МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для обучающихся по выполнению лабораторных и практических работ по учебной дисциплине ОУД.08 Физика по специальности 09.02.05 Прикладная информатика
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
НЕФТЕКАМСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для обучающихся по выполнению лабораторных и практических работ
по учебной дисциплине ОУД.08 Физика
по специальности 09.02.05 Прикладная информатика
Нефтекамск, 2016 г.
Методические указания по выполнению лабораторных и практических работ разработаны для студентов ГБПОУ Нефтекамский педагогический колледж в соответствии с требованиями Федеральных государственных образовательных стандартов по специальности среднего профессионального образования 09.02.05 Прикладная информатика.
.
Методические указания по выполнению практических работ адресованы обучающимся очной формы обучения.
Организация-разработчик: ГБПОУ Нефтекамский педагогический колледж
Разработчики:
Афанасьева И.Э., преподаватель ГБПОУ Нефтекамский педагогический колледж
Рассмотрены и одобрены на заседании цикловой комиссии _________________________
Протокол № ___ от «___» ____________ 2016 г.
Председатель ЦК ________________________________
СОДЕРЖАНИЕ
13 TOC \o "1-1" \h \z \u 1413 LINK \l "_Toc469985659" 14ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 13 PAGEREF _Toc469985659 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985660" 14ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ / ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ Естествознание (физика) 13 PAGEREF _Toc469985660 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985661" 14ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ / ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ 13 PAGEREF _Toc469985661 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985662" 14Практическое занятие №1. Решение задач на движение. 13 PAGEREF _Toc469985662 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985663" 14Практическое занятие №2. Решение задач на законы Ньютона. 13 PAGEREF _Toc469985663 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985664" 14Практическое занятие №3. Решение задач по теме «Силы в механике». 13 PAGEREF _Toc469985664 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985665" 14Практическое занятие №4. Решение задач по теме «Законы сохранения в механике». 13 PAGEREF _Toc469985665 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985666" 14Лабораторная работа №1. Определение коэффициента поверхностного натяжения воды (2ч) 13 PAGEREF _Toc469985666 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985667" 14Практическое занятие №5. Решение задач по теме «Молекулярная физика и термодинамика». 13 PAGEREF _Toc469985667 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985668" 14Практическое занятие №6. Решение задач на электрические явления. 13 PAGEREF _Toc469985668 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985669" 14Практическое занятие №7. Решение задач по электромагнетизму. 13 PAGEREF _Toc469985669 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985670" 14Приложение 1. Приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц 13 PAGEREF _Toc469985670 \h 1431515
13 LINK \l "_Toc469985671" 14Приложение 2. Международная система единиц (СИ) 13 PAGEREF _Toc469985671 \h 1431515
15
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебная дисциплина Естествознание входит в общеобразовательный цикл обучения основной профессиональной образовательной программы по специальности среднего профессионального образования 09.02.05 Прикладная информатика.
В результате освоения учебной дисциплины Физика обучающийся должен уметь:
экспериментально находить коэффициент трения и скольжения;
формулировать понятия: механическое движение, скорость и ускорение, система отсчета;
изображать графически различные виды механических движений;
различать понятия веса и силы тяжести;
объяснять понятия невесомости;
объяснять суть реактивного движения и различия в видах механической энергии;
формулировать понятия колебательного движения и его видов; понятие волны;
изображать графически гармоническое колебательное движение; применять основные положения МКТ для объяснения понятия внутренней энергии, а также изменения внутренней энергии при изменении температуры тела;
решать качественные задачи с использованием знаний о способах изменения внутренней энергии;
читать и строить графики зависимости между основными параметрам состояния газа, изменения температуры тел при нагревании и охлаждении;
пользоваться термометром, калориметром, таблицами удельной теплоемкости вещества, экспериментально определять удельную теплоемкость воды;
применять положение электронной теории для объяснения электризации тел при их соприкосновении, существование проводников и диэлектриков;
собирать электрические цепи из последовательно и параллельного соединения;
соединенных конденсаторов, изображать их с помощью условных обозначений и производить расчёт;
применять положения электронной теории для объяснения электрического тока в металлах, причины электрического сопротивления, нагревание проводника электрическим током; чертить схемы электрических цепей; собирать электрическую цепь по схеме;
измерять силу тока в электрической цепи, напряжение на концах проводника;
определять сопротивление проводника с помощью амперметра и вольтметра: пользоваться реостатом;
измерять ЭДС и внутреннее сопротивление источника;
производить расчеты электрических цепей с применением законов Ома и Кирхгофа, закономерностей параллельного и последовательного соединения проводников;
определять силу тока и напряжение по графику зависимости между этими величинами; строить графики зависимости силы и мощности тока от напряжения;
находить по таблицам удельное сопротивление проводников, изготовленных веществ
проводить электролиз с раствором медного купороса и определять экспериментально электрохимический эквивалент меди;
объяснять на основе электронной теории механизм проводимости электрического тока различными средами;
определять направление индукции и напряженности магнитного поля; направление действия сил Ампера и Лоренца;
экспериментально исследовать действия магнитного поля на проводник с током.
определять направление индукционного тока;
экспериментально исследовать действие магнитного поля на катушку с током.
объяснять на основе основных свойств волн особенности и практическое применение шкалы электромагнитных волн;
определять экспериментально: показатель преломления среды; силу света источника при помощи фотометра; длину световой волны; наблюдать спектры;
вычислять красную границу фотоэффекта и энергию фотоэлектронов на основе уравнения Эйнштейна.
объяснять принцип действия квантового генератора;
определять знак заряда и направление движения элементарных частиц по их трекам на фотографиях.
определять продукты ядерных реакций на основе законов сохранения электрического заряда и массового числа; рассчитывать энергетический выход ядерной реакции.
рассчитывать энергетический термоядерные реакции.
В результате освоения учебной дисциплины Естествознание (физика) обучающийся должен знать:
понятия: сила трения скольжения, коэффициент трения скольжения и его зависимость от различных факторов.
основные единицы СИ;
виды механического движения в зависимости от формы траектории и скорости перемещения тела;
понятие траектории, пути, перемещения;
различие классического и релятивистского законов сложения скоростей; относительность понятий длины и промежутков времени.
основную задачу динамики;
понятие массы, силы, законы Ньютона;
основной закон динамики материальной точки;
закон всемирного тяготения;
понятие импульса тела, работы, мощности, механической энергии и ее видов;
закон сохранения импульса;
закон сохранения механической энергии;
превращение энергии при колебательном движении;
суть механического резонанса;
процесс распространения колебаний в упругой среде;
понятия: тепловое движение частиц; массы и размеры молекул; идеальный газ: изотермический, изохорный и изобарный процессы; броуновское движение; температура (мера средней кинетической энергии молекул); внутренняя энергия; работа как способ изменения внутренней энергии; теплопередача; количеств теплоты; удельная теплоемкость вещества; законы и формулы: основное уравнение молекулярно-кинетической теории, уравнение Менделеева - Клапейрона, связь между параметрами состояния газа в изопроцессах; формулы для вычисления количества теплоты, выделяемой или поглощаемой; изменение температуры тела и для определения внутренней энергии уравнение теплового баланса;
понятия: необратимость тепловых процессов, адиабатный процесс; законы и формулы: первый и второй законы термодинамики, КПД тепловых двигателей;
практическое применение: тепловые двигатели и их применение на транспорте, в энергетике и в сельском хозяйстве; методы профилактики и борьбы с загрязнением окружающей среды;
понятия: электрический заряд, электрическое поле; напряженность, разность потенциалов, напряжение, электроемкость, диэлектрическая проницаемость;
законы: Кулона, сохранения заряда, принцип суперпозиции; напряженности;
понятия: электрический ток в металлах; сила тока; плотность тока;
строение силы и ЭДС; электрическое сопротивление и удельное электрическое сопротивление;
законы: Ома для участка цепи и для полной цепи, Кирхгофа, Джоуля-Ленца;
формулы: силы и плотности тока; сопротивления, ЭДС, работы и мощности тока;
понятия: электролиз, термоэлектронная эмиссия, вакуум, плазма, собственная и примесная проводимость полупроводников, р-n-переход в полупроводниках;
законы: Фарадея (электролиза);
практическое применение: электролиза в металлургии и гальванотехнике; электронно-лучевая трубка; полупроводниковые приборы (диод, транзистор);
понятия: магнитное поле, магнитная проницаемость, магнитная индукция и
напряженность магнитного поля, магнитный поток;
законы: Ампера, правило «Буравчика»;
практическое применение: электроизмерительные приборы магнитоэлектрической и электромагнитной систем;
понятия: электромагнитная индукция, самоиндукция, индуктивность, потокосцепление;
законы: электромагнитной индукции, правило Ленца;
понятия: открыты колебательный контур; электромагнитное поле и электромагнитная волна; принцип радиосвязи, радиолокация и телевидение; шкала электромагнитных волн; энергия электромагнитной волны и плотность потока излучения;
формулы: связи длины волны с частотой и скоростью;
практическое применение: радиосвязь, телевидение и радиолокация; примеры практического применения электромагнитных волн инфракрасного, ультрафиолетового и рентгеновского диапазона частот.
понятия: свет, основные понятия фотометрии; дифракция, интерференция, дисперсия и поляризация света;
законы: отражение и преломление, полного внутреннего отражения света; принцип постоянства скорости света в вакууме; практическое применение: полное отражение, спектральный анализ;
понятия: фотон, фотоэффект, корпускулярно-волновой дуализм, люминесценция;
законы: фотоэффекта;
практическое применение: устройство и принцип действия фотоэлемента; примеры технического использования фотоэлементов;
понятия: ядерная модель атома, атомное ядро;
понятия: радиоактивность, изотоп, ядерные реакции, энергия связи, радиоактивный распад, цепная реакция деления, элементарная частица, атомное ядро, ядерные силы;
законы: радиоактивного распада;
практическое применение: устройство и принцип действия ядерного реактора;
основные этапы развития перспективы получения энергии помощью термоядерных реакций;
В соответствии с учебным планом на изучение учебной дисциплины Физика отводится 78 часов, в том числе 37 часов – на практические занятия.
Выполнение обучающимися лабораторных работ и заданий на практических занятиях направлено на:
обобщение, систематизацию, углубление, закрепление полученных теоретических знаний по конкретным темам учебной дисциплины;
формирование общих компетенций;
формирование элементов профессиональных компетенций.
Целью практических занятий является формирование практических умений, необходимых в последующей учебной и профессиональной деятельности.
Содержание лабораторных и практических занятий по учебной дисциплине Естествознание (физика) направлено на реализацию требований Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 09.02.05 Прикладная информатика.
.Практические занятия проводится в учебных кабинетах.
Лабораторное / практическое занятие включает следующие структурные элементы:
инструктаж, проводимый преподавателем,
самостоятельная деятельность обучающихся,
анализ и оценка выполненных работ.
Выполнению лабораторных работ, заданий на практических занятиях предшествует домашняя подготовка с использованием соответствующей литературы (учебники, лекции, методические пособия и указания и др.) и проверка знаний обучающихся как критерий их теоретической готовности к выполнению задания.
Контроль и оценка результатов выполнения обучающимися лабораторных работ, заданий на практических занятиях направлены на проверку освоения умений, практического опыта, развития общих и формирование профессиональных компетенций, определённых программой учебной дисциплины Физика.
Для контроля и оценки результатов выполнения обучающимися заданий на лабораторных / практических занятиях используются такие формы и методы контроля, как наблюдение за работой обучающихся, анализ результатов наблюдения, оценка отчетов, оценка выполнения индивидуальных заданий, самооценка деятельности.
Оценки за выполнение заданий на лабораторных / практических занятиях выставляются по пятибалльной системе и учитываются как показатели текущей успеваемости обучающихся.
ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ / ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ физика
Название раздела, темы программы учебной дисциплины
№ работы
Название работы
Количество часов
Раздел 2. Механика
Тема 2.1. Механика
ПЗ №1
Решение задач.
2
Тема 2.2 Динамика.
ПЗ №2
Решение задач.
2
Тема 2.3. Законы сохранения в механике
ПЗ №3
Решение задач.
2
Тема 2.4. Механические колебания и волны
ПЗ №4
Решение задач.
2
Раздел 3. Основы молекулярной физики и термодинамики
Тема 3.1. Основы МКТ . Идеальный газ.
ПЗ №5
Решение задач.
2
Тема 3.2. Основы термодинамики
ПЗ №6
Решение задач.
2
Тема 3.3.Агрегатные состояния и фазовые переходы.
ПЗ №7
Решение задач.
2
ПЗ №8
Контрольная работа №1.
1
Раздел 4. Электродинамика
Тема 4.1. Электрическое
поле
ПЗ №9
Решение задач.
2
Тема 4.2. Законы
постоянного тока
ПЗ №10
Решение задач.
3
Тема 4.3. Электрический ток в различных
средах
ПЗ №11
Решение задач.
2
Тема 4.4. Магнитное поле и электромагнитная индукция.
ПЗ №12
Решение задач.
4
Тема 4.5. Электромагнитные колебания и волны
ПЗ №13
Решение задач.
4
Тема 4.6. Волновая оптика
ПЗ №14
Решение задач.
2
Раздел 5. Строение атома и квантовая физика.
Тема 5.1. Строение атома и квантовая физика.
ПЗ №15
Решение задач.
2
ПЗ №16
Контрольная работа №2.
1
Раздел 6. Эволюция Вселенной
Тема 6.1. Строение и развитие Вселенной
ПЗ №17
Дифференцированный зачет.
2
Всего:
37
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ / ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
Практическое занятие №1. Решение задач.
Цели занятия и формируемые ПК и ОК:
учебная и формируемые ПК – усвоить основные методы решения прямой и обратной задачи кинематики, используя законы кинематики поступательного и вращательного движения;
воспитательная и формируемые ОК – формирование навыков работы в группе; прививать интерес к предмету через различные виды деятельности; ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
развивающая – продолжить развитие словесно-логического мышления на основе операций обобщения, синтеза, анализа и аналогии; развивать умение запоминать, сохранять и воспроизводить информацию; умение строить ответ в научном стиле с использованием физических терминов.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Прежде чем решать задачи по кинематике, нужно усвоить основные понятия и определения физических величин, которые используются в этом разделе. Обратить особое внимание на векторные и псевдовекторные величины (скорость, ускорение, угловая скорость, угловое ускорение), а также на формулы связи между векторными величинами. Повторить определение вектора, модуля вектора, проекции вектора на ось и действия над векторами.
