ОК ГДЗ Лабораторные работы Физика 7 класс Перышкин Учебник

Лабораторная работа № 1. Определение показаний измерительного прибора

Цель работы: определить цену деления шкалы измерительного цилиндра, определить с его помощью объём жидкости.

Приборы и материалы: измерительный цилиндр, стакан с водой, небольшие сосуды.

Указания к работе

1. Изучите шкалу измерительного цилиндра. Каковы минимальный и максимальный объёмы воды, которые можно измерить с помощью данного измерительного цилиндра? Заполните таблицу 7.

Величина	Результат
Цена деления шкалы, мл	___ мл
Верхний предел измерения, мл	___ мл
Нижний предел измерения, мл	___ мл

Чтобы определить цену деления, нужно взять два соседних подписанных значения шкалы, найти их разность и разделить на число делений между ними.

Таблица 7

2. Определите объём налитой жидкости. Для этого налейте некоторое количество воды из наполненного до краев стакана в измерительный цилиндр.

Налить часть воды из стакана в измерительный цилиндр и определить её объём по шкале.

При измерении глаз нужно расположить на уровне поверхности жидкости.

V_ж = ___ мл.

Результат:

3. Определите вместимость стакана. Для этого долейте в измерительный цилиндр оставшуюся в стакане воду. Определите объем жидкости в измерительном цилиндре (вместимость стакана будет такой же).

Долить в измерительный цилиндр оставшуюся в стакане воду и определить общий объём воды.

V_с = ___ мл.

Результат:

4. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учетом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы измерительного цилиндра, записывайте в таблицу 8.

Абсолютная погрешность по условию работы равна цене деления шкалы измерительного цилиндра.

ΔV — абсолютная погрешность измерения

V_ж — измеренный объём жидкости

V_с — вместимость сосуда

№ опыта	Название сосуда	Объём жидкости Vж ± ΔV, мл	Вместимость сосуда Vс ± ΔV, мл
1	Стакан	___ ± ___ мл	___ ± ___ мл

Таблица 8

5. Определите вместимость других сосудов, которые находятся на вашем столе.

№ опыта	Название сосуда	Объём жидкости Vж ± ΔV, мл	Вместимость сосуда Vс ± ΔV, мл
2	___	___ ± ___ мл	___ ± ___ мл
3	___	___ ± ___ мл	___ ± ___ мл

Таблица 8

6. Сделайте вывод

Цена деления шкалы измерительного цилиндра составляет ___ мл. С учётом абсолютной погрешности, равной ___ мл, объём жидкости равен ___ ± ___ мл; вместимость стакана — ___ ± ___ мл. Вместимость других сосудов определена с помощью измерительного цилиндра.

Лабораторная работа № 2. Определение размеров малых тел

Цель работы: определить размеры малых тел способом рядов.

Приборы и материалы: линейка ученическая, горох, пшено (или круглые бусины, бисер), иголка.

Указания к работе

1. Определите диаметр одной горошины, применив для этого способ рядов, который заключается в следующем. Положите вплотную к линейке 20-30 горошин в ряд. Измерьте длину I ряда, разделите ее на число N горошин в ряду.

Положить вплотную к линейке 20–30 горошин в ряд. Измерить длину ряда l и разделить её на число горошин N.

N — число горошин в ряду

l — длина ряда

d — диаметр одной горошины

Результат зависит от собственных измерений.

Решение:

2. Обработка результатов измерений. Результаты измерений с учетом абсолютной погрешности записывайте в таблицу 9. Абсолютная погрешность измерения длины ряда равна цене деления шкалы линейки. Абсолютная погрешность измерения диаметр горошины будет в N раз меньше.

Абсолютная погрешность измерения длины ряда Δl равна цене деления шкалы линейки. Абсолютная погрешность измерения диаметра одной частицы в N раз меньше:

№ опыта	Число частиц в ряду N	Длина ряда l ± Δl, мм	Размер одной частицы d ± Δd, мм
1 (горох)	___	___ ± ___	___ ± ___
2 (пшено)	___	___ ± ___	___ ± ___
3 (пшено)	___	___ ± ___	___ ± ___

Таблица 9

3. Определите способом рядов размер крупинки пшена (бусинки, бисеринки)

Расположить крупинки пшена вплотную в один ряд, измерить длину ряда и определить размер одной крупинки.

N — число крупинок

l — длина ряда

d — размер одной крупинки

Полученный результат записать в таблицу 9.

Решение:

4. Покажите на числовой оси для каждого опыта полученный интервал возможных значений диаметра малого тела.

Для каждого опыта нижняя граница интервала:

Верхняя граница интервала:

На числовой оси нужно отметить интервал от d − Δd до d + Δd.

Решение:

5. Увеличьте количество крупинок пшена в 2 раза и определите диаметр крупинки ещё раз.

Если количество крупинок увеличить в 2 раза, длина измеряемого ряда увеличится, а относительное влияние погрешности линейки на результат уменьшится.

При увеличении N в 2 раза абсолютная погрешность определения размера одной крупинки уменьшится в 2 раза.

Решение:

6. Сделайте вывод.

Размер малого тела можно определить способом рядов: несколько одинаковых частиц располагают вплотную друг к другу, измеряют общую длину ряда и делят её на количество частиц. Чем больше частиц взято для измерения, тем меньше погрешность определения размера одной частицы.

Определите способом рядов диаметр молекулы золота по фотографии (рис. 193, увеличение 5 миллионов).

1. Какой примерно диаметр молекулы по порядку величины вы получите?

По фотографии размер частицы имеет порядок 1 мм. При увеличении в 5 000 000 раз истинный размер будет иметь порядок 10⁻⁷ мм, или 10⁻¹⁰ м.

Ответ: порядка 10⁻¹⁰ м.

Определите способом рядов диаметр молекулы золота по фотографии (рис. 193, увеличение 5 миллионов).

2. Проанализируйте предложенный в п. 3 способ обработки результатов и составьте план выполнения задания.

Выбрать на фотографии хорошо различимый ряд частиц золота.
Сосчитать число частиц N в этом ряду.
Измерить линейкой длину ряда l.
Найти размер одной частицы на фотографии: d = l / N.
Учесть увеличение фотографии в 5 000 000 раз.
Найти истинный размер частицы.

Определите способом рядов диаметр молекулы золота по фотографии (рис. 193, увеличение 5 миллионов).

3. Обработка результатов измерений. Результаты измерений без учета абсолютной погрешности запишите в таблицу 10.

N — число частиц в ряду

l — длина ряда на фотографии

d_ф — размер одной частицы на фотографии

d — истинный размер частицы

k — увеличение фотографии

Число частиц в ряду N	Длина ряда l, мм	Размер одной частицы на фотографии dф, мм	Истинный размер d
___	___	___	___

Таблица 10

4. Сделайте вывод.

Способ рядов позволяет определить размеры очень малых частиц, которые невозможно непосредственно измерить обычной линейкой. По фотографии с увеличением в 5 миллионов раз размер частицы золота получается порядка 10⁻¹⁰ м.

Лабораторная работа № 3. Измерение массы тела

Цель работы: измерить массу тела с помощью весов.

Приборы и материалы: весы рычажные с разновесами, электронные весы, несколько небольших тел разной массы.

Указания к работе

1. Измерьте массу предложенных тел с помощью рычажных весов (см. п. 1 примечания). На левую чашу весов осторожно положите взвешиваемое тело. На правую чашу поставьте гири, начиная с большей. Методом подбора добейтесь равновесия весов (см. п. 2 примечания). Подсчитайте общую массу гирь, лежащих на правой чаше весов. Затем гири перенесите обратно в футляр.

Перед взвешиванием проверьте, что весы уравновешены. При необходимости для установления равновесия на более лёгкую чашу весов следует положить полоску бумаги.
Гири следует брать пинцетом (рис. 194).

Масса тела равна общей массе гирь, при которой весы находятся в равновесии.

m = ___ г.

Результат измерения:

2. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности запишите в таблицу 11. Абсолютную погрешность измерения массы считайте равной массе наименьшего разновеса, выданного весы из равновесия.

m — измеренная масса тела

Δm — абсолютная погрешность измерения массы

Результат измерения записывают в виде:

m ± Δm.

№ опыта	Название тела	Масса гирь, которыми уравновешено тело	Масса тела m ± Δm, г
1	___	___ г	___ ± ___ г
2	___	___ г	___ ± ___ г
3	___	___ г	___ ± ___ г

Таблица 11

3. Проведите измерения массы этих же тел с помощью электронных весов.

Для каждого тела записать три результата:

m₁ = ___ г

m₂ = ___ г

m₃ = ___ г

Примечание. Измерение массы каждого тела проведите не менее трёх раз.

4. Обработка результатов измерений. Вычислите среднее значение массы mср по результатам многократных измерений по формуле: mср = (m₁ + m₂ + m₃) / 3.

Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности (указана в паспорте электронных весов) и вычислений запишите в таблицу 12. О том, как определить погрешность Δm_ср, узнайте у учителя.

m₁, m₂, m₃ — результаты трёх измерений

m_ср — среднее значение массы

После проведения измерений в формулу нужно подставить полученные значения.

Название тела	m₁ ± Δm, г	m₂ ± Δm, г	m₃ ± Δm, г	m_ср ± Δm_ср, г
___	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___

Таблица 12

5. Покажите на числовой оси для каждого опыта интервал возможных значений массы.

Для каждого результата нижняя граница возможного значения массы:

Верхняя граница:

На числовой оси нужно отметить интервал от m − Δm до m + Δm.

Таблица 12

6. Сравните результаты измерений на рычажных и электронных весах. Сделайте вывод, в каком случае провести измерения получилось с большей точностью (меньшей абсолютной погрешностью).

Нужно сравнить абсолютные погрешности измерений Δm для рычажных и электронных весов.

Вывод: масса исследуемых тел была измерена двумя способами — с помощью рычажных и электронных весов. Более точным является измерение на тех весах, у которых абсолютная погрешность меньше. По результатам опыта меньшая абсолютная погрешность составила ___ г при измерении на ___ весах.

Лабораторная работа № 4. Измерение объёма твёрдого тела

Цель работы: измерить объём твёрдого тела с помощью измерительного цилиндра.

