«Детская школа искусств» Мошенского муниципального района

Самостоятельная работа 2 по физике 9 класс: Контрольная работа №2 по физике 9 класса | Методическая разработка по физике (9 класс) на тему:

Содержание

Разноуровневая контрольная работа по физике

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 2» г. Сафоново Смоленской области

Материал для проведения промежуточной

аттестации по физике в 9 классе

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Назначение работы: определить уровень подготовки обучающихся 9-х классов по физике в объёме, установленном обязательным минимумом содержания ФГОС основного общего образования.

Документы, определяющие содержание работы:

Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации».

ФГОС основного общего образования, утверждённого приказом Министерства образования и науки РФ от 17.12.2010 г. № 1897 с внесёнными изменениями.

Уровень изучения предмета: базовый.

Учебник: Физика. 9 класс./А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2017. – 319, [1] с.: ил.

Общая характеристика работы: структура контрольной работы отвечает цели построения системы дифференцированного обучения физике в современной школе. Работа составлена в двух вариантах. Каждый вариант контрольной работы состоит из трех частей и включает 11 заданий, различающихся формой и уровнем сложности: базовый, повышенный, высокий.

На выполнение всей контрольной работы отводится 1 урок (45 минут)

Спецификация работы

Номер задания

Тип задания

Максимальный балл

Уровень сложности

Элементы содержания, проверяемые заданиями контрольной работы

Часть А

1

Тест с выбором ответа (альтернативный)

1

Б

Знание и понимание смысла физических величин и явлений (относительность движения, сложение скоростей). Решение задач

2

1

Б

Знание и понимание смысла физических величин и явлений (расчет пути и скорости по графику). Решение задач

3

1

Б

Знание и понимание смысла физических величин (скорость равноускоренного движения, время движения). Решение задач

4

1

Б

Знание и понимание смысла физических величин и законов (сила трения, закон Ньютона, закон Гука). Решение задач

5

1

Б

Знание и понимание смысла физических величин (кинетическая энергия).

Решение задач

6

1

Б

Знание и понимание смысла физических величин и явлений (механические колебания).

7

1

Б

Знание и понимание смысла физических величин и понятий (амплитуда и период колебания, электрическое и магнитное поле)

Часть В

8

Распределительный тест

4

Б

Задание на установление соответствия (радиоактивные излучения)

9

Расчетная задача

2

П

Решение задачи (применение формулы периода колебаний)

10

Расчетная задача

2

П

Знание и понимание смысла физических законов (закон сохранения импульса). Решение задач

Часть С

11

Расчетная задача

2

В

Решение задач на применение законов Ньютона, на применение закона сохранения энергии, формулы периода математического маятника.

Критерии оценивания заданий и работы в целом

Для оценивания результатов наряду с традиционной отметкой «2», «3», «4», «5» применяется еще один количественный показатель – общий балл, который формируется путем подсчета общего количества баллов, полученных учащимися за выполнение каждого задания работы. За работу обучающийся может получить максимальное количество баллов – 17.

задания

Критерии оценивания

Часть А

1 – 7

1 балл – правильно выполнены действия, получен верный ответ;

0 баллов – другие случаи, не соответствующие указанным выше критериям.

Часть В

8

4 балла – верно указаны все четыре элемента ответа;

3 балла – верно указаны все три элемента ответа;

2 балла – верно указаны два элемента ответа;

1 балл – верно указан один элемент ответа;

0 баллов – нет ни одного элемента правильного ответа.

9 – 10

2 балла – представлено полное правильное решение, включающее следующие элементы: 1) верно записано краткое условие задачи; 2) записаны формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом; 3) выполнены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ.

1 балл – представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов;

ИЛИ

Записаны уравнения, необходимые для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;

ИЛИ

Записаны не все исходные формулы, необходимые для решения задачи; записаны все исходные формулы, но в ОДНОЙ их них допущена ошибка

0 баллов – все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, балла

Часть С

11

2 балла – представлено полное правильное решение, включающее следующие элементы: 1) верно записано краткое условие задачи; 2) записаны формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом; 3) выполнены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ.

1 балл – представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов;

ИЛИ

Записаны уравнения, необходимые для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;

ИЛИ

Записаны не все исходные формулы, необходимые для решения задачи; записаны все исходные формулы, но в ОДНОЙ их них допущена ошибка

0 баллов – все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, балла

При вычислениях разрешается использовать непрограммируемый калькулятор.

