего сосуда. Куда при этом девается чай из Митинового сосуда?

Ответ. Утекает в Витин сосуд. В сообщающихся сосудах равенство братских уровней жидкости. Пьешь из одного, а в другом меньше становится.

2.Когда Вовочка выбросил свой дневник в канализацию и та где-то засорилась, в квартире Вовочкиных нижних соседей образовался в туалете мощный фонтан. По какому принципу действует этот фонтан.

Ответ. По принципу сообщающихся сосудов. Все, что выливают верхние соседи в канализацию, выливается из нее в квартиру нижних соседей.

3. Два сообщающихся сосуда сообщили друг другу, что в них льют несмешивающиеся жидкости разной плотности, установятся ли эти жидкости в сообщающихся сосудах на одном уровне, если жидкости с вдвое большей плотностью нальют вдвое больше?

Ответ. Никогда. Уровень жидкости с меньшей плотностью все равно окажется выше. Зато давление на дно обоих сосудов будет одинаковое. Ищи справедливость на дне сообщающихся сосудов. В сообщающихся сосудах высота столбов двух разнородных жидкостей обратно пропорциональны плотностям жидкостей, а не их количеству.



Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки- задания.

1
1.Определите, в какой из трубок находится ртуть.

2.В сообщающихся сосудах находятся керосин и вода. Высота столба воды 40 см. Определите высоту столба керосина. 2
1.Что произойдет, если в средний сосуд долить воды?

2.В сообщающихся сосудах уровни жидкостей равны 40 см и 50 см. Известно, что одна жидкость – это вода. Определите вторую жидкость.
3
1.Что будет происходить с жидкостью, если открыть кран?

2.В сообщающихся сосудах находится вода, причем давление воды на дно левого сосуда равно 4 кПа. Определите высоту воды во втором сосуде.
4
1.В сообщающиеся сосуды налили воду и подсолнечное масло. Нарисуйте схематично, как расположатся эти жидкости в сосуде.
2. Какое давление будет оказывать вода на дно сосуда после открытия крана?




21.Атмосферное давление.

Физический словарик.

Атмосфера – от греческих слов atmos –пар и sphaira – шар.
Баро – от греческого слова baros – тяжесть.
Барометр от греческого слова баро – тяжесть и metreo – измерять.
Анероид – греческая частица а – отрицание, neros – влажный, eidos – вид.
Альтиметр – от латинского слова altum –высота и греческого слова metreo – измерять.

Историческая справка.

Эванджелиста Торричелли родился 15 октября 1608 года в небольшом итальянском городе Фаэнца в небогатой семье. Воспитание он получил у своего дяди, бенедиктинского монаха. Дальнейшая жизнь в Риме и общение с известным математиком (учеником Галилея) Кастелли способствовали развитию таланта Торричелли. Большинство трудов ученого по большей части оставались неопубликованными. Торричелли является одним из создателей жидкостного термометра. С его именем связана первая правильная в общих чертах теория образования как следствия циркуляции атмосферных масс.
Но наиболее известным экспериментальным исследованием Торричелли являются его опыты со ртутью, доказавшие существование атмосферного давления. Заслугой ученого является то, что он решил перейти к жидкости, обладающей большей плотностью, чем вода, - к ртути. Это позволило сделать опыты относительно легко воспроизводимыми. Однако не следует думать, что в середине XVII века постановка и воспроизведение опытов Торричелли были простым делом. В те времена было довольно трудно изготовить необходимые стеклянные трубки, о чем свидетельствуют неудачи некоторых ученых в постановке аналогичных опытов независимо от Торричелли.

Качественные вопросы.

1.Где атмосферное давление больше? Меньше? В шахте или на высокой горе? Почему?
2.Что называется атмосферой? Что называется атмосферным давлением?
3. Какими приборами можно измерить атмосферное давление?
4.Почему существует воздушная оболочка Земли?
5. Почему на Луне нет атмосферы?
6. В чем причины атмосферного давления?
7. Можно ли в жидкостных барометрах использовать масло, бензин, воду?
8.Зачем космонавту необходим скафандр?
9. Зачем корпуса самолетов делают герметичными? Почему в самолете нельзя открывать окно?



Задачи на перевод единиц измерений в СИ.

450 кПа= 25 МПа = 800 мм рт ст =
780 мм рт ст= 270 см = 800 смі=
456 смІ= 4.5 км = 600 мм рт ст =
100 мм рт ст = 980 мН = 285 мм =

Проверка знаний и умений ( индивидуальные карточки-задания).

1
1.Определите, используя линейку, силу атмосферного давления, действующую на учебник физики (атмосферное давление определите по барометру)
2.Какое давление оказывает на грунт гранитная колонна объемом 4 мі, если площадь основания колонны 2 мІ? Плотность гранита 2500 кг/мі.
2
1. С какой силой воздух давит на крышку стола длиной 1.5 м и шириной 40 см при атмосферном давлении 760 мм.рт.ст.
2. Площадь меньшего поршня гидравлического пресса 20 смІ. На него действует сила 400 Н. Какая сила будет действовать на большой поршень, если его площадь 400 смІ?
3
1.Крыша дома имеет форму квадрата со стороной 4 м. С какой силой воздух давит на крышу при атмосферном давлении 770 мм.рт.ст?
2.В цистерне, заполненной водой, на глубине 2 м имеется кран, площадь которого 2 смІ. С какой силой вода давит на поршень этого крана? 4
1. С какой силой воздух давит на крышку стула, имеющую форму круга, радиусом 10 см при атмосферном давлении 800 мм.рт.ст?
2. На какой глубине давление воды в море равно 300 к Па?

Историческая справка.

Выдержки из книги Отто фон Герике «Опыты с безвоздушным пространством».
«Опыт, показывающий, что давление воздуха соединяет два полушария так прочно, что их нельзя разнять усилиями 16 лошадей.
Я заказал два медных полушария диаметром в три четверти магдебурских локтя ( магдебурский локоть равен 550 см)… Оба полушария вполне отвечали одно другому. К одному полушарию был приделан кран; с помощью этого крана можно удалить воздух изнутри и препятствовать проникновению воздуха снаружи. Кроме того, к полушариям прикреплены были четыре кольца, через которые продевались канаты, привязанные к упряжке лошадей. Я велел также сшить кожаное кольцо; оно напитано было смесью воска в скипидаре; зажатое между полушариями, оно не пропускало в них воздух. В кран вставлена была трубка воздушного насоса, и был удален воздух внутри шара. Тогда обнаружилось, с какой силой оба полушария придавливались друг к другу через кожаное кольцо. Давление наружного воздуха прижимало их так крепко, что 16 лошадей (рывком) совсем не могли их разнять или достигали этого лишь с трудом. Когда же полушария, уступая напряжению всей силы лошадей, разъединялись, то раздавался грохот, как от выстрела.
Но стоило поворотом крана открыть свободный доступ воздуху – и полушария легко было разнять руками».

Задачи для любителей биологии.

1.Данные о высоте полета птиц были получены в результате их столкновений с самолетами. Согласно данным ДЖ. К.Терреса, на высоте 2400 метров известны случаи столкновения самолетов со стаями журавлей и лебедей, на высоте 5100 метров (над Андами) - с кондором. В США на высоте 6300 метров встречена кряква, а воробьиные птицы толстонос (в США) и коноплянка (в Европе) зарегистрированы на высоте свыше 3900 метров. Примерно на этой же высоте в Европе наблюдали полет врановых , стрижей , гусей и уток , чибисов и ржанок . Парение бородача над Гималаями зарегистрировано на высоте 7500 метров .[ 1 ]

Задача. Рассчитайте давление воздуха на этих высотах, а также концентрацию молекул воздуха, при известных температурах (см. табл.).

2.Лягушка (любая), банка, немного воды и деревянная лесенка - все, что нужно для " естественного барометра ". Дайте пойманной лягушке " придти в себя " и начинайте наблюдения. Если лягушка поднимается по лесенке - ждите плохой погоды , спускается - к переменной погоде , барахтается на поверхности воды - ждите солнечной сухой погоды . Связано это с лягушачьей кожей и испарением воды с нее : к сухой погоде - сиди в воде , дождик - можно выбираться на сушу !

Задача. Назовите приборы, с помощью которых можно предсказать изменение погоды .

3.Еще один природный барометр. Налейте в пол - литровую банку полстакана воды , поместите туда пиявку и завяжите банку сверху марлей . Воду летом меняйте раз в неделю , а зимой - в две недели раз . В хорошую погоду пиявка лежит на дне свернувшись в клубок. Перед дождем она всплывает к краю сосуда и лежит , пока погода не улучшится . Если будет ветер, то пиявка быстро плавает и успокаивается вместе с ветром. Перед бурей она конвульсивно подергивается. В морозную , ясную погоду она лежит на дне , а в снегопад - поднимается к поверхности . Все это связано с изменением атмосферного давления . При пониженном давлении (перед дождем или снегом) содержание воздуха и кислорода в воде уменьшается .В хорошую погоду давление высокое , кислорода в воде достаточно , и пиявка хорошо себя чувствует на дне . То же самое наблюдается и в природе - в водоеме . [ 2 ]

4.Присоски имеют форму либо полушарообразной чаши с липкими краями и сильной мускулатурой, либо состоят из ряда складок кожи в виде узких карманов. Края прикладываются к поверхности, на которой надо держаться, при попытке оттянуть присоску глубина карманов увеличивается, давление в них уменьшается, и атмосферное давление (для водных животных давление воды) сильнее прижимает присоску к поверхности. Так, рыба - прилипала, или ремора, обладает присоской, которая занимает почти всю длину головы. Эта рыба присасывается к другим рыбам, камням, а также к лодкам и кораблям. Она присасывается так прочно, что ее легче разорвать, чем отцепить. Конец одного из двух самых длинных ловчих щупальцев кальмара густо усыпан разнокалиберными присосками.

Задача. Определите, какую силу необходимо приложить к рыбе-прилипале, чтобы на берегу ее оторвать от лодки, если площадь присоски равна 2 см2?

Задачи для любителей географии.

1.В мире несколько стран (Боливия, Мексика, Перу, Эфиопия, Афганистан), в которых большинство населения проживает на высоте свыше 1000 м над уровнем моря. Лишь в Боливии , Перу и Китае (Тибет) граница обитания человека превышает 5000 м над уровнем моря.

Задача. Определите давление воздуха на этих высотах .

2.От французских Альп до Южного Вьетнама простирается через Евраазию самый протяженный горный пояс Земли. И самая высокая часть этой исполинской цепи гор носит древнее название Гималаи.Сейчас в самом могучем горном хребте мира насчитывается семьдесят пять вершин больше семи километров «ростом». А в самой высокой его части – непальских Гималаях – девять гор поднимаются на восемь тысяч метров и выше. Среди них и высочайшая вершина мира, которую в Непале называют Сагарматха ( «Властелин неба»), а в Тибете именуют Джомолунгма («Богиня – мать мира»). Позже горе присвоили имя начальника топографической службы Индии майора Джорджа Эвереста. Так и живет сейчас самая высокая гора мира под тремя названиями.

Задача. Определите атмосферное давление на этих высотах и сравните полученные значения с табличными данными.

3.Ла-Пас – столица государства Боливии – находится на высоте 4500 м. Это самая «высокая» столица государства на земном шаре. Нормальное атмосферное давление на этой высоте равно 430 мм рт ст.

Задача. Каково это давление в Па? Возможно ли при этом давлении сварить картошку?



Задачи для любителей литературы.

По загадкам.
1.На стене висит тарелка ,
На тарелке ходит стрелка .
Эта стрелка наперед
Нам погоду узнает .
( барометр )
Вопрос. Что измеряет барометр ?
Ответ. Атмосферное давление .
Вопрос. Если барометр показывает 742 мм.рт.ст. , то каково давление в Паскалях .
Ответ. Примерно 99 кПа.

По пословицам и поговоркам.
2.Пушистый иней - к ведру .(ведро - ясная , тихая , сухая , хорошая погода )

Вопрос. Как при этом изменяются показания барометра?

По повести Михаила Булгакова «Собачье сердце».
3.-Вот. Член жилищного товарищества, и жилплощадь мне полагается определенно в квартире номер пять у ответственного съемщика Преображенского в шестнадцать квадратных аршин. – Шариков подумал и добавил слово, которое Броменталь машинально отметил в мозгу, как новое: - благоволите.

Задача. Определите силу действия атмосферного давления на пол, если считать, что атмосферное давление нормальное, а один аршин равен 0.71 м.

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Однажды молекулы разных вредных газов, входящих в атмосферу одной из далеких мрачных планет, обиделись на свою планету, перессорились друг с дружкой и решили разлететься в разные стороны. Что помешало молекулам покинуть свою планету?
Ответ. Силы тяготения мрачной планеты. Молекулы не смогли разогнаться до 1 космической скорости. А не надо вредничать.

2. Что получится, если ты в самый разгар измерения атмосферного давления подкрадешься к Торричелли и отобьешь верхний запаянный кончик его трубки?
Ответ. Ртуть из нижнего конца трубки шлепнется в чашку и забрызгает вас обоих с ног до головы.

3.Дядя Петя проснувшись в понедельник и ощупав себя с ног до головы, с облегчением убедился, что площадь поверхности его тела равна 1.8 мІ. Прошлый раз его сильней раздуло. Однако взглянув на барометр и обнаружив, что атмосферное давление уже равно 101300 Па, дядя Петя пришел в ужас и стал вычислять, с какой силой на него давит атмосфера. Помогите дяди Пети.
Ответ. 182340 Н – вот сила, обрушившаяся на дядю Петю в понедельник с утра. Но дядя Петя выдержит. Ему не привыкать. Изнутри его распирает примерно такая же сила внутреннего давления на атмосферу.

4. Допустим, что вы в научных целях сосали колпачок от авторучки и он крепко присосался к языку. Как, не действуя руками и не пользуясь услугами лошадей, избавиться от слишком уж сильно присосавшегося к языку колпачка авторучки?
Ответ. Подняться вместе с барометром на самую высокую вершину горы. Когда стрелка барометра приблизится к нулю, колпачок сам отпадет.

Физические эксперименты.

1.Измерение атмосферного давления и силы атмосферного давления.
Приборы и материалы: барометр, линейка, 3-4 тела правильной формы ( стол, учебник, пенал и т.д.)
Примечание. Измерьте с помощью барометра-анероида атмосферное давление. Затем измерьте необходимые размеры тела и вычислите площадь. Рассчитайте силу атмосферного давления.

Номер опыта Атмосферное давление, мм рт ст Атмосферное давление, Па Площадь тела, мІ Сила атмосферного давления, Н
1
2
3

2.Обнаружить зависимость атмосферного давления от высоты.
Приборы и материалы: барометр, веревка длиной 10-30м, линейка.
Примечание. Поднимаясь с этажа на этаж дома или школы, измерьте атмосферное давление. Результаты запишите в таблицу. Высоту вашего расположения относительно земли предлагаем определить с помощью веревки.

Номер опыта Атмосферное давление, мм рт ст Атмосферное давление, Па Высота, м
1
2
3
4
5





Кроссворд.


1
2
3
4
5
6
7

Вопросы.
1.Единица измерения давления.
2.Ученный, первый в мире измеривший атмосферное давление.
3.Прибор для измерения давления.
4.Величина характеризующая скорость движения молекул или степень нагретости тела.
5.Это слово означает « безжидкостный».
6.Воздушная оболочка Земли.
7.Механизм, состоящий из двух сообщающихся сосудов.

Ответы. 1.Паскаль, 2.Торричелли, 3.манометр, 4. температура, 5.анероид, 6. атмосфера, 7. пресс.

Ключевое слово: «барометр».

21. Обобщение материала по теме «Давление».

Теоретическая часть.

Базовые вопросы.
1.Что называется давлением? Единицы давления.
2.Как увеличивают и уменьшают давление? От чего зависит давление?
3.Давление газа. От каких параметров зависит давление газов?
4. Закон Паскаля и его применение.
5.От чего зависит давление жидкости на дно и стенки сосуда?
6. Что называется сообщающимися сосудами? Приведите примеры использования сообщающихся сосудов. Закон сообщающихся сосудов для однородных жидкостей.
7. Что называется атмосферным давлением и атмосферой? Почему существует на Земле воздушная оболочка? Где применяется атмосферное давление?
8. Как измеряют давление? Как измеряют атмосферное давление?

Вопросы на «5».
1.Как изменяется атмосферное давление с высотой? Как используют данную зависимость?
2.Расскажите об устройстве и принципе действия барометра-анероида.
3.Расскажите об устройстве и принципе действия металлического манометра.
4.Как исследуют морские глубины?
5.Расскажите о гидростатическом парадоксе.

Практическая часть.

1
1.На какой глубине давление воды будет равно 700 кПа?
2.Брусок массой 200 г имеет площадь основания 20 смІ. Какое давление он оказывает на поверхность?
3.Площадь малого поршня гидравлической машины 10 смІ, на него действует сила 1 кН. Какую силу необходимо приложить к большому поршню, чтобы поршни находились в равновесии? Площадь большого поршня 500 смІ.
4.Определите атмосферное давление на горке высотой 100 м, если у его основания атмосферное давление 750 мм рт ст. 2
1.Высота столба керосина в керосиновой лампе 6 см. Какое давление жидкость оказывает на дно лампы?
2.Какое давление оказывает на грунт трактор массой 10 т, если гусеницы имеют форму прямоугольников размерами 200*60 смІ?
3.Высота столба воды в сообщающемся сосуде 20 см. Какова высота керосина в другом колене этого сосуда?
4.С какой силой вода давит на пробку площадью 4 смІ, находящуюся на глубине 3 м?
3
1.Площадь поршня гидравличес-кой машины 30 смІ. На него действует сила 6 кН. Каково давление масла на другой поршень?
2.Поднимаясь в гору вы заметили, что показания бароме-ра изменились на 5 мм рт ст. На какую высоту вы поднялись?
3.Спортсмен массой 70 кг спускается с горы на скейтборде, который имеет форму прямоу-гольника. Длина скейта 70 см, ширина 20 см. Какое давление спортсмен оказывает на снег?
4.Определите уровень воды в баке, если на дне этого бака манометр показывает давление 20 кПа. 4
1.Определите давление молока на дно кастрюли, если высота молока в ней 10 см.
2.На малый поршень гидравлического пресса площадью 40 смІ действует сила 400 Н. Какова площадь второго поршня, если он воздействует на тело силой 2 кН?
3. В сообщающийся сосуд налили воду и незнакомую жидкость. Уровень воды в колене сосуда 20 см, уровень жидкости 15 см. Определите плотность этой жидкости.
4.Какое давление будет оказывать плита массой 2 т на грунт, если длина основания плиты 4м, а ширина 50 см?