Задачи кинематики разделяют на прямые и обратные. В первом случае находят скорость, ускорение тел и другие величины по известным кинематическими уравнениями движения. Решая обратную задачу, по известным зависимостям от времени, скорости или ускорения и начальными условиями, находят кинематические уравнения движения.
Вопросы.
1. Кинематический закон движения для координатного способа определения движения материальной точки.
2. Кинематический закон движения для естественного движения для векторного способа определения движения.
3. Кинематический закон движения для естественного способа определения движения.
4. Как найти вектор скорости для конкретного, векторного и естественного способов определения движения?
5. Как найти вектор ускорения для разных способов определения движения?
6. Какую формулу можно использовать для нахождения пути, если точка прошла при криволинейном движении?
7. Докажите формулу, связывающую векторы линейной и угловой скорости.
8. Почему равны векторы тангенциального и нормального ускорения в случае криволинейного движения материальной точки? Как найти модули этих векторов?
9. Чему равны векторы тангенциального и нормального ускорения и их модули для вращательного движения материальной точки?
10. Как связан вектор полного ускорения с векторами углового ускорения и угловой скорости для вращательного движения? Запишите формулу связи и проанализируйте ее.
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
Задача 1. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить угол, под которым тело брошено к горизонту, если максимальная высота подъема тела равна 1/4 дальности его полета (рис. 1.1).
Дано: 13 EMBED Equation.3 1415.
Найти: 13 EMBED Equation.3 1415.
Решение:
Составляющие начальной скорости тела 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415
Задача 2. Тело вращается вокруг неподвижной оси по закону, выражаемому формулой 13 EMBED Equation.3 1415 Найти величину полного ускорения точки, находящейся на расстоянии 0,1 м от оси вращения для момента времени 13 EMBED Equation.3 14154 с (рис. 1.2).
Дано: 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 14150,1 м; 13 EMBED Equation.3 14154 с.
Найти: 13 EMBED Equation.3 1415
Решение:
13 EMBED Equation.3 1415 где 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 рад/с2=const.
В момент времени 13 EMBED Equation.3 14154 с 13 EMBED Equation.3 1415 рад/с;
13 EMBED Equation.3 1415 м/с2.
Ответ: а=1,65 м/с2.
Алгоритм решения задач по кинематике
1. Необходимо выбрать систему отсчёта с указанием начала отсчёта времени и обозначить на схематическом чертеже все кинематические характеристики движения (перемещение, скорость, ускорение и время).
2. Записать кинематические законы движения для каждого из движущихся тел в векторной форме.
3. Спроецировать векторные величины на оси х и у и проверить, является ли полученная система уравнений полной.
4. Используя кинематические связи, геометрические соотношения и специальные условия, данные в задаче, составить недостающие уравнения.
5. Решить полученную систему уравнений относительно неизвестных.
6. Перевести все величины в одну систему единиц и вычислить искомые величины.
7. Проанализировать результат и проверить его размерность.
При решении задач на движение материальной точки по окружности необходимо дополнительно учитывать связь между угловыми и линейными характеристиками.
Задачи
Движения двух материальных точек описываются следующими уравнениями: 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 В какой момент времени скорости этих точек будут одинаковыми? Чему равны скорости и ускорения точек в этот момент?
С высоты 1000 м падает тело без начальной скорости. Одновременно с высоты 1100 м падает другое тело с некоторой начальной скоростью. Оба тела достигают земли в один и тот же момент времени. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найти начальную скорость второго тела.
Велосипедист проехал первую треть пути со скоростью 10 м/с, затем половину пути со скоростью 6 м/с и оставшуюся часть пути со скоростью 2 м/с. Чему равна средняя скорость велосипедиста?
Мяч бросили со скоростью 10 м/с по углом 400 к горизонту. Не учитывая сопротивления воздуха, найти: а) на какую высоту поднимется мяч? б) на каком расстоянии от места бросания мяч упадет на землю? в) сколько времени мяч будет в движении?
Камень, брошенный горизонтально, упал на землю через 0,5 с на расстоянии 5 м по горизонтали от места бросания. Не учитывая сопротивления воздуха, определить: а) с какой высоты брошен камень? б) чему равна начальная скорость камня? в) с какой скоростью камень упал на землю? г) какой угол составляет траектория камня с горизонтом в точке его падения на землю?
Колесо радиусом 13 EMBED Equation.3 14150,1 м вращается так, что зависимость угловой скорости от времени задается уравнением 13 EMBED Equation.3 1415, где А=2 рад/с2 и В=1 рад/с5. Определить полное ускорение точек обода колеса через t=1 с после начала вращения и число оборотов, сделанных колесом за это время.
Частота вращения колеса при равнозамедленном движении за t=1 мин уменьшилась от 300 до 180 об/мин. Определить: а) угловое ускорение колеса; б) число полных оборотов, сделанных колесом за это время.
Диск радиусом R=10 см вращается вокруг неподвижной оси так, что зависимость угла поворота радиуса диска от времени задается уравнением 13 EMBED Equation.3 1415 (В=1 рад/с, С=1 рад/с2, D=1 рад/с3). Определить для точек на ободе колеса к концу второй секунды после начала движения: а) тангенциальное ускорение; б) нормальное ускорение; в) полное ускорение.
Колесо, вращаясь равноускоренно, достигло угловой скорости 20 рад/с через 10 оборотов после начала вращения. Найти угловое ускорение колеса.
Колесо, вращаясь равноускоренно, спустя 1 мин после начала движения приобретает скорость, соответствующую частоте 720 об/мин. Найти угловое ускорение колеса и число оборотов за эту минуту.
Практическое занятие №2. Решение задач.
Цели занятия и формируемые ПК и ОК:
учебная и формируемые ПК – совершенствовать умения решать задачи на применение законов Ньютона при движении тела под действием нескольких сил с использованием алгоритма; показать общий подход к решению задач с разными видами движения;
воспитательная и формируемые ОК – формирование навыков работы в группе; прививать интерес к предмету через различные виды деятельности; ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
развивающая – продолжить развитие словесно-логического мышления на основе операций обобщения, синтеза, анализа и аналогии; развивать умение запоминать, сохранять и воспроизводить информацию; умение строить ответ в научном стиле с использованием физических терминов.
Предварительная подготовка к практическому занятию. Вопросы.
1. Что изучает динамика?
2. Сформулировать первый закон Ньютона.
3. Что такое сила? По каким признакам определяют действие силы? Покажите примеры?
4. Установите линейку на опорах, положите на нее груз. Почему линейка не падает? Линейка прогибается?
5. Докажите экспериментально, что ускорение тела прямо пропорционально действию силы, приложенной к этому телу и прямо пропорционально массе тела
6. Сформулировать второй закон Ньютона.
7. Назовите тела, действие которых компенсируются в случае, когда подводная лодка равномерно и прямолинейно дрейфует в толще воды.
8. Что такое вес тела? В чем отличие веса тела и силы тяжести?
9. Какие системы отсчета называют инерциальными?
10. Сформулировать третий закон Ньютона.
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по динамике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнены все задачи 1-го и 2-го уровней;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания задач 2-го уровня, но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности с решении ззадач 1-го и 2-го уровней;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
1 уровень.
Найти массу тела, которому сила 2 кН сообщает ускорение 10 м/с2.
Задачу решаем по алгоритму.
Движение равноускоренное. Запишем кратко условие задачи, если необходимо выразим все величины в единицах СИ.
Дано:
а =10 м/с2
F = 2 кН
m - ?
СИ
2000 Н
Решение:
F a
х
Вектор ускорения направим в сторону движения. Проведём ось х в направлении движения тела.
2 – й закон Ньютона в векторном виде, учитывая все силы, действующие на тело:
Спроецировав на ось силы, 2 – й закон Ньютона в скалярной форме:
ОХ: ma = F
Искомая величина: m = 13 QUOTE 1415
m = 200 кг.
Выразим размерность искомой величины:
[m] = 13 QUOTE 1415
Ответ: масса тела равна 200 кг.
К телу приложены две силы: F1=0,5Н, F2=2Н. Показать направление вектора ускорения. Найти модуль ускорения. Масса тела равна 1 кг.
F1 F2
Задачу решаем по алгоритму.
Движение равноускоренное. Запишем кратко условие задачи, если необходимо выразим все величины в единицах СИ.
Дано:
F1 = 0,5Н
F2 = 2 Н
m = 1кг
а - ?
Решение:
F1 F2
х
а
Вектор ускорения направлен вправо, так как к телу приложена сила F213 QUOTE 1415F1
Проведём ось х в направлении движения тела.
2 – й закон Ньютона в векторном виде, учитывая все силы, действующие на тело:
Спроецировав на ось силы, 2 – й закон Ньютона в скалярной форме:
Искомая величина: a = 13 QUOTE 1415
a = 1,5 м/с2.
Выразим размерность искомой величины: [а] = (кг
·м/с2)/кг = м/с2
Ответ: ускорение имеет такое же направление, что и сила F2; a = 1,5 м/с2
2 уровень.
Тело массой 400 г, двигаясь прямолинейно с некоторой начальной скоростью, за 5 с под действием силы 0,6 Н приобрело скорость 10 м/с. Найти начальную скорость тела.
Задачу решаем по алгоритму.
Движение равноускоренное. Запишем кратко условие задачи, если необходимо выразим все величины в единицах СИ.
Дано:
m = 400 г
t = 5c
F = 0,6 Н
V= 10 м/с
V0 - ?
СИ
0,4 кг
Решение:
13 EMBED PBrush 1415
х
2 – й закон Ньютона в векторном виде, учитывая все силы, действующие на тело: 13 QUOTE 1415
Спроецировав на ось силы, 2 – й закон Н. в скалярной форме:
ОХ: ma = F (1)
Отсюда: а = 13 QUOTE 1415
Так как движение равноускоренное: V = V0 + at (2)
Объединив в систему уравнения (1) и (2):
искомая величина V0 = V – 13 QUOTE 1415
V0 = 2,5 м/с
Выразим размерность искомой величины: [V0] = м/с – 13 QUOTE 1415 = м/с
Ответ: начальная скорость тела 2,5 м/с.
После удара футболиста неподвижный мяч массой 500 г получает скорость 10 м/с. Определите среднюю силу удара, если он длился в течение 0,5 с.
Задачу решаем по алгоритму.
Движение равноускоренное. Запишем кратко условие задачи, если необходимо выразим все величины в единицах СИ.
Дано:
m = 500 г
V = 10 м/с
t = 5с
Fср - ?
СИ
0,5 кг
Решение:
13 EMBED PBrush 1415 х
2 – й закон Ньютона в векторном виде, учитывая все силы, действующие на тело: 13 QUOTE 1415
Спроецировав на ось силы, 2 – й закон Н. в скалярной форме:
ОХ: ma = Fср (1)
Так как движение равноускоренное: V = V0 + at
Начальная скорость мяча равна нулю, так как он неподвижен, отсюда: V = at (2)
Объединив в систему уравнения (1) и (2):
искомая величина Fср = 13 QUOTE 1415
Fср = 1 Н
Выразим размерность искомой величины: [F] = 13 QUOTE 1415
Ответ: средняя сила удара равна 1 Н.
Тело массой 3 кг падает в воздухе с ускорением 8м/с2. Найти силу сопротивления воздуха.
Задачу решаем по алгоритму.
Движение равноускоренное, тело движется вертикально вниз. Запишем кратко условие задачи, если необходимо выразим все величины в единицах СИ.
Дано:
m = 3кг
а = 8м/с2
Fc - ?
Решение:
13 EMBED PBrush 1415 y
Вектор ускорения направим в сторону движения. Проведём ось у в направлении движения тела.
2 – й закон Ньютона в векторном виде, учитывая все силы, действующие на тело:
Спроецировав на ось силы, 2 – й закон Ньютона в скалярной форме:
OY: ma = mg – Fc
Искомая величина: Fc = mg – ma = m(g – a)
Fc = 5,4H
Выразим размерность искомой величины: [F] = кг(м/с2 – м/с2) = кг
· м/с2 = Н.
Ответ: сила сопротивления воздуха равна 5,4 Н.
Тело массой 4кг под действием некоторой силы приобрело ускорение 2м/с2. Какое ускорение приобретает тело массой 10 кг под действием такой же силы?
Задачу решаем по алгоритму.
Движение равноускоренное. Запишем кратко условие задачи, если необходимо выразим все величины в единицах СИ.
Дано:
m1 = 4кг
а1 = 2м/с2
m2 = 10кг
а2 - ?
Решение:
13 EMBED PBrush 1415
2 – й закон Ньютона в векторном виде, учитывая все силы, действующие на тело: 13 QUOTE 1415
2 – й закон Ньютона в скалярной форме для первого тела: F = m1a1
Для второго тела: F = m2a2
Т.к. левые части равны (сила действует одна и та же), то равны и правые:
а2 = 13 QUOTE 1415
а2 = 0,8м/с2.
Выразим размерность искомой величины: [а] = (кг
·м/с2)/кг = м/с2
Ответ: тело массой 10 кг под действием такой же силы приобретает ускорение 0,8м/с2.
На полу лифта находится тело массой 50 кг. Лифт поднимается так, что за 3 с его скорость изменяется от 8 до 2 м/с. Определите силу давления тела на пол лифта.
Задачу решаем по алгоритму.
Движение равноускоренное, тело движется вертикально вниз. Запишем кратко условие задачи, если необходимо выразим все величины в единицах СИ.
Дано:
m = 50 кг
t = 3c
V1 = 8 м/с
V2 = 2 м/с
g = 10 v/c2
Fg - ?
Решение:
13 EMBED PBrush 1415
Направим ось ОУ по направлению движения тела, точку О поместим в точку центра тяжести тела. На тело действуют: сила тяжести, направленная вниз, и сила реакции опоры лифта, направленная вверх.