Оценивание контрольной работы

На основе баллов, выставленных за выполнение всех заданий работы, подсчитывается тестовый балл, который переводится в отметку по пятибалльной шкале.

Отметка по пятибалльной шкале

«2»

«3»

«4»

«5»

менее 8 баллов

8 – 10

11 – 13

14 – 17

Для получения оценки «отлично» не обязательно выполнять все задания.

ЗАДАНИЯ РАЗНОУРОВНЕВОЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1 вариант

Часть А Выберите один верный ответ

А 1. Грузовой автомобиль движется со скоростью 60 км/ч. Водитель видит, что относительно его машины легковой автомобиль пошел на обгон со скоростью 20 км/ч. Чему равна скорость легкового автомобиля относительно дороги?

1) 60 км/ч 2) 80 км/ч 3) 100 км/ч 4) 120 км/ч

А 2. На рисунке представлен график зависимости скорости от времени. Какой путь прошло тело за 8 с?

1) 96 м 2) 72 м 3) 48 м 4) 24 м

А 3. Тело упало с некоторой высоты с нулевой начальной скоростью и при ударе о землю тело имело скорость 40 м/с. Чему равно время падения? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1) 0,25 с 2) 4 с 3) 40 с 4) 400 с

А 4. Как будет двигаться тело массой 3 кг под действием постоянной силы 6 Н?

1) равномерно со скоростью 2 м/с 3) равноускоренно с ускорением 2 м/с2

2) равномерно со скоростью 0,5 м/с 4) равноускоренно с ускорением 0,5 м/с2

А 5. При увеличении массы тела в 4 раза его кинетическая энергия …

1) уменьшится в 4 раза 3) уменьшится в 16 раз

2) увеличится в 4 раза 4) увеличится в 16 раз

А 6. Какие из перечисленных ниже явлений являются механическими колебаниями?

1) падение яблока с ветки на землю

2) движение Луны вокруг Земли

3) движение иглы швейной машины во время работы

4) продолжение движения автомобиля после нажатия на тормоз

А 7. Определите амплитуду колебательного движения, изображенного на рисунке.

1) 2 см 2) 4 см 3) 6 см 4) 8 см

Часть В

8. Установите соответствия утверждений из левого столбца таблицы с типом радиоактивного излучения, указанным в правом столбце.

УТВЕРЖДЕНИЕ

ИЗЛУЧЕНИЕ

А. состоит из частиц с отрицательным зарядом

1) α- излучение

Б. не отклоняется магнитным полем

2) β — излучение

В. задерживается только толстым слоем свинца или бетона

3) γ — излучение

Г. наиболее опасно для человека

Ответ:

А

Б

В

Г

9. За 24 с маятник совершил 12 колебаний. Определить период и частоту колебаний.

10. Вагон массой 20 т движется со скоростью 15 м/с и встречает стоящую на пути платформу массой 10 т. С какой скоростью они станут двигаться после срабатывания автосцепки

Часть С

11. Найдите наименьший радиус дуги для поворота автомобиля, движущегося по горизонтальной дороге со скоростью 36 км/ч, если величина коэффициента трения колес о дорогу равна 0,4.

2 вариант

Часть А Выберите один верный ответ

А 1. Грузовой автомобиль движется со скоростью 60 км/ч. Водитель видит, что легковой автомобиль, движущийся со скоростью 120 км/ч, пошел на обгон. Чему равна скорость легкового автомобиля относительно дороги?

1 ) 60 км/ч 2) 80 км/ч 3) 120 км/ч 4) 180 км/ч

А 2. На рисунке представлен график зависимости ускорения от времени. Какую скорость имеет тело по истечение 6 с от начала движения?

1) 36 м/с 2) 18 м/с 3) 1 м/с 4) 2 м/с

А 3. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Чему приблизительно равно время полета до точки максимального подъема?

1) 0,5 с 2) 1 с 3) 1,5 с 4) 2 с

А 4. На рисунке представлен график зависимости силы трения от веса тела. Коэффициент трения равен

1) 0,1 2) 0,2 3) 10 4) 20

А 5. При увеличении скорости движения тела в 4 раза его кинетическая энергия …

1) уменьшится в 4 раза 3) уменьшится в 16 раз

2) увеличится в 4 раза 4) увеличится в 16 раз

А 6. На рисунке изображен математический маятник. В какой точке потенциальная энергия маятника максимальна?