Экспериментальная часть.

1.Определить давление твердого тела на стол, используя весы и линейку.
2. Определить атмосферное давление, используя барометр-анероид.
3. Определить давление на дно сосуда, используя линейку.
4. Определить плотность жидкости, используя сообщающийся сосуд и линейку.
5.Определить давление твердого тела, имеющего правильную форму, используя линейку и таблицу плотностей.



V Плавание тел.

23. Сила Архимеда.

Физический словарик.

Аэростат – от греческих слов aer – воздух и statos – стоящий, неподвижный.
Гидродинамика – от греческих слов hydros – вода, влажный, и dynamikos – относящийся к силе.
Аэродинамика – от греческих слов aer – воздух и dynamikos – относящийся к силе.



Историческая справка.

Люди с древних времен мечтали научиться летать также свободно, как птицы и насекомые. Впервые оторваться от земли, используя нагретый воздух, удалось братьям Монгольфье Жаку и Жозефу 21 ноября 1783 года. Но этому сопутствовали опыты. Сначала братья наполняли оболочку водяным паром. Но оболочка быстро тяжелела, и пар быстро конденсировался. Затем Монгольфье решили использовать дым, образующийся при горении шерсти и сырой соломы. После ряда неудачных попыток 5 июня 1783 года братья Монгольфье в присутствии многочисленных зрителей запустили первый аэростат (объемом 600 мі). С тех пор такие аэростаты называют монгольфьерами.
Впервые осуществить идею подводного плавания удалось в 1620 году голландскому врачу переехавшему в Англию Корнелиусу ван Дреббелю. Корпус его подводной лодки был изготовлен из дерева и покрыт промасленной кожей. Перед погружением водяной балласт принимали в специальные мехи, а управляли лодкой 12 гребцов.

Качественные задачи.

1.От чего зависит сила Архимеда?
2.Где легче плавать: в пресном озере или море?
3.Почему запрещено горящую нефть, бензин, керосин тушить водой?
4.В сосуд опускают гири, сделанные из меди, железа и алюминия одинаковой массы. На какую гирю действует большая сила Архимеда?
5.В сосуд опустили тела одинакового объема, сделанные из железа , фарфора и пробки. На какое тело действует меньшая сила Архимеда?
6.На какое тело действует наибольшая выталкивающая сила?


Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

4 кН= 430 смІ 240 мм =
380 смі 250 кПа = 5600смі
790 мм рт ст = 8.7МПа= 45.8 кН =

Таблица для запоминания формул расчета силы Архимеда, плотности жидкости и объема твердого тела.



Задачи для любителей литературы.

По произведению А. С. Пушкина « Руслан и Людмила».
1.И слышно было, что Рогдая
Тех вод русалка молодая
На хладны перси приняла
И, жадно витязя лобзая,
На дно со смехом увлекла ...

Вопрос. Какое условие необходимо , чтобы тело Рогдая опустилось на дно?
Ответ. Сила тяжести действующая, на Рогдая должна быть больше силы Архимеда или плотность Рогдая должна быть больше плотности воды.

По произведению И. В. Гете " Фауст ".
2.Я вещество такое берегу,
Чтоб к небу подняло нас, как пушинку...
Вопрос. Какое вещество использует человек, чтобы подняться, как "пушинка"?
Ответ. Для этого достаточно представить себе действие воздушного шара. Таким веществом может быть, к примеру, водород или нагретый воздух.

По произведению М. Ю. Лермонтова " Кавказский пленник".
3.Глядят на мутный ток реки,
Склонясь на копья боевые.
Ах! Как желал бы там он быть;
Но цепь мешала переплыть...

Вопрос. Почему с тяжелой цепью речку невозможно переплыть?
Ответ. В этом случае сила тяжести, действующая на человека больше силы Архимеда и человек просто-напросто пойдет на дно.

По произведению Александра Беляева " Человек-Амфибия ".
4.Ихтиандр протягивает руки вверх и схватывает альбатроса за ноги. Испуганная птица раскрывает свои мощные крылья и поднимается, вытаскивая из воды Ихтиандра. Но на воздухе тело Ихтиандра сразу тяжелеет, и альбатрос вместе с ним грузно падает на волну ...

Вопрос. Определите силу , с которой действует альбатрос на Ихтиандра , если тело Ихтиандра показалось из воды ровно на половину ; на три четверти ? Массу Ихтиандра примите за 60 кг, его плотность примерно равна плотности воды .

По загадкам.
5.Под водой железный кит ,
Днем и ночью кит не спит ,
Днем и ночью под водой
Охраняет твой покой .
( подводная лодка )
Вопрос. Одинакова ли сила Архимеда действующая, на подводную лодку на поверхности водоема или под водой ? ( лодка погружена полностью ) А гидростатическое давление ?
Ответ. Сила Архимеда одинакова , а гидростатическое давление увеличивается с глубиной погружения лодки ?

Задачи для любителей географии.

1.Танкер грузоподъемностью 550 тысяч тонн имеет длину 480 метров, ширину около 63 м и осадку с грузом около 30 м. Гребной винт такого судна равен высоте трехэтажного дома. Палубы занимают площадь 2.5 га .

Задача. Определите силу Архимеда, действующую на такой танкер?

2.На ловле относительно глубоководных жемчужных раковин издавна специализировалась этническая группа населения Южной Японии - ама, причем профессия ныряльщика преимущественно женская. Ныряльщицы способны опускаться на глубину 30 м и оставаться там более минуты. В последнее время на месте этих промыслов возникли крупные предприятия по искусственному разведению жемчуга . Для этой цели используются плоты , к которым снизу подвязывают корзины с раковинами - жемчужницами .

Задача. Какая сила действует на человека на этой глубине? Определите среднюю силу Архимеда? Как она изменяется с глубиной погружения и с увеличением давления на ныряльщицу?

3.Большое Соленое озеро, расположенное в США, в западном штате Юта, по своим размерам очень солидное : сто двадцать километров в длину и восемьдесят в ширину. Это самое большое озеро Запада Америки. Но катание на лодке здесь не радует. На водных лыжах кататься тоже рискованно: падение грозит ... перелому костей! То же самое относится к нырянию. Был случай, когда подросток, отмахнувшись от советов , разбежался и нырнул. Вытащили его со сломанной шеей. Ударился он не об дно, а о ... воду. И не удивительно ; анализ показывает, что в ней содержится до двадцати пяти процентов твердых веществ, главным образом окаменевшей соли. Плыть в такой воде нелегко : ноги поднимаются выше головы, так что все равно можно захлебнуться .Вместо спасательного жилета или пояса остается привязать к ноге железную гирю .

Задача. Как изменяется сила Архимеда и сила тяжести?

4. В Мертвом море за счет большого количества растворенных солей ( более 27%) плотность воды достигает 1.16 г/смі. Купаясь в этом море, человек очень мало погружается в воду, находясь как бы на поверхности, поскольку средняя плотность человека меньше плотности воды.

Задача. Какая часть человека находится под водой в Мертвом море, если средняя плотность человека 960 кг/мі?

5. Многим, наверное, не раз приходилось наблюдать ледоход на реках. Еще более грандиозное зрелище представляют собой айсберги –«плавучие ледяные горы» больших размеров. Айсберги – это массы материкового льда, оторвавшиеся от ледника или ледового барьера, плавающие в полярных морях и прилегающих к ним акваториях. Средняя высота надводной части айсберга нередко достигает 50-70 м, максимальное ее значение приближается к 450 м. Наибольшая длина подводной части может доходить до 130 км.

Задача. Какую силу необходимо приложить, чтобы потопить айсберг, имеющий форму куба со стороной 50 м? Плотность льда 900 кг/мі. Какую высоту надводной части имеет этот айсберг?

6. В 1942 году в Англии возникла идея создания авианосца из плавающего айсберга. Такой авианосец должен быть дешев. Ввиду того, что он представляет собой сплошную глыбу льда, ему не страшны торпеды и бомбы. Совместными усилиями Англии и Канады такой ледяной корабль водоизмещением 2 млн. тонн был построен. Он имел форму параллелепипеда с толщиной стенок в 9 м и возвышался над водой на 15 м. В верхней части его располагалась взлетно-посадочная полоса размером 600 * 500 мІ. На корабле было смонтировано 16 холодильных установок, которые поддерживали температуру льда – 15 С. Благодаря работе 20 тысячесильных моторов айсберг мог перемещаться со скоростью 7 узлов в час.

7.У восточных берегов Средиземного моря, на дне впадины Эль-Гор расположено самое известное озеро в мире- Мертвое море. Название его, впрочем, соответствует наполовину. Воды озера действительно мертвые: в них не водится рыба, не растут водоросли, даже утки по ним не плавают. И не удивительно: ведь солей в Мертвом море почти в десять раз больше, чем в океане – до 340 г в литре! Если рыба из впадающей в озеро реки Иордан случайно заплывет в этот «бассейн с рассолом», она погибнет через одну минуту.

Вопрос. Какая сила будет действовать на человека 60 кг в этом озере, средняя плотность человека 960 кг/мі, если он погрузится на 2/3 своего объема?

Задачи для любителей биологии.

1.У костистых рыб есть орган, называемый плавательным пузырем. Хотя у предковых форм он обеспечивал более эффективное использование атмосферного воздуха для дыхания, у костистых рыб он был превращен в гидростатическое устройство .[ 11 ]

Задача. Как рыба использует свой плавательный пузырь? Как при этом изменяется сила Архимеда, действующая на рыбку?

2. В средиземном море, у берегов Египта, водится удивительная рыба фагак. Приближение опасности заставляет фагака быстро заглатывать воду. При этом в пищеводе рыбы происходит бурное разложение продуктов питания с выделением значительного количества газов. Газы заполняют не только действующую полость пищевода, но и имеющийся при ней слепой вырост. В результате тело фагака сильно раздувается, и он быстро всплывает на поверхность водоема. Здесь он плавает, повиснув в вверх брюхом, пока выделившиеся в его организме газы не улетучатся. После этого он снова опускается на дно.

Задача. Как использует силу Архимеда фагак?

3. Произрастающий в дельте Волги вблизи Астрахани чилим (водяной орех) после цветения дает под водой тяжелые плоды. Эти плоды настолько тяжелы, что вполне могут увлечь на дно все растение. Однако в это время у чилима, растущего в глубокой воде, на черешках листьев возникают вздутия, и он не тонет.

Задача. Покажите на чертеже силы, действующие на чилим? Какой силой чилим уравновешивает силу тяжести?

4. Живущий в тропических морях моллюск наутилус может быстро всплывать и вновь опускаться на дно. Моллюск этот живет в закрученной спиралью раковине. Когда ему нужно подняться или опуститься, он изменяет объем внутренних полостей в своем организме.

Задача. Объясните поведение моллюска. За счет каких сил он поднимается и опускается в воде?

Физические эксперименты.

1.Определение силы Архимеда, действующей на тела неправильной формы.
Приборы и материалы: мензурка, 3-4 тела, таблица плотностей, 2-3 сосуда с различными жидкостями ( вода, масло, молоко)
Примечание. Определите объем тела, используя мензурку и вычислите силу Архимеда. Проверьте ваши расчеты, используя динамометр и необходимые материалы.

Номер опыта Объем тела, мі Плотность жидкости, кг/мі Сила Архимеда, Н
1
2
3

2.Определение силы Архимеда, с помощью динамометра.
Приборы и материалы: динамометр, 3-4 тела любой формы, 2-3 сосуда с различными жидкостями (вода, подсолнечное масло)
Примечание. Измерьте силу тяжести, действующую на тело. Затем опустите тело в сосуд с жидкостью и измерьте равнодействующую силы тяжести и силы Архимеда. Рассчитайте силу Архимеда по этим значениям.

Номер опыта Сила тяжести, Н Равнодействующая сил, Н Сила Архимеда,
Fa = F – R, Н
1.для воды
2. для масла

3. для воды
4. для масла

5. для воды
6. для масла

Сделайте вывод.
3.Определение силы Архимеда для тел правильной формы известной плотности..
Приборы и материалы, линейка, 3-4 тела правильной формы, таблица плотностей.
Примечание. Измерьте размеры тел и вычислите их объем. По этим данным рассчитайте силу Архимеда, действующую на эти тела в воде и масле.

Номер опыта Объем тела, мі Плотность жидкости, кг/мі Сила Архимеда, Н
1
2
3

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Один прекрасно воспитанный, скромный, вежливый мальчик погрузился в жидкость и вел себя там хорошо. Но жидкость все равно вытолкала его. За что выперли ни в чем невиноватого ребенка?
Ответ. За то, что вес мальчика меньше веса жидкости, взятой в объеме его тела.

2.Один неглубокий сосуд пригласил в гости сразу три несмешивающиеся жидкости разной плотности и предложил им располагаться со всеми удобствами. Как расположились жидкости в гостеприимном сосуде?
Ответ. Жидкости расположились слоями: та, что с большей плотностью, уютно устроилась у дна, та что полегче – выше, а самая легкая все время выплескивалась через края и непрерывно кричала, что ей пора домой к родителям.

3.Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной силой. Даже стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой массу в 1000 кг. Правда только до пояса, выше поднимать отказывался. Могут ли быть правдой эти россказни?
Ответ. Могут, если у тела, которое до пояса, не вынимая из воды, поднимал хитрый Архимед, был достаточный объем.





24. Плавание тел.

Физический словарик.

Батискаф от греческого слова bathys – глубокий и греческого слова skaphos – судно.
Батисфера от греческого слова bathys – глубокий и греческого слова spharia –шар.
Скафандр от греческого слова skaphe – лодка, ладья, челнок и греческого слова andros – человек.

Историческая справка.

Легенда о том, как Архимед решил задачу Гиерона.
«Царь Гиерон поручил Архимеду проверить честность ювелиров, которые изготовили для царя золотую корону. Масса короны совпадала по массе с куском золота, выделенного для изготовления короны. Царь заподозрил, что она изготовлена из какого-то сплава.
Много дней мучился Архимед, как найти объем короны? И вот однажды, находясь в бане, он плюхнулся в ванну, его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи. Ликующий и возбужденный своим открытием, Архимед кричал: «Эврика! Эврика!», что означало: «Нашел! Нашел!»
Определив объем короны, он смог рассчитать плотность материала, из которого была сделана корона. Плотность вещества короны оказалась меньше плотности золота. Тем самым мастера-ювелиры были уличены в обмане.»

Качественные задачи.

1. Какие твердые тела будут плавать в ртути? А какие тела утонут в ней?
2. Какие тела будут находиться в равновесии с машинным маслом?
3. Что будет происходить с кусочком льда в керосине? А в воде?
4. В каких газах мог бы плавать мыльный пузырь?
5. Объясните, как рыбки легко могут изменять глубину погружения?
6. Объясните, как действуют агрегаты на подводной лодке? Как можно изменять глубину погружения подводной лодки?
7. Придумайте способ, с помощью которого человек мог бы легко перемещаться по дну моря.
8. Какие жидкости «утонут» в воде?
9. Какие жидкости будут «плавать» в воде?
10. Назовите жидкости, в которых железный брусок будет плавать?
11. Назовите жидкости, в которых утонет сухой дуб?

Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

7.8 смі= 8.9 г/смі= 430 г =
8.7 смІ = 25 кПа = 2.3 т=
5.5 кН = 8.4 МН = 540 смі =

О плавание тел.

Мы плаваем или ныряем,
Мы плотность веществ измеряем,
И ставим мы мост на понтон,
В байдарке по речке гоняем –
Повсюду мы здесь применяем
Простой архимедов закон.
И, помня закон Архимеда,
Плывем, доверяясь волне,
Важнее в науке победа,
Чем сотня побед на войне.

Задачи для любителей литературы.

По произведению И. В. Гете " Фауст ".
1.Я вещество такое берегу,
Чтоб к небу подняло нас, как пушинку...
Вопрос. Какое вещество использует человек, чтобы подняться, как "пушинка"?
Ответ. Для этого достаточно представить себе действие воздушного шара. Таким веществом может быть, к примеру, водород или нагретый воздух.

По загадкам.
2.Если надуть меня – я улечу,
Смирно лежать я никак не хочу.
Вопрос. Каким газом необходимо наполнить воздушный шарик, чтобы он улетел?
Ответ. Плотность газа должна быть меньше плотности воздуха.

3.Легкий, круглый, но не мяч,
И не прыгает он вскачь,
На веревочке висит,
Зазеваюсь – улетит.
Вопрос. Объем шарика 0.15 мі. Его наполнили светильным газом, плотность, которого 0.4 кг/мі. Какую силу необходимо приложить, чтобы удержать шарик? Массой оболочки шарика пренебречь.
Ответ. 1.35 Н

4. Под водой она гуляет,
Нашу землю охраняет,
Выполняет свой наказ.
Очень зоркий ее глаз.
Вопрос. Что можно сказать о средней плотности подводной лодки, когда она «гуляет под водой»?
Ответ. Средняя плотность подводной лодки равна плотности воды.

5.Под водой железный кит.
Днем и ночью кит не спит.
Днем и ночью под водой
Охраняет твой покой.
Вопрос. А почему этот «железный кит» - подводная лодка не идет ко дну, а легко плавает в воде?
Ответ. Потому что сила Архимеда, действующая на лодку равна силе тяжести, действующей на нее. Лодка находится в равновесии в воде.

Задачи для любителей географии..