Приборы и материалы: измерительный цилиндр, металлический брусок, тела неправильной формы небольшого объёма (гайки, пластмассовые игрушки, кусочки металла и др.), нитки.

Указания к работе

1. Определите цену деления шкалы измерительного цилиндра.

Чтобы определить цену деления, нужно найти разность между двумя соседними подписанными значениями шкалы и разделить её на количество делений между ними.

Цена деления шкалы — ___ см³.

Результат:

2. Налейте в измерительный цилиндр столько воды, чтобы металлический брусок можно было полностью погрузить в воду, и измерьте её объём V₁.

V₁ — начальный объём воды.

V₁ = ___ см³.

Результат:

3. Опустите металлический брусок, объём которого надо измерить, в воду полностью, удерживая его за нитку (рис. 195), и измерьте суммарный объём V₂ воды и бруска. Определите объём бруска V = V₂ − V₁.

V₁ — начальный объём воды

V₂ — суммарный объём воды и бруска

V — объём бруска

Ответ: ___ см³.

Решение:

4. Измерьте стороны бруска и рассчитайте его объём. Сравните его с объёмом, полученным в п. 3.

a — длина бруска

b — ширина бруска

c — высота бруска

V — объём бруска

Полученное значение нужно сравнить с результатом измерения объёма способом погружения.

Решение:

5. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы измерительного цилиндра, запишите в таблицу 13. Учтите, что абсолютная погрешность ΔV измерения объёма тела будет складываться из погрешности ΔV₁ измерения начального объёма и погрешности ΔV₂ измерения объёма воды и тела. Результаты вычислений объёма тела (части тела) запишите без учёта погрешности.

Абсолютная погрешность измерения объёма тела:

№ опыта	Название тела/части тела	Объём воды в измерительном цилиндре V₁ ± ΔV₁, см³	Объём воды и тела/части тела V₂ ± ΔV₂, см³	Объём тела/части тела V ± ΔV, см³	Рассчитанный объём тела/части тела V, см³
1	Металлический брусок	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___	___

Таблица 13

6. Погрузите брусок в воду наполовину, измерьте объём погружённой части бруска таким же способом, как вы это делали в п. 2, 3.

V₁ — начальный объём воды

V₂ — объём воды с погружённой частью бруска

V_п — объём погружённой части бруска

Ответ: ___ см³.

Решение:

7. Рассчитайте объём погружённой в воду части бруска. Сравните его с объёмом, полученным в п. 6.

Если брусок погружён ровно наполовину, объём погружённой части составляет половину полного объёма бруска.

V — полный объём бруска

V_п — объём погружённой части

Полученный результат нужно сравнить с результатом измерения в п. 6.

Решение:

8. Сделайте вывод о возможности измерения объёма твёрдого тела с помощью измерительного цилиндра.

Вывод: объём твёрдого тела можно определить с помощью измерительного цилиндра по изменению уровня жидкости при погружении тела. Объём тела равен разности объёма воды с погружённым телом и начального объёма воды.

Решение:

9. Измерьте объём других имеющихся у вас тел описанным в п. 2, 3 способом.

Для каждого тела нужно измерить начальный объём воды V₁, затем объём воды с полностью погружённым телом V₂.

Результаты измерений записать в таблицу 13 отдельными строками.

Если тело неправильной формы не входит в измерительный цилиндр, то его объём можно определить с помощью отливного сосуда (рис. 196). Предложите способ измерения объёма твёрдого тела в этом случае.

Отливной сосуд нужно наполнить водой до уровня отверстия и дождаться, пока лишняя вода вытечет. Затем тело полностью погрузить в воду. Вытесненная телом вода будет выливаться через отверстие. Её нужно собрать в отдельный сосуд и перелить в измерительный цилиндр.

Объём вытесненной воды равен объёму полностью погружённого тела.

Вывод: объём крупного тела неправильной формы можно определить по объёму вытесненной им воды с помощью отливного сосуда и измерительного цилиндра.

Лабораторная работа № 5. Определение плотности твёрдого тела

Цель работы: определить плотность вещества твёрдого тела с помощью весов и измерительного цилиндра.

Приборы и материалы: весы рычажные с разновесами, измерительный цилиндр, твёрдое тело неизвестной плотности, нить.

Указания к работе

1. Измерьте массу тела на весах (рис. 197, а).

m — масса тела.

m = ___ г.

Результат:

2. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности и вычислений записывайте в таблицу 14.

m — масса тела

Δm — абсолютная погрешность измерения массы

V — объём тела

ΔV — абсолютная погрешность измерения объёма

ρ — плотность вещества

Масса тела m ± Δm, г	Объём тела V ± ΔV, см³	Плотность вещества ρ, г/см³	Плотность вещества ρ, кг/м³
___ ± ___	___ ± ___	___	___

Таблица 14

3. Измерьте объём тела с помощью измерительного цилиндра (рис. 197, б).

Нужно определить начальный объём воды V₁, затем полностью погрузить тело в воду и определить объём воды вместе с телом V₂.

V₁ — начальный объём воды

V₂ — объём воды и погружённого тела

V — объём тела

V = ___ см³.

Результат:

4. Проанализируйте таблицу 3, чтобы понять, в каких границах значений можно получить плотность твёрдого тела.

По таблице 3 нужно определить диапазон плотностей твёрдых веществ и сравнить с ним результат, который будет получен в опыте.

Результат:

5. Рассчитайте по формуле ρ = m / V плотность вещества, из которого сделано тело.

ρ — плотность вещества

m — масса тела

V — объём тела

Результат:

6. Сделайте вывод, попадает ли полученный результат в определённые вами границы значений.

Вывод: полученная плотность вещества равна ___ г/см³. Это значение попадает / не попадает в границы значений плотности твёрдых веществ, определённые по таблице 3.

Результат:

7. По таблице 3 определите вещество, из которого может быть сделано данное тело.

Полученное значение плотности нужно сравнить с плотностями веществ в таблице 3.

Вывод: плотность исследуемого тела составляет примерно ___ г/см³, что близко к плотности ___. Следовательно, исследуемое тело может быть изготовлено из ___.

Лабораторная работа № 6. Исследование силы упругости

Цель работы: проверить справедливость гипотезы: «При небольших деформациях сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины».

Приборы и материалы: штатив с муфтой и лапкой, спиральная пружина, набор грузов массой 100 г каждый, линейка.

Указания к работе

1. Закрепите в лапке штатива конец пружины и линейку так, чтобы пружина была параллельна линейке.

Пружину и линейку нужно закрепить неподвижно. Нижний конец пружины должен свободно перемещаться вдоль шкалы линейки.

Указания к работе

2. Определите длину l₀ пружины в ненагруженном состоянии.

l₀ — начальная длина пружины.

l₀ = ___ см.

Результат:

3. Подвешивая к пружине последовательно один груз, два, три и четыре груза, определите удлинение пружины x = l − l₀ и силу упругости Fупр пружины для каждого случая.

Примечание. Сила упругости пружины равна по модулю действующей на груз силе тяжести (тело находится в равновесии под действием двух сил, значит, эти силы равны по модулю и направлены в противоположные стороны).

l₀ — начальная длина пружины

l — длина нагруженной пружины

x — удлинение пружины

F_упр — сила упругости

m — масса грузов

g — ускорение свободного падения

Масса одного груза:

m₁ = 100 г = 0,1 кг.

Для одного груза:

Для двух грузов:

Для трёх грузов:

Для четырёх грузов:

Решение:

4. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений запишите в таблицу 15 с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы линейки. Учтите, что абсолютная погрешность Δx измерения удлинения пружины будет складываться из погрешности Δl₀ измерения начальной длины пружины и погрешности Δl измерения длины пружины в нагруженном состоянии.

Абсолютная погрешность удлинения пружины:

Число грузов	Начальная длина пружины l₀ ± Δl₀, см	Длина нагруженной пружины l ± Δl, см	Сила упругости пружины F_упр, Н	Удлинение x ± Δx, см	x/x₁	F_упр/F_упр1
1	___ ± ___	___ ± ___	1	___ ± ___	1	1
2	___ ± ___	___ ± ___	2	___ ± ___	___	2
3	___ ± ___	___ ± ___	3	___ ± ___	___	3
4	___ ± ___	___ ± ___	4	___ ± ___	___	4

Таблица 15

5. Найдите отношение удлинения пружины для двух, трёх и четырёх грузов к удлинению пружины с одним грузом.

Полученные значения нужно записать в таблицу 15.

Решение:

6. Найдите отношение сил упругости пружины с двумя, тремя, четырьмя грузами к силе упругости пружины с одним грузом.

Решение:

7. Проанализируйте результаты и сделайте вывод о справедливости гипотезы.

Нужно сравнить отношения x₂/x₁, x₃/x₁, x₄/x₁ с отношениями Fупр2/Fупр1, Fупр3/Fупр1, Fупр4/Fупр1.

Вывод: при небольших деформациях во сколько раз увеличивается сила упругости, примерно во столько же раз увеличивается удлинение пружины. Следовательно, результаты опыта подтверждают гипотезу: сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины.

Лабораторная работа № 7. Градуирование пружины и измерение сил динамометром

Цель работы: проградуировать пружину, получить шкалу с заданной ценой деления и с помощью созданного динамометра измерить силы.

Приборы и материалы: динамометр, шкала которого закрыта бумагой (пружина на планшете с миллиметровой шкалой из набора «ГИА-лаборатория»), набор грузов массой 100 г каждый, штатив с муфтой и лапкой, линейка, груз неизвестной массы.

Указания к работе

1. Укрепите динамометр с закрытой шкалой в лапке штатива вертикально. Отметьте на бумаге штрихом начальное положение указателя — это будет нулевая отметка шкалы.

На шкале напротив начального положения указателя поставить отметку: 0 Н.

Указания к работе

2. Подвесьте к крючку динамометра последовательно один груз, два, три и четыре груза (рис. 198). Считайте, что на один груз действует сила тяжести, равная 1 Н. Положение указателя динамометра для каждого случая отметьте горизонтальным штрихом.

Для одного груза:

F₁ = 1 Н.

Для двух грузов:

F₂ = 2 Н.

Для трёх грузов:

F₃ = 3 Н.

Для четырёх грузов:

F₄ = 4 Н.

На бумаге нужно отметить положения указателя, соответствующие значениям 1 Н, 2 Н, 3 Н и 4 Н.