2 – й закон Ньютона в векторной форме:
Спроецировав на ось силы, 2 – й закон Ньютона в скалярной форме OY:
13 QUOTE 1415, где а = 13 QUOTE 1415
При выбранных начале координат и положительном направлении оси ОУ 13 QUOTE 1415
По третьему закону Ньютона 13 QUOTE 1415
Искомая величина 13 QUOTE 1415
Выразим размерность искомой величины: [F] = кг(м/с2 – м/с2) = кг
· м/с2 = Н.
Ответ: сила давления тела на пол лифта 400 Н.
Алгоритм решения задач на применение законов Ньютона:
1. Прочитайте внимательно условие задачи. Выясните, какое тело движется, под действием каких сил? Определите характер движения.
2. Запишите кратко условие задачи, одновременно выразите все величины в единицах СИ.
3. Выполните чертёж. Выбрать с.о.: тело отсчёта, с.к., время отсчёта.
4. Учитывая силы, действующие на тело, запишите 2 – й закон Ньютона в векторной форме.
5. Запишите основное уравнение динамики для проекций на оси координат с учётом знаков.
6. Выразите все величины, входящие в эти уравнения. Подставьте их в уравнения.
7. Из полученной системы уравнений выразите искомую величину. Если для этого не хватает уравнений, то можно воспользоваться уравнениями кинематики.
8. Вычислить искомую величину.
9. Проверку правильности решении задачи проведите методом выражения размерности.
10. Сформулируйте и запишите ответ.
Задачи
1-й уровень
1. Найти массу тела, которому сила 2 кН сообщает ускорение 10 м\с2.
2. К телу приложены две силы: F1=0,5Н, F2=2Н. Показать направление вектора ускорения. Найти модуль ускорения. Масса тела равна 1 кг.
F1 F2
2-й уровень
1.Тело массой 400 г, двигаясь прямолинейно с некоторой начальной скоростью, за 5 с под действием силы 0,6 Н приобрело скорость 10 м/с. Найти начальную скорость тела.
2. После удара футболиста неподвижный мяч массой 500 г получает скорость 10 м/с. Определите среднюю силу удара, если он длился в течение 0,5 с.
3. Тело массой 3 кг падает в воздухе с ускорением 8м/с2. Найти силу сопротивления воздуха.
4. Тело массой 4кг под действием некоторой силы приобрело ускорение 2м/с2. Какое ускорение приобретает тело массой 10 кг под действием такой же сийлы?
5. На полу лифта находится тело массой 50 кг. Лифт поднимается так, что за 3 с его скорость изменяется от 8 до 2 м/с. Определите силу давления тела на пол лифта.
Практическое занятие №3. «Решение задач».
Цели занятия:
Образовательная:
сформировать знания обучающихся о законе сохранения энергии и превращении одного вида энергии в другой;
продолжить закрепление ранее изученных видов энергии: кинетической, потенциальной.
2. Развивающая:
развивать операции логического мышления, при изучении данной темы;
совершенствовать общеучебные умения, коммуникативные качества обучающихся;
повышать познавательную активность.
3. Воспитательная:
Воспитывать: мотивы учения, добросовестности, дисциплинированность, вести аккуратные записи в тетрадях, толерантно относиться к друг к другу при устных ответах.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
Тело массой m=0,1 кг брошено горизонтально со скоростью VХ=4 м/с с высоты h=2 м относительно поверхности Земли. Какова кинетическая энергия тела в момент его приземления? Сопротивление воздуха не учитывать.
Решение:
Первый этап:
В задаче рассматривается движение тела, брошенного горизонтально. В условиях данной задачи тело можно считать материальной точкой, т.к. его размеры малы по сравнению с расстояниями, на которые оно перемещается.
Произведем краткую запись условия.
Начальная скорость тела направлена вдоль оси ОХ и при движении остается постоянной по величине и направлению, т.к. сопротивление воздуха не учитывается по условию, а никакие другие силы на тело в этом направлении не действуют.
Брошенное горизонтально тело будет двигаться под действием силы тяжести по параболической траектории с вершиной в точке бросания. Сделаем чертеж.
Второй этап.
У поверхности Земли полная скорость тела направлена под углом к горизонту. Горизонтальная составляющая скорости VX = 4 м/с = const в любой точке траектории, так как сопротивление воздуха не учитывается.
Вертикальную составляющую скорости VY у поверхности Земли определим из закона сохранения энергии
13 QUOTE 1415, откуда 13 QUOTE 1415.
Полная скорость тела у поверхности Земли равна векторной сумме горизонтальной и вертикальной составляющих скорости, так как эти векторы направлены перпендикулярно друг другу, определим квадрат полной скорости по теореме Пифагора
13 QUOTE 1415.
Кинетическая энергия в момент приземления равна
Третий этап.
Решим данные выше уравнения относительно 13 QUOTE 1415, получим численный ответ
Четвертый этап.
Проверим полученный ответ, решив задачу другим способом: по закону сохранения энергии ЕА = ЕВ
Распишем значения энергии 13 QUOTE 1415
Подставим данные 13 QUOTE 1415
При решении задачи этим способом, получили прежний ответ 2,8 Дж
Ответ: кинетическая энергия равна 2,8 Дж
Решая задачу, мы вроде бы обошлись без системы отсчета. Однако это не совсем так. Высоту мы отмеряли по отношению к точке 0, направление движения рассматривали вдоль направления скоростей. Таким образом, мы использовали систему отсчета в неявном виде.
2. Автомобиль массой m=1000 кг подъезжает со скоростью V1=20 м/c к подъему высотой h=5 м. В конце подъема его скорость уменьшается до V2=6 м/c. Каково изменение механической энергии автомобиля? Ответ выразите в килоджоулях (в кДж).
Решение:
В начале подъема автомобиль обладает только кинетической энергией
В конце подъема механическая энергия автомобиля равна сумме кинетической и потенциальной энергии
Изменение механической энергии
13 QUOTE 1415
Ответ: изменение кинетической энергии равно -132 кДж, это значит, что энергия уменьшилась на 132 кДж.
3. Груз массой m =0,2 кг привязан к нити длиной L=1 м. Нить с грузом отвели от вертикали на угол 60° (см. рисунок). Чему равна кинетическая энергия груза при прохождении им положения равновесия? Ответ выразите в джоулях (Дж).
Решение:
В начальный момент времени груз обладает только потенциальной энергией
13 QUOTE 1415, где, 13 QUOTE 1415, которая при движении груза к положению равновесия вся перейдет в кинетическую энергию движения
По закону сохранения механической энергии
Ответ: в положении равновесия Ek = 1 Дж
4. Тело массой m =1 кг колеблется в соответствии с координатным уравнением. 13 QUOTE 1415. Чему равна кинетическая энергия тела в момент времени t=0,05 с?
Решение:
Для определения кинетической энергии тела необходимо знать его скорость V в момент времени t=0,05 с. При гармонических колебаниях скорость тела равна первой производной координаты по времени 13 QUOTE 1415
Подставим t=0,05 с в полученное уравнение скорости
13 QUOTE 1415, так как cos(
·/2)=0.
Следовательно в момент времени t=0,05 с 13 QUOTE 1415
Ответ: в данный момент времени кинетическая энергия тела равна нулю.
5. Тело массой m1 =5 кг ударяется о неподвижное тело массой m2 =2,5 кг. Кинетическая энергия системы двух тел после удара стала равна 5 Дж. Считая удар центральным и неупругим, определите, насколько увеличилась внутренняя энергия шаров, если после удара тела движутся как одно целое?
Решение:
Так как удар неупругий, часть механической энергии перейдет во внутреннюю и закон сохранения энергии запишется
13 QUOTE 1415 (1)
где EК – кинетическая энергия системы тел до взаимодействия
ЕК - кинетическая энергия системы тел после взаимодействия равна 5 Дж
·U – изменение внутренней энергии системы.
При неупругом ударе после взаимодействия тела движутся как одно целое со скоростью V/.
Запишем для системы тел закон сохранения импульса и закон сохранения энергии
Решая эту систему уравнений, находим
V1=1,73 м/с
Подставляем V1 в уравнение 1, получаем
Ответ: внутренняя энергия тел увеличилась на 2,5 Дж.
6. Легкий шар, движущийся со скоростью V1=10 м/c, налетает на неподвижный тяжелый шар и между шарами происходит центральный упругий удар. После удара шары разлетаются в разные стороны с одинаковыми скоростями. Во сколько раз отличаются массы шаров?
Решение:
Так как удар абсолютно упругий, механическая энергия при взаимодействии тел не превращается в другие виды энергии. Выполняется закон сохранения механической энергии. Для удобства решения обозначим массу легкого шара m, тогда масса тяжелого шара равна Xm.
Для нахождения величины X запишем закон сохранения импульса и закон сохранения энергии
где V1 – скорость легкого шара до удара
V – скорость шаров после удара.
В законе сохранения импульса учтем противоположное направление скоростей шаров после удара. Решим систему уравнений и получим Х = 3
Ответ: масса тяжелого шара в три раза больше массы легкого.
7. Груз массой m=2 кг, закрепленный на пружине жесткостью к =200 Н/м, совершает гармонические колебания с амплитудой х=10 см. Какова максимальная скорость груза?
Решение:
Скорость груза максимальна в точке равновесия, когда вся потенциальная энергия упругой деформации пружины 13 QUOTE 1415 перейдет в кинетическую энергию груза
По закону сохранения механической энергии 13 QUOTE 1415, отсюда максимальная скорость груза Vmax=1 м/с.
Ответ: Vmax=1 м/с
Задачи
Два груза массами m1=10 кг и m2=15 кг подвешены на нитях длиной L=2 м так, что они соприкасаются друг с другом. Меньший груз отклонили на угол
·=600 и отпустили. На какую высоту h поднимутся оба груза после абсолютно неупругого удара?
(Ответ: h=0,16 м)
Два тела, массы которых соответственно m1=1 кг и m2=2 кг, скользят по гладкому горизонтальному столу (см. рис). Скорость первого тела V1=3 м/с, скорость второго тела V2= 6м/с. Какое количество теплоты выделится, когда они столкнуться и будут двигаться дальше, сцепившись вместе? Вращение в системе не возникает. Действием внешних сил пренебречь.
(Ответ: Q=15Дж.)
Брусок массой m1=600 г движется со скоростью V=2 м/c и сталкивается с неподвижным бруском m2=200 г. Какой будет скорость первого бруска после абсолютного упругого центрального удара?
(Ответ: 1 м/с)
Шарик скользит без трения по наклонному желобу, а затем описывает в желобе «мертвую петлю» радиуса R=50 см. С какой высоты начал двигаться шарик без начальной скорости, если сила его давления на желоб в верхней точке петли равна нулю? (Ответ: h=1,25 м.).
На доске, находящейся на гладкой горизонтальной поверхности стола, укреплена изогнутая жесткая трубка (см. рисунок). Левый конец трубки горизонтален и находится на расстоянии h1 от стола. В трубке на расстоянии h2 от стола удерживают шарик, который может скользить по трубке без трения. Все тела покоятся. Шарик отпускают. В результате доска движется поступательно, не отрываясь от стола, и после и после вылета шарика из трубки приобретает скорость v. Масса доски с трубкой в 5 раз больше массы шарика. Найти h2, считая известными h1 и v. (Ответ: 13 QUOTE 1415).
Два шарика, массы которых 200 г и 600 г, висят, соприкасаясь, на одинаковых нитях длиной 80 см. Первый шар отклонили на угол 90
· и отпустили. На какую высоту поднимутся шарики после удара, если этот удар абсолютно неупругий? (Ответ: h=0,05 м.).
Свинцовый брусок массой 500 г, движущийся со скоростью 0,6 м/с, сталкивается с неподвижным восковым бруском массой 100 г. После столкновения бруски слипаются и движутся вместе. Определите изменение кинетической энергии системы в результате столкновения. Трением пренебречь. (Ответ:
·Е=_0,015 Дж).
Свинцовый шар массой 500 г, движется со скоростью 0,6 м/с, сталкивается с неподвижным шаром из воска массой 100 г, после чего оба они движутся вместе. Определите кинетическую энергию шаров после удара. (Ответ: Е=0,075 Дж).
Два упругих шарика, массы которых равны соответственно 0,1 и 0,3 кг, подвешены на одинаковых нитях длиной 0,5 м так, что шары соприкасаются, а центры масс находятся на горизонтальной линии. Первый шарик отклонили от положения равновесия на угол 90
· и отпустили. На какую высоту поднимется второй шарик после удара? Удар абсолютно упругий. Сопротивление воздуха не учитывать. (Ответ: h=0,25 м)
Между телом массы 2 кг, кинетическая энергия которого 1 Дж, и телом массы 400 кг, находившимся в покое, произошло абсолютно упругое соударение. Какова переданная второму телу кинетическая энергия? (Ответ: Е=0,02 Дж).
Практическое занятие №4. Решение задач.
Цели занятия: применить формулы для нахождения характеристик гармонических механических колебаний, объяснять качественные задачи, основываясь на закономерностях волновых и колебательных движений.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
1.Сформулируйте определение понятия «механические колебания».
2.Перечислите характеристики гармонических колебаний.
3. Запишите обозначение и единицы измерения периода, скорости, амплитуды смещения тела.
4. Запишите формулы вычисления циклической частоты, длины волны. (Формулы расписать).
5. Сформулируйте определение понятия «механическая волна».
6. Назовите, от каких величин зависит период математического маятника. .
7. Запишите обозначение и единицы измерения частоты , длины волны, циклической частоты.
8. Запишите формулы вычисления частоты, формулу Томсона для пружинного маятника. (Формулы расписать).
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
Пример решения задачи: Вычислите массу груза подвешенного на пружине жесткостью 250 Н/м, если он совершает 20 колебаний за 16 с.
Анализ условия. Количественная сторона задачи - дано время 16с и число колебаний 20. Коэффициент жесткости пружины 250 Н\м. Вычислить массу груза. Качественная сторона задачи – пружинный маятник совершает колебания.