1.Танкер грузоподъемностью 550 тысяч тонн имеет длину 480 метров, ширину около 63 м и осадку с грузом около 30 м. Гребной винт такого судна равен высоте трехэтажного дома. Палубы занимают площадь 2.5 га .

Задача. Определите силу Архимеда, действующую на такой танкер?

2. В Мертвом море за счет большого количества растворенных солей ( более 27%) плотность воды достигает 1.16 г/смі. Купаясь в этом море, человек очень мало погружается в воду, находясь как бы на поверхности, поскольку средняя плотность человека меньше плотности воды.

Задача. Какая часть человека находится под водой в Мертвом море, если средняя плотность человека 960 кг/мі?

3. Многим, наверное, не раз приходилось наблюдать ледоход на реках. Еще более грандиозное зрелище представляют собой айсберги –«плавучие ледяные горы» больших размеров. Айсберги – это массы материкового льда, оторвавшиеся от ледника или ледового барьера плавающие в полярных морях и прилегающих к ним акваториях. Средняя высота надводной части айсберга нередко достигает 50-70 м, максимальное ее значение приближается к 450 м. Наибольшая длина подводной части может доходить до 130 км.

Задача. Какую силу необходимо приложить, чтобы потопить айсберг, имеющий форму куба со стороной 50 м? Плотность льда 900 кг/мі. Какую высоту надводной части имеет этот айсберг?

4. В 1942 году в Англии возникла идея создания авианосца из плавающего айсберга. Такой авианосец должен быть дешев. Ввиду того, что он представляет собой сплошную глыбу льда, ему не страшны торпеды и бомбы. Совместными усилиями Англии и Канады такой ледяной корабль водоизмещением 2 млн. тонн был построен. Он имел форму параллелепипеда с толщиной стенок в 9 м и возвышался над водой на 15 м. В верхней части его располагалась взлетно-посадочная полоса размером 600 * 500 мІ. На корабле было смонтировано 16 холодильных установок, которые поддерживали температуру льда – 15 С. Благодаря работе 20 тысячесильных моторов айсберг мог перемещаться со скоростью 7 узлов в час.

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Тетя Люба, масса которой 95 кг, каталась на катере по реке Оке и , любуясь прекрасными видами, от восхищения выпала за борт. Капитан не пожалел свой любимый пробковый спасательный круг объемом 0.15 мі и метко кинул его в тетю Любу. Пойдет ли схватившаяся за круг тетя Люба на дно вместе с любимым кругом капитана? (плотность пробки 240 кг/мі)
Ответ. Не пойдет. Архимедова сила, достаточно велика, чтоб удержать на плаву все еще восхищенную, но сильно полегчавшую в воде тетю Любу.

2.Почему тяжелые железные корабли не тонут и уходят в дальние плавания, а худенький, не умеющий плавать Петя чуть не отправился на дно?
Ответ. Потому, что тела тонут не от того, что они тяжелые, а от того, что, плюхнувшись в воду, вытесняют ее недостаточно и архимедова сила, толкающая тела из воды, меньше их собственной тяжести.
3.Поднявшись в верхние слои атмосферы на воздушном шаре, воздухоплаватель сбросил на головы провожающих родственников три мешка с песком. Какую цель преследовал воздухоплаватель, сбрасывая специально взятые для этой цели мешки?
Ответ. Воздухоплаватель не метил в родственников, просто он хотел удалиться от них как можно выше. Чтоб не доставали!

4.Масса червячка Емели, которого дядя Петя встретил в огороде и уговорил сходить на рыбалку, была 0.09 г, длина 2 см, площадь поперечного сечения 0.05 смІ. Каков будет вес червячка в речке на крючке?
Ответ. 0.00098 Н. Голодной рыбине даже не хватит червячка заморить.

Физические эксперименты.

1.Выяснение условия плавания тела в жидкости.
Приборы и материалы: весы рычажные, разновесы, мензурка, 3-4 тела разной плотности, тряпочка.
Примечание. Погружая тела в мензурку, определите объем вытесненной ими жидкости и вычислите силу Архимеда. Затем протрите их сухой тряпочкой и измерьте массу тела, рассчитайте силу тяжести, действующую на тело. Сравните эти силы и опишите поведение тела в мензурке ( плавает или тонет).

Номер опыта Объем вытеснен-ной воды, V, мі Сила АрхимедаFa, Н Масса тела,
m, кг Сила тяжести,
F, Н Поведение тела
1
2
3

2.Выяснение условий плавания тела в воде.
Приборы и материалы: стеклянная пробирка с пробкой на нити, песок, мензурка, весы рычажные, разновесы.
Примечание. Насыпать песок в пробирку так, чтобы: 1. она плавала на поверхности мензурки; 2.находилась в равновесии; 3. утонула. Измерить в этих случаях объем вытесненной воды и массу пробирки с песком, вычислить силу Архимеда и силу тяжести. Сравнить эти силы и описать поведение пробирки.


Номер опыта Объем вытеснен-ной воды, V, мі Сила АрхимедаFa, Н Масса тела,
m, кг Сила тяжести,
F, Н Поведение тела
1
2
3

Сделайте вывод.

Проверка знаний и умений. Физический диктант.

1
1.Силой Архимеда называется…
2.Сила Архимеда зависит от…
3.Тело плавает, если…
4.Тело находится в равновесии с жидкостью плотности с, если плотность тела …
5.Лед в керосине будет…
6.Воздушный шарик, наполнен-ный гелием, будет… 2
1.Сила Архимеда направлена…
2.Чем больше объем тела, тем сила Архимеда…
3.Тело тонет в жидкости, если…
4.Тело плавает на поверхности жидкости плотности с, если плотность тела…
5.Свинец в ртути будет…
6.Воздушный шарик, наполнен-ный кислородом, будет…

Использование законов физики в технике.

Судно – это сооружение, созданное для плавания. Часто полагают, что слово «судно» и «корабль» – синонимы. Однако это не совсем правильно. В современном торговом флоте применяют исключительно термин «судно», в военном – «корабль». Подобное разделение сложилось постепенно. В парусную эпоху кораблем называли лишь определенный тип судов – с прямыми парусами на всех мачтах. Причем число мачт должно было быть не менее трех. Таким образом, настоящими кораблями считались только линкоры, фрегаты, корветы и некоторые торговые суда. Еще сто лет назад моряк никогда бы не назвал двухмачтовое военное судно кораблем- это сочли бы безграмотным.
Основные характеристики любого судна – размеры его корпуса и водоизмещение ( масса вытесняемой воды, равная массе самого судна). Для торговых судов важное значение имеют грузоподъемность и регистровая вместимость (объем внутренних помещений). Самоходные торговые суда и военные корабли небольшого водоизмещения (обычно менее 200т) именуют катерами.

Историческая справка.

Применение железа для изготовление корпуса судов позволило увеличить длину парусников. К 1850 году соотношение их длины и ширины достигло 6 : 1 ,что существенно повысило скорость хода. Типичными транспортными судами того времени стали клипера, имевшие три-четыре мачты. Клипера совершали скоростные двухмесячные рейсы из Европы в Китай и Австралию.
Один из самых известных торговых парусников в мире являлся клипер «Катти Сарк» 1869 года, сделанный в Англии. Его длина составляла 64.8 м, ширина 10.6 м, осадка 6.4 м, скорость до 17.5 узлов. Он сохранился до наших дней как корабль-музей в Гринвиче (Лондон).
В последней четверти 19 века на смену клиперам пришли так называемые винджаммеры («выжиматели ветра») – стальные парусники грузоподъемностью 4-5 тысяч тонн. Количество мачт на них достигало 5, а на некоторых американских шхунах 6 и даже 7.
Последний грузовой парусник четырехмачтовый винджаммер «Падуя» был изготовлен в Германии в 1929 году. После второй мировой войны он был передан СССР и переименован в «Крузенштерн». После его переоборудовали в учебное судно. В 1995-1996 году парусник – ветеран совершил кругосветное плавание, посвященное 300-летию Военно-морского флота России. Его длина 95.2 метра, ширина 14.51 м, осадка 7.26 м, скорость до 15 узлов.
После создания американским изобретателем Робертом Фултоном первого судна «Клермонт» в 1807 году паруса очень скоро вытеснила паровая машина. При всех своих недостатках пароходы обладали важным достоинством: скорость их движения не зависела от направления и силы ветра.










Кроссворд.


1
2
3
4
5
6
7
8




Вопросы.
1.Единица измерения давления.
2.Аппарат, исследующий морские глубины.
3.Мельчайшая частица вещества.
4.Самый «легкий» газ.
5. Прибор измеряющий эту величину - манометр.
6.Он воскликнул «Эврика!» и решил очередную задачу.
7.Прибор для измерения силы.
8. Одно из состояний вещества.

Ответы. 1.Паскаль, 2.батискаф, 3. Молекула, 4. Водород, 5.давление, 6.Архимед, 7.динамометр, 8. Жидкость.

Ключевое слово: «ватерлиния».


25. Обобщение материала по теме плавание тел.

Теоретическая часть.
Базовые вопросы.
1. Сила Архимеда. Что принято за направление силы Архимеда? От каких параметров зависит сила Архимеда?
2. Условия плавания тел.
3. На чем основано плавание судов? Что называется осадкой судна, водоизмещением, ватерлинией?
4. Воздухоплавание.

Вопросы на «5».
1. Выведите условия плавания тел в зависимости от плотности твердого тела и жидкости или газа.
2. Как регулируют глубину погружения рыбы, киты, другие обитатели морей и океанов?
3. Выведите формулу для расчета архимедовой силы.

Практический тур.
1
1.В сосуд налили до высоты 40 см керосин. Площадь дна сосуда 20 смІ. Определите давление и силу давление на дно сосуда.
2.Будет ли плавать тело массой 10 кг и объемом 10000смі, если его опустить в воду?
3.Как изменятся показания барометра, если его опустить с 5 этажа на 1?
4.Одинаковая ли сила потребуется, чтобы удержать камень в воде и керосине. Почему?
5.В какой жидкости утонет капрон? Почему? 2
1.Медную деталь объемом 200 смі погружают в нефть. Затем в воду и в керосин. Чему равна архимедова сила, действующая на деталь в этих случаях?
2.Какую силу нужно приложить, чтобы удержать в воде камень массой 15 кг, объем камня 1000 смі?
3.Что в воде легче удержать: кусок золота массой 1 кг или кусок гранита такой же массы? Почему?
4.Как изменятся показания барометра при подъеме в гору? Почему?
5.Будет ли переливаться жидкость из одного сосуда в другой, если открыть кран?

3
1.Три тела объемом 400 смі из стекла, свинца, железа помещают в воду. Чему равна выталкивающая сила, действующая на эти тела?
2.Масса бетонной балки 400 кг, объем 0.2 мі. Какую нужно приложить силу, чтобы удержать эту балку в воде?
3.Зачем корпус подводной лодки делают герметичным?
4.Уровень воды в сосудах одинаков. Будет ли вода переливаться из одного сосуда в другой, если открыть кран?
5.Березовый, пробковый и сосновый шарики равного объема плавают в воде. Какой из них погружен в воду глубже? 4
1.Какое давление оказывает слой керосина высотой 50 см. С какой силой он давит на дно сосуда площадью 300 смІ?
2.Тело массой 8 кг и объемом 10дмі опустили в воду. Всплывет оно или нет?
3.В сосуд поместили три жидкости: ртуть, масло и воду. В каком порядке они расположились? Сделайте рисунок.
4.Мальчик сорвал лист с ветки и приложил его ко рту и когда вдохнул лист лопнул. Почему лист лопнул?
5.Как изменится давление на тело с увеличением глубины погружения в жидкость? Как изменится при этом сила Архимеда?

Экспериментальная часть.

1. Определите силу Архимеда, действующую на тело в воде, используя динамометр.
2. Определите силу Архимеда, действующую на тело в воде, используя мензурку.
3. Определите условия плавания тела, используя рычажные весы и динамометр.



VI Работа и мощность. Энергия.

26.Работа.

Физический словарик.

«Работа – труд, занятие, дело, упражненье, деланье. Египетская работа – тяжкая и долгая. Черная работа – работа, где не нужно знанье и уменье. Срочная работа, работа, которую нужно окончить в срок. Работа мастера боится. Есть работа, есть и хлеб». В. Даль

Историческая справка.

Джемс Прескотт Джоуль родился 24 декабря 1818 года в местечке Санфорд близ Манчестера в семье владельца пивоваренного завода. Джоуль получил неплохое домашнее образование. Его в течение нескольких лет учил математике, философии и химии английский физик Дж. Дальтон.
Экспериментальные исследования Джоуль начал рано – в девятнадцать лет – под влиянием одного знакомого любителя естествознания.
Под влиянием работ Фарадея в 1840 году Джоуль обратился к изучению тепловых эффектов тока. В 1843 году перед ученым встала новая проблема: доказательство существования количественного соотношения между «силами» различной природы, приводящими к выделению тепла. Так Джоулю удалось впервые определить механический эквивалент теплоты. Многочисленные опыты привели Джоуля к убеждению , что «могучие силы природы, созданные велением творца, неразрушимы и что во всех случаях, когда затрачивается механическая сила , получается точно эквивалентное количество теплоты».
Джоуль никогда не отличался крепким здоровьем, а напряженная научная работа окончательно подорвала его силы. В последние годы жизни он тяжело болел и почти не мог работать. Ученый умер 11 октября 1889 года.

Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

20 МДж = 180 кДж = 108 км/ч =
2.5 кН = 34 см = 34 кПа =
3.4 км = 280 г = 350 мм =

Таблица для запоминания формул расчета работы, силы и перемещения.





Качественные задачи.

1.Какие силы совершают работу в следующих случаях:
а) санки скатываются с горы,
б) камень падает с горы,
в) автомобиль останавливается,
г) пружина сжимается,
д) взлетает воздушный шар,
е)спортсмен поднимает гирю,
ж) выстрел из пневматической винтовки,
з) сход снежной лавины,
и) сгорание в атмосфере Земли метеора,
к) выстрел из пушки,
л) выстрел из арболета,
м) движение стрелки пружинных часов.
2. В каком из перечисленных случаев совершается работа?
а) шарик катится по гладкой поверхности стола,
б) трактор пашет землю,
в) подъемный кран поднимает груз,
г) штангист удерживает штангу,
д) на столе стоит самовар,
е) ученик поднимается по лестнице,
ж) ученик спускается с лестницы,
з) по льду катится шайба.

Задачи для любителей литературы.

По произведению А. С. Пушкина «Руслан и Людмила».
1.Там ступа с Бабою Ягой
Идет, бредет сама собой ...

Вопрос. Совершается ли в этом случае работа? Приведите примеры, когда тело движется, а работа не совершается.
Ответ. Похоже, что на ступу не действуют силы, следовательно, работа равна 0 . Если тело движется по инерции, то работа также равна 0, если сила, действующая на тело, и перемещения направлены под углом 90 , то работа также равна 0 . Например, кран переносит параллельно земле груз. В этом случае работа силы тяжести равна 0.

2.... И тот ( Черномор ) взвился под облака ;
На миг исчез - и свысока
Шумя летит на князя снова.
Проворный витязь отлетел,
И в снег с размаха рокового
Колдун упал - да там и сел ...

Вопрос. Каков знак работы силы тяжести :
1)когда Черномор взвивался под облака;
2)при его падении?
Ответ. При подъеме работа силы тяжести отрицательна, так как перемещение и сила тяжести направлены в противоположные стороны. При падении работа силы тяжести положительна, так как перемещение и сила тяжести направлены в одну сторону.

По произведению И. В. Гете " Фауст ".
3.Так с верхотурья
Горной стремнины
Мощь водопада
Всею громадой
Валит в лощину
На валуны.
Вопрос. Совершает ли при своем падении вода работу?
Ответ. Вода при своем падении совершает работу, так как изменяется потенциальная энергия воды . Часто эту энергию используют .

По произведению М. Ю. Лермонтова " Кавказский пленник".
4.Глядел он с ними , как лавины
Катятся с гор и как шумят;
Как лавой снежною блестят,
Как ими кроются долины...
Вопрос. Как изменяется энергия лавин, совершается ли при движении с гор лавиной работа?
Ответ. За счет уменьшения потенциальной энергии лавина совершает работу.

По произведению Н. Лескова "Соборяне" (хроника)
5.Вдруг, пресерьезнейше пишучи, вижу я, что мой платок, как бы движется и внезапно падает на стол . Я нагнулся, положил его снова на стол и снова занялся писанием , но платок опять упал на пол. Я его положил на колени мои, а он и оттоль падает.

Вопрос: Почему платок падает? Определите силу тяжести и работу силы тяжести при падении платка со стола высотой 1 м, если масса платка 20 г.
Ответ: На него действует не скомпенсированная сила, направленная к полу , скорее всего эта сила тяжести. 0.2 Н - сила тяжести , 0.2 Дж - работа силы тяжести.

По загадкам.
6.Я великан : вон ту громадную,
Многопудовую плиту
Я , словно плитку шоколадную ,
Вмиг поднимаю в высоту .
( подъемный кран )
Вопрос. Кран КБ-308 может поднять груз массой 8 т на высоту 32 м, причем скорость равномерного подъема равна 36м/мин. Определите работу совершаемую краном при подъеме груза, и мощность .
Ответ.2.56 МДж , 28.8 кВт.

По пословицам и поговоркам.
7.С горы вскачь , а в гору хоть плачь .
Объясните эту пословицу с точки зрения физики .
Ответ. С горы работает сила тяжести , а в гору работаем мы против силы тяжести .

8.Сверху легко бросать , попробуй-ка снизу .
Объясните пословицу .
Ответ .При броске тела вниз работа силы тяжести положительна, при броске же вверх мы должны преодолевать силу тяжести , то есть работа силы тяжести отрицательна .

9.В гору - то семеро тащат , а с горы и один столкнет .
Объясните пословицу .
Ответ. В гору тащить тело тяжело , потому что на тело действует сила тяжести, которая направлена к центру Земли и, следовательно, мы должны работать против силы тяжести . С горы тело движется под действием силы тяжести , то есть работает сила тяжести.

Задача для любителей биологии.

