ЗАВДАННЯ ДО РОЗДІЛУ IV
Розділ IV Механічна робота та енергія
ЗАВДАННЯ ДО РОЗДІЛУ IV
Виберіть правильний варіант відповіді:
1.Яку роботу виконує сила 20 Н, яка переміщує тіло на віддаль 5 м у напрямі дії сили?
А: 4 Дж;
Б: 80 Дж;
В: 100 Дж;
Г: 40 Дж.
2.Яка потужність двигуна, що виконує роботу 2 400 Дж за 2 хвилини?
А: 20 Вт;
Б: 1200 Вт;
В: 120 Вт;
Г: 4800 Вт.
3.Тіло масою 5 кг знаходиться на висоті 4 м. Яка енергія цього тіла? .
А: 40 Дж;
Б: 10 Дж;
В: 20 Дж;
Г: 200 Дж.
М’яч падає з певної висоти. Як змінюються його повна механічна енергія? Тертям
А: збільшується;
Б: зменшується;
В: не змінюється;
Г: неможливо вказати.
М’яч впав з висоти 2 м і підстрибнув на висоту 1,5 м. Визначте шлях і переміщення м’яча:
А: 3,5 м і 1,5 м;
Б: 0,5 м і 2,5 м;
В: 2,5 м і 0,5 м вгору;
Г: 2,5 м і 0,5 м вниз.
Кінетична енергія тіла при його польоті вгору зменшилась на 100 Дж. Як змінилась його потенціальна енергія, якщо вважати, що тертя дуже мале?
А: зменшилась на 100 Дж;
Б: збільшилась на 100 Дж;
В: не змінилась;
Г: зменшилась на 50 Дж.
Розв’яжіть задачі
Маса тіла m = 2 кг. Яка маса тіла ml? Визначте потужність сили 50 Н, під дією якої тіло
Мал. IV.1.
Мал. IV.2.
При рівномірному русі вантажу маси m = 1кг по похилій площині (мал. IV.3), до нього прикладають силу F = 4 Н. Визначте ККД похилої площини, довжина якої l = 1 м, а висота h = 20 см. Вважайте, що g = 10 Н/кг). Знайдіть кінетичну енергію тіла масою 300 г, яке впало з висоти 2 м безпосередньо перед ударом о землю. Яка кінетична та потенціальна енергія стріли масою 50 г, випущеної вертикально вгору зі швидкістю 30 м/с, через 2 с після початку руху? М’ячик кинули вниз з висоти 1 м. Якою була початкова швидкість м’ячика, кинутого вертикально вниз з висоти 1,2 м, якщо після відскоку від підлоги він піднявся на висоту 1,5 м? Втратами енергії можна знехтувати.
Мал. IV.3.
Лабораторна робота №1.
“Ознайомлення з вимірювальними приладами. Визначення ціни поділки шкали приладу”
Мета роботи: навчитись визначати ціну поділки приладів; виконувати вимірювання; виконувати запис результатів в таблицю.
Прилади і матеріали: лінійка; мензурка; термометр; брусок; склянка з водою.
Теоретичні відомості: виміряти фізичну величину, означає порівняти її із величиною прийнятою за одиницю. У випадку лінійки – це 1 см або 1 мм; для мензурки – 1 мл або 1 см3, для термометра – 1°С. Кожен із зазначених вимірювальних приладів має шкалу із поділками. Ціна поділки позначається літерою С, (наприклад: Слін. = 1 мм, Сменз=, Стерм= ..).
Терм
Позначення внизу біля букви називають індексом. Індекс “лін”, наприклад, означає “лінійки”, тобто Слін – ціна поділки лінійки.
Хід роботи.
Схема досліду: накресліть ділянку шкали приладу, на якому ви визначаєте ціну поділки.
Приклад: (мал. 3).
Виберіть на шкалі приладу два різних числових значення. Занесіть в таблицю величину меншого (А), та більшого (В) значень і їх різницю (В – А).