Алгоритм решения:
Пружинный маятник совершает колебания с определенной частотой и периодом
Зная период колебания пружинного маятника (Формулу Томсона) можно выразить массу груза.
Дано: Решение:
· = 250 Н/м
t=16с
N=20
Н а й т и:
m-?
1.
· =N/t, Т=1/
·
2. Формула Томсона Т=2
·13EMBED Equation.3141513 QUOTE 15
3. Приравняем 13EMBED Equation.3141513 QUOTE 15
4. Чтобы избавиться от корня возведем левые и правые части в квадрат 13EMBED Equation.31415
5. Выразим из формулы массу груза 13EMBED Equation.31415
6. Подставляет числа и считаем
·
·=N/t=20/16=1,25Гц, m=1·250/1,252 4·3,142 =250/1,56·4·9,86=5кг
Ответ: 5 кг
Задачи
1. Рассчитайте период колебаний иглы, если вал электрической швейной машины вращается с частотой 920 об./мин. За один оборот вала игла совершает одно вынужденное колебание.
2.Игла швейной машинки совершает гармонические колебания по закону
·= 20 іn
·t . Определите амплитуду, период колебания и частоту.
3.Вычислите частоту свободных колебаний тела на пружине, если тело массой 200 г. совершает колебания на пружине , жесткость которой 2 кН/м.
4.Вычислите длину ультразвукового генератора в алюминии, если частота ультразвука равна 3 М Гц, а скорость в алюминии 5,1 103 м/с
5. Вычислите частоту колебания иглы швейной машинки, совершавшей 30 полных колебаний за 60 с.
6.Игла швейной машинки совершает гармонические колебания по закону
·= 100 іn 2
·t . Определите амплитуду, период колебания и частоту.
7.Вычислите период свободных колебаний тела на пружине, если тело массой 500 г. совершает колебания на пружине , жесткость которой 5 кН/м.
8.Вычислите длину инфразвука в воздухе, если скорость звука в воздухе равна 340 м/с
Практическое занятие №5. Решение задач.
Цели занятия и формируемые ПК и ОК:
учебная и формируемые ПК – усвоить основные законы молекулярно-кинетической теории газов и научиться применять их при решении задач;
воспитательная и формируемые ОК – формирование навыков работы в группе; прививать интерес к предмету через различные виды деятельности; ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
развивающая – продолжить развитие словесно-логического мышления на основе операций обобщения, синтеза, анализа и аналогии; развивать умение запоминать, сохранять и воспроизводить информацию; умение строить ответ в научном стиле с использованием физических терминов.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
1) Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов.
2) Чему равна средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа? Как эта величина зависит от числа степеней свободы?
3) Как определить среднюю полную кинетическую энергию молекул идеального газа?
4) Функция распределения молекул газа по модулям их скоростей. Физический смысл функции распределения.
5) Как определить среднюю, среднеквадратичную и наиболее вероятную скорости молекул идеального газа?
6) Внутренняя энергия тела.
7) От каких параметров зависят внутренняя энергия идеального газа и внутренняя энергия реальных газов?
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения задач.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
Задача1. Какое количество вещества содержится в газе, если при давлении 200кПа и температуре 240К его объем равен 40л?
Дано СИ Решение
Р=200кПа 13 EMBED Equation.3 1415 Воспользуемся уравнением состояния идеального газа,
Т=240К поскольку в задаче идет речь о состоянии газа.
V=40л 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 Зная, что количество вещества определяется
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415, подставим в исходную формулу:
13 EMBED Equation.3 1415-? 13 EMBED Equation.3 1415, выразим 13 EMBED Equation.3 1415 и получим: 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Ответ: 4 моль
Задача 2. Газ при давлении 0,2МПа и температуре 150С имеет объем 5л. Чему равен объем этой массы газа при нормальных условиях?
Дано СИ Решение
Р=0,2МПа 13 EMBED Equation.3 1415 Для решения воспользуемся уравнением
Клапейрона, поскольку в задаче речь идет
о изменении макропараметров без изменении
массы газа.
13 EMBED Equation.3 1415 Выразим 13 EMBED Equation.3 1415 из уравнения Клапейрона:
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 Ответ: 9,5л
Задача 3. Как изменился объем газа, если его температура увеличилась в 2 раза, давление возросло на ј. Первоначальное давление 0,2МПа.
Дано СИ Решение
Р=0,2Мпа Для решения воспользуемся уравнением Клапейрона, поскольку
13 EMBED Equation.3 1415 в задаче речь идет о изменении макропараметров без
13 EMBED Equation.3 1415 изменения массы газа. 13 EMBED Equation.3 1415
m=const Учитывая, что давление возросло, то 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 подставим в (*), получим:13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Ответ: увеличилось в 1,6 раза
Задача 4. Газ был изотермически сжат с 8 л до 5л. При этом давление возросло на 60кПа. Найти первоначальное давление газа.
Дано СИ Решение
13 EMBED Equation.3 1415 Воспользуемся законом Бойля-Мариотта, так как в задаче
13 EMBED Equation.3 1415 идет речь о изотермическом процессе без изменения массы
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 газа. 13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 1415 Так как 13 EMBED Equation.3 1415 то имеем 13 EMBED Equation.3 1415.
Выразим 13 EMBED Equation.3 1415 из предыдущего выражения, получим: 13 EMBED Equation.3 1415.
Задача 5. Какой объем займет газ при 770С, если при 270С его объем был 6л?
Дано СИ Решение
V1=6л 13 EMBED Equation.3 1415 В данной задаче переводить литры в м3 нет необходимости, так как
t1=270C воспользуемся законом Гей-Люссака (давление постоянно).
t2 = 770C
T1=300K
T2=350K
V2 - ? Выразим из этого выраженияV2. Вычислим: 13 EMBED Equation.3 1415
Ответ: 7·10 -3м3
Задача 6. При какой температуре находился газ в закрытом сосуде, если при нагревании его на 140К давление возросло в 1,5 раза?
Дано СИ Решение
Так как сосуд закрыт, следовательно, масса газа не изменятся и объем
газа не изменен. Значит, воспользуемся законом Шарля.
Т0-? 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415, но 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415
Следовательно, 13 EMBED Equation.3 1415, на Р0 можно сократить и преобразовать выражение:
13 EMBED Equation.3 1415 Перенесем в левую часть все Т0 , а в правую все остальное .
13 EMBED Equation.3 1415 Ответ: 280К
Задачи
1. В батарею водяного отопления поступает вода объемом 610-6 м3 в 1 с при температуре 80°С, а выходит из батареи при температуре 25°С. Какое количество теплоты получает отапливаемое помещение в течение суток?
2. Стальной резец массой 200 г нагрели до температуры 800°С и погрузили для закалки в воду, взятую при 20°С. Через некоторое время температура воды поднялась до 60°С. Какое количество теплоты было передано резцом воде?
3. Какое количество теплоты требуется для нагревания и расплавления 104 кг стального лома в мартеновской печи, если начальная его температура 20°С? Температура плавления стали 1500°С. Удельная теплота плавления стали 2,7105 Дж/кг.
4. В плавильной печи за одну плавку получили 250 кг алюминия при температуре 660°С. Определите, на сколько изменилась внутренняя энергия алюминия, если его начальная температура была 20°С. Удельная теплота плавления алюминия 3,9105 Дж/кг.
5. В электроплавильную печь загрузили 3 т стального лома при температуре 20°С. Какое количество электроэнергии требуется для расплавления стали, если КПД печи 95%?
6. Тепловоз массой 3000 т, двигавшийся со скоростью 72 км/ч, остановлен тормозами. Какое количество теплоты выделилось при торможении?
7. Газ, занимавший объем V1 = 11 л при давлении 105 Па, был изобарно нагрет от 20 до 100°С. Определите работу расширения газа.
8. 1 м3 воздуха при температуре 0°С находится в цилиндре при давлении 2105 Па. Какая будет совершена работа при его изобарном нагревании на 10°С?
9. Какая масса водорода находится в цилиндре под поршнем, если при нагревании от температуры T1 = 250 K до температуры Т2 = 680 К газ произвел работу А = 400 Дж?
Практическое занятие №6. «Решение задач».
Цели занятия и формируемые ПК и ОК:
учебная и формируемые ПК – усвоить основные законы термодинамики и научиться применять их при решении задач;
воспитательная и формируемые ОК – формирование навыков работы в группе; прививать интерес к предмету через различные виды деятельности; ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
развивающая – продолжить развитие словесно-логического мышления на основе операций обобщения, синтеза, анализа и аналогии; развивать умение запоминать, сохранять и воспроизводить информацию; умение строить ответ в научном стиле с использованием физических терминов.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
1) Что называют термодинамической системой?
2) Что понимают под термодинамическим равновесием?
3) Нулевое начало термодинамики.
4) Геометрический смысл понятия «работа» в термодинамике.
5) Приведите две формулировки первого закона термодинамики.
6) Адиабатный процесс.
7) Второй закон термодинамики.
8) Чему равна КПД теплового двигателя?
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач, периодическая система Менделеева Д. И.
Ход работы:
1. Выполнение заданий.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Выполните следующие задания:
Задание 1.
Вычислить:
Вариант I
Вариант II
Вариант III
Вариант IV
внутреннюю энергию 10 моль одноатомного газа при 27 °С.
на сколько изменится внутренняя энергия 1г аргона при нагревании его на 160 К.
работу, совершаемую газом, при изобарном увеличении его объёма от 15 л до 30 л; давление газа равно 300 кПа.
на сколько градусов следует нагреть 15 моль одноатомного идеального газа, чтобы его внутренняя энергия возросла на 5 кДж.
Задание 2.
Определить:
Вариант I
Вариант II
Вариант III
Вариант IV
работу газа и изменение его внутренней энергии, если для изобарного нагревания 800 моль газа на 500 К ему сообщили 9,4 МДж теплоты.
работу газа и количество теплоты, переданное окружающей среде, если при изобарном охлаждении на 100 К внутренняя энергия одноатомного идеального газа уменьшилась на 1662 кДж.
работу газа, если при подведении к 2 молям одноатомного идеального газа 300 Дж теплоты его температура увеличилась на 10 К.
работу газа, если одноатомный идеальный газ, взятый в количестве 2 молей, расширяется без теплообмена с окружающей средой. Температура газа в ходе расширения уменьшилась на 10 °С.
Задание 3.
Установите, что происходит с внутренней энергией газа при процессе указанном в варианте:
Вариант I
Вариант II
Вариант III
Вариант IV
изобарное расширение газа
адиабатное расширение газа
изотермическое сжатие
изотермическое расширение
А. Останется неизменной; Б. Возрастает; В. Уменьшается; Г. Среди ответов нет правильного.
Задание 4.
Определите количество теплоты, передано газу и работу газа при его расширении, если:
Вариант I
Вариант III
гелий массой 10 г нагрели на 100 К при постоянном давлении
аргон массой 10 г нагрели на 27°С при постоянном давлении
Определить изменение внутренней энергии
Вариант II
Вариант IV
и работу газа при расширении, если водород массой 5 г нагрели на 200 К при постоянном давлении
и количество теплоты, переданное газу, если неон массой 20 г нагрели на 150 К при постоянном давлении
Задание 5.
Определите температуру холодильника, если температура нагревателя
Вариант I
Вариант III
1500 К, максимальный КПД тепловой машины 80%
820 К, максимальный КПД тепловой машины 25 %
Определить температуру нагревателя, если температура холодильника
Вариант II
Вариант IV
585 К, максимальный КПД тепловой машины 35 %
375 К, максимальный КПД тепловой машины 25 %
Практическое занятие №7. Решение задач.
Цели занятия и формируемые ПК и ОК:
учебная и формируемые ПК – усвоить основные агрегатные состояния и фазовые переходы.и научиться применять их при решении задач;
воспитательная и формируемые ОК – формирование навыков работы в группе; прививать интерес к предмету через различные виды деятельности; ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
развивающая – продолжить развитие словесно-логического мышления на основе операций обобщения, синтеза, анализа и аналогии; развивать умение запоминать, сохранять и воспроизводить информацию; умение строить ответ в научном стиле с использованием физических терминов.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
Из чего состоит вещество?
Дайте понятие «внутренняя энергия»
От чего зависит внутренняя энергия?
В каких агрегатных состояниях может находиться вещество?
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач, периодическая система Менделеева Д. И.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
Первая задача
Какое ко ли че ство теп ло ты необ хо ди мо со об щить двум ки ло грам мам воды, взя тым при тем пе ра ту ре 50 0С, чтобы пол но стью эту воду пре вра тить в пар?
За пи шем крат кое со дер жа ние за да чи и для про сто ты ре ше ния на ри су ем гра фик, на ко то ром по ка жем все про цес сы, про ис хо дя щие с водой, – на гре ва ние и па ро об ра зо ва ние (рис. 2).
Рис. 2. Гра фик про цес сов, про ис хо дя щих с водой при на гре ва нии и ки пе нии
На гра фи ке Рис. 2 две оси: вер ти каль ная ось тем пе ра ту ры и го ри зон таль ная вре ме ни.
Точка А – это на чаль ная точка воды при 50 0С, линия АВ – это про цесс на гре ва ния воды до ки пе ния в точке В, ко то рая по ка зы ва ет, что два ки ло грам ма воды на чи на ют ки петь, то есть вода при сту пи ла к па ро об ра зо ва нию. ВС – это про цесс когда вода пре вра ща ет ся в пар.
Из таб ли цы Рис. 1 вы бе рем удель ную теп ло ем кость воды и удель ную теп ло ту па ро об ра зо ва ния воды.
В этих двух ве ли чи нах есть осо бен ность: вто рая ве ли чи на вы ра же на 106, по это му при ре ше нии необ хо ди мо учи ты вать все нули, ко то рые спря та ны в ше стой сте пе ни.
Нач нем вы чис лять ко ли че ство теп ло ты, необ хо ди мое для на гре ва ния воды от 50 0С до тем пе ра ту ры ки пе ния:
Вто рое ко ли че ство теп ло ты мы опре де лим как про из ве де ние удель ной теп ло ты па ро об ра зо ва ния, умно жен ное на массу воды.