1.В организме человека насчитывается около 600 различных мышц. Если бы все мышцы человека напряглись, они бы вызвали давление, равное приблизительно 25 т. Считается, что при нормальных условиях работы человек может развивать мощность 70 - 80 Вт, однако возможна моментальная отдача энергии в таких видах спорта, как толкание ядра или прыжки в высоту. Наблюдения показали, что при прыжках в высоту с одновременным отталкиванием обеими ногами некоторые мужчины развивают в течение 0.1 с среднюю мощность около 3700 Вт, а женщины - 2600 Вт. Коэффициент полезного действия мышц человека равен 20 % .

Задача. Определите работу, которую совершает спортсмен при прыжке в высоту. Какая энергия при этом тратится на тепловые потери?

Физические эксперименты.

1.Определение работы силы тяжести при подъеме твердого тела.
Приборы и материалы: динамометр, 3-4 тела, линейка.
Примечание. Поднимете тела с пола на парту, на стул, на высоту своего роста. Измерьте силу, действующую на них, и перемещение, которое они при этом проходят. Рассчитайте работу силы тяжести.
(тело необходимо поднимать равномерно, без рывков)

Номер опыта Сила тяжести, F,Н Перемещение, S, м Работа силы тяжести. А, Дж
1
2
3

2.Определение работы силы трения.
Приборы и материалы: динамометр, линейка, деревянный брусочек, деревянная дощечка, резиновая полоса, кусок оргстекла.
Примечание. Равномерно перемещая деревянный брусочек по различным телам, измерьте силу трения и перемещение. Рассчитайте работу силы трения.

Номер опыта Сила трения, F,Н Перемещение, S, м Работа силы трения. А, Дж
1
2
3







Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки-задания.

1
1.Грузоподъемник поднимает кирпичи объемом 1 мі на высоту 10 м. Какая работа при этом совершается?
2. Автомобиль проехал расстояние 5 км равномерно со скоростью 72 км/ч. Масса автомобиля 1.5 т. Коэффициент трения колес об асфальт 0.2. Какую работу совершила сила трения? 2
1.Штангист поднимает гирю массой 24 кг на высоту 2 м. Какую работу он при этом совершает?
2.Вода массой 2 т при падении совершает работу 400 кДж. С какой высоты падает вода?
3
1.Стогометатекль поднимает копну сена массой 100 кг на высоту 5 м. Какую работу он при этом совершает?
2. Трактор тянет плуг с силой 50 кН равномерно по полю, при этом проходит расстояние 30 км. Какую работу совершает трактор? 4
1.Какая масса снега падает с горы при снежной лавине, если лавиной совершается работа 5 МДж, а высота горы 100 м?
2.Насос поднимает воду объемом 100 л на 5 этаж. Какую работу совершает насос, если высота 5 этажа соответствует 15 м?

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Хрямзик хотел заставить Грымзика работать. За это Грымзик, действуя с силой в несколько ньютонов, пихнул Хрямзика на несколько метров. Как вычислить в джоулях механическую работу, совершенную Грымзиком?
Ответ. Нужно силу умножить на расстояние, на которое отлетел Хрямзик. Получим джоули, которые наработал Грымзик, толкая Хрямзика.

2.Пока Петины друзья занимались общественно полезным трудом, Петя, масса которого 35 кг, залез на самую верхушку березы, высота которой 12 м. Какую механическую работу совершил Петя?
Ответ. Пока Петины друзья зря тратили время на общественную работу, Петя проделал плодотворную работу , равную 4116 Дж. Вот какой работоспосбный мальчик теперь сидит на березе и кричит, чтоб его кто-нибудь оттуда снял.

3.Печальный дядя Боря, мечтал создать у себя в комнате уют, два часа толкал свой шкаф с пиджаками и брюками, но так и не смог сдвинуть его с места. Какую механическую работу совершил печальный дядя Боря?
Ответ. Никакой механической работы печальный дядя Боря не совершил, потому что под действием приложенных к шкафу слабеньких дядибориных сил шкаф с места не стронулся.

4.Коля отказывается совершить работу, равную 600 Дж, и помочь собственной бабушке втащить по лестнице авоську с капустой массой 5 кг. Какую силу придется прилагать Колиной бабушке, и на какую высоту должна она сама тащить авоську с капустой?
Ответ. Бабушка, кряхтя и прилагая силу в 50 Н, равномерно потащит авоську с капустой на высоту 12 м.



27.Мощность.

Историческая справка.

Новой вехой промышленной революции в 18 веке стал переход от использования мышечной силы людей и животных, а также энергии воды и ветра к повсеместному внедрению паровых машин. Водяные и ветряные мельницы уже не могли обеспечивать нужды быстро растущей горнорудной и металлообрабатывающей промышленности. Пытались сооружать огромные водяные колеса, но и это не спасало положения. Да и обязательная привязка мануфактур к водяным мельницам на реках была крайне неудобной. Для дальнейшего развития промышленности требовался надежный и дешевый источник энергии. Им стал универсальный паровой двигатель, изобретенный английским инженером-механиком Джеймсом Уаттом. В Британии паровая машина стала главным источником энергии в промышленности. Паровой двигатель Уатта мог не только откачивать воду, но и приводить в движение станки, корабли, экипажи.
Джеймс Уатт похоронен там, где покоятся прославленные сыны его отечества, - в Вестминстерском аббатстве. На его памятнике начертано:
Не для того, чтобы увековечить имя, которое будет жить, пока процветают мирные искусства, но чтобы показать, что человечество воздает почести тем, кому обязано благодарностью, король, его слуги, а также многочисленные дворяне и граждане королевства воздвигли этот памятник Джеймсу Уатту. Его гению удалось путем опыта усовершенствовать паровую машину. Благодаря этому он умножил богатство своего отечества, увеличил мощь людей и поднялся до высоких ступеней среди великих деятелей науки, этих истинных благодетелей человечества.


Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

800 кВт = 2 ч = 54 км/ч =
43.5 МДж = 4.5 км = 34 МВт =
82 ГДж = 3 сут = 31 кН =


Качественные задачи

1.Два тела одинаковой мощности поднимают лебедки: одна за 2 с а другая за 10 с. Мощность какой лебедки больше и на сколько?
2.Два тела поднимают на одну высоту за одинаковое время. Масса первого тела в два раза больше второго. Как отличаются мощности подъемников в этом случае?
3.Один мальчик медленно поднимается на второй этаж, а второй взбегает. Кто развивает меньшую мощность?
4. Почему нагруженный автомобиль при той же мощности двигателя движется по горизонтальной дороге медленнее, чем ненагруженный?
5.От каких параметров зависит мощность?
6. Автомобиль движется по горизонтальной дороге. Когда мощность двигателя больше: при медленной или быстрой езде, если считать силу тяги постоянной?
7.Два одинаковых по конструкции автомобиля движутся с разными скоростями. Одинаковую ли мощность они развивают?
8.Два тела поднимают в воде на одинаковую высоту, с одинаковой скоростью. Объем первого тела больше объема второго тела в два раза. Одинаковая ли при этом была развита мощность?
9. Два тела падают с одинаковой высоты. Масса первого тела в три раза меньше второго. Одинаковую ли мощность развивают эти тела? Силу сопротивления воздуха не учитывать.





Таблица для запоминания формул расчета работы, мощности и времени.



Мощность тепловых двигателей некоторых машин и установок.

кВт кВт
Мотоцикл «Ява-350»
Автомобиль «Ока»
Автомобиль ВАЗ-2108
Грузовой автомобиль ГАЗ-53
Грузовой автомобиль
БелАЗ 7519 14.7
22
47

88

1690 Автобус ЛАЗ –4202
Самолет Ил-62
Тепловоз ТЭП 70
Ракеты-носители
«Энергия»
Танк Т-72
Атомные реакторы (тепловая мощность) ВВЭР-1000 122
44100
2940
12500000

570

3000000


Старинные единицы мощности.

«Лошадиная сила – мерило – сила, вчетверо превышающая силу здоровой, крепкой лошади. В Англии применяется единица «Английская паровая лошадь»» В. Даль
Лошадиная сила = 745.7 Вт

Для любителей литературы.

По загадкам.
1.Железные избушки
Держатся друг за дружку ,
Одна , с трубой ,
Тянет всех за собой .
( поезд )
Вопрос . Известно , что тепловоз ТЭП60 при скорости 47 км/ч развивает силу тяги 127 кН .Определите мощность тепловоза .
Ответ. Если тепловоз движется равномерно , то он развивает мощность 1.651 МВт . Для случаев равнопеременного движения данных задачи недостаточно .

2.Я великан : вон ту громадную,
Многопудовую плиту
Я , словно плитку шоколадную ,
Вмиг поднимаю в высоту .
( подъемный кран )
Вопрос. Кран КБ-308 может поднять груз массой 8 т на высоту 32 м, причем скорость равномерного подъема равна 36м/мин. Определите работу совершаемую краном при подъеме груза, и мощность .
Ответ.2.56 МДж , 28.8 кВт.

Задачи для любителей биологии.

1.У легкового автомобиля более 60 лошадиных сил, но разве способен он увезти груз весом более 20 тонн? Конечно, нет. А вот лошадь - тяжеловоз со своей одной лошадиной силой тянет такой груз быстрым шагом . Но нужно сказать , что даже сильная лошадь с места такой груз сдвинуть тоже не сможет. Когда лошадь уже двинулась , увозя с собой в телеге основную часть груза , к нему уже на ходу добавляют оставшийся груз .

Задача. Какую физическую величину измеряют в лошадиных силах?

2.Основные хозяйственные типы лошадей: верховые, рысистые и тяжеловозные. В мире насчитывается свыше 300 пород и породных групп лошадей, отличающихся экстерьером, массой, силой и резвостью. Так, чистокровные верховые скакуны развивают на коротком расстоянии максимальную скорость свыше 60 км / ч, а тяжеловозы способны везти груз свыше 20 т.

Задача. Определите, какую силу прикладывает лошадь- тяжеловоз при равномерном движении груза по дороге , если коэффициент трения 0.01. Какую мощность развивает при этом лошадь, движущаяся со скоростью 18 км/ч?

3. Мощность, развиваемая человеком.

Вид деятельности Мощность, кВт
Прыжок с места
Рывок при поднятии тяжести
Гребля
Велосипедные гонки 1.5
3.3
0.4
1.5
Составьте по этим данным задачи.

Задачи для любителей географии.

1.Исландия - первое и пока единственное государство, в больших масштабах использующее термальные воды для отопления и горячего водоснабжения. Для этой цели в столице страны Рейкьявике начиная с 30 - х годов создана система трубопроводов и специальных резервуаров, откуда горячая вода подается потребителям. Благодаря теплицам с геотермальным отоплением Исландия полностью обеспечивает себя яблоками, помидорами, дынями и даже бананами. В России первая геотермальная электростанция (Гео ТЭС), сооружена на юге Камчатского полуострова. На станции насыщенный пар из пробуренных скважин направляется в сепаратор, а затем непосредственно в паровые турбины. Мощность одной турбины 2.5 МВт, число турбин на Паужетской Гео ТЭС - 2 .

Задача. Определите энергию, вырабатываемую на Паужетской Гео ТЭС за сутки.

2.В Китае в верхнем течении реки Янцзы начато сооружение гигантского гидроузла Санься (" Три ущелья ") с гидростанцией мощностью в 18 млн. кВт. Ее плотина, в теле которой будут установлены 26 турбин, поднимается на высоту 180 м при длине более 2.5 км. Она образует водохранилище длиной в 700 км . Первый агрегат этой ГЭС намечено ввести в строй в 2003 году , последний в 2009 г.

Задача. Какой энергией будет обладать 1 кг воды, падающий с этой плотины? Какую энергию будет вырабатывать эта электростанция за 1 сутки?

3.Крупнейшая в мире АЭС в Фукусиме, расположенная в 200 км к северу от Токио, в 1998 году с пуском седьмого реактора достигла мощности 8.2 млн. кВт.
4..В СССР рассматривалась возможность сооружения Мезенской (10 - 15 млн. кВт) и Беломорской (14 млн. кВт) ПЭС на Белом море. Еще более крупной Пенжинской ПЭС (30 - 100 млн. кВт) на Охотском море, во Франции ПЭС на побережье Ла-Манша у полуострова Котантен (50 млн. кВт), в Великобритании - в Бристольском заливе в устье реки Северн, в Индии в заливе Кач Аравийского моря.

5.В США создан проект использования колоссальной энергии Гольфстрима, предусматривающий установку в толще воды турбин диаметром 80 м. Расположив эти турбины в ряд на большом протяжении, в общей сложности удалось бы получить мощность в 100 млн. кВт .

6.Самое величественное зрелище - это гейзер Великан. Он начинает действовать внезапно. Вверх, стремительно вырывается тридцатиметровый столб воды. Его сопровождают оглушительные взрывы. Гейзер фонтанирует менее двух минут, но за это время выбрасывает из земных недр двадцать пять тысяч литров минеральной горячей воды. Пар поднимается на сотни метров. В воздухе повисают яркие радуги .

Задача. Оцените среднюю мощность фонтана гейзера .

7. Одна из самых больших исландских рек с длинным названием Йекульсау – ау –Фьедлум падает перед самым выходом на равнину с 44 метрового уступа могучей водяной стеной, чем–то напоминающей Ниагару. Исландский поэт сравнил упругие, пружинистые струи Деттифосса с туго свитыми девичьими косами. Огромная масса воды с рокотом исчезает в гигантской расселине.

Задача. Определите среднюю мощность потока падающей воды массой 100 кг, если она достигает нулевой отметки за 8 с.

8. Большинство не слишком искушенных в географии людей считает самым высоким и самым красивым водопадом Африки знаменитый водопад Виктория. Однако мнение это не соответствует истине. Виктория уступает по высоте и фантастическому 900- метровому каскаду Тугела в Драконовых горах ЮАР, и падающему с высоты в 340 метров мощным водяным тараном водопаду Лофои в Заире, и драгоценному украшению берегов озера Танганьика – 220-метровому Каламбо.

Задача. Оцените мощность одинаковых потоков воды этих водопадов.

Физические эксперименты.

1. Определение развиваемой мощности при подъеме на высоту.
Приборы и материалы: часы, весы бытовые, веревка длинной 10-20м, линейка.
Примечание. Измеряя время поднимаясь на 2-3 этаж, рассчитайте мощность, которую вы развиваете. Проделайте опыт 3 – 4 раза (поднимаясь медленно, быстрым шагом, бегом, и быстро взбегая)

Номер опыта Масса
m ,кг Сила тяжести.
F, Н Высота
h, м Механичес-кая работа.
А, Дж Время
t,с Мощность. N, Вт
1
2
3
4

Сделайте вывод.

2.Определение развиваемой мощности при движении тела по горизонтальной поверхности.
Приборы и материалы: динамометр, линейка, деревянный брусочек, часы.
Примечание. Равномерно перемещая брусочек по столу определите силу, действующую на него. Измерьте время и перемещение и рассчитайте скорость. По этим данным вычислите развиваемую вами мощность. Измените первоначальные условия и повторите опыты, перемещая брусочек с различными скоростями.

Номер опыта Скорость.
V, м/с Сила.
F, Н Мощность.
N, Вт
1
2
3

Веселые задачи от Григория Остера.

1.В яму глубиной 1 метр за 10 секунд падает 10 одинаковых мальчиков. Средняя плотность каждого мальчика 1000 кг/мі. Объем каждого мальчика 0.04 мі. Какая средняя мощность при этом развивается?
Ответ. Мощность потока падающих мальчиков равна 392 Вт.

2.Унося ноги от милиционера, преступники часто проделывают большую механическую работу по перемещению себя за короткое время на значительное расстояние. Так, например, жулик Гудков Миша, прилагая силу в 1500 Н, за 2 часа переместил себя на расстояние 96 км. Определите среднюю мощность уносящего ноги жулика Гудкова.
Ответ. Довольно мелкий жулик этот Миша Гудков. Его мощность всего 2 кВт. С такой мощностью много не нажульничаешь.

3.Семиклассник Вася, расталкивая в школьном буфете первоклассников, за одну минуту совершает работу, равную 4200 Дж. Какова мощность семиклассника, неудержимо рвущегося к еде?
Ответ. Вася прокладывает путь сквозь толщу первоклассников и при этом развивает мощность 70 Вт. Это средняя нормальная мощность голодного семиклассника.

Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки-задания.

1
1.Лыжник за 5 с совершает работу 5 кДж. Какую мощность он при этом развивает?
2.Двигатель мощностью 1 кВт работал 10 мин. Какую работу при этом он совершил?
3. Насос за 1 ч поднял на высоту 10 м 500 л воды. Какова мощность двигателя насоса? 2
1.За какое время лебедка мощностью 0.5 кВт совершит работу 10 МДж?
2.Человек поднимаясь по лестнице в течение 10 с, совершил работу 0.6 кДж. Какую мощность развивал человек?
3. Подъемный кран за 1 мин поднял на высоту 20 м бетонную плиту объемом 0.2 мі. Какую мощность развили двигатели крана?
3
1.Какую работу совершит подъемник мощностью 4 кВт за 5 с?
2.Вентилятор очистки мощностью 400 Вт совершил работу 20 кДж. Какое время он работал?
3.Погрузчик поднял груз массой 500 кг на высоту 200 см за 4 с. какую мощность развивал при этом двигатель? 4
1.Спортсмен поднял штангу массой 200 кг за 0.5 с на высоту 2 м. Какую мощность он при этом развил?
2.Двигатель мощностью 5 кВт работал 10 мин. Какую работу он при этом совершил?
3.Вода падает на турбину с высоты 5 м за 1 с. Какую мощность развивает при этом поток, если объем падающей воды равен 1000 мі?

Кроссворд.

1
2
3
4
5
6
7
8


Вопросы.
1.Величина, характеризующая промежутки между физическими процессами.
2.Едница измерения этой величины 1 Дж.
3.Вектор соединяющий начало и конец движения.
4.Способность тела совершать работу.
5.Единица измерения энергии.
6. «Дина»
7.Единица перемещения.
8.Английский ученый, один из основоположников классической механики.