Указания к работе

3. Снимите динамометр со штатива и оцифруйте горизонтальные штрихи, начиная с верхней, проставив числа 0, 1, 2, 3, 4. Выше полученной шкалы укажите обозначение единицы силы (Н).

Полученная основная шкала:

0 Н — 1 Н — 2 Н — 3 Н — 4 Н.

Указания к работе

4. С помощью линейки разделите расстояние между штрихами так, чтобы цена деления шкалы была равна 0,1 Н.

Каждый промежуток между соседними отметками 1 Н нужно разделить на 10 равных частей.

Цена деления шкалы: 0,1 Н.

Указания к работе

5. Измерьте проградуированным динамометром вес груза неизвестной массы.

P — вес груза.

Результат: P = ___ Н.

Указания к работе

6. Обработка результатов измерений. Запишите показания динамометра с учётом абсолютной погрешности измерений, равной цене деления шкалы динамометра.

Цена деления:

ΔP = 0,1 Н.

P = (___ ± 0,1) Н.

Лабораторная работа № 8. Исследование зависимости силы трения скольжения от площади соприкосновения тел, прижимающей силы, рода поверхности

Цель работы: исследовать зависимость силы трения скольжения от площади соприкосновения тел, прижимающей силы и рода поверхности.

Приборы и материалы: динамометр, деревянный брусок, набор грузов массой 100 г каждый, деревянная и пластиковая рейки.

Указания к работе

1. Определите вес бруска.

Подвесить брусок к динамометру и определить его вес по показанию прибора.

P — вес бруска.

Результат: P = ___ Н.

Указания к работе

2. Положите брусок на деревянную рейку широкой гранью. Прикрепите к бруску динамометр и равномерно перемещайте брусок по поверхности, держа динамометр горизонтально. При этом он будет показывать силу тяги, равную силе трения.

При равномерном движении:

F_тяги = F_тр.

Результат: F_тр = ___ Н.

Указания к работе

3. Обработка результатов измерений. Запишите в таблицу 16 показания динамометра с учётом абсолютной погрешности измерений, равной цене деления шкалы динамометра.

№ опыта	Сила трения F_тр ± ΔF, Н, широкая грань бруска	Сила трения F_тр ± ΔF, Н, узкая грань бруска	Вес тела P ± ΔP, Н
1	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___
2	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___
3	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___

Таблица 16

4. Положите брусок на доску узкой гранью и измерьте силу трения скольжения. Сравните показания динамометра в обоих опытах. Сравните силу трения с весом бруска.

Результат: На широкой грани:

F_тр1 = ___ Н.

На узкой грани:

F_тр2 = ___ Н.

Полученные значения нужно сравнить.

Вывод: при неизменных прижимающей силе и роде поверхности сила трения скольжения практически не зависит от площади соприкосновения тел. Сила трения меньше веса бруска.

Таблица 16

5. Нагружая брусок поочерёдно одним грузом, а затем двумя, повторите измерения (см. п. 2—4).

Масса каждого груза — 100 г, поэтому вес одного груза принимаем равным 1 Н.

С одним грузом:

P₁ = P_бруска + 1 Н.

С двумя грузами:

P₂ = P_бруска + 2 Н.

Для каждого случая нужно измерить силу трения при движении бруска на широкой и узкой гранях и записать результаты в таблицу 16.

Вывод: при увеличении прижимающей силы сила трения скольжения увеличивается.

Таблица 16

6. Покажите на числовой оси интервал возможных значений веса тела.

Нижняя граница интервала:

Верхняя граница интервала:

На числовой оси нужно отметить интервал от P − ΔP до P + ΔP.

Таблица 16

7. Повторите п. 2, заменив деревянную рейку пластиковой.

Положить брусок широкой гранью на пластиковую рейку, прикрепить динамометр и равномерно перемещать брусок.

Результат: На деревянной поверхности:

F_тр1 = ___ Н.

На пластиковой поверхности:

F_тр2 = ___ Н.

Значения нужно сравнить.

Таблица 16

8. Проанализируйте результаты измерений и сделайте вывод.

Вывод: сила трения скольжения практически не зависит от площади соприкосновения тел. Она увеличивается при увеличении прижимающей силы и зависит от рода соприкасающихся поверхностей. Для разных материалов соприкасающихся поверхностей сила трения имеет разные значения.

Лабораторная работа № 9. Изучение выталкивающей силы, действующей на погружённое в жидкость тело

Цель работы: исследовать зависимость выталкивающей силы, действующей на погружённое в жидкость тело, от плотности жидкости и объёма погружённой части тела.

Приборы и материалы: динамометр, штатив с муфтой и лапкой, нить, два тела одинакового объёма разной массы, стаканы с водой и насыщенным раствором поваренной соли в воде.

Указания к работе

1. Укрепите динамометр в лапке штатива и подвесьте к нему на нити тело. Снимите показание динамометра, определив вес тела в воздухе P.

Результат: P = ___ Н.

Указания к работе

2. Подставьте стакан с водой и опустите муфту с лапкой и динамометром так, чтобы всё тело оказалось под водой. Снимите показание динамометра, определив вес тела в воде P₁_V₁.

Результат: P₁_V₁ = ___ Н.

Указания к работе

3. По полученным данным вычислите выталкивающую силу Fᵥ₁ = P − P₁V₁, действующую на тело.

Ответ: ___ Н.

Решение:

4. Обработка результатов измерений. Результаты измерений с учётом абсолютной погрешности запишите в таблицу 17. Абсолютная погрешность ΔP измерения веса тела равна цене деления шкалы динамометра. Абсолютная погрешность ΔF измерения выталкивающей силы равна 2ΔP.

Жидкость	Вес тела в воздухе P ± ΔP, Н	Вес тела в жидкости P₁ ± ΔP, Н, V₁	Вес тела в жидкости P₁ ± ΔP, Н, V₂	Выталкивающая сила F ± ΔF, Н, V₁	Выталкивающая сила F ± ΔF, Н, V₂
Вода	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___
Насыщенный раствор соли в воде	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___	___ ± ___

Таблица 17

5. Определите выталкивающую силу, действующую на то же тело в насыщенном растворе поваренной соли.

Погрузить то же тело полностью в насыщенный раствор соли и снять показание динамометра.

P_с — вес тела в растворе соли.

Полученное значение нужно сравнить с выталкивающей силой в воде.

Решение:

6. Повторите п. 2—4, погружая тело в жидкость наполовину (V₂), и определите выталкивающую силу Fᵥ₂, действующую на него в воде и в насыщенном растворе поваренной соли.

Для воды:

Для насыщенного раствора соли:

Решение:

7. Покажите на числовой оси интервал возможных значений выталкивающей силы.

Нижняя граница:

Верхняя граница:

На числовой оси нужно отметить интервал от F − ΔF до F + ΔF.

Решение:

8. Проанализируйте результаты и сделайте выводы.

Вывод: выталкивающая сила увеличивается при увеличении объёма погружённой части тела. Она также зависит от плотности жидкости: чем больше плотность жидкости, тем больше действующая на погружённое тело выталкивающая сила. Поэтому в насыщенном растворе соли выталкивающая сила больше, чем в воде.

Исследуйте, зависит ли выталкивающая сила от массы и плотности тела, повторив п. 1—4 для тел одинакового объёма разной массы. Сделайте вывод.

Нужно полностью погрузить в одну и ту же жидкость два тела одинакового объёма, но разной массы, и определить выталкивающую силу для каждого.

Вывод: при одинаковом объёме погружённой части тела и в одной и той же жидкости выталкивающая сила не зависит от массы и плотности самого тела.

Исследуйте зависимость выталкивающей силы от объёма погружённой части тела, повторив п. 1—4 для случая частичного погружения тела в воду. Сделайте вывод.

Нужно последовательно погружать одно и то же тело на разную глубину так, чтобы изменялся объём его погружённой части, и каждый раз определять выталкивающую силу.

Вывод: чем больше объём погружённой части тела, тем больше выталкивающая сила.

Лабораторная работа № 10. Выяснение условий плавания тела в жидкости

Цель работы: исследовать явление плавания тел в жидкости.

Приборы и материалы: весы рычажные с разновесами, измерительный цилиндр, пробирка (аптечный пузырёк) с пробкой, сухой песок, фильтровальная бумага или сухая тряпка.

Указания к работе

1. Регулируя с помощью песка степень погружения пробирки в воду (рис. 199), добейтесь частичного погружения пробирки, полного погружения, опускания пробирки на дно сосуда.

Нужно получить три случая:

пробирка плавает, частично погрузившись в воду;
пробирка полностью погружена и находится в равновесии в воде;
пробирка опускается на дно.

Указания к работе

2. Для каждого случая определите массу пробирки с песком и силу тяжести F_тяж = mg.

m — масса пробирки с песком

g — ускорение свободного падения

F_тяж — сила тяжести

Для каждого опыта:

Решение:

3. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы прибора, и вычислений записывайте в таблицу 18. Отметьте, когда пробирка плавает и когда тонет или всплывает.

№ опыта	Масса пробирки с песком m ± Δm, кг	Сила тяжести пробирки с песком F_тяж, Н	Объём вытесненной воды V ± ΔV, м³	Выталкивающая сила, действующая на пробирку Fₐ, Н	Поведение пробирки в воде
1	___ ± ___	___	___ ± ___	___	___
2	___ ± ___	___	___ ± ___	___	___
3	___ ± ___	___	___ ± ___	___	___

Таблица 18

4. Для каждого случая определите объём вытесненной воды и рассчитайте выталкивающую силу Fₐ = ρ_жVg.

ρ_ж — плотность воды

V — объём вытесненной воды

g — ускорение свободного падения

Для воды:

Полученные значения записать в таблицу 18.

Решение:

5. Сделайте вывод об условии плавания тела в жидкости.

Вывод: если сила тяжести больше выталкивающей силы, тело тонет. Если сила тяжести меньше выталкивающей силы, тело всплывает. Если сила тяжести равна выталкивающей силе, тело находится в равновесии и плавает в жидкости.

Лабораторная работа № 11. Выяснение условия равновесия рычага

Цель работы: проверить на опыте условие равновесия рычага и правило моментов.

Приборы и материалы: рычаг на штативе, набор грузов массой 100 г каждый, линейка, динамометр.

