«Детская школа искусств» Мошенского муниципального района

Физика 7 задачник: ГДЗ решебник Физика за 7-9 класс Лукашик, Иванова (Сборник задач) «Просвещение»

Содержание

Задачи с ответами по физике 7 класс

Задачи с ответами по физике 7 класс

Варианты олимпиадых задач по физике для 7 классаЗадачи по физике для оценки уровня подготовки.Задача 1 : Моторная лодка проходит по реке расстояние между двумя пунктами (в обе стороны) за 14 часов. Чему равно это расстояние, если скорость лодки в стоячей воде 35 км/ ч, а скорость течения реки – 5 км/ч?    (Ответ: 240 м).

Задача 2 :

Два одинаковых ящика наполнены дробью: в одном лежит крупная дробь, в другом – мелкая. Какой из них имеет большую массу

Задача 3 :

В двух одинаковых стаканах налита вода до одинаковой высоты. В первый стакан опустили однородный слиток стали массой 100 г, а во второй – слиток серебра той же массы. Одинаково ли поднимется вода в обоих стаканах?

Задача 4 :

Масса пустой пол-литровой бутылки равна 400 г. Каков ее наружный объем?
(Ответ: 0,66 л).

Задача 5 :

Найдите емкость стеклянного сосуда, если его масса 50 г и наружный объем 37 см 3.

   (Ответ: 17 см 3).

Задача 6 :

Тщательным совместным растиранием смешали по 100 г парафина, буры и воска. Какова средняя плотность получившейся смеси, если плотность этих веществ равна соответственно 0,9 г/см 3, 1,7 г/см 3, 1 г/см 3 ?
   (Ответ: 1,1 г/см 3).

Задача 7 :

В куске кварца содержится небольшой самородок золота. Масса куска равна 100 г, а его средняя плотность 8 г/см 3. Определите массу золота, содержащегося в куске кварца, если плотность кварца 2,65 г/см 3, а плотность золота – 19,4 г/см 3.    (Ответ: 77,5 г/см 3).

Задача 8 :

В чистой воде растворена кислота. Масса раствора 240 г, а его плотность 1,2 г/см 3. Определите массу кислоты, содержащейся в растворе, если плотность кислоты 1,8 г/см 3. Принять объем раствора равным сумме объемов его составных частей.    (Ответ: 90 г).

Задача 9 :

Железная и алюминиевая детали имеют одинаковые объемы. Найдите массы этих деталей, если масса железной детали на 12,75 г больше массы алюминиевой.    (Ответ: 19,5 г, 6,75 г).

Задача 10 :

Сплав состоит из олова массой 2,92 кг и свинца массой 1,13 кг. Какова плотность сплава, если считать, что объем сплава равен сумме объемов его составных частей?    (Ответ: 8100 кг/м 3).

Задача 11 :

Имеются два бруска: медный и алюминиевый. Объем одного из этих брусков на 50 см 3 больше, чем объем другого, а масса на 175 г меньше массы другого. Каковы объемы и массы брусков.
   (Ответ: алюминий – 100 см 3, 270 г, медь – 50 см 3, 45 г).

Задача 12 :

Моток медной проволоки сечением 2 мм 2 имеет массу 17,8 кг. Как, не разматывая моток, определить длину проволоки? Чему она равна?    (Ответ: 1 км).

Задача 13 :

Определите плотность стекла из которого сделан куб массой 857,5 г, если площадь всей поверхности куба равна 294 см 2.    (Ответ: 2,5 г/см 3).

Задача 14 :

Какую массу имеет куб с площадью поверхности 150 см 2, если плотность вещества, из которого он изготовлен, равна 2700 кг/м 3?    (Ответ: 337,5 г).

Задача 15 :

Почему кусок хозяйственного мыла легче разрезать крепкой ниткой, чем ножом?

Задача 16 :

Дайте физическое обоснование пословице: «Коси коса, пока роса; роса долой и мы домой». Почему при росе косить траву легче?

Задача 17 :

Почему при постройке электровозов не применяются легкие металлы или сплавы?

Задача 18 :

Объем бензина в баке автомобиля во время поездки уменьшился на 25 л. На сколько уменьшился вес автомобиля?    (Ответ: на 178 Н).

Задача 19 :

Сосуд объемом 20 л наполнили жидкостью. Какая это может быть жидкость, если ее вес равен 160 Н?
   (Ответ: керосин)

Задача 20 :

Вес медного шара объемом 120 см 3 равен 8,5 Н. Сплошной этот шар или полый?    (Ответ: полый).