За вер ша ю щий этап – это сло же ние пер во го и вто ро го ко ли че ства теп ло ты для по лу че ния пол но го ко ли че ства теп ло ты:
Ответ – это ре зуль тат, ко то рый нам необ хо ди мо было по лу чить, и за пи сы ва ет ся он обя за тель но после ре ше ния за да чи. Таким об ра зом, мы вы яс ни ли, что для на гре ва и па ро об ра зо ва ния воды нам необ хо ди мо ко ли че ство теп ло ты, рав ное 5,02 106 Дж.
Вторая задача
Вто рая за да ча будет об рат ной преды ду щей.
200 грамм во дя но го пара, взя то го при тем пе ра ту ре 100 0С, пе ре ве ли в воду, взя тую при тем пе ра ту ре 20 0С. Какое ко ли че ство теп ло ты при этих про цес сах вода и пар пе ре да ли окру жа ю щей среде?
За пи шем крат кое усло вие за да чи и рас смот рим гра фик про цес сов (рис. 3):
Рис. 3. Гра фик пе ре хо да пара в воду
Гра фик у нас со сто ит из двух ча стей, сна ча ла будет про ис хо дить об рат ный про цесс па ро об ра зо ва ния, то есть кон ден са ция, когда пар пре вра ща ет ся в воду – АВ, и осты ва ние воды, ко то рая по лу чи лась в ре зуль та те кон ден са ции – ВС.
Точка А со от вет ству ет тем пе ра ту ре 100 0С, это на ча ло кон ден са ции пара, пря мая АВ – про цесс, когда пар пе ре хо дит из га зо об раз но го со сто я ния в жид кость, в точке В – это уже вода при тем пе ра ту ре 100 0С, и ВС – это линия, ко то рая ха рак те ри зу ет осты ва ние воды. Точка С – ко неч ная тем пе ра ту ра, ко то рая со от вет ству ет 20 0С.
Ре ше ние за да чи будет свя за но с теми же по сто ян ны ми ве ли чи на ми, ко то рые мы ис поль зо ва ли в ре ше нии преды ду щей за да чи: удель ной теп ло ем ко стью воды и удель ной теп ло той па ро об ра зо ва ния.
Сна ча ла мы опре де лим ко ли че ство теп ло ты, ко то рое окру жа ю щая среда по лу чит в мо мент кон ден са ции пара, и ко ли че ство теп ло ты, ко то рое окру жа ю щая среда по лу чит в ре зуль та те осты ва ния воды.
В этом слу чае удель ная теп ло та па ро об ра зо ва ния бе рет ся со зна ком «- », это озна ча ет, что ве ще ство не по лу ча ет тепло, а, на о бо рот, от да ет.
Знак «-» в от ве те го во рит о том, что ко ли че ство теп ло ты, ко то рое вы де ли лось при осты ва нии и кон ден са ции жид ко сти и пара, со от вет ствен но, будет пе ре да но окру жа ю щей среде.
Задачи
На рис. 1 представлен график изменений агрегатных состояний вещества.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 1.
Анализируя график, дайте ответы на следующие вопросы:
Что происходило с температурой вещества на участке AB? С внутренней энергией вещества?
Что происходило с температурой вещества на участке BC? С внутренней энергией вещества?
Что происходило с температурой вещества на участке CD? С внутренней энергией вещества?
Что происходило с температурой вещества на участке DE? С внутренней энергией вещества?
Что происходило с температурой вещества на участке EF? С внутренней энергией вещества?
На каких участках вещество претерпевало агрегатные превращения?
Что происходило с веществом на участке BC? При какой температуре?
Что происходило с веществом на участке DE? При какой температуре?
Можно ли определить вещество, график изменения агрегатных состояний которого демонстрируется на графике?
Также на основе данного графика можно создавать целый ряд расчетных задач.
Сколько времени (примерно) длился процесс кипения?
Считая массу вещества, изменение агрегатных состояний которого показано на графике, равной 3 кг, определите, сколько энергии было затрачено на участке CE (любой участок по выбору).
Считая, что на участке CD было затрачено 0,63 МДж энергии, определите массу вещества, график изменения агрегатных состояний которого изображен на рис. 1.
№2. «Читаем график»
По графику определить вещество.
Охарактеризуйте первоначальное состояние вещества.
Какие превращения происходят с веществом?
Какие участки графика соответствуют росту температуры вещества? уменьшению?
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Практическое занятие №9. Решение задач.
Цель занятия - научиться рассчитывать напряженность электрического поля, созданного системой точечных электрических зарядов и объемными заряженными телами; приобрести практические навыки расчета потенциала и разности потенциалов электростатических полей, созданных зарядами, заряженными проводниками; следить за поведением проводников в электрическом поле. Выяснить, как размещаются электрические заряды на поверхности заряженного проводника, какое явление носит название электростатической индукции, а также какое значение принимает напряженность электростатического поля внутри проводника. Выяснить, что такое электроемкость и научиться рассчитывать емкости простых систем и энергию электрического поля.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
1. Сформулируйте закон Кулона.
2. Для каких зарядов можно применить закон Кулона?
3. Какой заряд называется точечным, пробным?
4. Физический смысл напряженности электростатического поля.
5. Какие свойства имеет электростатическое поле?
6. Как определяется напряженность электростатического поля точечного заряда?
7. Дайте определение линий напряженности электрического поля.
8. Сформулируйте принцип суперпозиции электрических полей
9. Что такое циркуляция вектора напряженности электростатического поля и чему она равна?
10. Как распределяются электрические заряды на заряженном проводнике.
11. Чему равны напряженность и потенциал электростатического поля внутри и на поверхности проводника?
12. Как возникают индуцированные заряды?
13. Что такое электроемкость уединенного проводника, от чего она зависит?
14.Чему равны электроемкость конденсатора, емкость плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов?
15.Как рассчитать электроемкость батареи при параллельном и последовательном сочетаниях конденсаторов?
16. Чему равна энергия отдельного проводника и энергия заряженного конденсатора?
17. Как определить электрическую энергию системы заряженных тел (проводников и полупроводников)? Где локализована эта энергия?
18. Выведите формулу для объемной плотности энергии электрического поля.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
Задача 1. Два шарика массой по 1 г каждый подвешены на нитях, верхние концы которых соединены вместе. Длина каждой нити 10 см. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на угол 600?
Дано: 13 EMBED Equation.3 1415
Найти: 13 EMBED Equation.3 1415
Решение
Условие равновесия шариков имеет вид (рис. 4.1): 13 EMBED Equation.3 1415 где 13 EMBED Equation.3 1415кулоновская сила, 13 EMBED Equation.3 1415сила натяжения нити. В проекциях на оси Оx и Оy это условие примет вид: 13 EMBED Equation.3 1415
откуда13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415.
Искомый заряд 13 EMBED Equation.3 1415 Подставляя числовые данные, получим 13 EMBED Equation.3 1415
Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415.
Задача 2. Два точечных электрических заряда 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 находятся в воздухе на расстоянии 13 EMBED Equation.3 1415 друг от друга. Определить напряженность и потенциал поля, создаваемого этими зарядами в точке А (рис. 4.2), если 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415.
Дано: 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415.
Найти: 13 EMBED Equation.3 1415
Решение
Напряженность результирующего поля в точке А равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых зарядами 13 EMBED Equation.3 1415и 13 EMBED Equation.3 1415, т.е.
На рисунке вектор 13 EMBED Equation.3 1415 направлен от заряда 13 EMBED Equation.3 1415, так как этот заряд положительный, вектор 13 EMBED Equation.3 1415 направлен в сторону заряда 13 EMBED Equation.3 1415, так как этот заряд отрицательный. Вектор 13 EMBED Equation.3 1415 напряженности результирующего поля определяется как геометрическая сумма 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415.
Модуль этого вектора найдем по теореме косинусов 13 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415
Подставляя исходные числовые данные в указанные формулы, получим 13 EMBED Equation.3 1415.
Потенциал 13 EMBED Equation.3 1415 результирующего поля, созданного двумя зарядами 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415, равен алгебраической сумме потенциалов: 13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415
Потенциал 13 EMBED Equation.3 1415 является положительным, так как поле создано положительным зарядом 13 EMBED Equation.3 1415; потенциал 13 EMBED Equation.3 1415 является отрицательным, так как поле создано отрицательным зарядом 13 EMBED Equation.3 1415. Подставляя числовые данные, получим: 13 EMBED Equation.3 1415
Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415
Задача 3. На металлической сфере радиусом 15 см находится заряд 2 нКл. Определить напряженность электростатического поля: 1) на расстоянии 10 см от центра сферы; 2) на поверхности сферы; 3) на расстоянии 20 см от центра сферы. Построить график зависимости напряженности от расстояния.
Дано: 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
Найти: 13 EMBED Equation.3 1415
Решение
Согласно теореме Гаусса 13 EMBED Equation.3 1415. Тогда: а) при 13 EMBED Equation.3 1415
б) при 13 EMBED Equation.3 1415 откуда 13 EMBED Equation.3 1415
в) при13 EMBED Equation.3 1415 откуда 13 EMBED Equation.3 1415
Подставляя числовые данные, получим 13 EMBED Equation.3 1415 График 13 EMBED Equation.3 1415 приведен на рис. 4.3.
Ответ: 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
Задача 4. Определить эквивалентную емкость в цепи, изображенной на рис. 4.4.
Дано: 13 EMBED Equation.3 1415
Найти: 13 EMBED Equation.3 1415
Решение
В задачах подобного типа можно использовать метод, связанный с определением точек цепи, в которых потенциалы равны. Тогда схему можно упростить, соединив эти точки (рис. 4.5, а) или исключив конденсаторы, присоединенные к этим точкам (рис. 4.5, б), так как они не могут накапливать заряды и, следовательно, не играют роли при их распределении.
В заданной схеме вследствие симметрии и равенства емкостей пар конденсаторов 13 EMBED Equation.3 1415 поэтому 13 EMBED Equation.3 1415
Найдем эквивалентную емкость цепи двумя способами:
а) согласно схеме на рис. 4.5, а 13 EMBED Equation.3 1415
откуда 13 EMBED Equation.3 1415
б) согласно схеме на рис. 4.5, б 13 EMBED Equation.3 1415
Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415
Задачи
1. Расстояние между зарядами 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 равно 10 см. Определить силу, действующую на заряд 13 EMBED Equation.3 1415, отстоящий на 12 см от заряда 13 EMBED Equation.3 1415 и на 10 см от заряда 13 EMBED Equation.3 1415. (Ответ: 51 мН).
2. Расстояние между зарядами 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 равно 55 см. Определить напряженность поля в точке, потенциал в которой равен нулю, если точка лежит на прямой, проходящей через заряды. (Ответ: 3960 В/м и 2170 В/м).
3. Электрический диполь образован двумя равными по величине и противоположными по знаку зарядами 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415, находящимися на расстоянии 0,5 см друг от друга. Определить напряженность электрического поля в точке, лежащей на перпендикуляре к середине оси диполя на расстоянии 1 м от него. (Ответ: 0,45 В/м).
4. Определить модуль и направление силы F взаимодействия положительного заряда Q и диполя с плечом d. Заряд Q находится в точке, расположенной на одинаковом расстоянии r от каждого из зарядов диполя. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
5. В трех вершинах квадрата со стороной а находятся одинаковые положительные заряды q. Найти напряженность электрического поля в четвертой вершине. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
6. Два одинаковых одноименно заряженных шарика, подвешенные на нитях одинаковой длины, опускают в жидкий диэлектрик, плотность которого 13 EMBED Equation.3 1415 и диэлектрическая проницаемость 13 EMBED Equation.3 1415. Какова должна быть плотность 13 EMBED Equation.3 1415 материала шариков, чтобы углы расхождения нитей в воздухе и в диэлектрике были одинаковыми? (Ответ:13 EMBED Equation.3 1415).
7. Сосуд с маслом, диэлектрическая проницаемость которого 13 EMBED Equation.3 1415, помещен в вертикальное однородное электростатическое поле. В масле находится во взвешенном состоянии алюминиевый шарик диаметром 13 EMBED Equation.3 1415, имеющий заряд 13 EMBED Equation.3 1415 Определить напряженность внешнего электрического поля Е, если плотность алюминия 13 EMBED Equation.3 1415, плотность масла 13 EMBED Equation.3 1415. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
8. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе находится в равновесии заряженная капелька ртути при напряженности поля 600 В/м. Заряд капли равен 13 EMBED Equation.3 1415. Определить радиус капли. Плотность ртути 13600 кг/м3. (Ответ: 0,44 мкм).
9. Поверхностная плотность заряда бесконечно протяженной вертикальной плоскости равна 13 EMBED Equation.3 1415 К плоскости на нити подвешен одноименно заряженный шарик массой 1 г и зарядом 1 нКл. Какой угол с плоскостью образует нить, на которой висит шарик? (Ответ: 13о).
10. Электростатическое поле создается сферой радиусом 5 см, равномерно заряженной с поверхностной плотностью 1 нКл/м2. Определить разность потенциалов между двумя точками поля, лежащими на расстояниях 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 от центра сферы. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
11. Радиус центральной жилы коаксиального кабеля 1,5 см, радиус оболочки 3,5 см. Между центральной жилой и оболочкой приложена разность потенциалов 2,3 кВ. Определить напряженность электрического поля на расстоянии 2 см от оси кабеля. (Ответ: 136 кВ/м).
12. Два конденсатора емкостью соответственно 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 соединены последовательно. Разность потенциалов на зажимах этой батареи 9 В. Определить заряды 13 EMBED Equation.3 1415 и разность потенциалов на обкладках каждого конденсатора.
(Ответ: 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415).
13. Определить емкость батареи конденсаторов, изображенной на рисунке. Емкость каждого конденсатора 1 мкФ. (Ответ: 0,286 мкФ).
14. К пластинам плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов 500 В. Площадь пластин 200 см2, расстояние между ними 13 EMBED Equation.3 1415. Пластины раздвинули до расстояния 13 EMBED Equation.3 1415. Найти энергию конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением: 1) отключался; 2) не отключался.