Указания к работе

1. Уравновесьте рычаг первого рода с помощью гаек на его концах так, чтобы он расположился горизонтально.

Перед проведением измерений рычаг должен находиться в горизонтальном равновесном положении.

Указания к работе

2. Подвесьте два груза на левой части рычага на некотором расстоянии l₁ от оси вращения. Опытным путём установите, на каком расстоянии l₂ справа от оси вращения надо подвесить: а) один груз; б) два груза; в) три груза, чтобы рычаг пришёл в горизонтальное равновесное положение.

Вес одного груза принимаем равным 1 Н.

Слева:

F₁ = 2 Н.

Справа:

а) F₂ = 1 Н;

б) F₂ = 2 Н;

в) F₂ = 3 Н.

Для каждого случая измерить l₁ и l₂.

Указания к работе

3. Обработка результатов измерений. Считая, что каждый груз весит 1 Н, запишите в таблицу 19 результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы линейки, а вычислений без учёта погрешностей.

№ опыта	Сила F₁ на левой части рычага, Н	Плечо l₁ ± Δl, см	Сила F₂ на правой части рычага, Н	Плечо l₂ ± Δl, см	F₁/F₂	l₂/l₁	M₁, Н · м	M₂, Н · м
1	2	___ ± ___	1	___ ± ___	___	___	___	___
2	2	___ ± ___	2	___ ± ___	___	___	___	___
3	2	___ ± ___	3	___ ± ___	___	___	___	___

Таблица 19

4. Для каждого случая определите моменты сил M₁ = F₁l₁ и M₂ = F₂l₂, стремящихся повернуть рычаг в разные стороны.

Плечи перед вычислением момента нужно выразить в метрах.

Для каждого опыта полученные значения записать в таблицу 19.

Решение:

5. Проанализируйте результаты и сделайте вывод.

Нужно сравнить отношения F₁/F₂ и l₂/l₁, а также моменты M₁ и M₂.

Вывод: при равновесии рычага силы обратно пропорциональны их плечам:

Моменты сил, вращающих рычаг в противоположных направлениях, равны:

Опыт подтверждает условие равновесия рычага и правило моментов.

Исследуйте равновесие рычага второго рода.

1. Подвесьте два груза справа от оси вращения рычага на расстоянии 5 см.

Вес двух грузов:

F₂ = 2 Н.

Плечо силы:

l₂ = 5 см = 0,05 м.

Исследуйте равновесие рычага второго рода.

2. С помощью динамометра определите, какую силу и как нужно приложить на расстоянии 20 см от оси вращения правее грузов, чтобы удерживать рычаг в равновесии.

l₁ = 20 см = 0,2 м.

F₁ — ?

Силу нужно приложить вверх, чтобы её момент был направлен противоположно моменту силы тяжести грузов.

Ответ: 0,5 Н, сила направлена вверх.

Решение:

3. Запишите результаты измерений и вычислений в таблицу, которую составьте самостоятельно по аналогии с таблицей 19, и сделайте соответствующий вывод для этого случая.

F₁, Н	l₁, м	F₂, Н	l₂, м	F₁/F₂	l₂/l₁	M₁, Н · м	M₂, Н · м
0,5	0,2	2	0,05	0,25	0,25	0,1	0,1

Вывод: для рычага второго рода также выполняется правило равновесия: силы обратно пропорциональны их плечам, а моменты сил при равновесии равны.

Лабораторная работа № 12. Определение КПД наклонной плоскости

Цель работы: определить коэффициент полезного действия (КПД) наклонной плоскости. Проверить гипотезу: «КПД простого механизма меньше 100% (на примере наклонной плоскости)».

Приборы и материалы: деревянная доска, динамометр, измерительная лента или линейка, брусок, штатив с муфтой и лапкой, нить.

Указания к работе

1. Определите с помощью динамометра вес P бруска.

Результат: P = ___ Н.

Указания к работе

2. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы прибора, и вычислений без учёта погрешности записывайте в таблицу 20.

P ± ΔP, Н	h ± Δh, м	A_п, Дж	F ± ΔF, Н	l ± Δl, м	A_з, Дж	η, %
___ ± ___	___ ± ___	___	___ ± ___	___ ± ___	___	___

Таблица 20

3. Соберите установку по рисунку 200.

Один конец доски закрепить на штативе так, чтобы получилась наклонная плоскость. Брусок соединить нитью с динамометром.

Таблица 20

4. Измерьте высоту h и длину l наклонной плоскости.

h = ___ м.

l = ___ м.

Результат:

5. Вычислите полезную работу по формуле: A_п = Ph.

P — вес бруска

h — высота наклонной плоскости

Решение:

6. Перемещайте брусок с постоянной скоростью вверх по наклонной плоскости, прикладывая силу вдоль доски.

Брусок нужно тянуть равномерно, а динамометр держать параллельно наклонной плоскости.

Решение:

7. В процессе движения бруска измерьте силу тяги F.

Во время равномерного движения бруска вверх по наклонной плоскости снять показание динамометра.

F = ___ Н.

С учётом абсолютной погрешности:

F = (___ ± ___) Н.

Результат:

8. Вычислите затраченную работу (работа при подъёме бруска на высоту h по наклонной плоскости) по формуле: A_з = Fl.

F — сила тяги

l — длина наклонной плоскости

A_з — затраченная работа

Ответ: ___ Дж.

Решение:

9. Определите КПД наклонной плоскости: η = A_п / A_з · 100%.

A_п — полезная работа

A_з — затраченная работа

η — КПД наклонной плоскости

Ответ: ___ %.

Решение:

10. Проанализируйте результаты и сделайте вывод.

Нужно сравнить полезную и затраченную работу, а полученный КПД — со 100 %.

Вывод: полезная работа при подъёме бруска по наклонной плоскости меньше затраченной работы:

A_п < A_з.

Следовательно, КПД наклонной плоскости меньше 100 %. Часть затраченной работы расходуется на преодоление силы трения между бруском и наклонной плоскостью. Полученный результат подтверждает гипотезу: КПД простого механизма меньше 100 %.

Физика и её роль в познании окружающего мира

1. Из приведённых слов выберите те, которые указывают на физическое тело: дом, железо, метр, термометр.

Физические тела — дом, термометр.

Железо — вещество, метр — единица длины.

Физика и её роль в познании окружающего мира

2. Из приведённых слов выберите те, которые указывают на вещество: озеро, вода, стакан, стекло.

Вещества — вода, стекло.

Озеро и стакан — физические тела.

Физика и её роль в познании окружающего мира

3. Определите пределы измерения и цену деления шкалы каждого измерительного прибора (рис. 201).

Нижний предел измерения — −30 °C.

Верхний предел измерения — 60 °C.

Цена деления — 1 °C.

Нижний предел измерения — 0 Н.

Верхний предел измерения — 6 Н.

Цена деления — 0,1 Н.

Нижний предел измерения — 0 с.

Верхний предел измерения — 60 с.

Цена деления — 1 с.

в) Секундомер

4. Измерьте длину, ширину и толщину вашего учебника физики. Какова абсолютная погрешность измерений этих физических величин?

Если используется обычная линейка с ценой деления 1 мм, то согласно принятому в учебнике правилу абсолютная погрешность измерения равна цене деления:

Δl = Δb = Δh = 1 мм.

Длина: l = ___ ± 1 мм.

Ширина: b = ___ ± 1 мм.

Толщина: h = ___ ± 1 мм.

Результаты:

5. Опишите модель Солнечной системы.

Модель Солнечной системы состоит из Солнца и восьми планет, обращающихся вокруг него: Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. В модели показывают взаимное расположение небесных тел и движение планет по орбитам вокруг Солнца.

Результаты:

6. Вспомните из курса географии, моделью чего является глобус. Опишите эту модель.

Глобус — это уменьшенная модель Земли. Он имеет шарообразную форму и показывает материки, океаны, моря, страны, географические координаты и другие объекты земной поверхности.

Результаты:

7. Какие физические модели вы знаете?

Примеры физических моделей: глобус, модель Солнечной системы, модель молекулы, модель атома, модель двигателя, модель самолёта.

Результаты:

8. Чтобы определить диаметр проволоки, ученик намотал вплотную на карандаш 30 витков, которые заняли часть карандаша длиной 3 см. Чему равен диаметр проволоки?

N — число витков

l — длина ряда витков

d — диаметр проволоки

Первоначальные сведения о строении вещества

9. Газы легко сжимаются. Можно ли газ сжать до сколь угодно малого объёма?

Нет. При сжатии расстояния между молекулами уменьшаются. Когда молекулы очень сближаются, резко возрастают силы отталкивания, поэтому сжать газ до сколь угодно малого объёма нельзя.

Первоначальные сведения о строении вещества

10. Одинаковы ли молекулы воды в горячем чае и газированной воде? Что можно сказать о расстояниях между молекулами в этих напитках?

Молекулы воды в горячем чае и газированной воде одинаковы. В горячей воде средние расстояния между молекулами немного больше из-за теплового расширения. В газированной воде, кроме молекул воды, присутствуют частицы растворённого углекислого газа.

Первоначальные сведения о строении вещества

11. Вода превратилась в пар. Изменились ли при этом её молекулы? Изменилось ли расстояние между молекулами?

Молекулы воды не изменились. Расстояния между молекулами значительно увеличились, так как вода перешла из жидкого состояния в газообразное.

Первоначальные сведения о строении вещества

12. Вокруг гвоздя, забитого в доску, появляется красноватый налёт. Объясните явление.

Красноватый налёт — это ржавчина. Она образуется при взаимодействии железа с кислородом воздуха в присутствии влаги.

Первоначальные сведения о строении вещества

13. Почему не рекомендуется мокрую ткань, окрашенную в тёмный цвет, оставлять на длительное время в соприкосновении с белой тканью?

Во влажной ткани происходит диффузия частиц красителя. Частицы красителя из тёмной ткани постепенно проникают в белую ткань и могут окрасить её.

Первоначальные сведения о строении вещества

14. Почему в горячей воде сахар растворяется быстрее, чем в холодной?

При повышении температуры молекулы воды движутся быстрее. Поэтому диффузия происходит интенсивнее и сахар растворяется быстрее.

Первоначальные сведения о строении вещества

15. Какие опыты указывают на то, что между молекулами существует взаимное притяжение?