Ответы. 1. Время, 2. Работа, 3. Перемещение, 4. Энергия, 5. Джоуль, 6. Сила, 7. Метр, 8. Ньютон.

Ключевое слово : «мощность».

28.Простые механизмы.

Физический словарик.

Механизм – от греческого слова mechane – орудие, сооружение.
Машина от латинского слова machina – сооружение.
Блок от английского слова block –часть подъемного механизма в виде колеса с желобом по окружности.

Историческая справка.

Архимед жил в городе Сиракузы, основанном древними греками на юго-восточном побережье острова Сицилия. Его соотечественники знали некоторые технические средства для перемещения тяжестей, но не могли объяснить, откуда берется выигрыш в силе. Не могли точно рассчитать величину силы необходимую для перемещения тяжестей. Не знали способов расчета равновесия тел.
Огромной заслугой Архимеда является разработка методов разрешения этих проблем. По преданию, Архимед изобрел зубчатый редуктор – устройство из нескольких колес, позволявшее с помощью совсем небольшой силы перемещать с помощью небольшой силы весьма значительные тяжести. Придумал «улитку» – водоподъемное колесо с бесконечным винтом внутри, который получил название архимедов винт. Всего Архимеду приписывают около 40 изобретений.
Великий математик, механик, физик участвовал в обороне Сиракуз, осажденных римлянами. И когда город был взят, один из воинов потребовал, чтобы Архимед, пошел за ним, но ученый ответил: «Не трогай мои чертежи!» И легионер зарубил его.

Задачи на перевод единиц измерения в Си.

4.8 МДж = 54 кПа= 420мм=
36 см = 23.2 МВт = 18км/ч=
200 смІ = 25. 8 мН = 80 кВт=

Качественные задачи.

1.Зачем у подъемного крана делают противовес?
2.Какие простые механизмы дают выигрыш в силе?
3. Какие простые механизмы дают выигрыш в работе?
4. Где обычно прикрепляют дверную ручку? Почему не около петель?
5.Зачем используют неподвижный блок, ведь выигрыша в силе он не дает?
6.Какой выигрыш в силе дает подвижный блок? А в работе?
7. Может ли КПД механизма быть равен 120 %, 200 %, 0%? Почему?
8. Что называют рычагом? Что называют плечом рычага?
9. Какой блок называется подвижным, а какой неподвижным?

Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки- задания.

1
Давление газов на поршень равно 20 кПа, площадь поршня 200смІ. Чему равна работа за ход поршня 10 см?
2. Сколько времени должен работать насос мощностью 100 кВт, чтобы из шахты, глубиной 40 м, откачать воду массой 2 т?
3.При помощи подвижного блока поднимают груз массой 100 кг. Какую силу при этом прикладывают? 2
1.Какую работу совершает кран, поднимая плиту массой 200 кг на высоту 20 м?
2.Мощность станка равна 10 кВт. Найдите силу сопротивления резанию, если за 1 с разрезается 50 см доски.
3.При помощи неподвижного блока поднимают песок объемом 0.4 мі. Какую силу при этом прикладывают? Плотность песка 1500 кг/мі
3
1.Мальчик поднимает груз на высоту 50 см. Какую работу он при этом совершает, если объем груза 500 смі, а плотность вещества 2000 кг/мі?
2.Высота водопада 50м. Каждые 5 с падает 300 мі воды. Какова средняя мощность водопада?
3.Плечи рычага равны соответственно 4 и 12 см. На меньшее плечо действует сила 60 Н. Чему равна сила, действующая на большее плечо? 4
1.Какая работа совершается при подъеме груза массой 3т на высоту 5 м?
2.Мощность двигателя машины равна 10 кВт. Какой груз она может поднять на высоту 10 м за 10 мин?
3. При равновесии рычага на его меньшее плечо действует сила 3 кН, на большее 1.5 кН. Длина меньшего плеча 50 см. Определите длину большего плеча.

Веселые задачи от Григория Остера.

1.Пете нечего было делать. От скуки Петя, чтобы провести свободное время, подсунул швабру под шкаф, надавил на ручку и, совершенно неожиданно для самого себя опрокинул шкаф на пол. Как называют физики швабру, подсунутую под шкаф?
Ответ. Механизм, с помощью которого Петя проводил свободное время, называется рычаг.

2.Что напоминает вам твердое тело, которое вращается вокруг неподвижной и несмазанной точки опоры, скрипя и рыча?
Ответ. Рычаг.

3.Сможет ли нечистая сила в 1000 Н с помощью рычага, большое плечо которого 2 м, а меньшее 0.5 м, поднять из гроба покойника, масса которого 120 кг?
Ответ. Ой, сможет!

4.Парикмахер стрижет клиента, купившего сто лотерейных билетов. Кто: парикмахер или клиент наверняка получит выигрыш?
Ответ. Выиграют ли билеты – неизвестно, а вот парикмахер непременно получит выигрыш в силе, потому что ножницы – это рычаг.

5.Какой из простых механизмов: рычаг, блок, ворот, наклонную плоскость, клин или винт должен использовать лентяй, чтобы получить выигрыш в работе?
Ответ. Ни один из механизмов не даст выигрыш в работе лентяю.

Историческая справка.

Первые простейшие машины (рычаг, клин, колесо, наклонную плоскость и т.д), появились в древности. Первое орудие человека – палка – это рычаг. Каменный топор – сочетание рычага и клина. Колесо появилось в бронзовом веке. Несколько позже стала применяться наклонная плоскость.
Уже вV веке до нашей эры в афинской армии (Пелопоннеская война) применялись стенобитные машины – тараны, метательные приспособления – баллисты и катапульты. Строительство плотин, мостов, пирамид, судов и других сооружений, а также ремесленное производство, с одной стороны, способствовали накоплению знаний о механических явлениях, а с другой стороны требовали о них новых знаний.

Задачи для любителей литературы.

По произведению Н.В. Гоголя "Вечера на хуторе близ Диканьки "
1.Схватил топор и изрубил ее на куски ; глядь и лезет один кусок к другому , и опять целая свитка .

Вопрос. Можно ли топор назвать простым механизмом?

По загадкам.
2.У них тяжелый труд ,
Все время что-то жмут .
( тиски )

Вопрос. Почему при зажатии в тисках детали вы беретесь не за середину, а за край ручки тисков?
Ответ. Чтобы увеличить плечо, и уменьшить силу.

3.Две сестры качались ,
Правды добивались ,
А когда добились - остановились .
( весы )

Вопрос. Можно ли этот прибор назвать рычагом?
Ответ. Да.

4. Смотрит, мы раскрыли пасть,
В нее бумагу можно класть:
Бумага в нашей пасти
Разделится на части.

Вопрос. А можно ли ножницы назвать рычагом?
Ответ. Да.

5.Два брата, одно сердце.
(ножницы)
Вопрос. А чем отличаются ножницы по резке бумаги , от ножниц по резке металла ?
Ответ. Ножницы по резке бумаги имеют длинные лезвия и почти такой же длины ручки, так как для резки бумаги не требуется большой силы . У ножниц по металлу лезвия короткие , а ручки длинные , так как для резки металла необходимо прилагать достаточно большую силу .

6.Два конца,
Два кольца,
А посередине гвоздик.
(ножницы)
Вопрос. При помощи ножниц отрезают кусок картона, при этом рука сжимает ножницы с силой 50 Н. Длина ручек ножниц 5 см, а от кольца до точки приложения силы 10 см. Определите силу, действующую на бумагу.
Ответ.100 Н.

7.И у нас
И у вас
Поросенок увяз.
(клин)

Вопрос. Какие простые механизмы вы еще знаете? Какие из них дают выигрыш в силе ?

8.Что за чудо-великан ?
Тянет руку к облакам ,
Занимается трудом :
Помогает строить дом .
( подъемный кран )
Вопрос. Башенный подъемный кран КБ-100.0А имеет наибольший вылет стрелы 20 м и поднимает при этом груз массой 5 т. При этом масса противовеса равна 25 т. Определите расстояние между опорами. Какой массы груз может поднять такой кран при наименьшем вылете стрелы ?Наименьший вылет стрелы равен 10 м.
Ответ. Расстояние между опорами 4 м , при наименьшем вылете стрелы кран может поднять груз массой 10 т.

По пословицам и поговоркам.
9. Клин клином вышибают .
Вопрос. Какие еще простые механизмы вы знаете?
Ответ. Блоки - подвижный и неподвижный, ворот, наклонная плоскость, рычаг и т.д.

Задача для любителей географии.

1.В 1344 году настоятель одного из афинских монастырей Койновитис перебрался со своей общиной в Метеору. Здесь на просторной плоской вершине одной из скал (она так и называется –Широкая) монахи построили Большой Метеорский монастырь – первый из монастырей в долине Пинея. Монашеская обитель на скале надежно защищала ее насельников от любых незваных гостей, поскольку добраться до нее можно было только по веревочной лестнице, поднимавшейся в случае опасности. В конце 14 века в Метеоре было уже 24 монастыря. Поскольку взбираться по лестницам, а тем более поднимать грузы было непросто, впоследствии для подъема наверх стали использовать сети на блоках.

Задача. Какую силу необходимо прикладывать к сети, чтобы поднять груз массой 40 кг на высоту 20 м, используя неподвижный блок? Как изменится сила, если неподвижный блок заменить на подвижный?
Ответ. 400 Н. Уменьшится в 2 раза.

Для любителей биологии.



Физические эксперименты.

1.Определение выигрыша в силе при использовании подвижного блока.
Приборы и материалы: подвижный блок, динамометр, веревка, 3-4 груза, линейка.
Примечание. Равномерно поднимая груз на блоке, измерить силу, действующую на веревку. Измерить высоту, на которую поднялся груз. Измерить силу без блока. Рассчитайте работу, которую необходимо совершить при поднятии груза с помощью блока и без блока.
Номер опыта Сила.
F, Н Перемещение динамометра.
S, м Работа, совершаемая при поднятии груза.
А, Дж
1. С использование блока.
2.Без
блока

Сделайте вывод.

2. Выяснения условия равновесия рычага.
Приборы и материалы: рычаг, набор грузов, динамометр, линейка.
Примечание. Уравновесьте рычаг. Подвесьте несколько грузов на левую часть рычага. На правой части подвесьте один груз и, передвигая его попробуйте уравновесить рычаг. Измерьте плечи рычага и сравните произведения F1 L1 и F2 L2.

Номер опыта Сила.
F1, Н Плечо.
L1, м Сила.
F2, Н Плечо.
L2, м
1
2
3

КПД в технике.

КПД,% КПД, %
Паровая машина
Дизельный двигатель
Двигатель (поршневой) самолета
Турбореактивный двигатель
Атомная электростанция 15

36

25-27

20-30

25-35 Паротурбинная установка
Карбюраторный двигатель
Турбовинтовой двигатель
Паровоз
Тепловоз
Выстрел из орудия 36.6

25

30

8
28
25-40



28.Энергия.

Физический словарик.

Энергия от греческого слова energia – действие, деятельность.
Потенциальная от латинского слова potentia – возможность, сила.
Кинетическая от греческого слова kinema – движение.


Историческая справка.

Христиан Гюйгенс родился 14 апреля 1629 года в Гааге в знатной и богатой семье. Получив юридическое образование в Лейденском и Бредском университетах, Гюйгенс решил все же посвятить себя физике и математике, наклонности к которым проявлялись у него еще в детстве.
Усовершенствовав конструкцию телескопа, Гюйгенс, подобно Галилею, сам проводил астрономические наблюдения, причем ему удалось сделать ряд астрономических открытий. 16 июня 1657 года Генеральные штаты Нидерландов закрепляют за ученым приоритет на изобретение маятниковых часов.
Важным вкладом в развитие динамики стал мемуар «О движении тел под влиянием удара». Проблема соударения тел была актуальной во второй половине 17 века. Именно в этой работе Гюйгенс вводит понятие кинетической энергии. Изучая соударения упругих шаров, Гюйгенс приходит к заключению: «При соударении двух тел сумма произведений из их масс на квадраты скоростей остается неизменной до и после соударения».

Таблица для запоминания формул расчетов потенциальной энергии силы тяжести, массы тела и высоты.


Качественные задачи.

1.Приведите примеры, когда тело обладает потенциальной энергией силы тяжести.
2.Приведите примеры, когда тело обладает потенциальной энергией силы упругости.
3. Приведите примеры, когда тело обладает кинетической энергией.
4.От чего зависит значение энергии?
5.Приведите примеры, в которых происходит превращение энергии.
6.Две одинаковых пули летят одна вверх другая вниз с одинаковыми скоростями. Как отличаются их кинетические энергии? Как изменятся их кинетические энергии?
7.Два тела находятся на одной высоте. Первое тело имеет массу в два раза больше, чем второе тело. Как отличаются энергии этих тел?
8.Деформация пружины изменилась в два раза. Как изменилась энергия пружины?
9.Скорость пули уменьшилась в два раза. Как изменилась кинетическая энергия пули?
10.Могут ли два тела одинаковой массы обладать одинаковой кинетической энергией? Потенциальной энергией?

Задачи на перевод единиц измерения в СИ.

2.7 кДж = 2кН/м = 230 г =
8.5 МВт= 20 см = 180 м/мин =
9 км/ч = 5.5 кВт = 25.8 МДж =

Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки-задания.

1
1. Самолет массой 10 т летит со скоростью 1800 км/ч на высоте 10 км. Определите полную механическую энергию самолета.
2. Приведите три примера, когда тело совершает работу. 2
1.Тело находится на высоте 100м и обладает потенциальной энергией 60 кДж. Определите массу тела.
2. Приведите три примера, когда тело обладает кинетической энергией.
3
1.Ворона массой 800 г летит на высоте 10 м со скоростью 54 км/ч. Определите кинетическую и потенциальную энергии вороны.
2.Приведите три примера, когда тело движется, но работа при этом не совершается. 4
1.Камень массой 500 г бросают вверх со скоростью 36 км/ч. Определите кинетическую энергию камня в момент броска и на максимальной высоте. На какую высоту поднимется камень?
2.Приведите три примера, когда тело обладает потенциальной энергией силы тяжести.



Веселые задачи..

1.Ученик у доски. Для решения задачи обопремся на теорему о кинетической энергии…
Вопрос. Что называется кинетической энергией? Приведите примеры, когда тело обладает кинетической энергией.

2.Каким видом энергии обладает пружина только что заведенных и сильно промокших дядипетиных часов?
Ответ. Потенциальной, которой уже никогда не суждено перейти в кинетическую.

3.Каким видом энергии обладает развесистая люстра, поднятая печальным дядей Борей к потолку, и каким видом энергии будет обладать она в момент удара о паркет?
Ответ. Сначала потенциальной, потенциальной, потенциальной, которая все же превратится в кинетическую.

4. Упрямый кирпич долго ждал своего момента на краю десятиэтажного дома. Когда же он дождался долгожданной каски строителя, он аккуратненько сполз и с невероятной скоростью помчался на встречу судьбе. Как при этом изменялась энергия кирпича, и куда она исчезла когда кирпич все же встретился с каской?
Ответ. Потенциальная энергия превращалась в кинетическую, а затем полностью во внутреннюю энергию осколков судьбы кирпича.

5. Грабители отняли у потерпевшего деньги, документы и бросили его с моста в речку голышом. Чем все-таки еще обладал потерпевший на полпути к холодной воде?
Ответ. Потенциальной энергией, постепенно переходящей в кинетическую.


Задачи для любителей литературы.

По произведению М. Булгакова « Мастер и Маргарита»
1.Чума- Аннушка вставала почему-то чрезвычайно рано, а сегодня что-то подняло ее совсем ни свет ни заря, в начале первого. Повернулся ключ в двери, Аннушкин нос высунулся в нее, а затем высунулась она и вся целиком, захлопнула за собой дверь и уже собиралась тронуться куда-то, как на верхней площадке грохнула дверь, кто-то покатился вниз по лестнице и, налетев на Аннушку, отбросил ее в сторону так, что она ударилась затылком об стену.

Какие изменения происходили с Аннушкой, при взаимодействии со стенкой и с кем-то кто двигался по лестнице? Какие превращения энергии при этих соударениях происходили?
Ответ. Кинетическая энергия незнакомца при взаимодействии с Аннушкой частично перешла к ней. Аннушка в свою очередь, столкнувшись со стенкой, передала энергию стенке , и кинетическая энергия превратилась во внутреннюю энергию стены и Аннушки .

По произведению Н.В. Гоголя "Вечера на хуторе близ Диканьки "
2.Нарочно поднимал он ( Вакула ) руку почесать голову , а черт , думая , что его собираются крестить , летел еще быстрее .

Вопрос. Как при этом изменялась кинетическая энергия Вакулы и черта?
Ответ. Кинетическая энергия увеличивалась, так как увеличивалась скорость черта и Вакулы.

3.Рядом ехал Петро, весь дрожал и притаил дух от радости. Оглянулся и толкнул незваного брата в провал. И конь упал с казаком и младенцем в провал .

Вопрос. За какое время они достигнут дна провала, если до дна 50 метров? Расскажите, как при этом изменяется потенциальная энергия коня.
Ответ. 3.3 секунды. Потенциальная энергия уменьшается , так как расстояние до земли уменьшается.

4.Ухватился, однако ж, казак за сук, и один только конь полетел на дно. Стал он карабкаться, с сыном за плечами, вверх.

Вопрос. Изменяется ли потенциальная энергия казака в этом случае?
Ответ. Потенциальная энергия увеличивается .

По произведению И. В. Гете " Фауст ".
5.Чтоб проповедник шел с успехом в гору,
Пусть учится паренью у актера ...
Вопрос. Как изменяется потенциальная энергия проповедника, когда он
поднимается в гору?
Ответ. Потенциальная энергия проповедника увеличивается , так как
высота относительно нулевого потенциала земли увеличивается.


По произведению М. Ю. Лермонтова " Кавказский пленник".
6.Меж тем черкешенки младые
Взбегают на горы крутые...

Вопрос. Как при этом изменяется энергия юных девиц?
Ответ. Потенциальная энергия увеличивается.