1) А 2) Б 3) В 4) во всех одинакова

А 7. Вокруг движущихся электрических зарядов существует …

1) магнитное поле 3) магнитное и электрическое поле

2) электрическое поле 4) нет никакого поля

Часть В

8. Установите соответствия утверждений из левого столбца таблицы с типом радиоактивного излучения, указанным в правом столбце.

УТВЕРЖДЕНИЕ

ИЗЛУЧЕНИЕ

А. состоит из квантов электромагнитной энергии

1) α- излучение

Б. изменяет только зарядовое число ядра

2) β — излучение

В. не задерживается одеждой, но не проникает сквозь слой алюминия

3) γ — излучение

Г. обладает максимальной проникающей способностью

Ответ:

9. Материальная точка за 1 мин совершает 300 колебаний. Определить период и частоту колебаний.

10. Человека массой 60 кг спрыгивает с неподвижной тележки, и тележка массой 30 кг начинает двигаться в противоположную сторону со скоростью 4 м/с. Чему равна скорость человека относительно Земли в момент пряжка?

Часть С

11. Ускорение свободного падения на Луне 1,6 м/с2. Каким будет период колебаний математического маятника на Луне, если на Земле он равен 1 с? Зависит ли ответ от массы груза?

Опубликовано в группе «УРОК.РФ: группа для участников конкурсов»

ГДЗ по Физике за 9 класс Самостоятельные и контрольные работы Марон А.Е., Марон Е.А.

ГДЗ от Путина

Физика 9 класс Марон А.Е. самостоятельные и контрольные работы

Авторы: Марон А. Е., Марон Е.А.

Появление в интернете «ГДЗ по физике самостоятельные и контрольные работы Марон 9 класс (Дрофа)» многие родители приняли с настороженностью. Будут ли подростки делать домашнее задание, если его можно просто списать? Вопрос резонный, но, если девятиклассники хотят продолжать учебу и достигнуть успеха в жизни, им для самопроверки очень пригодится решебник. Если же такого желания нет, то они смогут закончить обучение и получить аттестат о неполном среднем образовании. И ГДЗ здесь не при чем. Поэтому приступайте к проверке:

  • по номеру задачи найдите верный ответ;
  • сверьте полученные результаты;
  • повторите параграф, если по его материалам была допущена ошибка;
  • снова выполните задание.

Вопросы, на которые будут отвечать школьники

Пособие, разработанное авторами, является дополнением к учебнику Перышкина. Оно предназначено для:

  1. Закрепления полученных знаний о понятиях и законах данных в параграфе.
  2. Освоения практических навыков.
  3. Проведения проверок и самопроверок.

Самостоятельные работы в двух вариантах имеют усложняющиеся задания в формате государственной итоговой аттестации и единого экзамена. Они раскрывают фактические признаки физических явлений, величин и закономерностей. Также в книгу вошли семь контрольных в четырех вариантах и две итоговые за 9 класс, и по всему курсу физики. Отдельно представлены тренировочные упражнения для отработки автоматизма решения типовых расчетных и графических задач. Учащиеся должны уметь правильно отвечать на эти и подобные им вопросы:

  1. В чем, с точки зрения Аристотеля, заключается необходимое условие, при котором тело будет двигаться с постоянной скоростью?
  2. Назовите причину возникновения ускорения.
  3. В каких системах отсчёта выполняется или не может выполняться первый закон Ньютона? Приведите примеры.

Физика требует планомерного последовательного изучения, поскольку каждая новая тема — это продолжение предыдущей. Поэтому так важны регулярные проверки и самопроверки.

Особенность онлайн-решебника по физике за 9 класс Марон

«ГДЗ по физике самостоятельные и контрольные работы 9 класс А.Е. Марон Е.А. Марон (издательство Дрофа)» находятся в свободном доступе с любого устройства. Это позволяет более качественно подготовиться к урокам с наименьшими затратами времени.

Задания

Рекомендуемые ГДЗ

Подпишись на нашу группу

9.

2 Механическая энергия и сохранение энергии – Физика

Раздел Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Объяснять закон сохранения энергии с точки зрения кинетической и потенциальной энергии
  • Выполнение расчетов кинетической и потенциальной энергии. Примените закон сохранения энергии

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Цели обучения в этом разделе помогут вашим учащимся освоить следующие стандарты:

  • (6) Научные концепции. Учащийся знает, что изменения происходят в физической системе, и применяет законы сохранения энергии и импульса. Ожидается, что студент:
    • (B) исследовать примеры кинетической и потенциальной энергии и их преобразований;
    • (D) демонстрировать и применять законы сохранения энергии и сохранения количества движения в одном измерении.