На существование притяжения между молекулами указывают, например, соединение двух свинцовых цилиндров после плотного прижатия их очищенных поверхностей, сваривание металлов и склеивание тел.

Первоначальные сведения о строении вещества

16. Люди научились обрабатывать бронзу раньше, чем железо. Попробуйте объяснить, почему так произошло.

Бронзу легче расплавить и обработать, поскольку температура её плавления ниже температуры плавления железа. Поэтому необходимые для обработки бронзы температуры люди научились получать раньше.

Первоначальные сведения о строении вещества

17. Водяной пар и вода находятся при температуре 100 °C. Что можно сказать о расстояниях между молекулами? Что можно сказать о взаимодействии молекул?

В водяном паре расстояния между молекулами значительно больше, чем в жидкой воде. В жидкости молекулы расположены близко и их взаимное притяжение значительно проявляется. В паре молекулы находятся далеко друг от друга, поэтому их взаимодействие значительно слабее.

Первоначальные сведения о строении вещества

18. Может ли медь быть жидкой, а ртуть твёрдой? Ответ поясните.

Да. Агрегатное состояние вещества зависит от температуры. При достаточно высокой температуре медь плавится и становится жидкой, а при достаточно низкой температуре ртуть затвердевает.

Первоначальные сведения о строении вещества

19. Почему объём газов при сжатии изменяется значительно больше, чем объём жидкостей и твёрдых тел (при одинаковых условиях)?

В газах расстояния между молекулами значительно больше размеров самих молекул. Поэтому при сжатии эти расстояния можно сильно уменьшить. В жидкостях и твёрдых телах частицы уже расположены близко друг к другу, поэтому их объём изменяется значительно меньше.

Взаимодействие тел

20. Пассажир едет в электричке. Относительно каких тел он находится: в покое; в движении?

Относительно сиденья, вагона и других неподвижных относительно вагона пассажиров он находится в покое.

Относительно Земли, железнодорожного полотна, станций, деревьев и домов пассажир движется.

Взаимодействие тел

21. Как определить, какая из двух противоположно стоящих электричек начала движение?

Нужно выбрать тело отсчёта, неподвижное относительно Земли, например платформу, столб или здание станции. По изменению положения электрички относительно этого тела можно определить, какая из них начала движение.

Взаимодействие тел

22. Последняя ступень второй советской космической ракеты имела скорость 11,2 км/с. Выразите эту скорость в км/ч.

v — скорость ракеты

Взаимодействие тел

23. Гиря часов опустилась за сутки на 120 см. Вычислите скорость движения гири в см/ч.

s — путь гири

t — время

v — скорость

Взаимодействие тел

24. Какова скорость велосипедиста, если за 10 мин он проезжает 1,2 км?

s — путь

t — время

v — скорость

Взаимодействие тел

25. Первая в мире советская космическая ракета преодолела расстояние 370 тыс. км от Земли до Луны за 34 ч. Определите среднюю скорость движения ракеты на этом пути.

s — путь

t — время

v_ср — средняя скорость

Взаимодействие тел

26. За 5 ч 30 мин велосипедист проехал путь 100 км. С какой средней скоростью (в м/с) двигался велосипедист?

s — путь

t — время

v_ср — средняя скорость

Взаимодействие тел

27. Бегун пробежал стометровку 5 раз. Какой путь он пробежал?

s₁ — длина одной дистанции

n — число забегов

s — общий путь

Взаимодействие тел

28. За 1 с Земля относительно Солнца проходит путь 30 км. Какой приблизительно путь проделываете вы вместе с Землёй за 20 с?

v — скорость движения вместе с Землёй

t — время

s — путь

Взаимодействие тел

29. Огибая остров, корабль проплыл 5 морских миль на север, 10 миль на северо-восток и 8 миль на восток. Найдите путь корабля (1 морская миля = 1852 м).

n — общий путь в морских милях

s — путь в метрах

Взаимодействие тел

30. В течение 16 мин поезд двигался равномерно со скоростью 20 м/с. Какое расстояние прошёл поезд?

v — скорость

t — время

s — путь

Взаимодействие тел

31. Сколько времени займёт перелёт из Москвы в Минск, если расстояние между городами 600 км, а самолёт летит со скоростью 80 м/с?

s — расстояние

v — скорость

t — время

Взаимодействие тел

32. Может ли спортсмен, пробегающий 100 м за 10 с, обогнать велосипедиста, едущего со скоростью 18 км/ч?

s — расстояние

v — скорость

t — время

Взаимодействие тел

33. Трактор за первые 5 мин проехал 600 м. Какой путь проедет трактор за 0,5 ч, двигаясь с той же скоростью?

s₁ — пройденный путь

t₁ — время движения

t₂ — новое время движения

s₂ — искомый путь

Взаимодействие тел

34. По графику зависимости пути от времени s(t) (рис. 202) определите, какой путь пройдёт тело за 4 ч.

По графику при t = 4 ч:

s = 320 км.

Ответ: 320 км.

Взаимодействие тел

35. С помощью графика (см. рис. 202) определите скорость тела (в км/ч) в промежутке времени от 0 до 2 ч и от 3 до 5 ч. Сравните полученные значения. Сделайте вывод.

Вывод: скорости одинаковы, следовательно, тело движется равномерно.

Взаимодействие тел

36. Постройте график зависимости пути от времени s(t) по данным таблицы. Определите скорость движения тела.

t, с	0	1	2	3	4
s, м	0	72	144	216	288

Для построения графика нужно отметить точки:

(0; 0), (1; 72), (2; 144), (3; 216), (4; 288)

и соединить их прямой линией. График представляет собой прямую, выходящую из начала координат, следовательно, движение равномерное.

s — путь

t — время

v — скорость

Взаимодействие тел

37. Датчик движения показал следующий график движения пешехода (рис. 203). Охарактеризуйте движение на каждом участке. Опишите ситуацию, в которой пешеход мог так двигаться.

Участок I: от 0 до 2 мин пешеход равномерно прошёл 120 м.

Участок II: от 2 до 4 мин путь не изменялся, значит, пешеход стоял на месте.

Участок III: от 4 до 6 мин пешеход снова двигался равномерно, причём быстрее, чем на участке I: за 2 мин он прошёл ещё 180 м.

Например, пешеход шёл к остановке, затем 2 мин ждал на месте, после чего увидел подъезжающий автобус и пошёл быстрее.

Взаимодействие тел

38. Постройте графики зависимости пути от времени для двух тел, если тело I движется с постоянной скоростью 7 м/с, а тело II — 3 м/с. Каков путь тела I за 2 с; тела II за 4 с?

Взаимодействие тел

39. Уравнение s = vt описывает движение тела.

Взаимодействие тел

1) Определите характер движения тела.

Так как скорость v постоянна, уравнение описывает равномерное движение.

Взаимодействие тел

2) Определите путь тела за 5 с, если оно движется со скоростью 10 м/с.

s — путь

t — время

v — скорость

Взаимодействие тел

3) Постройте график зависимости скорости от времени.

Так как скорость постоянна:

v = 10 м/с.

График v(t) — горизонтальная прямая на уровне 10 м/с.

Взаимодействие тел

40. Какой путь прошло бы тело за 40 с, если бы его скорость с течением времени изменялась так, как показано на графике (рис. 204)? Почему скорость реального тела так изменяться не может?

s — путь

t — время

v — скорость

Взаимодействие тел

41. Тело начало движение из состояния покоя. Через 5 с его скорость достигла 10 м/с. Определите ускорение движения тела.

s — путь

t — время

v — скорость

Взаимодействие тел

42. Начальная скорость тела 20 м/с. Через 10 с она стала равна 5 м/с. Определите ускорение тела.

s — путь

t — время

v — скорость

Взаимодействие тел

43. Начальная скорость тела 4 м/с. Оно движется в течение 10 с с ускорением 1,5 м/с². Определите скорость тела к концу данного промежутка времени.

s — путь

t — время

v — скорость

Взаимодействие тел

44. Самолёт начинает движение на взлётной полосе с ускорением 3 м/с². Чему равна скорость самолёта через 10 с?

s — путь

t — время

v — скорость

Взаимодействие тел

45. Сравните движение двух тел, используя графики (рис. 205). Определите ускорения этих тел.

Взаимодействие тел

46. Даны графики зависимости скорости от времени для двух тел (рис. 206).

Взаимодействие тел

1) Какое движение описывает каждый график?

Тело I движется равномерно, так как его скорость не изменяется.

Тело II движется равноускоренно, так как его скорость равномерно увеличивается.

Взаимодействие тел

2) Какова начальная скорость тела I; тела II?

По графику:

v₀₁ = 4 м/с;

v₀₂ = 4 м/с.

Взаимодействие тел

3) Какова скорость каждого тела через 6 с?

По графику:

v₁ = 4 м/с;

v₂ = 7 м/с.

Взаимодействие тел

4) Каково ускорение тела I; тела II?

Взаимодействие тел

47. Постройте графики зависимости скорости от времени для трёх тел: v₀₁ = 0, a₁ = 2 м/с²; v₀₂ = 4 м/с, a₂ = 1 м/с²; v₀₃ = 8 м/с, a₃ = 0.

Для тела I:

v₁ = 2t.

Для тела II:

v₂ = 4 + t.

Для тела III:

v₃ = 8 м/с.

t, с	0	1	2	3	4
v₁, м/с	0	2	4	6	8
v₂, м/с	4	5	6	7	8
v₃, м/с	8	8	8	8	8

Взаимодействие тел

1) Какое движение описывают графики I, II, III?

I — равноускоренное движение из состояния покоя.

II — равноускоренное движение с начальной скоростью 4 м/с.

III — равномерное движение.

Взаимодействие тел

2) Какова скорость: тела I через 2 с; тела II через 3 с; тела III через 4 с?

Взаимодействие тел

48. Тело движется с ускорением 1 м/с². Начальная скорость тела 2 м/с. Постройте графики зависимости a(t) и v(t).

Ускорение постоянно:

a = 1 м/с².

График a(t) — горизонтальная прямая на уровне 1 м/с².

Скорость:

v = v₀ + at,

v = 2 + t.

t, с	0	1	2	3	4	5
a, м/с²	1	1	1	1	1	1
v, м/с	2	3	4	5	6	7

График v(t) — прямая, начинающаяся при t = 0 со значения v = 2 м/с и равномерно возрастающая.