Порахуйте кількість поділок n між позначками, що відповідають значенням В та А і також занесіть в таблицю. Визначте ціну поділки (C) приладу за допомогою формули С = , (наприклад, на шкалі термометра: А = 20, В = 30, n = 10. Стерм = 1 С).
Запишіть в таблицю значення одиниці вимірювання кожної фізичної величини, (наприклад: мм, мл, °С). Виміряйте довжину бруска. Налийте воду в мензурку і визначте об’єм води. Виміряйте температуру води. Запишіть виміряні величини в таблицю, (наприклад: V = 120 мл, t° = 23°С).
Мал. 1. Лінійка.
Мал. 2. Мензурка.
Мал. 3. Термометр.
Прилад | Фізична Величина | А | В | (В-А) | Одиниця Вимірювання | N | C | Значення Величини |
Лінійка | Довжина | L = | ||||||
Мензурка | Об’єм | V = | ||||||
Термометр | Температура | T° = |
Висновок.
Зазначте, які фізичні величини і якими приладами ви навчилися вимірювати. (Наприклад: в цій лабораторній роботі ми навчилися вимірювати температуру води термометром, …)
Дайте відповіді на запитання:
Які межі вимірювання лінійкою (мал. 1)? Який об’єм води налито в мензурку (мал. 2)? Яку температуру показує термометр (мал. 3)?
Лабораторна робота №2.
“Вимірювання об’єму твердих тіл, рідин і сипких матеріалів”
Мета роботи: навчитись визначати об’єм твердих тіл, рідин і сипких матеріалів; виконувати вимірювання; виконувати запис результатів в таблицю; оцінювати похибку вимірювання; записувати результати вимірювань в стандартному вигляді.
Прилади і матеріали: лінійка; мензурка; склянка з водою; пісок.
Хід роботи.
Схема досліду: накресліть ділянку шкали приладу, на якій ви визначаєте ціну поділки, (наприклад: мал. 2.) Визначте ціну поділки вимірювальних приладів. Виміряйте довжину, ширину і висоту бруска і обчисліть його об’єм, (V = а ∙ b ∙ c ). Насипте пісок в мензурку і визначте його об’єм. Визначте об’єм води за допомогою мензурки. Запишіть виміряні та обчислені значення об’єму в таблицю. Визначте похибки вимірювання об’єму води і запишіть їх значення в таблицю, (абсолютна похибка дорівнює половині ціни поділки шкали приладу).
Мал. 1.
Мал. 2.
Прилад | Ціна Поділки | Об’єм, См3 | Абсолютна похибка | Відносна похибка, % |
Брусок | Лінійка | |||
Пісок | Мензурка | |||
Вода | Мензурка |
Висновок.
Зазначте, які фізичні величини і якими приладами ви навчились вимірювати, (наприклад: в цій лабораторній роботі ми навчилися вимірювати об’єм…, за допомогою лінійки…) Запишіть значення об’єму води в стандартному вигляді, (наприклад:
ΔV = (90±5)см3).
Перечисліть основні чинники, які вплинули на точність вимірювань.
Дайте відповіді на запитання:
Яка довжина бруска, зображеного на мал. 1? Результат запишіть в стандартному вигляді. Який об’єм налитої в мензурку води (мал. 2)? Результат запишіть в стандартному вигляді
Лабораторна робота № 3
“Вимірювання розмірів малих тіл різними способами”
Мета роботи: навчитись вимірювати розміри тіл методом рядів.
Прилади і матеріали: лінійка вимірювальна (С = 1 мм); пшоно; дріт; мікрофотографія.
Теоретичні відомості. Розмір малих тіл можна з великою точністю (0,001 мм) виміряти мікрометром (мал. 1). Проте розміри малих тіл можна виміряти і звичайною лінійкою, якщо цих тіл багато. Це так званий метод рядів.