Кроме того, руководство по физике для средней школы рассматривает содержание этого раздела лабораторной работы под названием «Работа и энергия», а также следующие стандарты:

  • (6) Научные концепции. Учащийся знает, что изменения происходят в физической системе, и применяет законы сохранения энергии и импульса. Ожидается, что студент:
    • (Б) исследовать примеры кинетической и потенциальной энергии и их преобразования;
    • (Д) продемонстрировать и применить законы сохранения энергии и сохранения импульса в одном измерении.

Основные термины раздела

закон сохранения энергии

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL][OL] Начните с отличия механической энергии от других форм энергии. Объясните, почему общее определение энергии как способности совершать работу имеет смысл с точки зрения любой из форм механической энергии. Обсудите закон сохранения энергии и развейте любые заблуждения, связанные с этим законом, такова идея, что движущиеся объекты просто естественным образом замедляются. Идентифицируйте тепло, выделяемое трением, как обычное объяснение очевидных нарушений закона.

[AL] Начните дискуссию о том, как другие полезные формы энергии, такие как свет, звук и электричество, также превращаются в бесполезное тепло. Постарайтесь научить учащихся понимать тепло и температуру на молекулярном уровне. Объясните, что энергия, теряемая на трение, на самом деле преобразует кинетическую энергию на макроскопическом уровне в кинетическую энергию на атомном уровне.

Механическая энергия и сохранение энергии

Ранее мы видели, что механическая энергия может быть либо потенциальной, либо кинетической. В этом разделе мы увидим, как энергия преобразуется из одной из этих форм в другую. Мы также увидим, что в замкнутой системе сумма этих форм энергии остается постоянной.

Довольно много потенциальной энергии получает автомобиль с американскими горками и его пассажиры, когда они поднимаются на вершину первого холма. Помните, что потенциальная часть термина означает, что энергия была сохранена и может быть использована в другое время. Вы увидите, что эта накопленная энергия может быть использована для выполнения работы или преобразована в кинетическую энергию. Например, когда объект, обладающий гравитационной потенциальной энергией, падает, его энергия преобразуется в кинетическую энергию. Помните, что и работа, и энергия выражаются в джоулях.

Вернитесь к Рисунку 9.3. Количество работы, необходимой для подъема телевизора из точки А в точку Б, равно количеству гравитационной потенциальной энергии, которую телевизор получает от высоты над землей. Это вообще верно для любого предмета, поднятого над землей. Если вся работа, проделанная над объектом, используется для подъема объекта над землей, количество работы равно выигрышу объекта в гравитационной потенциальной энергии. Однако обратите внимание, что из-за работы, выполняемой трением, эти преобразования энергии в работу никогда не бывают совершенными. Трение вызывает потерю некоторого количества полезной энергии. В последующих обсуждениях мы будем использовать приближение, согласно которому преобразования не имеют трения.

Теперь давайте посмотрим на американские горки на рис. 9.7. На американских горках была проделана работа, чтобы поднять их на вершину первого подъема; в этот момент у американских горок есть гравитационная потенциальная энергия. Он движется медленно, поэтому также имеет небольшое количество кинетической энергии. Когда автомобиль спускается по первому склону, его PE преобразуется в KE . В нижней точке большая часть оригинального PE была преобразована в KE , а скорость достигла максимума. Когда автомобиль движется вверх по следующему склону, некоторые из KE снова трансформируется в PE , и машина замедляется.

Рисунок 9,7 Во время этой поездки на американских горках происходит преобразование потенциальной и кинетической энергии.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[OL][AL] Спросите, имеют ли класс смысл определения энергии, и постарайтесь выявить любые проявления путаницы или неправильных представлений. Помогите им сделать логический вывод, что если энергия — это способность выполнять работу, то логично, что она выражается в одной и той же единице измерения. Попросите учащихся назвать все формы энергии, которые они могут назвать. Спросите, поможет ли это им почувствовать природу энергии. Спросите, есть ли у них проблемы с пониманием того, как некоторые формы энергии, такие как солнечный свет, могут работать.

[BL][OL] Вы можете ввести понятие опорной точки как начальной точки движения. Свяжите это с началом координатной сетки.

[BL] Объясните, что энергия — это другое свойство с другими единицами измерения, чем сила или мощность.

[ПР] Помогите учащимся понять, что скорость доставки ТВ не входит в расчет PE . Предполагается, что скорость постоянна. Любой KE из-за увеличения скорости доставки будет потерян при остановке движения.