Взаимодействие тел

49. При езде на велосипеде без заднего крыла грязь с колеса попадает на спину велосипедиста. Как получается, что комочки грязи могут догнать велосипедиста?

Комочки грязи, отрываясь от вращающегося колеса, по инерции продолжают двигаться с той скоростью, которую имели в момент отрыва. Верхняя часть колеса движется относительно земли быстрее самого велосипеда, поэтому оторвавшиеся от неё комочки грязи могут догнать велосипедиста и попасть ему на спину.

Взаимодействие тел

50. Почему при прополке сорняки нельзя выдёргивать из земли рывком; брать за верхушку?

При резком рывке верхняя часть растения быстро приходит в движение, а корни вследствие инерции стремятся сохранить состояние покоя. Стебель может оборваться, а корень останется в земле. Поэтому сорняк нужно брать ближе к основанию и вытягивать плавно.

Взаимодействие тел

51. Приведите примеры, показывающие, что действие силы зависит от её модуля, точки приложения и направления.

От модуля силы: чем сильнее ударить по мячу, тем больше изменится его скорость.

От точки приложения: дверь легче открыть, действуя на неё около ручки, чем около петель.

От направления: толкая тележку вперёд, её разгоняют, а действуя силой в противоположную сторону — тормозят.

Взаимодействие тел

52. Почему при выстреле снаряд и орудие движутся в разные стороны и получают разные скорости?

При выстреле снаряд и орудие взаимодействуют и получают скорости в противоположных направлениях. Масса орудия значительно больше массы снаряда, поэтому скорость орудия при отдаче значительно меньше скорости снаряда.

Взаимодействие тел

53. Известно, что на Луне на тело массой 1 кг действует сила тяжести, равная 1,62 Н. Вычислите, чему будет равен на Луне вес человека, масса которого 75 кг.

54. Имеются две одинаковые банки: одна с водой, другая с растительным маслом. Банки с жидкостями уравновесили на рычажных весах. У какой жидкости уровень выше — у воды или у масла?

Массы жидкостей одинаковы. Плотность растительного масла меньше плотности воды, поэтому для той же массы масло должно занимать больший объём.

Ответ: уровень растительного масла выше.

Взаимодействие тел

55. Какая жидкость налита в сосуд ёмкостью 100 л, если её масса 93 кг?

m — масса жидкости

V — объём

ρ — плотность

Взаимодействие тел

56. Найдите массу бетонной плиты размером 6 × 3 × 0,25 м.

Для бетона принимаем:

ρ = 2200 кг/м³.

Взаимодействие тел

57. Найдите объём айсберга массой 240 т.

Для льда:

ρ = 900 кг/м³.

Взаимодействие тел

58. В каком агрегатном состоянии — жидком или твёрдом — расстояния между молекулами воды больше и почему?

В твёрдом состоянии — во льду — средние расстояния между молекулами воды больше. Поэтому лёд имеет меньшую плотность, чем жидкая вода.

Взаимодействие тел

59. Для промывки медной детали массой 17,8 кг её опустили в бак с керосином. Определите массу керосина, вытесненного этой деталью.

m_м — масса меди

V — объём тела

ρ — плотность вещества

Взаимодействие тел

60. На сколько изменилась масса топливного бака с бензином, когда в него долили бензин, объём которого 200 л?

ρ_б — плотность бензина = 710 кг/м³.

V — объём тела

Взаимодействие тел

61. Чугунный шар имеет массу 800 г при объёме 135 см³. Сплошной или полый этот шар?

ρ_чугуна — плотность чугунного шара = 7000 кг/м³ = 7 г/см³.

m — масса тела

V — объём тела

Взаимодействие тел

62. Два одинаковых ящика наполнили дробью: один — крупной, другой — мелкой. Масса какого ящика больше? Ответ поясните.

Большую массу имеет ящик с мелкой дробью. Мелкие дробинки плотнее заполняют объём ящика, между ними остаётся меньше пустого пространства. Поэтому в одинаковом объёме помещается больше металла.

Взаимодействие тел

63. В пустой измерительный цилиндр массой 240 г налили жидкость объёмом 75 см³. Масса цилиндра с жидкостью 300 г. Какую жидкость налили в него?

m — масса тела

V — объём тела

ρ — плотность вещества

Взаимодействие тел

64. Чему равна сила тяжести, действующая на деревянную пробку объёмом 100 см³? Плотность пробки равна 0,2 г/см³.

m — масса тела

V — объём тела

ρ — плотность вещества

F_тяж — сила тяжести

g — ускорение свободного падения

Взаимодействие тел

65. Определите массу стула, на который действует сила тяжести 30 Н.

m — масса тела

F_тяж — сила тяжести

g — ускорение свободного падения

Взаимодействие тел

66. Какая сила тяжести действует на медный брусок размером 10 × 8 × 5 см? Принять g = 10 м/с².

a — длина бруска

b — ширина бруска

c — высота бруска

V — объём бруска

ρ — плотность меди = 8,9 г/см³.

m — масса бруска

F_тяж — сила тяжести

g — ускорение свободного падения

Взаимодействие тел

67. Рассчитайте силу тяжести, действующую на космонавта на Луне, масса которого вместе со скафандром равна 85 кг. Ускорение свободного падения на Луне 1,6 м/с².

m — масса космонавта со скафандром

g_Л — ускорение свободного падения на Луне

F_тяж — сила тяжести

Взаимодействие тел

68. Определите вес алюминиевого цилиндра объёмом 200 см³, подвешенного на прочной нити. Принять g = 10 м/с².

V — объём цилиндра

ρ — плотность алюминия

m — масса цилиндра

P — вес цилиндра

g — ускорение свободного падения

Взаимодействие тел

69. Канат удерживает предельную нагрузку 3 кН. Разорвётся ли канат, если на нём подвесить груз массой 0,6 т?

F_пред — предельная нагрузка каната

m — масса груза

P — вес груза

g — ускорение свободного падения

Взаимодействие тел

70. Мальчик массой 45 кг взял в руки портфель массой 2,5 кг. С какой силой он стал давить на пол?

m₁ — масса мальчика

m₂ — масса портфеля

m — общая масса

F — сила давления на пол

g — ускорение свободного падения

Взаимодействие тел

71. Масса воды в ведре уменьшилась в 2 раза. Изменился ли её вес? Если изменился, то как?

m — масса воды

P — вес воды

g — ускорение свободного падения

Вес определяется по формуле:

При неизменном ускорении свободного падения вес прямо пропорционален массе. Если масса воды уменьшилась в 2 раза, её вес также уменьшился в 2 раза.

Ответ: да, вес воды уменьшился в 2 раза.

Взаимодействие тел

72. Определите жёсткость пружины, если под действием силы 4 Н она растянулась на 8 см.

F_упр — сила упругости

k — жёсткость пружины

Δl — удлинение пружины

Взаимодействие тел

73. При открывании двери длина дверной пружины увеличилась на 12 см. Сила упругости составила при этом 4 Н. При каком удлинении пружины сила упругости будет равна 10 Н?

F₁ — первоначальная сила упругости

F₂ — новая сила упругости

Δl₁ — первоначальное удлинение пружины

Δl₂ — искомое удлинение пружины

Взаимодействие тел

74. По графику зависимости силы упругости, действующей на пружину, от её удлинения (рис. 207) определите жёсткость пружины.

F_упр — сила упругости

Δl — удлинение пружины

k — жёсткость пружины

По графику при удлинении 0,6 см сила упругости равна 5 Н.

Взаимодействие тел

75. Всегда ли выполняется закон Гука? Когда этот закон не выполняется?

Закон Гука выполняется только при небольших упругих деформациях. При больших деформациях зависимость силы упругости от удлинения перестаёт быть прямо пропорциональной. Закон Гука также не выполняется при пластической деформации, когда тело после прекращения действия силы не возвращается в исходное состояние.

Взаимодействие тел

76. Почему мел оставляет след на классной доске?

При движении мела по доске возникает сила трения. Из-за неровностей поверхностей от мела отделяются мелкие частицы, которые удерживаются на поверхности доски и образуют след.

Взаимодействие тел

77. Почему трудно удержать в руке пойманную рыбу?

Поверхность рыбы покрыта слизью, которая уменьшает силу трения между рыбой и рукой. Поэтому рыба легко выскальзывает.

Взаимодействие тел

78. Всегда ли трение скольжения больше трения качения? Приведите примеры.

Нет, не всегда. Сила трения зависит от материалов соприкасающихся поверхностей и силы их прижатия. Например, колесо по ровной твёрдой дороге катится с небольшим сопротивлением, и трение качения меньше трения скольжения. Но колесо на мягком грунте сильно деформирует поверхность, поэтому сопротивление качению может быть значительным.

Взаимодействие тел

79. На тело действуют две силы 12 и 16 Н, направленные по одной прямой вправо. Чему равна равнодействующая этих сил и куда она направлена?

F₁ — первая сила

F₂ — вторая сила

R — равнодействующая сил

Взаимодействие тел

80. На тело действуют две силы 8 и 5 Н, направленные по одной прямой в противоположные стороны. Чему равна равнодействующая этих сил и в сторону какой силы — большей или меньшей — она направлена?

F₁ — большая сила

F₂ — меньшая сила

R — равнодействующая сил

Взаимодействие тел

81. Три силы направлены по одной прямой: влево 16 и 2 Н, вправо 18 Н. Определите равнодействующую этих сил и её направление.

F₁, F₂ — силы, направленные влево

F₃ — сила, направленная вправо

R — равнодействующая сил

Взаимодействие тел

82. Сила тяги стартующей вертикально вверх ракеты равна 400 кН, а сила тяжести, действующая на ракету, — 100 кН. Определите равнодействующую этих сил.

F_тяги — сила тяги ракеты

F_тяж — сила тяжести

R — равнодействующая сил

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

83. Масса двухосного прицепа с грузом равна 2,5 т. Определите давление, оказываемое прицепом на дорогу, если площадь соприкосновения каждого колеса с дорогой равна 125 см².

m — масса прицепа с грузом

g — ускорение свободного падения

F — сила давления на дорогу

S₁ — площадь соприкосновения одного колеса с дорогой

S — общая площадь соприкосновения колёс

p — давление

У двухосного прицепа четыре колеса.