А) Суть цього способу полягає в тому, що деяка кількість однакових за розміром тіл (10 – 30) складають впритул одне до одного в ряд. Вимірявши лінійкою довжину цього ряду l та поділивши l на кількість тіл n, можна визначити діаметр d одного тіла:
D =
Б) Діаметр тонкого дроту можна виміряти, намотавши його на циліндричну паличку, ручку або олівець.
В) Метод рядів можна застосувати для обчислення розмірів атомів на зображеннях, отриманих за допомогою електронного мікроскопа.
Мал 1. Мікрометр.
Мал 2. Дріт, намотаний на стержень
Мал 3. Зображення атомів золота: СТМ
Хід роботи.
Накресліть схему досліду, (як на мал. 4). Складіть крупинки пшона в ряд вздовж лінійки (мал. 4), і обчисліть їх діаметр d. Подібним чином обчисліть діаметр дроту (мал. 2). На мікрофотографії (мал. 3), отриманої за допомогою скануючого тунельного мікроскопа (СТМ), атоми золота знаходяться на поверхні монокристала графіту в строгому порядку, але не завжди підряд. Ви повинні придумати спосіб якомога точнішого обчислення їх діаметра. Масштаб подано в нм – нанометрах (1 нм становить одну мільярдну долю метра.) Визначте розміри атомів золота в нанометрах.
Мал 4. Схема досліду з пшоном
Визначте абсолютну похибку вимірювань в кожному досліді і запишіть в таблицю.
Діаметр, | Одиниця | Ціна поділки, | Абсолютна |
D | Вимірювання | C | Похибка |
Пшоно | Мм | ||
Дріт | Мм | ||
Атоми | Нм |
Висновок.
Поясніть, яку фізичну величину і якими методами ви навчилися вимірювати. Запишіть значення діаметру для усіх вимірювань у стандартному вигляді. Перечисліть основні чинники, які вплинули на точність вимірювань.
Дайте відповіді на запитання:
Який діаметр дроту (мал. 2)? Результат запишіть в стандартному вигляді. З якою точністю може вимірювати мікрометр (мал. 1)? Чому атоми золота вишикувалися такими рівними рядами (мал. 2)? Підказка: справа в будові поверхні кристалу графіту.
Лабораторна робота № 4
“Визначення періоду обертання та швидкості руху по колу”
Мета роботи: навчитись визначати період обертання та лінійну швидкість руху тіла по колу.
Прилади і матеріали: штатив, кулька на нитці, секундомір, циркуль, лист паперу формату А4, лінійка.
Теоретичні відомості. Період обертання визначають за формулою:
Т = (1), де t – час, за який тіло зробило N обертів.
Лінійну швидкість руху по колу визначають за формулою:
V = (2), де d – діаметр кола, Т – період обертання.
Хід роботи.
Накресліть схему досліду. Підвісьте кульку на нитці до штатива.
Мал. 1.
Накресліть на аркуші паперу коло радіусом R = 10 см. і розмістіть центр кола під нерухомою кулькою. Штовхніть кульку так, щоб вона рухалася над лінією кола. Визначте час t, за який кулька здійснить певну кількість обертів N. Обчисліть за формулою (1) період обертання кульки Т. Обчисліть за формулою (2) швидкість руху кульки V. Запишіть результати вимірювань і обчислень в таблицю.
D, см | T, c | N | Т, с | D, см | V, см/с |
Висновок.
Вкажіть, які фізичні величини ви навчилися вимірювати. Запишіть значення періоду обертання кульки, (наприклад Т = 3,2 с). Запишіть значення швидкості обертання кульки. Перечисліть основні чинники, які вплинули на точність вимірювань.
Дайте відповіді на запитання:
Який рух називають обертальним? Обчисліть за даними досліду частоту обертання кульки. В даному досліді кулька, як правило, не описує точне коло. Якою, на вашу думку, була траєкторія кульки насправді?