[BL] Убедитесь, что вы четко понимаете разницу между кинетической и потенциальной энергией, а также между скоростью и ускорением. Объясните, что слово потенциал означает, что энергия доступна, но не означает, что она должна быть использована или будет использована .

Виртуальная физика

Основы скейт-парка Energy

Это моделирование показывает, как связаны кинетическая и потенциальная энергии, в сценарии, похожем на американские горки. Обратите внимание на изменения в KE и PE , щелкнув по полям гистограммы. Также попробуйте три скейт-парка разной формы. Перетащите фигуриста на дорожку, чтобы запустить анимацию.

Это моделирование (http://phet.colorado.edu/en/simulation/energy-skate-park-basics) показывает, как связаны кинетическая и потенциальная энергии, в сценарии, похожем на американские горки. Наблюдайте за изменениями в KE и PE, нажимая на поля гистограммы. Также попробуйте три скейт-парка разной формы. Перетащите фигуриста на дорожку, чтобы запустить анимацию. Гистограммы показывают, как KE и PE преобразовываются туда и обратно. Какое утверждение лучше всего объясняет, что происходит с механической энергией системы при увеличении скорости?

  1. Механическая энергия системы увеличивается при условии отсутствия потерь энергии на трение. Энергия преобразуется в кинетическую энергию при увеличении скорости.

  2. Механическая энергия системы остается постоянной при отсутствии потерь энергии на трение. Энергия преобразуется в кинетическую энергию при увеличении скорости.

  3. Механическая энергия системы увеличивается при условии отсутствия потерь энергии на трение. Энергия преобразуется в потенциальную энергию при увеличении скорости.

  4. Механическая энергия системы остается постоянной при отсутствии потерь энергии на трение. Энергия преобразуется в потенциальную энергию при увеличении скорости.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Эта анимация показывает преобразования между KE и PE , а также то, как изменяется скорость в процессе. Позже мы можем вернуться к анимации, чтобы увидеть, как трение преобразует часть механической энергии в тепло и как сохраняется полная энергия.

На настоящих американских горках есть много взлетов и падений, и каждый из них сопровождается переходами между кинетической и потенциальной энергией. Предположим, что на трение энергия не теряется. В любой момент поездки полная механическая энергия одинакова и равна энергии, которую автомобиль имел на вершине первого подъема. Это результат закона сохранения энергии, который гласит, что в замкнутой системе полная энергия сохраняется, то есть она постоянна. Используя индексы 1 и 2 для представления начальной и конечной энергии, этот закон выражается как

KE1+PE1=KE2+PE2.KE1+PE1=KE2+PE2.

Любая сторона равна полной механической энергии. Фраза в закрытой системе означает, что мы предполагаем, что энергия не теряется в окружающую среду из-за трения и сопротивления воздуха. Если мы проводим расчеты с плотными падающими объектами, это хорошее допущение. Для американских горок это предположение вносит некоторую неточность в расчет.

Расчеты с использованием механической энергии и сохранения энергии

Советы для успеха

При расчете работы или энергии используйте метры для расстояния, ньютоны для силы, килограммы для массы и секунды для времени. Это гарантирует, что результат будет выражен в джоулях.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL][OL] Убедите учащихся в том, какой значительный объем работы требуется, чтобы доставить автомобиль с американскими горками на вершину первой, самой высокой точки. Сравните это с объемом работы, который потребуется, чтобы подняться на вершину американских горок. Спросите учащихся, почему они могут чувствовать усталость, если им приходится идти пешком или взбираться на вершину американских горок (они должны использовать энергию, чтобы приложить силу, необходимую для движения тела вверх против силы тяжести). Проверьте, могут ли учащиеся правильно предсказать, что отношение массы автомобиля к массе человека будет равно отношению проделанной работы и полученной энергии (например, если масса автомобиля в 10 раз больше массы человека, количество работы, необходимое для переместить машину на вершину холма будет в 10 раз больше работы, необходимой для подъема на холм).

Смотреть физику

Сохранение энергии

В этом видео обсуждается преобразование PE в KE и сохранение энергии. Сценарий очень похож на американские горки и скейт-парк. Это также хорошее объяснение изменений энергии, изученных в лаборатории Snap.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Перед показом видео просмотрите все уравнения, связанные с кинетической и потенциальной энергией и сохранением энергии. Также убедитесь, что у студентов есть качественное понимание происходящего преобразования энергии. Вернитесь к лаборатории привязки и лаборатории моделирования.