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

84. Токарный станок массой 300 кг опирается на фундамент четырьмя ножками. Определите давление станка на фундамент, если площадь каждой ножки 50 см².

m — масса станка

g — ускорение свободного падения

F — сила давления станка

S₁ — площадь одной ножки

S — общая площадь опоры

p — давление

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

85. Для испытания бетона на прочность из него изготовляют кубики размером 10 × 10 × 10 см. При сжатии под прессом кубики начали разрушаться при действии на них силы 480 кН. Определите минимальное давление, при котором этот бетон начинает разрушаться.

a — длина стороны кубика

S — площадь грани кубика

F — сила давления пресса

p — давление

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

86. Лёд выдерживает давление 90 кПа. Пройдёт ли по этому льду трактор, если его вес 30 кН и он опирается на гусеницы общей площадью 1,5 м²?

P — вес трактора

S — площадь опоры гусениц

p — давление трактора

p_пред — предельное давление, выдерживаемое льдом

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

87. Из бутылки трудно пить, когда её горлышко плотно охвачено губами. Почему?

Когда горлышко бутылки плотно охвачено губами, воздух снаружи не может поступать внутрь бутылки. По мере вытекания жидкости давление воздуха внутри бутылки уменьшается. Атмосферное давление снаружи препятствует дальнейшему вытеканию жидкости, поэтому пить становится трудно.

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

88. Почему при накачивании воздуха в шину велосипеда с каждым разом всё труднее двигать ручку насоса?

По мере накачивания давление воздуха в шине увеличивается. Чтобы протолкнуть в неё новую порцию воздуха, в насосе необходимо создать ещё большее давление. Поэтому на поршень приходится действовать всё большей силой.

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

89. Под колоколом воздушного насоса находится сосуд, закупоренный пробкой. Почему при выкачивании воздуха из-под колокола пробка может вылететь?

При выкачивании воздуха давление под колоколом уменьшается, а внутри закупоренного сосуда остаётся более высокое давление. Разность давлений создаёт силу, действующую на пробку изнутри, поэтому пробка может вылететь.

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

90. Одно из колен манометра соединено с сосудом, заполненным газом (рис. 208). Чему равно давление газа в сосуде, если атмосферное давление составляет 766 мм рт. ст.?

p_атм — атмосферное давление

h₁, h₂ — уровни ртути в коленах манометра

Δh — разность уровней ртути

p_г — давление газа

По рисунку:

h₁ = 300 мм

h₂ = 100 мм

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

91. Чтобы увеличить напор, под которым нефть поступает из скважины на поверхность земли, в глубину по трубам насоса подаётся вода, которая давит на нефть и заставляет её непрерывно подниматься. Какой физический закон используется при этом?

Используется закон Паскаля: давление, оказываемое на жидкость, передаётся ею по всем направлениям без изменения. Давление подаваемой воды передаётся нефти и способствует её подъёму по скважине.

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

92. Сосуды 1 и 2 заполнены водой (рис. 209). Высота столба жидкости 10 см, площадь дна сосудов 1 см². Определите давление и силу давления на дно каждого сосуда.

ρ — плотность воды

h — высота столба воды

g — ускорение свободного падения

S — площадь дна

p — давление воды

F — сила давления на дно

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

93. На сколько давление воды на глубине 10 м больше, чем на глубине 1 м?

ρ — плотность воды

g — ускорение свободного падения

h₁, h₂ — глубины

p₁, p₂ — давления воды

Δp — разность давлений

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

94. При выстреле из мелкокалиберной винтовки в варёное яйцо в нём образуется отверстие. Если выстрелить в сырое яйцо, то оно разлетится. Объясните это явление.

В варёном яйце содержимое твёрдое, поэтому действие пули в основном приходится на участок, по которому она непосредственно проходит, и образуется отверстие.

В сыром яйце содержимое жидкое. При попадании пули возникает резкое увеличение давления, которое по закону Паскаля передаётся жидкостью во все стороны. Давление действует на скорлупу изнутри по всей поверхности, поэтому яйцо разлетается.

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

95. Площадь малого поршня гидравлического пресса 10 см², на него действует сила 100 Н. Площадь большого поршня 200 см². Какая сила действует на большой поршень?

S₁ — площадь малого поршня

S₂ — площадь большого поршня

F₁ — сила, действующая на малый поршень

F₂ — сила, действующая на большой поршень

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

96. Малый поршень гидравлического пресса площадью 2 см² под действием силы опустился на 16 см. Площадь большого поршня 8 см². Определите: а) вес груза, поднятого поршнем, если на малый поршень действовала сила 200 Н; б) на какую высоту поднялся груз.

S₁ — площадь малого поршня

S₂ — площадь большого поршня

F₁ — сила, действующая на малый поршень

P — вес груза

h₁ — перемещение малого поршня

h₂ — высота подъёма большого поршня

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

97. Жидкость давит на тело, погружённое в неё, сверху, снизу и с боков. Почему же выталкивающая сила всегда направлена вертикально вверх?

Давление жидкости на одной глубине одинаково во всех направлениях, поэтому силы, действующие на боковые поверхности тела, взаимно компенсируются. Давление снизу больше давления сверху, так как нижняя часть тела находится на большей глубине. Поэтому возникает равнодействующая сила, направленная вертикально вверх.

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

98. Когда молоко подливают в кофе, то оно опускается на дно чашки. Почему?

Холодное молоко имеет большую плотность, чем горячий кофе. Поэтому сила тяжести, действующая на порцию молока, оказывается больше выталкивающей силы со стороны кофе, и молоко сначала опускается вниз.

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

99. Пробирку полностью поместили в измерительный цилиндр с водой. Уровень воды в нём при этом повысился от деления 100 до 200 мл. Сколько весит пробирка, плавающая в воде?

V₁ — начальный объём воды

V₂ — объём воды после погружения пробирки

V — объём вытесненной воды

ρ — плотность воды

Fₐ — архимедова сила

P — вес плавающей пробирки

g — ускорение свободного падения

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

100. Шарик массой 250 г плавает на поверхности воды. Определите объём части шарика, находящейся под водой.

m — масса шарика

V — объём погружённой части шарика

ρ — плотность воды

F_тяж — сила тяжести

Fₐ — архимедова сила

g — ускорение свободного падения

Работа и мощность. Энергия

101. Ученик держит в руках портфель. Совершается ли при этом механическая работа?

Нет. Несмотря на то, что ученик действует на портфель силой, портфель не перемещается. При отсутствии перемещения механическая работа равна нулю.

Работа и мощность. Энергия

102. С некоторой высоты на стол падает мячик и отскакивает вверх. Определите знак работы, совершаемой силой тяжести на участке падения и на участке подъёма мячика.

При падении направление силы тяжести совпадает с направлением движения мяча, поэтому работа силы тяжести положительная.

При подъёме мяч движется вверх, а сила тяжести направлена вниз, поэтому работа силы тяжести отрицательная.

Работа и мощность. Энергия

103. В каком случае совершается бо́льшая работа: при действии силы 6 Н на пути 3 м или при действии силы 20 Н на пути 1 м? Направление силы в обоих случаях совпадает с направлением движения тела.

F₁, F₂ — действующие силы

s₁, s₂ — пройденные пути

A₁, A₂ — работы сил

Работа и мощность. Энергия

104. Какую работу совершает кран при равномерном подъёме груза массой 5 т на высоту 8 м?

m — масса груза

h — высота подъёма

g — ускорение свободного падения

F — сила, с которой кран поднимает груз

A — работа крана

Работа и мощность. Энергия

105. Давление воды в цилиндре нагнетательного насоса 1200 кПа. Чему равна работа при перемещении поршня площадью 400 см² на расстояние 50 см?

p — давление воды

S — площадь поршня

F — сила давления воды на поршень

s — перемещение поршня

A — работа

Работа и мощность. Энергия

106. Два брата перекладывают по 5 книг из портфеля, стоящего на полу, на стол: первый за 20 с, второй за 30 с. Сравните механическую работу, совершаемую братьями, если массы учебников одинаковы. Одинаковые ли мощности при этом они развивают?

A₁, A₂ — работа первого и второго брата

N₁, N₂ — мощность первого и второго брата

t₁, t₂ — время выполнения работы

Так как братья поднимают одинаковые книги на одну и ту же высоту, они совершают одинаковую работу:

A₁ = A₂.

Мощность определяется отношением работы ко времени. Первый брат совершает ту же работу за меньшее время, поэтому его мощность больше.

Работа и мощность. Энергия

107. Экскаватор за 1 ч поднимает 120 т песка на высоту 10 м. Какую мощность он при этом развивает?

m — масса песка

h — высота подъёма

t — время работы

g — ускорение свободного падения

A — совершённая работа

N — мощность

Работа и мощность. Энергия

108. Какую работу совершает двигатель мясорубки мощностью 800 Вт в течение 20 мин?

N — мощность двигателя

t — время работы

A — совершённая работа

Работа и мощность. Энергия

109. Какую работу совершит гиря от часов массой 0,5 кг при опускании с высоты 2 м до высоты 1 м? Какова мощность (в МВт) гири, если опускание произошло за 24 ч?

m — масса гири

h₁ — начальная высота

h₂ — конечная высота

h — высота опускания

g — ускорение свободного падения

A — работа

t — время

N — мощность

Работа и мощность. Энергия

110. К разным концам рычага подвешены грузы весом 40 и 230 Н. Расстояние от точки опоры до точки приложения меньшей силы 60 см. Определите длину рычага, если он находится в равновесии.

F₁ — меньшая сила

F₂ — большая сила

l₁ — плечо меньшей силы

l₂ — плечо большей силы

l — длина рычага

Работа и мощность. Энергия

111. Рабочий поднимает груз на высоту 15 м при помощи подвижного блока, прикладывая к верёвке силу 0,2 кН. Определите работу, которую совершает рабочий.

h — высота подъёма груза

F — сила, приложенная к верёвке

s — путь свободного конца верёвки

A — работа рабочего

Работа и мощность. Энергия

112. Высота наклонной плоскости 1,5 м, а длина 12 м. Груз массой 150 кг равномерно перемещают по этой плоскости, прикладывая силу 250 Н. Определите КПД наклонной плоскости.

h — высота наклонной плоскости

l — длина наклонной плоскости

m — масса груза

F — сила тяги

g — ускорение свободного падения

A_п — полезная работа

A_з — затраченная работа

η — КПД

Работа и мощность. Энергия

113. Каким видом энергии обладают: а) сани, скатывающиеся с ледяной горы; б) пружина заведённых механических часов; в) шайба, скользящая по льду; г) шайба, летящая по воздуху?