(Ответ:1) 13 EMBED Equation.3 1415; 2) 13 EMBED Equation.3 1415).
Практическое занятие №10. Решение задач.
Цель занятия
Образовательные:
организовать деятельность учащихся по комплексному применению знаний (законов последовательного и параллельного соединения, формул работы и мощности тока, закона Ома для участка цепи) и способов деятельности (расчета электрических цепей);
совершенствовать навык решения задач на расчет работы, мощности тока, геометрических размеров проводника, силы тока и напряжения в электрической цепи, на расчет электрических цепей;
совершенствовать вычислительные навыки, навык перевода единиц физических величин в СИ, навык преобразования формул, навык решения задач в общем виде.
Развивающие:
создать условия для развития умений анализировать, выдвигать предположения, наблюдать и экспериментировать;
способствовать развитию, навыков самостоятельной работы (умение работать во времени, анализировать условие, самоконтроль);
воспитывать культуру умственного труда.
Воспитательные:
содействовать пробуждению интереса к предмету;
развитию у детей умению общаться.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
Электрический ток.
Сила тока.
Условия, необходимые для существования электрического тока.
Закон Ома для участка цепи.
Сопротивление.
Электрические цепи.
Последовательное и параллельное соединение проводников.
Работа и мощность постоянного тока.
Электродвижущая сила.
Закон Ома для полной цепи.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
№1. Батарейка карманного фонаря, замкнутая на проводник сопротивлением 17,5 Ом создает ток 0,2А. Если ее замкнуть проводником сопротивлением 0,3 Ом то будет ток 1А. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление этой батарейки.
Дано: Решение:
J1=0,2 А J1= E/R1+r ; E=J1(R+r)=J1R1+J1r
R1=17,5 Ом J2=E/R2+r; E=J2(R2+r)=J2R2+J2r
J2=1А J1R1+J1r=J2R2+J2r
R2=0,3 Ом J1R1-J2R2=J2r-J1r
r-? E-? J1R1-J2R2=r(J2-J1)
r=J1R1-J2R2/J2-J1;
r=(0,2A*17,5 Ом-1A*0,3Ом)/1А-0,2A=4 Ом
E=0,2А*17,5Ом+0,2А*4Ом=4,3 B
Ответ: r=4 Ом, E=4,3 В.
№2. При подключении лампочки к батарейки элементов с ЭДС 4,5В вольтметр показал направление на лампочке 4В, а амперметр силу тока 0,25А. Какого внутреннее сопротивление батарейки?
Дано:
E=4,5В J=13 QUOTE 1415; R=13 QUOTE 1415 ; R=13 QUOTE 1415=16 Ом
U=4B
J=0,25А R+r=13 QUOTE 1415
r-? r=13 QUOTE 1415 – R ; r=13 QUOTE 1415 - 16 Ом=2 Ом
Ответ: r=2 Ом.
№3. Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник надо включить последовательно?
R1=240 Oм U=U1+U2; U2=U-U1 ; U2=220B-120B=100B
U1=120 B
U=220 B J1=U1/R1 ; J1=13 QUOTE 1415
p=110*10-2 Ом*мм2/м
S=0,55 мм2 J1=J2=J , R2=U2/J=13 QUOTE 1415=200 Ом
-?
R2=p13 QUOTE 1415 ; =R2S/p ; =13 QUOTE 1415=100м
Ответ: =100м
№4. В электрической плитке рассчитанной на напряжение 202 В, имеются две спирали на 120 Ом каждая. С помощью переключателя можно включить в сеть одну спираль, две спирали последовательно или параллельно. Найдите мощность в каждом случае.
Дано:
U=220B P1=U2/R1 ; P1=(220B)2/80,7 Ом=600 Вт
R1=R2=80,7 Ом Rпосл.=R1+R2, Rпосл.=80,7 Ом+80,7 Ом=161,4 Ом
P1-? Pпосл.-? Pпар.-? Pпосл.=U2/Rпосл. =(220В)2/161,4 Ом=300Вт
Rпар.=U2/Rпар; Pпар.=(220В)2/40,35 Ом=1200 Вт
Ответ: Рпосл.=300Вт, Рпар=1200Вт.
№5. При прохождении 20 Кл электричества по проводнику сопротивлением 0,5 Ом совершается работа 100 Дж. Найдите время существования тока в проводнике.
Дано:
gр=20Кл A=J2R
·t
R=0,50 Ом J=13 QUOTE 1415
A=100 Дж
A=g2/t*R; t=g2R/A;
t-?
t=(20Кл)2*0,5 Ом/100Дж =400Кл2*0,5Ом/100Дж=2с
Ответ: t=2c
№6. Начертить график изменения тока в цепи, если сопротивление в цепи равно 20 Ом, а напряжение меняется от 30 до 60В.
Дано: J,A
U1=30B J1=U1/R; J1=13 QUOTE 1415=1,5А
U2=60B 3
R=20 Oм J2=U2/R; J2=13 QUOTE 1415=3А 1,5
J1, J2-? 30 60 U,B
Разноуровневые задачи.
Первый уровень.
1.Сила тока в проводнике составляет 0,5А. За какое время через поперечное сечение проводника проходит заряд 15Кл?
2.Какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за 5 мин, если сила тока в нем равна 0.2А?
3.Через проводник площадью поперечного сечения 0.5мм2 за 20 с проходит 60Кл электричества. Какова плотность тока в проводнике?
4.Сколько электронов проходит через поперечное сечение проводника за 5с, если по этому проводнику проходит 6*1018 электронов?
5.По проводнику сечением 2мм2 течет ток 0.5 А. Считая концентрацию свободных электронов в веществе равной 1028м-3, определите среднюю скорость упорядоченного движения электронов.
6.Разность потенциалов на концах участка цепи равна 4В, а сопротивление этого участка равна 8 Ом.. Какова сила тока, протекающего по этому участку цепи?
7.Определите плотность тока, если за 0.4 с через проводник сечением 1.2мм2 прошел6*1018 электронов.
8.Постройте график изменения силы тока на участке цепи сопротивлением 100Ом, если приложенное напряжение меняется, принимая значение 10,20,40,60,80,100В
9. Постройте график изменения силы тока на участке цепи напряжением 120В, если сопротивление цепи меняется, принимая значение 10,20,40,60,80,100 Ом.
10.Через проводник, обладающий сопротивлением 4 Ом, за 1.5мин прошла 36Кл электричества. Определите напряжение, приложенное к концам проводника.
11.Определите величину заряда, протекающего по нагревательному элементу камина за 30 мин, при токе 4.5А. Каким сопротивлением обладает нагревательный элемент в рабочем состоянии, если камин подключен к сети напряжением 220В?
12.Падение напряжения на реостате равно 60В. Определите сопротивление реостата, если сила тока протекающего через него равна 4А.
13.Реостат изготовлен из константановой проволоки длиной 20м и сечением 0.5мм2. Определите падение напряжения на реостате, если сила тока равна 2.4А.
14.По телеграфной линии из стальной проволоки сечением 5мм2 и длиной 150 км течет ток 15мА при напряжении в начале линии 150В. Каково напряжение на другом конце линии?
15.Каково должно быть сечение железной проволоки, взятой для изготовления реостата сопротивлением 20 Ом, если длина проволоки равна 200м.
16.Во сколько раз сопротивление 1 м нихромовой проволоки больше сопротивления 1 м свинцовой проволоки того же сечения?
17.Провод длиной 1770м площадью поперечного сечения 5,0мм2 имеет сопротивление 6 Ом. Определите удельное сопротивление провода.
18.Никелиновая проволока длиной 50м имеет сопротивление 1650 Ом. Определите диаметр проволоки.
19.сопротивление вольфрамовой нити электрической лампы при температуре 00С равна 20 Ом. Сопротивление нити при свечении лампы равна 204 Ом. Определите температуру накала нити.
Второй уровень.
1.Электрический нагревательный элемент включается в сеть напряжением 120В. Какой ток проходит по спирали нагревательного элемента в момент его включения , если спираль никелиновая, ее длина 5м, площадь поперечного сечения 0.1 мм2.
2.Определите падение напряжения на полностью включенном реостате, изготовленном из никелиновой проволоки длиной 7.5м при плотности тока 1.5М/мм2.
3.Катушка из константановой проволоки включена в цепь постоянного тока напряжением 135В. По ней протекает ток 0.27А. Рассчитайте длину проволоки, если известно, что ее диаметр равен 0.6мм
4.Рассчитайте диаметр медного провода длиной 8,5мм, если при токе 1500А падение напряжения на нем составляет 0.6В.
5.Определите удельное сопротивление провода, если при напряжении 18В а нем устанавливается ток 2,25А. Диаметр 1.5мм, длина 14,2 м.
6. в катушке использована медная проволока площадью поперечного сечения 0.1 мм2 и массой 0.3 кг.. Определите сопротивление катушки.
7.Сколько весит медный провод, имеющий сопротивление 2.9 Ом и длиной 1,0 км?
8.Определите площадь поперечного сечения и длину алюиениевой проволоки массой 540кг и сопротивлением 0.58 Ом.
Практическое занятие №11. Решение задач.
Цель занятия - научить обучающихся самостоятельно применять основные положения электронной теории к объяснению механизма проводимости и расплавов электролитов, газов.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
1. Чем ионизация газов отличается от ионизации жидких растворов?
2. Почему количество ионов в газе при действии постоянного ионизатора увеличивается только до определенного предела, а затем становится постоянным?
3. Что происходит с горящей электрической дугой, если сильно охладить отрицательный уголь?
4. Сравнить проводимость металлов и полупроводников; металлов и вакуума.
5. Как зависит сила тока от величин, характеризующих носители заряда в данной среде?
6. Что называется электролизом? Записать закон Фарадея.
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
1. Деталь покрывают слоем хрома толщиной 50 мкм. Какое время потребуется для покрытия, если норма плотности тока при хромировании 2 кА/м2? Известно, что плотность хрома 7200 кг/м3.
Дано: h= 50мкм m =
· V =
· S h; J= I/S; m = k I t; k I t =
· S h; t =
· S h/k I;
J = 2 kA/м2
· = 7200 кг/м3 t =
· S h/ k S J =
· h/ k J; t = 1000c
· 16,7 мин
k= 0,18·10-6кг/Кл
t ?
2. Электролиз ведется при напряжении 5 В. Для получения 2,5 л водорода при температуре 25
·С и давлении 100 кПа, расходуется электроэнергия. КПД установки 75%. Сколько электроэнергии было израсходовано?
установки 75%?
Дано: СИ P V = m R T/M; m = P V M/R T; WПОЛ= I U
· из закона
М = 2·10-3кг/моль Фарадея
V = 2,5 л 2,5·10-3м3 m = k I
·; I
· = m/k;
t= 25
·C Т =298 К Wпол= U m/k; Wзат= Wпол/
· = U m/ k
· = U P V M /
· k R T
P = 100kПа 105Па
U = 5 B
k= 0,0104кг/Кл Wзат= 0,13 МДж
· =75%
Wзат-?
3. Найти среднюю скорость направленного движения одновалентных ионов в ионизационной камере, если их концентрация 103см-3, а плотность тока насыщения 10-12А/м2.
Дано: V = L/t; Jн= 2 e ni= e n t; L = Jнt/en; V= Jнt/ e n t
n= 103cм-3= 109м-3
Jн= 10-12А/м2 V = 6,2·10-3м/с
V ?
4. Сила тока в молнии 30 кА, длительность молнии 1 мс. Определите заряд переносимый молнией.
Дано: q= I·t; q= 30000·1·10-3 = 30 Кл
I = 30 kA
T=1 мс
q-?
5. Провода осветительной сети помещены в надежную изоляцию. Провода линии высокого напряжения голые, т.е. без изоляции. Почему?
Ответ: при нормальных условиях воздух надежный изолятор проводов линии высокого напряжения.
6. Каждый провод высоковольтной линии электропередач (ЛЭП) изготавливают тройным?
Ответ: чтобы не было условий для возникновения коронного разряда.
Задачи
I группа(задачи высокого уровня)
В чистый полупроводник (кремний) добавили 0,00001% атомов примеси (фосфор). Какой тип проводимости будет иметь полупроводник? Какой станет концентрация свободных носителей? Плотность кремня равна 2400кг/13 QUOTE 1415
Аэростат объёмом 25013 QUOTE 1415 нужно заполнить водородом при температуре 13 QUOTE 1415 и давлении 100кПа. Какой заряд необходимо пропустить при электролизе через слабый раствор серной кислоты, чтобы получить необходимое количество водорода?
II группа(задачи высокого и достаточного уровней)
Средняя скорость упорядоченного движения электронов в медном проводнике с площадью поперечного сечения 113 QUOTE 1415 равна 7,413 QUOTE 1415см/с. Определите силу тока в проводнике Считайте, что каждый атом меди даёт один свободный электрон.
При какой напряжённости поля начинается самостоятельный разряд в воздухе, если энергия ионизации молекул равна 2,413 QUOTE 1415Дж, а средняя длина свободного пробега электронов 5мкм?
III группа(задачи достаточного уровня)
Определите массу серебра, выделившегося на катоде при электролизе нитрата серебра, если электролиз проводится при напряжении 2В, а сопротивление раствора 5 Ом.
Расстояние между катодом и анодом вакуумного диода равно 1см. Сколько времени движется электрон от катода к аноду при анодном напряжении 440В? Начальной скоростью электрона можно пренебречь.
IV группа(задачи достаточного и среднего уровней)
К концам стального проводника сопротивлением 3 Ом с площадью поперечного сечения 113 QUOTE 1415 приложили напряжение 4В. Определите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике, если их концентрация 413 QUOTE 1415.
При серебрении изделия за 2ч на катоде выделилось 4г серебра. Определите силу тока при серебрении.
V группа(задачи среднего уровня)
Найти скорость упорядоченного движения электронов в проводе сечением 13 QUOTE 1415 при силе тока 13 QUOTE 1415, если концентрация электронов проводимости 5·1028м-3
При проведении опыта по электролизу были получены данные: время прохождения тока 20мин; сила тока 0,513 QUOTE 1415; масса катода до опыта 70,4г; масса после опыта 70,58г., Каково значение электрохимического эквивалента меди по этим данным?