7.Глядел он с ними , как лавины
Катятся с гор и как шумят;
Как лавой снежною блестят,
Как ими кроются долины...
Вопрос. Как изменяется энергия лавин, совершается ли при движении с гор лавиной работа?
Ответ. За счет уменьшения потенциальной энергии лавина совершает работу.

По произведению Александра Беляева " Человек-Амфибия ".
8. Вы знаете, что воды океана поглощают энергию солнечного тепла, равную мощности семидесяти девяти миллиардов лошадиных сил? Если бы не отдача тепла воздуху и прочие теплопотери, океан давно закипел бы . Практически беспредельный запас энергии ...

Вопрос. А как можно использовать эту энергию ? Предложите способы ее получения.

9.А мощность волн приливов! Вы знаете, что сила ударов, наносимых волнами, бывает равна тридцати тоннам на квадратный метр поверхности, высота выбросов волн достигает сорока трех метров , и при этом волна может поднять до миллиона килограммов, например , обломков скал ...

Вопрос. Определите энергию , которой обладает волна .
Ответ.430 МДж.

По загадкам.
10.Крыльями машет ,
А улететь не может .
( мельница ветряная )
Вопрос. Какие преобразования происходят при работе ветряной мельницы ?
Ответ. Энергия ветра превращается в механическую энергию .

11.Трах-тарарах-
Стоит дом на горах ,
Вода бежит -
Весь дом дрожит .
( мельница )
Вопрос. Объясните действия такой мельницы. Какие преобразования энергии в этом случае происходят ?
Ответ. Энергия движущейся воды превращается в механическую энергию, движущую жернова .

По пословицам и поговоркам.
12.Коза на горе выше коровы в поле .
А какая физическая величина еще преобладает у козы ?
Ответ. Потенциальная энергия , но только в том случае , если высота значительна и превышает отношение масс коровы и козы .

13.Под гору - то как , да в гору - то как ?
Как изменяется потенциальная энергия в этих двух случаях ? Какой знак имеет работа силы тяжести ?
Ответ. Под гору - потенциальная энергия уменьшается , в гору - увеличивается.

14.Как с неба свалился , как с горы скатился .
Ниже земли не упадешь.
Вопрос. О каком физическом принципе идет речь в этих пословицах.
Ответ. О принципе минимума потенциальной энергии. Все тела стремятся к минимуму потенциальной энергии. Потенциальная энергия на поверхности земли минимальна.

15.Мельница не по ветру, а против ветра мелет.
Вопрос. Расскажите о преобразованиях энергии при работе ветряных мельниц.
Ответ. Энергия ветра в мельнице преобразуется в механическую энергию.



Задачи для любителей биологии.

1.Тканями, которые играют роль своеобразных пружин и могут запасать механическую энергию, являются мышцы конечностей и сухожилия, соединяющие их с костями. Сухожилия в большей степени, чем мышцы, годятся для хранения потенциальной энергии, так как силы внутреннего трения в них очень малы, и около 90 % этой энергии может быть обратно преобразовано в кинетическую энергию. Кроме того, сухожилия обладают большей жесткостью, чем мышцы , и могут быть растянуты на 6% своей исходной длины без заметного повреждения , в то время как мышцы - только на 3 %.

Задача. Во сколько раз энергия, запасаемая на единицу длины в сухожилиях, больше, чем в мышцах?

2.У мужчины среднего роста и веса суточная потребность в энергии для поддержания основного обмена составляет около 8000 кДж. Точное количество энергии, необходимое каждому индивидууму, зависит от его веса, возраста и пола и у мужчин несколько больше, чем у женщин.

3.История человечества зафиксировала множества случаев, когда с неба падали различные предметы: пшеница, горох, фрукты, куски ткани, веревки, рыба, лягушки и даже металлические деньги. Вот любопытное сообщение из газеты " Известия " за 13 апреля 1985 года. Пожилой житель Лондона Р.Лэнгтон даже представить себе не мог, что на свете и такое бывает. Рано утром пошел дождь, после чего Ленгтон выглянул в окно и увидел : ... весь его приусадебный участок был устлан густым " ковром " из живой рыбы ."

Задача. Определите энергию рыбы массой 500 г, которая упала на приусадебный участок Ленгтона с высоты 500 м. Как при этом изменялась полная механическая, потенциальная, кинетическая и внутренняя энергия рыбки?

4..Огромная скорость делает кальмаров особенно опасными морскими хищниками. Втянув воду в полость тела , хищник с силой выбрасывает струю через воронкообразный канал и устремляется вперед , как торпеда , готовая взорваться .Такой " биореактивный " двигатель позволяет развивать скорость до 20 м/с .Выскакивая из воды, молодой кальмар способен запрыгнуть на палубу судна, возвышающуюся над водой на 5 – 8 метров .

Задача. Определите потери энергии на сопротивление воды при вылете кальмара массой 100 кг из воды на максимальную высоту с максимальной для себя скоростью .

5.На берегу Балтийского моря лежали огромные бетонные плиты - останки развалин берегового укрепления. Вороны использовали эти плиты для того, чтобы питаться следующим образом. Вороны выхватывали в мелководье устриц, взлетали на высоту 30 - 40 метров , бросали на плиты и быстро спускались к земле и затем поедали устриц . Вот такой французский деликатес.

Задача. С какой скоростью падали устрицы на бетонные плиты? Сопротивлением воздуха пренебречь. Как при этом процессе изменялась энергия устриц ?

6.В Африке, в заповеднике Серенгети, можно наблюдать, как стервятники лакомятся яйцами страуса. Крепкая скорлупа страусиных яиц не поддавалась клювам стервятников, даже не трескалась. Птица брала камень и с силой бросала его на яйцо с высоты 5 м. Скорлупа от удара камня трескалась и можно было полакомиться. Правда, тут же стервятника оттесняли от пиршества грифы , а тот принимался за новые яйца .

Задача. Птица бросала камень вертикально вниз со скоростью 2 м/с. Определите скорость, с которой камень попадал в яйцо, определите изменение потенциальной и кинетической энергии камня при этом процессе .

7. При чихании мы брызгаем слюной со скоростью 170 км/ч. При кашле она может достигать скорости 900 км/ч.

Задача. Определите кинетическую энергию капли жидкости при чихании и кашле массой 1г.

8.Яки - крайне неприхотливые и очень полезные домашние животные. Их используют как мясное, молочное и рабочее животное. Очень ценится шерсть яков, ее можно настричь до 3 кг в год. Эти сильные быки легко переносят по горным тропам до 140 кг груза. А молока хотя яки дают и немного, зато оно очень жирное и полезное.

Задача. Как изменится энергия груза, переносимого яком, при подъеме на высоту 1000 м? Какую полезную работу при этом он совершит?

9.Давным-давно на севере Африки человек приручил дикого осла. Осел стал ходить под седлом, таскать вьюки и выполнять другие тяжелые работы. Правда , в отличие от лошади , ослов используют только в теплых странах, потому что они плохо переносят холод и сырость . По хорошей дороге осел может везти груз массой 300 кг со скоростью 7 км/ч . С седоком и грузом ослик легко поднимается по горной тропе . И тут ишаков не могут вытеснить ни машины , ни даже лошади .

Задача. Определите полную механическую энергию груза, который везет ослик на высоте 1 км над уровнем моря .

Задачи для любителей географии.

1.В Дании работает уже более 4 тысяч ветроэнергетических установок, которые обеспечивают 4 - 5 % общего производства электроэнергии. Предполагается , что к 2030 году эта доля возрастет до 25 - 30 % , что позволит вдвое сократить выбросы углерода в атмосферу .

Задача. Объясните действие ветроэлектрической станции. Как преобразуется при этом энергия ветра ?

2.В Китае в верхнем течении реки Янцзы начато сооружение гигантского гидроузла Санься (" Три ущелья ") с гидростанцией мощностью в 18 млн. кВт. Ее плотина, в теле которой будут установлены 26 турбин, поднимается на высоту 180 м при длине более 2.5 км. Она образует водохранилище длиной в 700 км . Первый агрегат этой ГЭС намечено ввести в строй в 2003 году , последний в 2009 г.

Задача. Какой энергией будет обладать 1 кг воды, падающий с этой плотины? Какую энергию будет вырабатывать эта электростанция за 1 сутки?

3.В Лаосе, где Меконг - "отец рек " - плавно несет свои воды, находится Гора чудес . 328 ступеней ведут на вершину горы Пхуси. Подъем на Гору чудес под палящими лучами солнца - серьезное испытание. Но при этом совершается чудо: паломник избавляется от груза мирских забот и приобретает полную уверенность в себе. Стоящая на вершине пагода воздвигнута , по преданию , по личному указанию Будды на месте , где начинался проход к центру Земли .

Задача. При подъеме под лучами палящего солнца мирских забот у мирянина уменьшается. Что же у него увеличивается ?

4.В Дании более ста лет назад была построена первая ветроустановка. Качество и разнообразие более двух тысяч пластиковых ветряков не имеют равных в мире. Экспорт ветроустановок в США, ФРГ, Китай, Австралию, Бразилию, Грецию, Египет, Индию, Иорданию, Пакистан, Таиланд, Зимбабве приносит значительный доход " крылатому " государству .

5.В юго-восточных Каракумах Туркменистана грунтовые воды находятся особенно глубоко. Поэтому колодцы в 200 - 240 метров глубиной здесь редкость. Речь идет не об артезианских колодцах, а о выкопанных руками человека, с помощью элементарных орудий труда колодцах. Самым глубоким колодцем в мире был колодец в 270 метров глубиной. Утверждение о том, что в колодезном мастерстве сочетаются знания горняка, ученого и удачливость кладоискателя, совершенно справедливо .

Задача. Какую энергию нужно приложить, чтобы поднять на поверхность со дна глубокого колодца ведро (10 литров) воды?

6.На западе Азербайджана, в пяти километрах от райцентра Ханлар по дороге происходит интересный феномен. На спуске одной из дорог , можно выключить двигатель автомобиля и наблюдать , как стоящий на спуске автомобиль , постепенно набирая скорость , движется ... вверх . Причем это явление наблюдалось , как на середине подъема , так и в самом начале .

Задача. Нарушается ли при этом закон сохранения энергии? Как изменяется потенциальная и кинетическая энергия автомобиля при этом явлении? Как вы думаете за счет, каких сил?

7.У нас в стране подлинным чудом природы является Долина гейзеров на Камчатке. У каждого из двадцати трех гейзеров долины свое имя: Непостоянный, Бурлящий, Розовый Конус, Тройной, Фонтан, Жемчужный ... Как в громадной бочке вокруг гейзера плещется кипящая вода. В течение трех- четырех минут с грохотом , толчками выбрасывается столб воды на высоту до двенадцати метров ; затем интенсивность извержения ослабевает , уменьшается количество пара и высота фонтана .

Задача. С какой скоростью выбрасывается вода из гейзера? Какой энергией должен обладать гейзер, чтобы выбросить центнер воды на указанную высоту?

8. При образовании рифели – мелкой волновой ряби на песке и снеге – средняя высота подъема переносимых ветром песчинок и ледяных кристаллов обычно 10 –20 см, выше одного метра частицы редко поднимаются. Размеры находящихся на рифелях песчинок составляют 0.3 – 0.05 мм, а льдинок 0.1 – 0.15 мм.

Задача. Определите энергию, необходимую ветру поднять песчинку и льдинку на вышеуказанную высоту. Считайте, что песчинки имеют форму куба, а льдинки форму шара.

9.Водопады возникают, когда русло речки пересекает каменный уступ. Постепенно подтачивая более мягкие породы, вода круто низвергается вниз. Самый высокий водопад в мире называется Анхель. Он находится в Венесуэле, его высота 1054 метра. Крупнейший по водности водопад находится в США. Это Ниагарский водопад, его ширина 914 метров, а высота- около 50 метров. Водопад Виктория на реке Замбези в Африке имеет ширину 1800 м и высоту 120м.

Задача. Определите энергию, которой обладает 1 кг воды, падающей в выше приведенных водопадах. Как изменяется энергия при падении воды?

Физические эксперименты.

1.Измерение потенциальной энергии силы тяжести.
Приборы и материалы: рычажные весы, разновесы, линейка, 3-4 тела.
Примечание. Измерьте массу тела и высоту, на которой он находится от поверхности пола. По этим данным рассчитайте потенциальную энергию силы тяжести.

Номер опыта Масса, кг Высота, м Потенциальная
энергия, Дж
1
2

2. Измерение потенциальной энергии силы упругости.
Приборы и материалы: динамометр, линейка, 3-4 груза по 100 г, пружины или резинки.
Примечание. Подвешивая по одному грузу к пружине и измеряя деформацию, определить жесткость пружины. Затем подвешивая к пружине по одному грузу, измерить деформацию и рассчитать потенциальную энергию силы упругости.

Номер опыта Сила упругости,
F упр, Н Деформация,
х, м Коэффициент жесткости,
k, Н/м Потенциальная энергия силы упругости, Дж
1
2
3


29.Обобщение материала по теме «Механическая работа, мощность, энергия»

Теоретическая часть.

Базовый уровень.

1.Механическая работа. Единица измерения механической работы. В каких случаях совершается работа, а в каких случаях работа не совершается.
2.Мощность. Единицы мощности.
3.Энергия. Виды энергии. Потенциальная и кинетическая энергии.
4.Закон сохранения энергии.
5.Простые механизмы: наклонная плоскость, рычаг, подвижный и неподвижный блоки. Для чего необходимы эти механизмы?
6.Коэффициент полезного действия.

Вопросы на «5».

1.Работа силы тяжести, силы упругости и силы трения. Вывод формул.
2.Мощность при равномерном движении тела. Вывод формулы.
3.Вывод формулы для подвижного блока.
4.Условия равновесия рычага. Вывод формулы.


Практическая часть.
1
1.Из колодца глубиной 5 м подняли ведро воды массой 10 кг. Какую при этом совершили работу?
2.Трактор при пахоте за 1 минуту прошел расстояние 90 м. Сила тяги трактора 5 кН. Какова мощность двигателя трактора?
3.Объясните зачем пользуются неподвижным блоком.
4.Масса груза 200 кг. С какой силой необходимо действовать на веревку?
2
1.Грузовик везет груз массой 800 кг. Какую работу он совершит при перемещении груза на 1 км?
2.Какую работу совершит электродвигатель мощностью 2 кВт за 10 мин?
3.Как легче резать ножницами картон: помещая его ближе к концам ножниц или ближе к их середине.
4. К правому плечу рычага прикрепили груз массой 200 кг. Плечо при этом равно 30см. Какую силу необходимо приложить к левому плечу рычага длиной 1.5 м, чтобы рычаг уравновесился?
3
1.Какую работу надо совершить, чтобы выбросить из ямы грунт массой 250 кг? Глубина ямы 200 см.
2.Вычислите мощность электродвигателя, если за 1 минуту он совершает работу 36 кДж.
3.Где следует прикреплять ручку двери? Почему?
4.С помощью подвижного и неподвижного блока поднимают воду объемом 10 л на 4 м. Какую силу при этом прикладывают к веревке и какую работу при этом совершают? 4
1.Насос поднимает воду объемом 100 л на 5 м. Какую работу он при этом совершает?
2.На какую высоту можно поднять 2 кг груза за 5 мин используя двигатель мощностью 3 кВт?
3.Мыльный пузырь лопнул. Куда исчезла энергия, которую затратили на его надувание?
4.Масса груза 30 кг. Какую силу необходимо приложить, чтобы поднять груз?





Экспериментальная часть.

1.Определите потенциальную энергию груза, используя линейку и рычажные весы.
2.Определите потенциальную энергию пружины, используя динамометр и линейку.
3.Определите КПД наклонной плоскости, используя линейку и динамометр.

Итоговый кроссворд.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Вопросы.
1. Характеристика взаимодействия тел.
2. Причина отклонения вас вперед при торможении автобуса.
3. Древнегреческий математик, инженер, физик.
4. Мера инертности тела.
5. Вес тела измеряется в …
6. Изменение энергии.
7. Величина, которую можно измерить с помощью ареометра.
8. Линия, которую описывает тело при движении.
9. Его уменьшают, когда необходимо что-либо отрезать.
10. Единица температуры.


Ответы. 1.сила, 2.инерция, 3.Архимед, 4.масса, 5.ньютон. 6. Работа, 7. плотность, 8.траектория, 9. давление, 10. Кельвин

Ключевое слово «Аристотель». В сочинениях ученого Древней Греции – философа Аристотеля, жившего в 4 веке до нашей эры, появилось слово физика.


Итоговая контрольная работа.