Смотреть Физика: сохранение энергии. Это видео знакомит с законом сохранения энергии и объясняет, как потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию.

Нажмите, чтобы просмотреть содержимое

Ожидали ли вы, что скорость внизу склона будет такой же, как при падении объекта прямо вниз? Какое утверждение лучше всего объясняет, почему это не совсем так в реальных жизненных ситуациях?

  1. Скорость была такой же в сценарии в анимации, потому что объект скользил по льду, где было большое трение. В реальной жизни большая часть механической энергии теряется в виде тепла, вызванного трением.

  2. Скорость была такой же в сценарии в анимации, потому что объект скользил по льду, где есть небольшое трение. В реальной жизни большая часть механической энергии теряется в виде тепла, вызванного трением.

  3. Скорость была такой же в сценарии в анимации, потому что объект скользил по льду, где было большое трение. В реальной жизни механическая энергия не теряется из-за сохранения механической энергии.

  4. Скорость была такой же в сценарии в анимации, потому что объект скользил по льду, где есть небольшое трение. В реальной жизни механическая энергия не теряется из-за сохранения механической энергии.

Рабочий пример

Применение закона сохранения энергии

Камень массой 10 кг падает с 20-метрового обрыва. Чему равна кинетическая и потенциальная энергия при падении камня с высоты 10 м?

Стратегия

Выберите уравнение.

KE1+PE1=KE2+PE2KE1+PE1=KE2+PE2

9,4

KE=12mv2; PE=mghKE=12mv2; PE=mgh

9.5

12mv12+mgh2=12mv22+mgh312mv12+mgh2=12mv22+mgh3

9.6

Перечислите известные.

m = 10 kg, v 1 = 0, g = 9.80

ms2,ms2,

9.7

h 1 = 20 m, h 2 = 10 м

Определите неизвестные.

KE 2 и PE 2

Подставьте известные значения в уравнение и найдите неизвестные переменные.

Решение

PE2=mgh3=10(9,80)10=980 JPE2=mgh3=10(9,80)10=980 Дж

9,8

KE2=PE2-(KE1+PE1)=980-{[0-[10 (9.80)20]]}=980 JKE2=PE2–(KE1+PE1)=980–{[0–[10(9.80)20]]}=980 Дж

9,9

Обсуждение

В качестве альтернативы закон сохранения энергии уравнение можно решить за v 2 и KE 2 можно вычислить. Обратите внимание, что м также могут быть исключены.

Советы для успеха

Обратите внимание, что мы можем решить многие задачи, связанные с преобразованием между KE и PE , не зная массы рассматриваемого объекта. Это связано с тем, что кинетическая и потенциальная энергии пропорциональны массе объекта. В ситуации, когда KE = PE , мы знаем, что м г ч = (1/2) м v 2 .

Разделив обе стороны на м и переставив, получим соотношение

2 г ч = v 2 .

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Кинетическая и потенциальная энергия пропорциональны массе объекта. В ситуации, когда KE = PE , мы знаем, что м г ч = (1/2) м v 2 . Разделив обе части по м на и переставив, получим соотношение 2 г ч = v 2 .

Практические задачи

5.

Ребенок скользит по детской горке. Если горка имеет высоту 3 м, а вес ребенка 300 Н, какую потенциальную энергию имеет ребенок в верхней части горки? (Округлить г до 10 м/с2.10 м/с2. )

  1. 0 Дж
  2. 100 Дж
  3. 300 Дж
  4. 900 Дж

6.

Яблоко весом 0,2 кг на яблоне имеет потенциальную энергию 10 Дж. Оно падает на землю, превращая всю свою PE в кинетическую энергию. Какова скорость яблока непосредственно перед тем, как оно упадет на землю?

  1. 0 м/с
  2. 2 м/с
  3. 10 м/с
  4. 50 м/с

Снап Лаборатория

Преобразование потенциальной энергии в кинетическую энергию

В этом упражнении вы рассчитаете потенциальную энергию объекта и предскажете скорость объекта, когда вся эта потенциальная энергия будет преобразована в кинетическую энергию. Затем вы проверите свой прогноз.

Вы будете сбрасывать предметы с высоты. Обязательно держитесь на безопасном расстоянии от края. Не перегибайтесь через перила слишком далеко. Убедитесь, что вы не роняете предметы в зону, где проезжают люди или транспортные средства. Убедитесь, что падение предметов не приведет к повреждению.