Практическое занятие №12. Решение задач.
Цель занятия - ознакомиться со свойствами магнитного поля. Научиться рассчитывать индукцию магнитного поля, созданного проводником с током; силы, с которой взаимодействуют токи; овладеть элементарными навыками расчета траекторий заряженных частиц, движущихся в однородных электрических и магнитных полях.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
1. Что представляет собой магнитное поле? Каковы его свойства?
2. Какую величину называют вектором магнитной индукции? Как определить ее направление?
3. Какие поля называют вихревыми?
4. Сформулируйте закон Био - Савара - Лапласа.
5. Действие магнитного поля на прямолинейный проводник с током. Закон Ампера.
6. Рассчитайте силу взаимодействия двух проводников с токами.
7. Что называют магнитным потоком? В каких единицах его измеряют?
8. Чему равна работа по перемещению проводника с током в магнитном поле?
9. Закон полного тока.
10. Магнитное поле и энергия поля внутри соленоида.
11. Действие магнитного поля на контур с током.
12. Какая сила действует на заряженную частицу в электрическом поле?
13. Как определяется работа, выполняемая электрическим полем над заряженной частицей?
14. Какая сила действует на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле?
15. Чему равна работа, выполняемая магнитным полем над заряженной частицей, которая движется в этом поле?
16. Запишите в векторной форме результирующую силу, которая действует на заряженную частицу в электромагнитном поле.
17. Как определяют направление силы Лоренца, действующую на негативные и позитивные частицы, движущиеся в магнитном поле?
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
Задача 1. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл равномерно вращается рамка, содержащая 1000 витков. Площадь рамки 150 см2. Рамка делает 10 об/с. Определить мгновенное значение ЭДС индукции, соответствующее углу поворота рамки в 300 (рис. 5.1).
Дано: 13 EMBED Equation.3 1415
Найти: 13 EMBED Equation.3 1415
Решение
Мгновенное значение ЭДС индукции 13 EMBED Equation.3 1415 определяется законом электромагнитной индукции Фарадея 13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415- потокосцепление, связанное с потоком Ф индукции магнитного поля соотношением 13 EMBED Equation.3 1415
При вращении рамки магнитный поток, пронизывающий контур, изменяется со временем по гармоническому закону
13 EMBED Equation.3 1415 где 13 EMBED Equation.3 1415 - циклическая частота.
Таким образом, 13 EMBED Equation.3 1415
Подставляя в эту формулу исходные данные, получим:
13 EMBED Equation.3 1415 Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415
Задача 2. В однородном магнитном поле с индукцией 0,3 Тл помещена прямоугольная рамка с подвижной стороной, длина которой 15 см. Определить ЭДС индукции, возникающую в рамке, если ее подвижная сторона перемещается перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью 10 м/с (рис. 5.1).
Дано: 13 EMBED Equation.3 1415
Найти: 13 EMBED Equation.3 1415
Решение
Согласно закону электромагнитной индукции
13 EMBED Equation.3 1415 где 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415
Задачи
1. В однородном магнитном поле с индукцией 13 EMBED Equation.3 1415 перпендикулярно полю движется проводник длиной 13 EMBED Equation.3 1415. Какая ЭДС наводится в проводнике к моменту, когда он переместится на 13 EMBED Equation.3 1415? Начальная скорость проводника 13 EMBED Equation.3 1415, ускорение 13 EMBED Equation.3 1415. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
2. Самолет летит горизонтально со скоростью 13 EMBED Equation.3 1415. Определить ЭДС индукции, возникающей на крыльях самолета, если их размах составляет 13 EMBED Equation.3 1415, а модуль вертикальной составляющей магнитного поля Земли 13 EMBED Equation.3 1415. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
3. Плоскость прямоугольной проволочной рамки abcd перпендикулярна индукции магнитно
го поля 13 EMBED Equation.3 1415. Сторона рамки bc длиной 13 EMBED Equation.3 1415 может скользить без нарушения контакта
с постоянной скоростью 13 EMBED Equation.3 1415 по сторонам ab и dc (рис.) Между точками a и d включена лампочка сопротивлением 13 EMBED Equation.3 1415. Какую силу нужно приложить к стороне bc для осуществления такого движения? Сопротивлением остальной части рамки пренебречь. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
4. В однородном магнитном поле с индукцией 13 EMBED Equation.3 1415 расположены вертикально на расстоянии 13 EMBED Equation.3 1415 два металлических прута, замкнутых наверху. Плоскость, в которой расположены прутья, перпендикулярна к направлению индукции магнитного поля (рис.). По прутьям без трения и без нарушения контакта скользит вниз с постоянной скоростью 13 EMBED Equation.3 1415 перемычка ab массой 13 EMBED Equation.3 1415. Определить сопротивление перемычки. Сопротивлением остальной части пренебречь. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
5. Прямоугольная проволочная рамка со стороной l находится в магнитном поле с индукцией
В, линии которой перпендикулярны к плоскости рамки. По рамке без нарушения контакта скользит с постоянной скоростью v перемычка ab сопротивлением R (рис.). Определить ток через перемычку. Сопротивлением остальных частей рамки пренебречь. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
6. Проводящий стержень длиной 13 EMBED Equation.3 1415 и сопротивлением 13 EMBED Equation.3 1415
может скользить по горизонтально расположенным шинам, которые соединены с источником постоянного тока с ЭДС 13 EMBED Equation.3 1415 и внутренним сопротивлением 13 EMBED Equation.3 1415. К середине стержня прикреплена невесомая пружина с коэффициентом жесткости 13 EMBED Equation.3 1415, расположенная в горизонтальной плоскости. Перпендикулярно плоскости проводников действует однородное магнитное поле с индукцией 13 EMBED Equation.3 1415 (рис.). Пренебрегая сопротивлением шин и проводов, определить энергию деформации пружины. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
7. По горизонтальным параллельным рельсам, расстояние между которыми равно 13 EMBED Equation.3 1415, может скользить без трения перемычка массой 13 EMBED Equation.3 1415. Рельсы соединены резистором сопротивлением 13 EMBED Equation.3 1415 и помещены в вертикальное однородное магнитное поле индукцией 13 EMBED Equation.3 1415. Перемычке сообщают скорость 13 EMBED Equation.3 1415 (рис.). Найти путь 13 EMBED Equation.3 1415, пройденный перемычкой до остановки. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415).
8. Магнитная индукция 13 EMBED Equation.3 1415 поля между полюсами двухполюсного генератора равна 1 Тл. Ротор имеет 140 витков (площадь каждого витка S=500 см2). Определить частоту вращения ротора, если максимальное значение ЭДС индукции равно 220 В. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 14155 с-1).
9. Трансформатор с коэффициентом трансформации 0,15 понижает напряжение с 220 В до 6 В. При этом сила тока во вторичной обмотке равна 6 А. Пренебрегая потерями энергии в первичной обмотке, определить сопротивление вторичной обмотки трансформатора. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 14154,5 Ом).
10. Трансформатор, понижающий напряжение с 220 В до 12 В, содержит в первичной обмотке 13 EMBED Equation.3 14152000 витков. Сопротивление вторичной обмотки 13 EMBED Equation.3 14150,15 Ом. Пренебрегая сопротивлением первичной обмотки, определить число витков во вторичной обмотке, если в сеть пониженного напряжения передается мощность Р = 20 Вт. (Ответ: 13 EMBED Equation.3 1415111).
Практическое занятие №13. Решение задач.
Цель занятия - учебная и формируемые ПК – совершенствовать умения решать задачи на применение теории эектромагнитных колебаний и волн.
воспитательная и формируемые ОК – формирование навыков работы в группе; прививать интерес к предмету через различные виды деятельности; ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
развивающая – продолжить развитие словесно-логического мышления на основе операций обобщения, синтеза, анализа и аналогии; развивать умение запоминать, сохранять и воспроизводить информацию; умение строить ответ в научном стиле с использованием физических терминов.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
Как должна двигаться частица, чтобы она излучала электромагнитные волны?
Почему закрытый колебательный контур плохо излучает энергию?
Что представляет собой электромагнитная волна?
В каком колебательном контуре (закрытом или открытом) колебания быстрее затухают?
Во время каких природных явлений излучают электромагнитные волны?
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
Задача №1
Колебательный контур содержит конденсатор емкостью 800 пФ и катушку индуктивности индуктивностью 2 мкГн. Каков период собственных колебаний контура?
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Задача № 2
Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С и катушки индуктивности индуктивностью L. Как изменится период свободных электромагнитных колебаний в этом контуре, если электроемкость конденсатора и индуктивность катушки увеличить в 3р.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Задача № 3
Амплитуда силы тока при свободных колебаниях в колебательном контуре 100 мА. Какова амплитуда напряжения на конденсаторе колебательного контура, если емкость этого конденсатора 1 мкФ, а индуктивность катушки 1 Гн? Активным сопротивлением пренебречь.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Задачи
От чего зависит период собственных незатухающих электромагнитных колебаний в контуре?
Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С = 1 мкФ и катушки индуктивностью L = 0,01 Гн. Вычислить период колебаний в контуре. Можно ли возникшие колебания считать высокочастотными?
Колебательный контур состоит из лейденских банок общей электроемкостью С = б* 10~3 мкФ и катушки индуктивностью L = 11 мкГн. Вычислить частоту электромагнитных колебаний в контуре.
Катушку какой индуктивности надо включить в колебательный контур, чтобы с конденсатором емкостью С = 2 мкФ получить электромагнитные колебания частотой v = 1000 Гц?
Какой емкости конденсатор нужно включить в колебательный контур с катушкой индуктивности L 0,76 Гн, чтобы получить в нем электрические колебания звуковой частоты v = 400 Гц?
Во сколько раз изменится период и частота свободных незатухающих колебаний в контуре, если его индуктивность увеличить в 2 раза, а емкость в 4 раза?
Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 2,5* 10~6 Гн и двух конденсаторов, соединенных между собой параллельно, емкостью С = 5* 103 мкФ каждый. Определить период электрических колебаний в контуре.
В колебательном контуре частота собственных колебаний v1 = 30 кГц, при замене конденсатора частота стала v2 = 40 кГц. Какой будет частота колебаний в контуре: а) при параллельном соединении обоих конденсаторов; б) при последовательном соединении?
Колебательный контур состоит из воздушного конденсатора, площадь каждой пластины которого S = 100 см2, и катушки индуктивностью L = 10~5 Гн. Период колебаний в контуре Т = 107 с. Определить расстояние между пластинами конденсатора.
Найти частоту собственных колебаний в контуре, состоящем из соленоида длиной I = 3 см, площадью поперечного сечения = 1 см2 и плоского воздушного конденсатора, площадь пластин которого S2 30 см2 и расстояние между ними d = ОД см. Число витков соленоида N = 1000.
Начальный заряд, сообщенный конденсатору колебательного контура, уменьшили в 2 раза. Во сколько раз изменилась: а) амплитуда напряжения; б) амплитуда силы тока; в) суммарная энергия электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки?
Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 0,5 Гн и конденсатора емкостью С = 0,5 мкФ. Конденсатору сообщили заряд Q = 2,5* 10_6 Кл. Найти зависимость напряжения и на обкладках конденсатора, силы тока i в цепи, энергии электрического поля W3 конденсатора и энергии магнитного поля катушки от времени. Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.
Начертить графики двух гармонических колебаний с одинаковыми амплитудами и одинаковыми периодами, но сдвинутыми по фазе на возможными графическими способами.
В колебательном контуре зависимость напряжения на обкладках конденсатора от времени представлена уравнением: и = 10cos (2 103 nt). Емкость конденсатора С = 2,6 10~8 Ф. Определить период электромагнитных колебаний, индуктивность контура, зависимость силы тока от времени, максимальную энергию электрического поля и магнитного поля в контуре.
В колебательном контуре сила тока с течением времени изменяется по закону i = 0,01cos 1000f. Емкость конденсатора в контуре С = 10 мкФ. Найти индуктивность контура и максимальное напряжение на обкладках конденсатора.
Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 0,2 Гн и конденсатора емкостью С = 105 Ф. Конденсатор зарядили до напряжения U = 2 В, и он начал разряжаться. Какой будет сила тока в тот момент, когда энергия окажется поровну распределенной между электрическим и магнитным полем?
В колебательном контуре происходят свободные колебания. Злая, что максимальный заряд конденсатора qm = 10_6 Кл, а максимальная сила тока 1т = 10 А, найти частоту колебаний этого контура.
Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С = 400 пФ и катушки индуктивностью L = 10 мГн. Найти амплитуду колебаний напряжения, если амплитуда колебаний силы тока 1т = ОД А.
В контуре с индуктивностью L и емкостью С совершаются свободные незатухающие колебания. Зная, что максимальное напряжение на конденсаторе Uт, найти максимальную силу тока 1т в этом контуре.
Колебательный контур составлен из дросселя с индуктивностью L 0,2 Гн и конденсатора емкостью С = 10~5 Ф. В момент, когда напряжение на конденсаторе и = 1 В, сила тока в контуре i = 0,01 А. Найти максимальную силу тока в этом контуре.
Амплитуда силы тока в контуре 1т = 1,4 А, а амплитуда напряжения U = 280 В. Найти силу тока и напряжение в тот момент времени, когда энергия магнитного поля катушки равна энергии электрического поля конденсатора.
Катушка индуктивностью L ~ 31 мГн присоединена к плоскому конденсатору с площадью каждой пластины S ~ 20 см2 и расстоянием между ними d, = 1 см. Чему равна диэлектрическая проницаемость среды е, заполняющей пространство между пластинами, если амплитуда силы тока 1т = 0,2 мА, а амплитуда напряжения Uт = 10 В?
Конденсатору емкостью С = 108 Ф колебательного контура был сообщен заряд qm 10 4 Кл. В контуре начались свободные затухающие колебания. Найти количество теплоты, которое выделится в контуре к моменту, когда колебания полностью прекратятся.