1
1.Плотность фарфоровой плитки длиной 40 см, шириной 40 см и толщиной 0.5 см равна 2300 кг/мі.Определите массу плитки.
2.Человек оказывает на снег давление 2 кПа. Площадь его подошвы 320 смІ. С какой силой он давит на пол?
3.Кусок стекла разломили на две части, затем места разлома плотно прижали друг к другу. Почему части стекла снова не соединились?
4.Площадь льдины 4 мІ. Толщина 20 см.. Погрузится ли она полностью в пресную воду, если на нее встанет человек массой 80 кг? Плотность льда 900 кг/мі.
5. Шагающий экскаватор выбрасывает за один прием 10 мі грунта, поднимая его на высоту 20 м. Вес ковша без грунта 10 кН. Определите работу, совершаемую по подъему грунта и ковша. Плотность грунта 1500 кг/мі. 2
1.Площадь поверхности бетон-ной плиты 4 мІ, ее толщина 20 см. Определите вес этой плиты, если плотность бетона 2200 кг/мі.
2.В цистерне, заполненной нефтью, на глубине 2 м имеется кран, площадь отверстия которого 0.02 мІ. С какой силой давит нефть на кран?
3.Какие различия во внутреннем строении твердых тел и газов вы знаете?
4.Какую силу надо приложить, чтобы поднять под водой камень массой 20 кг. Объем камня 0.001 мі.
5.При помощи лебедки равномерно поднят груз на высоту 6 м за 1 минуту. При этом совершена работа 60 кДж. Вычислите массу поднятого груза, его вес и мощность двигателя лебедки.
3
1.Длина бруска 50 см, его ширина 40 см, толщина 5 см. Масса бруска 7.8 кг. Определите, из какого вещества сделан брусок. Чему равен вес этого бруска?
2.Спортсмен, масса которого 60 кг стоит на полу, площадь подошв 400 смІ. Какое давление оказывает человек на пол? Как изменится давление, если человек встанет на одну ногу?
3.При одной и той же температуре диффузия в газах протекает быстрее, чем в жидкостях. Почему?
4.Цепь выдерживает нагрузку 50 кН. Можно ли на этой цепи удерживать по водой гранитную плиту объемом 3 мі? Плотность гранита 2700 кг/мі.
5.Ведро с песком массой 20 кг поднимают при помощи неподвижного блока на высоту 5 м, действуя на веревку силой 250 Н. Вычислите КПД блока. 4
1.Площадь поверхности бруска 0.02мІ, его толщина 10 см. Определите массу и вес бруска, если плотность вещества 400 кг/мі.
2.Масса четырехосного прицепа с грузом 4 т. Определите давление, оказываемое прицепом на дорогу, если площадь соприкосновения каждого колеса 100 смІ.
3.Из баллона откачали часть воздуха. Как изменится давление газа на стенки колбы? Используя знания о молекулярном строении, объясните, почему изменится давление?
4.Будет ли плавать тело весом 100 Н и объемом 10 дмі, если его опустить в воду?
5.Воробей массой 100 г летит на высоте 2 м со скоростью 18 км/ч. Определите полную меха-ническую энергию, которой обладает воробей.


































Ответы.
К теме « Что изучает физика? Наблюдения и опыты.»
Задание 2
Механические
явления Оптические
явления Электрические
явления
Тепловые явления
Катится автомобиль
Падает парашютист
Гремит гром
Ветер колышет листья Мерцание звезд
Затмение Солнце
Тень от деревьев Сверкает молния
Электрическая искра
Электрическая лампочка горит Кипение воды
Снег
Выстрел из ружья

К теме «Физические величины. Измерение физических величин».
Проверка знаний и умений. Индивидуальные карточки-задания.

1 2 3 4
Дом(а), туман(б), время(г), пароход(а), вода(в), сталь(в), ветер(б), дождь(б), книга(а), камень(а), температура(г) Стекло(в), тетрадь(а), снег(б), дерево(в), окно(а), мел(а), свет(б), объем(г), иней(б), машина(а) Луна(а), самолет(а), площадь(г), град(б), время(г), пластик(в), ракета(а), радуга(б), ручка(а), пластилин(в) Скорость(г), аэроплан(а), свинец(в), северное сияние(б), олово(в), кислород(в)
площадь прямоугольника равна 50 смІ=0.005 мІ Объем кубика, 1000 смі=
0.001 мі Площадь квадрата 625смІ=
0.0625 мІ. Объем комнаты 24 мі

К теме: «Строение вещества. Молекулы.»
Качественные задачи.
1.Молекулы и атомы.
2.Дробление вещества, диффузия, броуновское движение, фотографии вещества электронными микроскопами и т.д.
3.Молекулы имеют одинаковые размеры и форму.
4.В зависимости от температуры, строения вещества, агрегатного состояния вещества промежутки между молекулами могут быть различными.
5.Одинаковы.
6.Различны.
7.Одинаков.
8.Различен.

К теме «Диффузия. Скорость движения молекул.»
Качественные задачи.
1. Соль растворяется быстрее в горячей воде.
2. Быстрее молекулы воздуха движутся летом, потому что летом температура выше, чем зимой.
3. Чем выше температура, тем быстрее протекает диффузия.
4. В больных, у них температура высокая.
5. У водяного пара молекулы движутся гораздо быстрее, чем у воды в твердом состоянии.
6. В холодном чае молекулы движутся медленнее.

Задачи для любителей биологии.
1. Потому что уменьшается температура и скорость движения молекул , следовательно, скорость диффузии тоже уменьшается.
2. За передачу запахов отвечает диффузия.
3. Скорость движения молекул достаточно большая и яд распространяется быстро.
4. Цвет и аромат чая – это следствие одного явления, диффузии.
5. Диффузия может протекать в газах, жидкостях, твердых телах. Могут диффундировать молекулы газа в жидкость и наоборот.

К теме «Температура».
Качественные задачи.
1.Где температура выше, там и скорость движения молекул выше.
2.Газовые, жидкостные (ртутные и спиртовые), полупроводниковые, твердотельные.
3.Градусник.
4.При температурах ниже -39єС ртуть отвердевает и пользоваться ртутным термометром невозможно.
5.Это примерно - 4є С, надо одеться потеплее.
6. Вода отвердевает при обычных условиях при 0єС, а кипит при нормальных условиях при 100є С.
Задачи для любителей биологии.
1.При понижении температуры молекулы начинают двигаться медленнее, поэтому и замедляются функции организма.
Задачи для любителей географии.
1. При такой температуре ртуть в термометре замерзает и пользоваться термометром невозможно.

К теме «Состояние вещества».
Проверка знаний и умений.
1
1.Если молекулы одного и того же вещества, то отличие может быть в скорости движения. Если молекулы различных веществ, то они отличаются по размерам, составу.
2.Во всех веществах протекает диффузия.
3.В сосуде с горячей водой молекулы движутся быстрее.
4. 0.08 мі 2
1.В жидких веществах обычно диффузия протекает быстрее.
2.Размерами и составом. Так, молекула кислорода состоит из двух атомов кислорода, а молекула воды из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
3.В жаркую погоду молекулы воды движутся быстрее, чем в холодную. Этим объясняется быстрота испарения воды.
4. 0.02 мі
3
1.При нагревании промежутки между молекулами увеличиваются, размеры тела увеличиваются.
2.Нагреть твердое тело.
3.Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
4. 0.002 мі 4
1.В газах и жидкостях молекулы движутся быстрее, чем в твердых телах.
2.Одинаков.
3.Распространение запахов объясняет явление диффузии.
4. 0.064 мі
Качественные задачи.
1. Могут.
2. Да.
3. Конечно.
4. Состав молекул при этом не изменяется, изменяется расстояние между молекулами и скорость.
5. Молекулы в твердых кристаллических веществах находятся на строго определенном месте ( в узле кристаллической решетки), расстояние между молекулами часто называют постоянной кристаллической решетки. Молекулы жидкости находятся на очень близких расстояниях друг к другу. В газообразных веществах расстояния между молекулами значительно больше, чем в жидкостях и газах.
Задачи для любителей литературы.
1. О газообразном, жидком и твердом состоянии воды. Но не путать: туман – это капельки жидкой воды.
2. Иней – твердое состояние воды.

К теме: «Механическое движение. Равномерное и неравномерное движение».
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
2 ч = 7200 с 400 см = 4 м 3400 мм = 3.4 м
20 км =20000 м 30 мин =1800 с 1 сут =86400 с

К теме: «Скорость».
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
36 км/ч= 10 м/с 6 км/мин = 100 м/с 7.9 км/с=7900 м/с
2.5 ч = 9000 с 10 мин =600 с 2 сут =172800 с
360 км =360000 м 450 см =4.5 м 80 мм =0.08 м
Задачи для любителей биологии.
1.Примерно 4.5 с.
2.Примерно 41.7 м.
3.Скорость серой вороны 13.9 м/с, у скворца 20.6 м/с, у мелких воробьиных от 13.9 до 16.7 м/с, у уток 20 м/с, у гусей 25 м/с.
4.Примерно 66 ч.
5.Сокол сапсан 100 м/с – 1 место, иглохвостый стриж 50 м/с –2 место, ласточка 33.3 м/с – 3 место, альбатросы 27.8 м/с – 4 место и то при попутном ветре.
6.22.5 ч
7.За одну минуту стриж с максимальной скоростью мог бы пролететь 2500 м, а кряковые утки примерно 1600 м.
8.За 5 с гепард преодолевает расстояние 153 м.
9. Так как один узел равен 0.541 м/с, то касатки могут развивать скорость до 16 м/с.
10. За 70 ч
11.Примерно 5.3 м/с
Задачи для любителей географии.
1.Примерно 2250 с=37.5 мин.
2.Примерно 10 м/с.
3.Примерно за 1.5 ч.
4.Примерно 63 м/с.
Проверка знаний и умений.
1
1. 162 000 м
2. 50 с 2
1. 15000 м
2. 500 с = 8.3 мин
3
1. 1500 м
2. 500 с = 8.3 мин 4
1. 3600 м
2. 100 м/с


К теме «Инерция. Масса».
Качественные задачи.
1.По инерции.
2.Это следствие инерции.
3.Чтобы они могли тянуть состав, то есть чтобы они были более инертными.
4. Когда ударяешь рукояткой по твердой поверхности, молоток или топор по инерции насаживают на ручку.
5.Когда ударяешь по ковру, он вместе с пылью приходит в движение, но ковер более массивен, поэтому по инерции пылинки продолжают двигаться и вылетают из ковра.
6.Столкнуть их. Тело, которое более массивное, отлетит на меньшее расстояние, чем менее массивное тело.
Задачи для любителей биологии.
1.Скат морской дьявол имеет наибольшую массу 1500 кг, наименьшую массу имеет пиявка 0.002 кг.
2.Примерно 42 карата.
3.0.6 кг или 600 000 мг.

К теме: «Плотность».
Задачи на перевод единиц измерения.
1.8 г/смі=1800 кг/мі 250 см =2.5 м 5 л =0.005 мі
250 г =0.25 кг 22.8г/смі=22800 кг/мі 280 смІ =0.00028 мі
450 смі =0.00045 мі 1.2 ц =120 кг 4500 г =4.5 кг
3.5 т =3500 кг 4800 смі =0.0048 мі 2.8 г/смі=2800 кг/мі
Качественные задачи.
1.Железный, так как плотность у железа меньше, чем у свинца.
2.Сосуд с водой, потому что плотность воды больше, чем у керосина.
3.Объем детали увеличивается, плотность уменьшается, а масса остается прежней.
4.Сосуд с маслом, так как плотность масла меньше, чем плотность у воды.
5.Это число означает, что 1 мі сосны будет иметь массу 700 кг.
6. Примерно в 2.5 раз.
7.Конечно, ваты.
Задачи для любителей биологии.
1. 5 мі.
2. Примерно 84.6 кг




Проверка знаний и умений.
1
1.Масса бутыли с водой больше, так как плотность воды больше, чем плотность керосина.
2.0.001 мі
3.1.5 кг
4.5 рейсов 2
1.Объем цинкового бруска больше, потому что плотность цинка меньше, чем плотность латуни.
2. 0.0023кг
3.0.0192 кг
4. 10 цистерн
3
1.Бензин, так как плотность бензина меньше, чем плотность нефти.
2. 5 кг
3. 16 кг
4. 10 шт 4
1.Это означает, что 1 мі воздуха будет иметь массу 1.29 кг.
2.Если это сплошное тело, то возможно это корунд (плотность 4000 кг/мі), если не сплошное, то может быть любое вещество, плотность которого больше плотности 4000 кг/мі
3. 0.78 кг
4. 2 рейса

К теме «Сила».
Качественные задачи.
1. Например, автомобиль останавливается, камень падает вниз, ракета взлетает и т.д.
2. Пружина растягивается, провода линий электропередач провисают, кирпич разломили на части и т.д.
3. На молекулы жидкости действует сила, которую мы называем силой тяжести.
4.
- автомобиль останавливается ( сила трения)
- спутник движется вокруг Земли ( сила всемирного тяготения),
- книжка лежит на парте ( сила тяжести),
- ракета взлетает( сила тяги двигателей),
- метеор сгорает в атмосфере (сила сопротивления воздуха),
- ветка яблони гнется под действием на нее яблок (сила упругости),
- человек идет по дороге( сила трения и сила ног человека, сила тяжести и сила упругости земли),
- Луна движется вокруг Земли ( сила всемирного тяготения),
- Канатоходец идет по канату (сила упругости).
5. Шайба катится по абсолютно гладкому льду, космический корабль далеко от звезд и планет и т.д.

К теме «Сила тяжести».
Задачи для перевода единиц измерения физических величин в СИ.
200 г = 0.2 кг 450 кН = 450000Н 8900 г =8.І кг
3 кН =3000 Н 72 км/ч =20 м/с 2.8 г/смі =2800 кг/мі
4.5 т =4500 кг 45 км =45000 м 250 мН =0.25 Н
Качественные задачи.
1. Зависит, так как g – с высотой уменьшается.
2. Сила тяжести одинакова.
3. На полюсах.
4. Сила тяжести одинакова.
6. На капельки дождя действует сила тяжести.
7. На листик действует сила тяжести.
8. На парашютиста действует сила тяжести.
Задачи для любителей биологии.
1. 160 – 200 Н
2. 0.05 Н и 0.1 Н
3. 500-600 Н
5. 130 кг. Сила тяжести увеличивается на 1300 Н.
6. 0.5 Н

К теме «Сила упругости».
Качественные задачи.
1. Стены домов сжимаются под действием перекрытий; ветки деревьев под действием плодов изгибаются; рессоры автомобиля во время езды деформируются и т.д.
2. Пластилин разминаем в руках – это неупругая деформация; растягиваем резинку – упругая деформация ( если резинка не порвалась).
3. Пружина сжимается и растягивается еще некоторое время под действием силы упругости.

К теме «Сила трения».
Качественные задачи.
1. Для увеличения силы трения используют более шероховатые поверхности, автомобили «обувают» шинами с протектором, скользкие дорожки посыпают песком и т.д. Для уменьшения трения используют различные смазки.
3. Сила трения направлена в противоположную сторону движению тела. (кроме силы трения качения)
4. Чтобы увеличить силу трения.
5. Чтобы увеличить силу трения.
6. Чтобы увеличить силу трения.
7. Масло смазывает трущиеся детали двигателя и уменьшает силу трения.
8. Чтобы лыжи лучше скользили.
9. Для уменьшения силы трения.
10. Для вездехода на воздушной подушке смазкой является воздух, который находится между землей и вездеходом.
11. Чтобы увеличить сцепление с грунтом, то есть увеличить силу трения.
Задачи для любителей биологии.
1. Поверхность рыб обтекаемая, да еще и покрыта особой слизью, которая уменьшает трение о воду.
3. При равномерном движении саней около 20 Н.
4. 0.15

К теме «Вес тела. Невесомость и перегрузки.»
Качественные задачи.
2. Вес тела увеличивается.
3. Вес тела увеличивается.
4. Вес тела уменьшается.
5. Да.
6. Да.
7. Сначала увеличится при разгоне, при равномерном движении изменяться не будет, при торможении лифта уменьшится.

К уроку обобщения по теме «Взаимодействие».
Ответы к практической части.
1
1. 450 кг
2. 25200 км
3. 280 Н
4. F упр, кН
4
2
0 х,м
1 2 3 4 5 2
1. 0.002 мі
2. 100 с
3. 400 Н
4. 4 кН
3
1. 2 Н
2. 1.2 м
3. 0.0025 мІ
4. 5000 Н/м 4
1. 10 Н
2. 20 м
3. Примерно 312 Н4. 2



К теме «Давление».
Качественные задачи.
1.В первом случае, чтобы уменьшить давление на стопу, во втором случае, чтобы увеличить давление на землю.
2.Для этого увеличивают площадь соприкасающихся поверхностей или уменьшают силу давления.
3.Для этого увеличивают силу давления или уменьшают площадь соприкасающихся тел.
4.Острой, давление при одной и той же силе больше.
5.Лесники используют широкие лыжи, чтобы уменьшить давление на снег.
6.Такой настил уменьшает давление на грунт.
7.Чтобы уменьшить давление на обрабатываемую землю.
8.В (а) левый кирпич будет оказывать большее давление, так как у него меньше площадь соприкосновения со столом.
В (б) правый кирпич будет оказывать большее давление на стол.
В (в) давление будет одинаковым.
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
200 кПа = 200000 Па 800МПа =800000000Па 2.5 т =2500 кг
4.5 кН =4500 Н 200 ммІ = 0.0002 мІ 8.8 к Па =8800 Па
300 смІ =0.03 мІ 400 г=0.4 кг 2500 смІ=0.25 мІ
Задачи для любителей географии.
2. 500 Н
Задача для любителей истории.
1. 60 кПа
Проверка знаний и умений.
1
1. 3.3 МПа
2. Увеличится.
3. 25 кПа 2
1. 10 МПа
2. Чтобы уменьшить давление на палец.
3. 10 кПа
3
1. 25кПа
2. При ходьбе.
3. 3.75 МПа 4
1. 600 Па
2. Для увеличения давления.
3. 4 кПа

К теме «Давление газов».
Качественные задачи.
1. Давление газов зависит от температуры, концентрации и молекулярного строения газа.
2. Давление газа увеличивается с повышением температуры.
3. Из-за увеличения давления воздуха со стороны шарика.
4. Давление увеличилось.
5. Давление при этом уменьшилось.
6. Давление в баллоне увеличилось.
7. Баллон может взорваться из-за повышения давления газа.
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
2.5 кПа =2500 Па 5000 смІ =0.5 мІ 8000 ммІ=0.08 мІ
200 см =2 м 450 кН =450000Н 7.8 г/смі=7800 кг/мі
4.6 МПа =4600000 Па 600 мм =0.6 м 500 г=0.5 кг
Проверка знаний и умений.
1
1.Хлор.
2. 50 Н 2
1.Объем шарика уменьшается, давление воздуха внутри шарика уменьшается.
2. 2000 Н
3
1.Давление уменьшилось.
2.0.0008 мІ 4
1.Давление увеличилось.
2. 0.4 мІ

К теме «Давление жидкостей».
Качественные задачи.
1.Давление в жидкости зависит от плотности жидкости, глубины погружения в жидкость и ускорения свободного падения.
2.В сосуде с водой, так как плотность воды больше.
3.На рисунке (а) давление на дно левого сосуда больше, так как высота столба жидкости больше при равных других условиях.
На рисунке (б) давление на дно сосудов одинаковое.
На рисунке (в) давление на дно сосудов одинаковое.
На рисунке (г) давление у самой нижней указанной точки будет выше, так как больше столб жидкости.
На рисунке (д) ртуть будет оказывать большее давление, так как плотность ртути больше, чем у воды.
4.Давление на дно увеличится, так как высота столба жидкости увеличится.
5.Давление увеличится.
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
380 кПа =380000 Па 2500 мм =2.5 м 250 г =0.25 кг
4.5 км =4500м 45.6 МПа=45600000 Па 450 мН =0.45 Н
34 кН =34000Н 80 см =0.8 м 300 смІ=0.3 мІ
Задачи для любителей биологии.
1. Давление на гагару 800 кПа, на пингвина 8 МПа.
2.30 кПа, 3Н.
4.510 кПа.
Проверка знаний и умений.
1
1. 20м
2. 800 Н 2
1. 25 кПа
2. 400 Н
3
1. 10 м
2. 25.6 Н 4
1.200 кПа
2. 408 Н

К теме «Сообщающиеся сосуды».
Качественные задачи.
1. Закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости не действует.
2. Вода будет выше ртути, но давление на дно в обоих случаях будет одинаковое.
3. На рисунке (а) из левого колена жидкость будет перетекать в правое, пока уровень жидкости в сосудах не уровняется.
На рисунке (б) из правого колена жидкость будет перетекать в левое, пока уровень жидкости в обоих коленах не станет равным.
На рисунке (в) жидкость перетекать не будет.
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
72.5 кПа =72500 Па 3400 кН =3400000 Н 8.4 МПа =8400000 Па
2.5 км =2500 м 250 мм =0.25 м 90км/ч =25 м/с
430 смІ=0.043 мІ 35 см =0.35 м 13.5г/смі=13500 кг/мі
Проверка знаний и умений.
1
1.В правом колене находится ртуть.
2. 0.5 м (при плотности керосина 800 кг/мі) 2
1.Уровень во всех коленах сосуда увеличится и станет на одном уровне.
2.Это нефть.
3
1.Жидкость из правого колена будет перетекать в левое до тех пор, пока уровни жидкости в коленах не уровняются.
2. 0.4 м 4
1.