Лабораторна робота №5.
“Дослідження коливань нитяного маятника”
Мета роботи: навчитись визначати період коливань нитяного маятника; дослідити залежність періоду коливань від амплітуди коливань та маси тягарця.
Прилади і матеріали: штатив, нитка; дві кульки різної маси; секундомір.
Теоретичні відомості.
Дослідити залежність між двома величинами означає: вияснити збільшується чи зменшується одна величина, при збільшенні чи зменшенні іншої. Якщо зміна однієї величини не приводить до суттєвих змін іншої величини, то залежності між ними немає. Особливо це помітно, коли зміна даної фізичної величини призводить до випадкових і невеликих змін іншої – в більшу та меншу сторону. Зауважимо, що для таких досліджень потрібна велика кількість дослідів.
Період коливань визначають за формулою: Т = (1),
Де t – час, за який тіло зробило N повних коливань. Одним коливанням називають рух кульки маятника від точки 1 до точки 3 і назад до точки 1, тобто 1-2-3-2-1. Амплітуда А (мал. 1) – це відстань між точками 1 і 2, (або 2 і 3). Довжина нитки – l, маса кульки – т.
Мал. 1.
Хід роботи.
Накресліть схему досліду. Підвісьте кульку на нитці до штатива. Виберіть довжину нитки так, щоб відстань від точки підвісу до центру кульки становила 25 см. Відхиліть кульку в положення 1. Відпустіть кульку і визначте час t, за який кулька здійснить певну кількість коливань N (нехай N = 20 повних коливань). Обчисліть за формулою (1) період коливань кульки Т.
Обов’язкова умова: амплітуда коливань повинна бути значно меншою за довжину нитки (приблизно в 10 разів, наприклад: при амплітуді 2 см, довжина нитки повинна складати 20 см і більше).
І. Дослідження залежності періоду коливань кульки даної маси від амплітуди коливань:
Визначте період коливань для двох значень амплітуди (А1 і А2), які відрізняються приблизно в два-три рази. Дослідження залежності періоду коливань з однаковою амплітудою від маси кульки: Визначте період коливань для двох значень маси кульок (m1 і m2), які відрізняються приблизно в два-три рази при однаковій амплітуді коливань. Дані дослідів запишіть в єдину для обох дослідів таблицю:
Амплітуда | T, c | N | Т, с | Маса кульки | T, c | N | Т, с |
А1 = | M1= | ||||||
А2 = | M2= |
Висновок.
Вкажіть, яку фізичну величину ви навчилися вимірювати. Перечисліть основні чинники, які вплинули на точність вимірювань. Якою виявилася залежність періоду коливань від: а) амплітуди коливань при даній масі кульки; б) маси кульки при даній амплітуді коливань?
Виберіть один варіант відповіді для кожного дослідження: І – залежить, ІІ – не залежить.
Якщо при збільшенні маси чи амплітуди кульки в два-три рази період змінився слабо, то залежність відсутня. Якщо спостерігається значна зміна періоду при зміні маси чи амплітуди – тоді залежність є, і її треба вказати конкретно, (наприклад: збільшення амплітуди коливань в три рази веде до збільшення (а, можливо, зменшення) періоду в 1,5 разів.
Дайте відповіді на запитання:
Наскільки, порівняно з періодом коливань, залежить різниця періодів для а) двох різних амплітуд, б) двох різних мас? Який рух називають коливальним? Обчисліть за даними одного з дослідів частоту коливань кульки. (v = ) Дослідіть залежність періоду коливань від довжини нитки. Виконайте два досліди в яких довжина нитки відрізняється в 4 рази. Наприклад, використайте, як перший дослід, результат, отриманий при довжині нитки 25 см, а другий раз – при l = 100 см. Зробіть висновки. Нагадаємо, що довжину нитки вимірюють від точки підвісу до центру кульки.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...