Колебательный контур, собственная частота колебаний в котором v = 1 МГц, имеет индуктивность L = 0,2 Гн и омическое сопротивление1 R = 2 Ом. На сколько процентов уменьшится энергия этого контура за время одного полного колебания? На протяжении одного колебания можно считать, что амплитуда силы тока меняется очень мало.
Контур состоит из катушки индуктивностью L = 24 мкГн, сопротивления R = 1 Ом и конденсатора емкостью С = 2222 пФ. Какую мощность Р должен потреблять контур, чтобы в нем поддерживались незатухающие колебания, при которых максимальное напряжение на конденсаторе Uт ~ 5 В?
Максимальное напряжение в колебательном контуре, состоящем из катушки индуктивностью L = 5 мкГн и конденсатора емкостью С = 13 330 пФ, Uт = 1,2 В. Сопротивление контура ничтожно мало. Определить: а) действующее значение силы тока в контуре; б) максимальное значение магнитного потока, если число витков катушки N = 28.
Батарея из двух последовательно соединенных конденсаторов, емкостью С каждый, заряжена до напряжения Uт и в начальный момент времени (t0 = 0) подключена к катушке индуктивностью L так, что образовался колебательный контур (рис. 14.1). Спустя некоторое время At один из конденсаторов пробивается и сопротивление между его обкладками становится равным нулю. Найти амплитуду заряда на не пробитом конденсаторе.
Какова средняя сила взаимодействия пластин конденсатора С сразу после замыкания ключа К (рис. 14.2)? после затухания колебаний? Расстояние между пластинами конденсатора d.
Контур образован двумя параллельными проводниками, замыкающим их соленоидом индуктивностью L и проводящим стержнем массой т, который может без трения скользить по проводникам. Проводники расположены в горизонтальной плоскости, в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией В (рис. 14.3). Расстояние между проводниками I. В начальный момент времени (t 0) стержню сообщили скорость о0. Записать закон движения проводника x(t). Сопротивление контура пренебрежимо мало.
Циклическая частота переменного тока <о = 100я рад/с. Определить период и частоту переменного тока.
Частоту вращения проволочной рамки в однородном магнитном поле увеличили в 3 раза. Во сколько раз изменится частота переменного тока в рамке и ЭДС индукции?
Практическое занятие №14. Решение задач.
Цель занятия - освоить методику расчета интерференционной и дифракционной картин для разных случаев: интерференция при появлении двух источников излучения; интерференция в тонких пленках, на клине; дифракция на щели, дифракция на решетке.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
1) Какое явление называется интерференцией света и условия ее наблюдения?
2) Какие волны называются когерентными?
3) Что такое геометрическая и оптическая разность хода?
4) Какие условия минимума и максимума интенсивности при интерференции света?
5) Назовите способы получения когерентных источников света.
6) Что такое дифракция света Какие виды дифракции вы знаете?
7) Определите условия наблюдения дифракции света.
8) Каким образом возникают и чем характерны зоны Френеля?
9) Как определяется распределение интенсивности света в случае дифракции из параллельных лучах на одной щели и на дифракционной решетке?
10) Как выглядит дифракционный спектр видимого света? Чем он отличается от призматического спектра?
11) Что такое линейная дисперсия и распределительная сила дифракционной решетки?
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
Задача № 1.
Две когерентных световых волны фиолетового цвета длиной 400 нм достигают некоторой точки с разностью хода 2 мкм. Что произойдет в этой точке – усиление или ослабление волн?
Дано: СИ Решение
Л=400нм 400*10-9 м
·d=кл
·d= 2 мкм 2*10-6м к=[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Найти к к=2*10-6 м/400*10-9 м=5 (целое число)
Ответ: усиление.
Задача № 2.
При нормальном падении на дифракционную решетку с периодом 1 мкм плоской монохроматической волны угол между максимумами первого порядка равен 60 градусов. Определите длину волны падающего света.
Дано: СИ Решение:
d = 1 мкм 1*10-6 м
· = 30о
к = 1 d[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]= кл
· = 60о л=d[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Найти л л=1*10-6 м*0,5/1 = 0,5*10-6 м
Ответ: л = 5*10-7 м
Задачи
Считая Солнце абсолютно черным излучателем с температурой поверхности 58000 К, найти величину солнечной постоянной, то есть количество лучистой энергии, посылаемой Солнцем ежеминутно через площадку в 1 см2, перпендикулярную солнечным лучам и находящуюся на таком же расстоянии, что и Земля. Радиус Солнца принять равным 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, расстояние от Солнца до Земли 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415.
Муфельная печь потребляет мощность 1 кВт. температура ее внутренней поверхности при открытом отверстии площадью 25 см2 равна 12000 К. Считая, что отверстие излучает как АЧТ, определить, какая часть мощности рассеивается стенками.
Площадь, ограниченная графиком спектральной плотности энергетической светимости АЧТ 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415 при переходе от температуры Т1 к температуре Т2 увеличилась в 5 раз. Определить, как изменилась при этом длина волны 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости.
На поверхность площадью 0,01 м2 в единицу времени падает световая энергия, равная 1,05 Дж. Найти световое давление в случаях, когда поверхность полностью отражает и полностью поглощает падающее на нее излучение.
На идеально отражающую поверхность площадью 5 см2 за 3 минуты нормально падает монохроматический свет, энергия которого равна 9 Дж. Определить энергетическую освещенность поверхности и световое давление, оказываемое на поверхность.
Определить давление света на стенки 150 ваттной электролампочки, принимая, что вся потребляемая мощность идет на излучение, и стенки лампочки отражают 15% падающего на них света. Считать лампочку сферическим сосудом радиуса 4 см.
Практическое занятие №15. Решение задач.
Цель занятия - учебная и формируемые ПК – усвоить основные методы решения задач по теме «Строение атома и квантовая физика»;
воспитательная и формируемые ОК – формирование навыков работы в группе; прививать интерес к предмету через различные виды деятельности; ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
развивающая – продолжить развитие словесно-логического мышления на основе операций обобщения, синтеза, анализа и аналогии; развивать умение запоминать, сохранять и воспроизводить информацию; умение строить ответ в научном стиле с использованием физических терминов.
Предварительная подготовка к практическому занятию:
Вопросы.
В каком состоянии энергия электрона меньше: в основном или в возбужденном?
Определите наименьшую энергию, которую надо сообщить атому водорода, чтобы перевести его в ионизированное состояние.
Сколько квантов с различной энергией может испустить атом водорода, если он находится в третьем энергетическом состоянии?
Какие новые закономерности микромира открыл Н. Бор? Почему они были сформулированы в виде постулатов? Чем они противоречат классическим представлениям?
Обеспечение практического занятия: раздаточный материал с текстом задач.
Ход работы:
Рассмотрение примеров решения и выявить алгоритм решения задач по кинематике.
Решение задач.
Отчет о работе: решение задач практической работы в тетради.
Критерии оценки выполнения практической работы:
Оценка «5» ставится в следующем случае:
в работе выполнено пять и более задач;
сделан перевод единиц всех физических величин в систему единиц «СИ», все необходимые данные занесены в условие, правильно выполнены чертежи, схемы, графики, рисунки, сопутствующие решению задач, сделана проверка на размерность, правильно проведены математические расчеты и дан полный ответ;
на качественные и теоретические вопросы дан полный, исчерпывающий ответ литературным языком в определенной логической последовательности, учащийся приводит новые примеры, устанавливает связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов, умеет применить знания в новой ситуации;
учащийся обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения.
Оценка «4» ставится в следующем случае:
работа выполнена полностью или не менее чем на 80 % от объема задания ( 5 задач!), но в ней имеются недочеты и несущественные ошибки;
ответ на качественные и теоретические вопросы удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, но содержит неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей, выводах и решении задач;
учащийся испытывает трудности в применении знаний в новой ситуации, не в достаточной мере использует связи с ранее изученным материалом и с материалом, усвоенным при изучении других предметов.
Оценка «3» ставится в следующем случае:
работа выполнена в основном верно (объем выполненной части составляет не менее 2/З от общего объема), но допущены существенные неточности;
учащийся обнаруживает понимание учебного материала при недостаточной полноте усвоения понятий и закономерностей;
умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении качественных задач и сложных количественных задач, требующих преобразования формул.
Оценка «2» ставится в следующем случае:
работа в основном не выполнена (объем выполненной части менее 2/З от общего объема задания);
учащийся показывает незнание основных понятий, непонимание изученных закономерностей и взаимосвязей, не умеет решать количественные и качественные задачи.
Примеры решения задач
Задача1. Красная граница фотоэффекта для никеля равна 0,257 мкм. Найти длину волны света, падающего на никелевый электрод и начальную скорость вырываемых этим светом фотоэлектронов, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов, равной 1,5 В.
Дано: 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415;13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415.
Найти: 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415.
Решение
Согласно уравнению Эйнштейна для внешнего фотоэффекта, энергия поглощенного кванта тратится на совершение фотоэлектроном работы выхода А и придание ему кинетической энергии Е: 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415.
Если фотокатод освещать светом с длиной волны, равной красной границе, вся энергия поглощенного фотона идет на совершение работы выхода: 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415.
Кинетическую энергию фотоэлектронов можно найти через задерживающую разность потенциалов: раз фотоэлектроны задерживаются разностью потенциалов 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, то их кинетическая энергия полностью расходуется на работу против сил тормозящего поля, следовательно, 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, где е – заряд электрона.
Тогда уравнение Эйнштейна можно переписать в виде 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415.
Отсюда найдем длину волны падающего света: 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415.
Подставив численные значения, получим:
13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415.
Найдем начальную скорость фотоэлектронов: 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,
откуда 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, где 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415 – масса покоя электрона.
Подставляя численные значения, получим:
13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415.
Ответ: 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415.
Задачи
Будет ли наблюдаться фотоэффект, если на поверхность серебра (13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415) направить излучение с длиной волны 300 нм?
На поверхность лития падает монохроматический свет с длиной волны 310 нм. Чтобы прекратить фототок, надо приложить задерживающую разность потенциалов не менее 1,7 В. Определить работу выхода.
Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, если фототок прекращается при приложении задерживающего потенциала в 3,7 В.
Определить энергию, импульс и массу фотона с длиной волны 0,5 мкм.
Определить длину волны фотона, импульс которого равен импульсу электрона, прошедшего разность потенциалов в 9,8 В.
Определить максимальное изменение длины волны при комптоновском рассеянии:
а) на свободных электронах;
б) на свободных протонах.
Фотон с энергией 0,25 МэВ рассеялся на свободном электроне. Энергия рассеянного фотона равна 0,20 МэВ. Определить угол рассеяния.
Фотон с длиной волны 1 пм рассеялся на свободном электроне под углом 900. Какую долю своей энергии фотон передал электрону?
Приложение 1. Приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц
Множитель
Приставка
Приставка
Наименование множителя
Пример
1012
тера
Т
триолион
ТПа
109
гига
г
миллиард
ГПа
106
мега
М
миллион
МПа
103
кило
к
тысяча
кПа
10-3
милли
м
одна тысячная
мПа
10-6
микро
мк
одна милионная
мкПа
10-9
нано
н
одна миллиардная
нПа
10-12
пико
п
одна триллионная
пПа
Приложение 2. Международная система единиц (СИ)
Физическая величина
Обозначение величины
Единица величины
символ
Русское
масса
m
кг
килограмм
Количества вещества
·
моль
моль
Молярная масса
М
кг\моль
килограмм дел. на моль
Масса атома углерода
moc
кг
килограмм
Сила
F
Н
ньютон
Площадь поперечного сечения
S
м2
квадратный метр
Давление
р
Па
паскаль
Концентрация
n
1\м3
единица дел. на кубический метр
Квадратичная скорость
V2
м2\с2
метр в квадрате дел. на секунду в квадрате
Кинетическая энергия
Ек
Дж
джоуль
Относительная молекулярная масса
Мr
г\моль
грамм дел. на моль
Число частиц
N
безразмерная величина
Температура по Кельвину
T
К
Кельвин
Объем
V
м3
метр в кубе
Масса одной молекулы
m0
кг
килограмм
Температура по Цельсию
t
0С
градусов по Цельсию
Относительная влажность воздуха
·
%
проценты
Абсолютное удлинение
·l
м
метр
Конечная длина
l
м
метр
Начальная длина
l0
м
метр
Относительное удлинение
·
безразмерная единица
Механическое напряжение
·
Н\м2
ньютона дел. на квадратный метр
Модуль Юнга
E
Па
паскаль
Диаметр
d
м
метр
Внутренняя энергия
U
Дж
Джоуль
Работа газа
A1
Дж
Джоуль
Работа над газом
A
Дж
Джоуль
Количество теплоты
Q
Дж
Джоуль
Удельная теплоемкость
c
Дж/кг·°С
Джоуль дел. на килограмм умн. на градус по Цельсию
Удельная теплота парообразования
R
Дж/кг
Джоуль дел. на килограмм
Удельная теплота плавления
·
Дж/кг
Джоуль дел. на килограмм
Количество теплоты полученное от нагревателя
Q1
Дж
Джоуль
Количество теплоты отданное холодильнику
Q2
Дж
Джоуль
Коэффициент полезного действия
·
%
проценты
Удельная теплота сгорания
q
Дж/кг
Джоуль дел. на килограмм
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
60
·°
Дано:
m = 0,1 кг
V0 = 4 м/с
h = 2 м
EК = ?
90°
m1
m2
V1
V2
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
б
В
А
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
а
В
А
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Рис. 4.5
Рис. 4.4
В
А
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Рис. 4.3
13 EMBED Equation.3 1415
R
13 EMBED Equation.3 1415
R
450
800
0
E , В/м
r, м
13 EMBED Equation.3 1415
Рис. 4.2
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
A
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
.
d
-
+
Рис. 4.1
13 EMBED Equation.3 1415
r
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
O
x
y
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Рис. 5.1
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
a
b
d
c
l
b
l
13 EMBED Equation.3 1415
a
a
b
13 EMBED Equation.3 1415
l
+
+
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
+
13 EMBED Equation.3 1415
А
y
x
v0x
v0y
v0
h
·
s
o
Рис. 1.1
а
·
an
a
o
Рис. 1.2
13 EMBED Equation.3 1415
Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native