2. 2.5 кПа.

К теме «Атмосферное давление».
Качественные задачи.
1. Атмосферное давление зависит от высоты, чем выше мы над уровнем моря, тем атмосферное давление меньше.
2. Атмосфера – воздушная оболочка Земли. Атмосферное давление – давление атмосферы или воздушной оболочки.
3. Барометрами.
4. На молекулы воздуха действует сила тяжести, поэтому они не могут улететь в космическое пространство.
5. На Луне сила тяжести в 6 раз меньше, чем на Земле. Поэтому молекулы газов улетают с ее поверхности, преодолев силу тяжести.
6. Причина атмосферного давления – на каждую молекулу воздуха действует сила тяжести.
7. Можно, но тогда размеры этих приборов будут громадными.
Задачи на перевод единиц измерений в СИ.
450 кПа=450000 Па 25 МПа =25000000Па 800 мм рт ст =106400 Па
780 мм рт ст=103740 Па 270 см =2.7 м 800 смі=0.0008 мі
456 смІ=0.0456 мІ 4.5 км =4500 м 600 мм рт ст =79800Па
100 мм рт ст =13300 Па 980 мН =0.98 Н 285 мм =0.285 м
Проверка знаний и умений.
1
1.Размеры учебника примерно 25*17 см, при нормальном атмосферном давлении 760 мм рт ст, сила атмосферного давления равна примерно 4300 Н.
2. 50 кПа 2
1. Примерно 61 кН
2. 8 кН
3
1.Примерно 1.6 МН.
2. 4 Н 4
1. 3340 Н.
2. 30 м.

К обобщению материала по теме «Давление».
Практическая часть.
1
1.70 м
2.100 Па
3. 50 кН
4. 98420 Па 2
1.480 Па
2.Примерно 83 кПа
3.0.25 м4. 9 Н
3
1. 2 МПа
2. Примерно на 50 м
3. 500Па
4. 2 м 4
1.103
2. 0.02 мІ
3.Это либо фреон, либо какой-то натуральный сок, плотность которого 1330 кг/мі
4.10 кПа

К теме «Сила Архимеда».
Качественные задачи.
1. Сила Архимеда зависит от плотности жидкости, от объема твердого тела и от ускорения свободного падения.
2. В море, плотность морской воды больше, чем плотность обычной воды.
3. Водой тушить нефть, бензин, керосин бесполезно, так как все эти нефтепродукты будут всегда на поверхности воды.
4. На гирю из алюминия выталкивающая сила действует больше, так как объем этой гири больше.
5. На все тела сила Архимеда действует одинаково.
6. На рисунке (а) на правое тело действует большая сила Архимеда, так как объем этого тела больше.
На рисунке (б) на левое тело действует меньшая сила Архимеда, на два других тела действуют равные силы Архимеда.
На рисунке (в) все зависит от плотности жидкостей.
На рисунке (г) на левое тело действует большая сила Архимеда.
На рисунке (д) силы Архимеда одинаковые.
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
4 кН=4000 Н 430 смІ=0.043 мІ 240 мм =0.24 м
380 смі=0.00038 мі 250 кПа =250000Па 5600смі-0.0056 мі
790 мм рт ст =105070 Па 8.7МПа=8700000 Па 45.8 кН =45800 Н

К теме «Плавание тел».
Качественные задачи.
1. Тела, плотность которых больше плотности ртути, утонут. Тела, плотность которых меньше плотности ртути, будут плавать на ее поверхности.
2. Плотность этих тел должна быть равна плотности машинного масла.
3. В керосине он утонет, а в воде будет плавать.
4. Плотность этих газов должна быть меньше средней плотности пузыря.
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
7.8 смі=0.0000078 мі 8.9 г/смі=8900 кг/мі 430 г =0.43 кг
8.7 смІ =0.00087 мІ 25 кПа =25000Па 2.3 т=2300 т
5.5 кН =5500 Н 8.4 МН =8400000 Н 540 смі =0.00054 мі


К обобщению материала по теме «Плавание тел».
Практический тур.
1
1. 8 Н и 4 кПа.
2. Тело будет находиться в равновесии с водой.
3. Показания увеличиваются.
4. В воде камень удерживать легче, потому что сила Архимеда в воде действует на камень больше, чем в керосине.
5. Капрон утонет во всех жидкостях, плотность которых меньше 1140 кг/мі . 2
1. В воде 2 Н, в нефти 1.6 Н, в керосине 1.6 Н.
2. 140 Н
3. Кусок гранита, так как его объем больше и выталкивающая сила на него действует большая.
4. Уменьшаются.
5. Да, пока уровни в обоих сосудах не уравняются.
3
1. Для всех перечисленных тел одинакова и равна 4 Н
2. 2000 Н
3. Вода на корпус лодки оказывает давление, если корпус не будет герметичным, то лодка просто заполнится водой.
4. Нет
5.Глубже погрузится березовый шарик, а меньше всего погрузится пробковый шарик. 4
1. 4 кПа, 120 Н
2. Это тело будет плавать на поверхности воды.
3. На дне ртуть, сверху ртути вода, а сверху воды масло.
4. На лист действует атмосферное давление.
5. Давление с увеличением погружения в жидкость увеличивается, а сила Архимеда не изменяется.

К теме «Работа».
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
20МДж =20000000Дж 180 кДж =180000Дж 108 км/ч =30 м/с
2.5 кН =2500Н 34 см =0.34 м 34 кПа =34000Па
3.4 км =3400 м 280 г =0.28 кг 350 мм =0.35 м
Качественные задачи.
1.Совершают работу такие силы:
а) санки скатываются с горы, (сила тяжести и сила трения)
б) камень падает с горы, ( сила тяжести)
в) автомобиль останавливается, ( сила трения)
г) пружина сжимается, ( сила упругости)
д) взлетает воздушный шар, ( сила Архимеда)
е)спортсмен поднимает гирю, ( сила рук спортсмена)
ж) выстрел из пневматической винтовки, ( сила давления газов)
з) сход снежной лавины, ( сила тяжести )
и) сгорание в атмосфере Земли метеора, ( сила сопротивления)
к) выстрел из пушки, ( сила давления газов)
л) выстрел из арболета, ( сила упругости)
м) движение стрелки пружинных часов. ( сила упругости)
2. а) шарик катится по гладкой поверхности стола – работа не совершается,
б) трактор пашет землю- работа совершается силой тяги трактора,
в) подъемный кран поднимает груз – работа совершается против силы тяжести,
г) штангист удерживает штангу – работа не совершается,
д) на столе стоит самовар- работа не совершается,
е) ученик поднимается по лестнице- работа совершается,
ж) ученик спускается с лестницы- работа совершается,
з) по льду катится шайба- работа не совершается.
Проверка знаний и умений.
1
1. 180 кДж
2. 15 МДж 2
1. 480 Дж
2. 20 м
3
1. 5 кДж
2. 1500 МДж 4
1. 5000 кг
2. 15 кДж

К теме «Мощность».
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
800 кВт =800000 Вт 2 ч = 7200 с 54 км/ч =15 м/с
43.5 МДж =43500000Дж 4.5 км =4500 м 34 МВт =34000000Вт
82 ГДж =82000000Дж 3 сут =259200 с 31 кН =31000 Н
Качественные задачи.
1.Мощность двигателя первой лебедки в 5 раз больше мощности двигателя медленной лебедки.
2.Мощность первого подъемника в два раза больше второго.
3.Мальчик, который вбегает.
6.При быстрой езде мощность больше.
7.Автомобиль, который движется быстрее, развивает большую мощность.
8.Если массы тел одинаковые, то мощность, развиваемая для подъема меньшего по объему тела больше.

Проверка знаний и умений.
1
1. 1кВт
2. 600 кДж
3. Примерно 14 Вт 2
1. 2000 с
2. 60 Вт
3. Примерно 1500 Вт
3
1. 20 кДж
2. 50 с
3. 2500 Вт 4
1. 8000 Вт
2. 3 МДж
3. 5 МВт

К теме «Простые механизмы».
Задачи на перевод единиц измерения в Си.
4.8 МДж =4800000 Дж 54 кПа=54000Па 420мм=0.42 м
36 см =0.36 м 23.2 МВт = 23200000Вт 18км/ч=5 м/с
200 смІ =0.02 мІ 25.8 мН =0.0258 Н 80 кВт=80000Вт
Качественные задачи.
1. Для того, чтобы при подъеме груза кран не перевернулся.
2. Например, подвижный блок или наклонная плоскость.
3. Таких механизмов нет.
4. Для того чтобы увеличить плечо рычага, ручку прикрепляют дальше от оси вращения. В этом случае для открытия двери необходима меньше сила.
5. Для изменения направления действия силы.
6. В 2 раза, если не учитывать силы трения в блоке. Выигрыша в работе блок не дает.
7. КПД механизма всегда меньше 100 %.
8. Рычагом называют любое тело, имеющее ось ращения.
9. Блок, имеющий подвижную ось вращения, называют подвижным. Если ось неподвижная, то такой блок называется неподвижным.
Проверка знаний и умений.
1
1. 40 Дж
2. 8 с
3. 500 Н 2
1. 40кДж
2.2000 Н
3.6000 Н
3
1. 5 Дж
2. 3 МВт
3. 20 Н 4
1. 150кДж
2.60000 кг
3. 1м


К теме «Энергия».
Качественные задачи.
6. Энергии пуль в этом случае равны. У пули, летящей вверх, кинетическая энергия уменьшается. У пули, которая летит вниз, кинетическая энергия увеличивается.
7. Потенциальная энергия более массивного тела в два раза больше потенциальной энергии меньшего тела.
8. Энергия пружины изменилась в 4 раза.
9. Кинетическая энергия уменьшилась в 4 раза.
10. Могут, при равных других значениях. Для кинетической энергии скорости тел должны быть равны.
Задачи на перевод единиц измерения в СИ.
2.7 кДж =2700 Дж 2кН/м =2000 Н/м 230 г =0.23 кг
8.5 МВт=8500000Вт 20 см =0.2 м 180 м/мин =3 м/с
9 км/ч =2.5 м/с 5.5 кВт =5500 Вт 25.8 МДж =25800000Дж
Проверка знаний и умений.
1
1. 1.00125 МДж
2. Например, трактор пашет землю, штангист поднимает штангу, ученик несет портфель. 2
1. 60 кг
2. Например, летит птичка, спортсмен бежит стометровку, камень падает
3
1. 170 Дж
2. Например, шайба скользит по гладкому льду, шарик катится по поверхности стола, споткнувшись, мальчик падает вперед. 4
1. 25Дж, 5 м
2. Например, ручка лежит на столе, кирпич, на 7 этаже в кладке, поднятая гиря.

К обобщению материала по теме «Работа. Мощность. Энергия»
Практическая часть.
1
1. 500 Дж
2. 7500 Вт
3. Для изменения направления действия силы.
4. 500 Н 2
1. 8МДж
2. 1.2 МДж
3. Ближе к середине.
4. 400 Н
3
1. 5 кДж
2.100 Вт
3. Дальше от петель.
4. 50 Н, 400 Дж 4
1. 5 кДж
2. 45000 м
3. Превратилась во внутреннюю энергию.
4. 100 Н

Итоговая контрольная работа.
1
1. 18.4 кг
2.Если человек стоит на одной ноге, то сила давления равна 64 Н.
3.Расстояние между молекулами достаточно большое, чтобы начали действовать силы взаимного притяжения между молекулами.
4.Погрузится полностью.
5.3.02 МДж 2
1. 17600 Н
2. 320 Па
3.Молекулы газов движутся очень быстро, и в основном движение молекул поступательное. В твердых телах молекулы колеблются вокруг узлов кристаллической решетки. Молекулы газов расположены хаотично, молекулы кристаллов имеют строго упорядоченную структуру. И т.д.
4.190 Н
5. 1000 кг, 10 кН, 1 кВт
3
1.Это тело может быть сделано из вещества, плотность которого больше или равна 780 кг/мі.
2.15 кПа, увеличится в два раза.
3.Молекулы в газах движутся быстрее, чем в жидкостях.
4.Нет, так как потребуется сила 51000 Н. Цепь не выдержит.
5.80 % 4
1.0.4 кг, 4 Н
2.500 кПа
3.Давление уменьшится, так как уменьшится число молекул, действующих на стенки.
4.Тело будет находиться в равновесии с водой.
5.3.25 Дж














Литература.

1.Е.Н.Анашкина ."300 вопросов и ответов о птицах ". Ярославль "Академия развития ". 1998 г.
2.В.А.Алексеев . " 300 вопросов и ответов о животных ". Ярославль "Академия развития " 1997 г.
3.Е.Н.Анашкина " 300 вопросов и ответов о домашних животных ". Ярославль " Академия развития " 1997 г.
4.В.П.Максаковский " Экономическая и социальная география мира". Москва " Просвещение " .2000 г.
5.З.А.Камышанова, К. А. Камышанов " 300 вопросов и ответов по истории и культуре древнего мира ". Ярославль " Академия развития " 1998 г.
6.С.А.Кочнев " 300 вопросов и ответов о земле и вселенной ". Ярославль " Академия развития " 1997 г.
7.Европейский эпос античности и средних веков. Москва. "Детская литература" 1984 г.
8.Н.Носов. Незнайка на Луне. Кишинев. "Литература артистикэ".1990 г.
9.А.Беляев .Человек - Амфибия .Подводные земледельцы . Элиста " Калмыцкое книжное издательство " .1977 г.
10.Е.И.Соколова, Т.И.Тарабрина. Загадки лесной опушки. Академия, К. Ярославль 2000 г.
11.Е.И.Соколова, Т.И.Ларина. Загадки мудрой совы. Академия, К.
Ярославль 2000 г.
12.Е.И.Соколова, Т.И.Тарабрина. Загадки веселых мастеров. Академия , К. Ярославль 2000 г.
13.Д.Н.Садовников " Загадки русского народа " 1876 г. Петербург.
14.Сборник загадок. Пособие для учителя. Москва "Просвещение".1988г.
15.Владимир Даль " Толковый словарь живого великорусского языка ". В 4 томах. Москва " Русский язык " 1979 г.
16.К.Ю.Богданов " Физик в гостях у биолога ". Москва " Наука " . 1986г.
17.А.С.Енохович " Справочник по физике ". Москва "Просвещение" 1990 г.
18.А.С.Емельянов " 300 вопросов и ответов по странам и континентам ". Ярославль " Академия развития " 1997 г.
19.В.А.Алексеев " 300 вопросов и ответов о насекомых " Ярославль "Академия развития " 1998 г.
20.Н.Грин, У. Стаут, Д. Тейлор. "Биология" в 3-х томах. Москва "Мир". 1990 г.

21.М.Б.Беркемблит, Е. Г. Глаголева. " Электричество в живых организмах ". Москва " Наука " . 1988 г.
22.В.Р.Ильченко " Перекрестки физики, химии и биологии ". Москва "Просвещение " .1986 г.
23.В.Мезенцев " Чудеса. Популярная энциклопедия " в 2 - х томах. Главная редакция казахской советской энциклопедии. Алма-Ата . 1990г.
24.А.И.Константинов, В. Н. Мовчан. "Звуки в жизни зверей". Ленинград . Издательство Ленинградского университета .1985 г.
25.А.П.Большаков " Биология. Занимательные факты и тесты ". Санкт-Петербург. Паритет . 1999 г.
26.Бионика. Издательство " Наука ". Москва . 1965 г.
27.Ц.Б.Кац " Биофизика на уроках физики ". Москва. "Просвещение".1988 г.
28.В. И. Арабаджи « Загадки простой воды». Москва. «Знание». 1973г.
29. «Хочу все знать» . Ленинград. «Детская литература». 1970 г.
30. Энциклопедия «Физика». Москва «Аванта +».1999 г.
31. Энциклопедия «Техника». Москва «Аванта +» 1999 г.
32. Г. Остер «Физика». Москва «Росмен» 1997 г.
33. Лукашик «Задачник по физике 7-8 кл». Москва. «Просвещение». 1993 г.