Вам потребуется следующее:

Материалы для каждой пары учащихся:

  • Четыре шарика (или аналогичные маленькие плотные предметы)
  • Секундомер

Материалы для занятий:

  • Метрическая измерительная лента достаточной длины для измерения выбранной высоты
  • Шкала А

Инструкции

Процедура

  1. Работа с партнером. Найдите и запишите массу четырех маленьких плотных объектов на группу.
  2. Выберите место, где объекты можно безопасно сбросить с высоты не менее 15 метров. Хорошо подойдет мост через воду с безопасным пешеходным переходом.
  3. Измерьте расстояние, на которое упадет объект.
  4. Рассчитайте потенциальную энергию объекта до того, как вы его уроните, используя PE = м г ч = (9,80) мч.
  5. Предсказать кинетическую энергию и скорость объекта, когда он приземлится, используя PE = KE и так, mgh=mv22; v=2(9,80)h=4,43h.mgh=mv22; v=2(9,80)ч=4,43ч.
  6. Один партнер бросает предмет, а другой измеряет время, необходимое для падения.
  7. По очереди выполняйте роль пипетки и таймера, пока не выполните четыре измерения.
  8. Среднее значение вашего падения, умноженное на и вычислите скорость объекта в момент приземления, используя v = a t = g t = (9. 80) т .
  9. Сравните свои результаты со своим прогнозом.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Перед тем, как учащиеся приступят к лабораторной работе, найдите ближайшее место, откуда предметы можно безопасно сбрасывать с высоты не менее 15 м.

Пока учащиеся работают в лаборатории, предложите партнерам по лаборатории обсудить свои наблюдения. Предложите им обсудить различия в результатах между партнерами. Спросите, есть ли какая-либо путаница в используемых ими уравнениях и кажутся ли они правильными на основании того, что они уже узнали о механической энергии. Попросите их обсудить эффект сопротивления воздуха и то, как плотность связана с этим эффектом.

7.

Эксперименты Галилея доказали, что, вопреки распространенному мнению, тяжелые предметы падают не быстрее легких. Как уравнения, которые вы использовали, подтверждают этот факт?

  1. Тяжелые объекты не падают быстрее легких, потому что при сохранении механической энергии системы массовый член отменяется, а скорость не зависит от массы. В реальной жизни изменение скорости различных объектов наблюдается из-за ненулевого сопротивления воздуха.

  2. Тяжелые объекты не падают быстрее легких, потому что при сохранении механической энергии системы массовый член не аннулируется, а скорость зависит от массы. В реальной жизни изменение скорости различных объектов наблюдается из-за ненулевого сопротивления воздуха.

  3. Тяжелые объекты не падают быстрее, чем легкие объекты, потому что при сохранении механической энергии системы массовый член отменяется, а скорость не зависит от массы. В реальной жизни изменение скорости различных объектов наблюдается из-за нулевого сопротивления воздуха.

  4. Тяжелые объекты не падают быстрее легких, потому что при сохранении механической энергии системы массовый член не аннулируется, а скорость зависит от массы. В реальной жизни изменение скорости различных объектов наблюдается из-за нулевого сопротивления воздуха.

Проверьте свое понимание

8.

Опишите преобразование между формами механической энергии, происходящее с падающим парашютистом до того, как его парашют раскроется.

  1. Кинетическая энергия превращается в потенциальную.

  2. Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию.

  3. Работа преобразуется в кинетическую энергию.

  4. Кинетическая энергия превращается в работу.

9.

Верно или неверно — Если камень подбросить в воздух, увеличение высоты увеличит кинетическую энергию камня, а затем увеличение скорости при падении на землю увеличит его потенциальную энергию.

  1. Правда
  2. Ложь

10.

Определите эквивалентные термины для накопленной энергии и энергии движения .

  1. Запасенная энергия — это потенциальная энергия, а энергия движения — это кинетическая энергия.
  2. Энергия движения — это потенциальная энергия, а накопленная энергия — это кинетическая энергия.
  3. Запасенная энергия представляет собой как потенциальную, так и кинетическую энергию системы.
  4. Энергия движения представляет собой как потенциальную, так и кинетическую энергию системы.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Используйте вопросы «Проверьте свое понимание», чтобы оценить достижение учащимися учебных целей раздела. Если учащиеся испытывают трудности с выполнением определенной задачи, функция «Проверить понимание» поможет определить, какая из них, и направит учащихся к соответствующему содержанию.