а) Сани, скатывающиеся с горы, обладают кинетической и потенциальной энергией.

б) Пружина заведённых механических часов обладает потенциальной энергией упругой деформации.

в) Шайба, скользящая по льду, обладает кинетической энергией.

г) Шайба, летящая по воздуху, обладает кинетической и потенциальной энергией.

Работа и мощность. Энергия

114. Чему равна кинетическая энергия тела массой 0,4 кг, движущегося со скоростью 3 м/с?

m — масса тела

v — скорость тела

E_к — кинетическая энергия

Работа и мощность. Энергия

115. Как и во сколько раз изменится кинетическая энергия тела, если его скорость уменьшится в 3 раза?

v₁ — первоначальная скорость

v₂ — конечная скорость

E_к1 — первоначальная кинетическая энергия

E_к2 — конечная кинетическая энергия

Кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости:

Если:

то:

Ответ: кинетическая энергия уменьшится в 9 раз.

Работа и мощность. Энергия

116. Определите потенциальную энергию, которой обладает самолёт массой 40 т, находящийся на высоте 8 км.

m — масса самолёта

h — высота

g — ускорение свободного падения

E_п — потенциальная энергия

Работа и мощность. Энергия

117. Тело массой 1 кг падает с высоты 10 м. На какой высоте его кинетическая энергия будет равна 80 Дж? Сопротивлением воздуха пренебречь.

m — масса тела

h₀ — начальная высота

h — искомая высота

g — ускорение свободного падения

E_к — кинетическая энергия

E_п — потенциальная энергия

E — полная механическая энергия

Работа и мощность. Энергия

118. Какие превращения энергии происходят при прыжках ребёнка на батуте?

При падении ребёнка его потенциальная энергия уменьшается и переходит в кинетическую. При прогибе батута кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию упругой деформации батута.

Когда батут распрямляется, его потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию ребёнка. При подъёме ребёнка вверх кинетическая энергия снова переходит в потенциальную энергию взаимодействия ребёнка с Землёй.

Решебник по физике 7 класс Перышкин Лабораторные работы

2. Определите объём налитой жидкости. Для этого налейте некоторое количество воды из наполненного до краев стакана в измерительный цилиндр.

5. Определите вместимость других сосудов, которые находятся на вашем столе.

6. Сделайте вывод

3. Определите способом рядов размер крупинки пшена (бусинки, бисеринки)

4. Покажите на числовой оси для каждого опыта полученный интервал возможных значений диаметра малого тела.

5. Увеличьте количество крупинок пшена в 2 раза и определите диаметр крупинки ещё раз.

6. Сделайте вывод.

1. Какой примерно диаметр молекулы по порядку величины вы получите?

2. Проанализируйте предложенный в п. 3 способ обработки результатов и составьте план выполнения задания.

3. Обработка результатов измерений. Результаты измерений без учета абсолютной погрешности запишите в таблицу 10.

4. Сделайте вывод.

3. Проведите измерения массы этих же тел с помощью электронных весов.

4. Обработка результатов измерений. Вычислите среднее значение массы mср по результатам многократных измерений по формуле: mср = (m₁ + m₂ + m₃) / 3.

5. Покажите на числовой оси для каждого опыта интервал возможных значений массы.

1. Определите цену деления шкалы измерительного цилиндра.

2. Налейте в измерительный цилиндр столько воды, чтобы металлический брусок можно было полностью погрузить в воду, и измерьте её объём V₁.

4. Измерьте стороны бруска и рассчитайте его объём. Сравните его с объёмом, полученным в п. 3.

6. Погрузите брусок в воду наполовину, измерьте объём погружённой части бруска таким же способом, как вы это делали в п. 2, 3.

7. Рассчитайте объём погружённой в воду части бруска. Сравните его с объёмом, полученным в п. 6.

8. Сделайте вывод о возможности измерения объёма твёрдого тела с помощью измерительного цилиндра.

9. Измерьте объём других имеющихся у вас тел описанным в п. 2, 3 способом.

1. Измерьте массу тела на весах (рис. 197, а).

2. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности и вычислений записывайте в таблицу 14.

3. Измерьте объём тела с помощью измерительного цилиндра (рис. 197, б).

4. Проанализируйте таблицу 3, чтобы понять, в каких границах значений можно получить плотность твёрдого тела.

5. Рассчитайте по формуле ρ = m / V плотность вещества, из которого сделано тело.

6. Сделайте вывод, попадает ли полученный результат в определённые вами границы значений.

7. По таблице 3 определите вещество, из которого может быть сделано данное тело.

1. Закрепите в лапке штатива конец пружины и линейку так, чтобы пружина была параллельна линейке.

2. Определите длину l₀ пружины в ненагруженном состоянии.

3. Подвешивая к пружине последовательно один груз, два, три и четыре груза, определите удлинение пружины x = l − l₀ и силу упругости Fупр пружины для каждого случая.

5. Найдите отношение удлинения пружины для двух, трёх и четырёх грузов к удлинению пружины с одним грузом.

6. Найдите отношение сил упругости пружины с двумя, тремя, четырьмя грузами к силе упругости пружины с одним грузом.

7. Проанализируйте результаты и сделайте вывод о справедливости гипотезы.

1. Укрепите динамометр с закрытой шкалой в лапке штатива вертикально. Отметьте на бумаге штрихом начальное положение указателя — это будет нулевая отметка шкалы.

4. С помощью линейки разделите расстояние между штрихами так, чтобы цена деления шкалы была равна 0,1 Н.

5. Измерьте проградуированным динамометром вес груза неизвестной массы.

6. Обработка результатов измерений. Запишите показания динамометра с учётом абсолютной погрешности измерений, равной цене деления шкалы динамометра.

1. Определите вес бруска.

3. Обработка результатов измерений. Запишите в таблицу 16 показания динамометра с учётом абсолютной погрешности измерений, равной цене деления шкалы динамометра.

4. Положите брусок на доску узкой гранью и измерьте силу трения скольжения. Сравните показания динамометра в обоих опытах. Сравните силу трения с весом бруска.

5. Нагружая брусок поочерёдно одним грузом, а затем двумя, повторите измерения (см. п. 2—4).

6. Покажите на числовой оси интервал возможных значений веса тела.

7. Повторите п. 2, заменив деревянную рейку пластиковой.

8. Проанализируйте результаты измерений и сделайте вывод.

1. Укрепите динамометр в лапке штатива и подвесьте к нему на нити тело. Снимите показание динамометра, определив вес тела в воздухе P.

3. По полученным данным вычислите выталкивающую силу Fᵥ₁ = P − P₁V₁, действующую на тело.

5. Определите выталкивающую силу, действующую на то же тело в насыщенном растворе поваренной соли.

7. Покажите на числовой оси интервал возможных значений выталкивающей силы.

8. Проанализируйте результаты и сделайте выводы.

2. Для каждого случая определите массу пробирки с песком и силу тяжести Fтяж = mg.

4. Для каждого случая определите объём вытесненной воды и рассчитайте выталкивающую силу Fₐ = ρжVg.

5. Сделайте вывод об условии плавания тела в жидкости.

1. Уравновесьте рычаг первого рода с помощью гаек на его концах так, чтобы он расположился горизонтально.

4. Для каждого случая определите моменты сил M₁ = F₁l₁ и M₂ = F₂l₂, стремящихся повернуть рычаг в разные стороны.

5. Проанализируйте результаты и сделайте вывод.

1. Подвесьте два груза справа от оси вращения рычага на расстоянии 5 см.

2. С помощью динамометра определите, какую силу и как нужно приложить на расстоянии 20 см от оси вращения правее грузов, чтобы удерживать рычаг в равновесии.

1. Определите с помощью динамометра вес P бруска.

3. Соберите установку по рисунку 200.

4. Измерьте высоту h и длину l наклонной плоскости.

5. Вычислите полезную работу по формуле: Aп = Ph.

6. Перемещайте брусок с постоянной скоростью вверх по наклонной плоскости, прикладывая силу вдоль доски.

7. В процессе движения бруска измерьте силу тяги F.

8. Вычислите затраченную работу (работа при подъёме бруска на высоту h по наклонной плоскости) по формуле: Aз = Fl.

9. Определите КПД наклонной плоскости: η = Aп / Aз · 100%.

10. Проанализируйте результаты и сделайте вывод.

1. Из приведённых слов выберите те, которые указывают на физическое тело: дом, железо, метр, термометр.

2. Из приведённых слов выберите те, которые указывают на вещество: озеро, вода, стакан, стекло.

3. Определите пределы измерения и цену деления шкалы каждого измерительного прибора (рис. 201).

4. Измерьте длину, ширину и толщину вашего учебника физики. Какова абсолютная погрешность измерений этих физических величин?

5. Опишите модель Солнечной системы.

6. Вспомните из курса географии, моделью чего является глобус. Опишите эту модель.

7. Какие физические модели вы знаете?

8. Чтобы определить диаметр проволоки, ученик намотал вплотную на карандаш 30 витков, которые заняли часть карандаша длиной 3 см. Чему равен диаметр проволоки?

9. Газы легко сжимаются. Можно ли газ сжать до сколь угодно малого объёма?

10. Одинаковы ли молекулы воды в горячем чае и газированной воде? Что можно сказать о расстояниях между молекулами в этих напитках?

11. Вода превратилась в пар. Изменились ли при этом её молекулы? Изменилось ли расстояние между молекулами?

12. Вокруг гвоздя, забитого в доску, появляется красноватый налёт. Объясните явление.

2. Для каждого случая определите массу пробирки с песком и силу тяжести F_тяж = mg.

4. Для каждого случая определите объём вытесненной воды и рассчитайте выталкивающую силу Fₐ = ρ_жVg.

5. Вычислите полезную работу по формуле: A_п = Ph.

8. Вычислите затраченную работу (работа при подъёме бруска на высоту h по наклонной плоскости) по формуле: A_з = Fl.

9. Определите КПД наклонной плоскости: η = A_п / A_з · 100%.