Нахождение значений отдельных сил

Как уже говорилось ранее в уроке 3 (а также в уроке 2), результирующая сила представляет собой векторную сумму всех отдельных сил. На уроке 2 мы узнали, как определить результирующую силу, если известны величины всех отдельных сил. На этом уроке мы научимся определять величины всех отдельных сил, если известны масса и ускорение объекта. Три основных уравнения, которые будут полезны, — это уравнение для результирующей силы (F net = m•a), уравнение для гравитационной силы (F grav = m•g) и уравнение для силы трения (F трение = μ•F норма ).

Процесс определения значения отдельных сил, действующих на объект, включает применение второго закона Ньютона (F net =m•a) и применение значения результирующей силы. Если масса (m) и ускорение (a) известны, то результирующую силу (F net ) можно определить с помощью уравнения.

F net = m • a

Если числовое значение равнодействующей силы и направление равнодействующей силы известны, то можно определить значение всех отдельных сил. Таким образом, задача включает использование приведенных выше уравнений, предоставленной информации и вашего понимания результирующей силы для определения значения отдельных сил.

 

Ваша очередь практиковаться

Чтобы почувствовать, как применяется этот метод, попробуйте решить следующие практические задачи. Задачи идут от простых к более сложным. После того, как вы решили задачу, нажмите кнопку, чтобы проверить свои ответы.

Практика №1

Диаграммы свободного тела для четырех ситуаций показаны ниже. Чистая сила известна для каждой ситуации. Однако величины некоторых отдельных сил неизвестны. Проанализируйте каждую ситуацию в отдельности и определите величину неизвестных сил.

 

 

Практика №2

К объекту массой 6 кг приложена направленная вправо сила, которая перемещает его по шероховатой поверхности с постоянной скоростью. На объект действует сила трения 15 Н. Используйте диаграмму, чтобы определить гравитационную силу, нормальную силу, результирующую силу и приложенную силу. (Сопротивлением воздуха пренебречь.)

 

 


 

 

Практика №3

К объекту массой 10 кг приложена направленная вправо сила, которая перемещает его по шероховатой поверхности с постоянной скоростью. Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,2. Используйте диаграмму, чтобы определить гравитационную силу, нормальную силу, приложенную силу, силу трения и результирующую силу. (Сопротивлением воздуха пренебречь.)

 

 

 

 


 

Практика №4

К объекту массой 5 ​​кг приложена направленная вправо сила, которая перемещает его по шероховатой поверхности с направленным вправо ускорением 2 м/с/с. Коэффициент трения между предметом и поверхностью равен 0,1. Используйте диаграмму, чтобы определить гравитационную силу, нормальную силу, приложенную силу, силу трения и результирующую силу. (Сопротивлением воздуха пренебречь.)

 

Практика №5

К объекту массой 4 кг приложена направленная вправо сила 25 Н, которая перемещает его по шероховатой поверхности с направленным вправо ускорением 2,5 м/с/с. Используйте диаграмму, чтобы определить силу тяжести, нормальную силу, силу трения, результирующую силу и коэффициент трения между объектом и поверхностью. (Сопротивлением воздуха пренебречь.)

 

 

  

 

Ниже приведены еще несколько практических задач. Вы должны приложить усилия, чтобы решить как можно больше задач без помощи заметок, решений, учителей и других учеников. Посвятите себя индивидуальному решению проблем. А пока стоит упомянуть важное предостережение:

Избегайте форсирования проблемы в форме ранее решенной проблемы. Проблемы в физике редко выглядят одинаково. Вместо того чтобы решать задачи наизусть или путем имитации ранее решенной задачи, используйте свое концептуальное понимание законов Ньютона для поиска решений проблем. Используйте свое понимание веса и массы, чтобы найти m или Fgrav в задаче. Используйте свое концептуальное понимание чистой силы ( векторная сумма всех сил ), чтобы найти значение Fnet или значение отдельной силы. Не отделяйте решение физических задач от понимания физических концепций. Если вы не можете решить физические задачи, подобные приведенным выше, это не обязательно означает, что у вас проблемы с математикой. Вполне вероятно, что у вас возникли трудности с понятиями физики.

 

 


Мы хотели бы предложить …

Иногда недостаточно просто прочитать об этом. Вы должны взаимодействовать с ним! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего Force Interactive. Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Force Interactive позволяет учащимся исследовать влияние изменений приложенной силы, результирующей силы, массы и трения на ускорение объекта.

Добавить комментарий