Задача 21 :

Брусок массой 2 кг имеет форму параллелепипеда. Лежа на одной из граней, он оказывает давление 1 кПа, лежа на другой – 2 кПа, стоя на третьей – 4 кПа. Каковы размеры бруска?    (Ответ: 5 * 10 * 20 см).

Задача 22 :

Грузовые автомобили часто имеют сзади колеса с двойными баллонами. Для чего это делается?

Задача 23 :

Почему принцесса  на  горошине испытывала дискомфорт, лежа на перине, под которой были положены горошины?

Задача 24 :

Почему человек может ходить по берегу моря, покрытому галькой, не испытывая болезненных ощущений, и не может идти по дороге, покрытой щебенкой?

Задача 25 :

Масса одного тела в 10 раз больше массы другого. Площадь опоры второго тела в 10 раз меньше площади опоры второго. Сравните давления, оказываемые этими телами на поверхность стола.
   (Ответ: Равны).

Задача 26 :

Какое давление создает на фундамент кирпичная стена высотой 10 м ?    (Ответ: 180 кПа).

Задача 27 :

Цилиндр, изготовленный из алюминия, имеет высоту 10 см. Какую высоту имеет медный цилиндр такого же диаметра, если он оказывает на стол такое же давление?    (Ответ: 3 см).

Задача 28 :

Почему вода из ванны вытекает быстрее, если в нее погружается человек?

Задача 29 :

Ширина шлюза 10 м. Шлюз заполнен водой на глубину 10 м. С какой силой давит вода на ворота шлюза?
   (Ответ: 5 МН).

Задача 30 :

В цилиндрический сосуд налиты ртуть и вода, в равных по массе количествах. Общая высота двух слоев жидкости равна 29,2 см. Вычислите давление на дно этого сосуда.    (Ответ: 5440 Па).

Задача 31 :

В цистерне, заполненной нефтью, на глубине 3 м имеется кран, площадь отверстия которого 30 см 2.
С какой силой давит нефть на кран?    (Ответ: 72 Н).

Задача 32 :

В полый куб налита доверху вода. Во сколько раз сила давления воды на дно больше силы давления на боковую стенку? Атмосферное давление не учитывать.    (Ответ: В 2 раза).

Задача 33 :

В сообщающиеся сосуды налита ртуть. В один сосуд добавили воду, высота столба которого 4 см. Какой высоты должен быть столб некоторой жидкости в другом сосуде, чтобы уровень ртути в обоих сосудах был одинаков, если плотность жидкости в 1,25 раза меньше плотности воды?    (Ответ: 5 см).

Задача 34 :

В сообщающиеся сосуды с ртутью долили: в один сосуд столб масла высотой 30 см, в другой сосуд столб воды высотой 20,2 см. Определить разность уровней ртути в сосудах. Плотность масла 900 кг/м 3.    (Ответ: 5 мм).

Задача 35 :

В сообщающиеся сосуды одинакового сечения налита вода. В один из сосудов поверх воды долили масло высотой 40 см. На сколько сантиметров изменится уровень воды в другом сосуде? Плотность масла 800 кг/м 3.
   (Ответ: 16 см).

Задача 36 :

Льдина плавает в воде. Объем ее надводной части 20 м 3. Какой объем подводной части?    (Ответ: 180 м 3).

Задача 37 :

Кусок льда объемом 5 дм 3 плавает на поверхности воды. Определить объем подводной и надводной части.
   (Ответ: 4,5 дм 3, 0,5 дм 3).

Задача 38 :

Деревянная доска плавает в воде таким образом, что под водой находится ѕ ее объема. Какой минимальной величины груз нужно закрепить сверху на доске, чтобы она полностью погрузилась в воду?    (Ответ: 250 кг).

Задача 39 :

Вес тела в воде в 2 раза меньше, чем в воздухе. Какова плотность вещества тела?
   (Ответ: 2 г/см 3).

Задача 40 :

Тело весит в воздухе 3 Н, в воде 1,8 Н и в жидкости неизвестной плотности 2,04 Н. Какова плотность этой неизвестной жидкости?    (Ответ: 800 кг/м 3).

Задачники | Объединение учителей Санкт-Петербурга

На этой странице будут расположены ссылки на электронные версии задачников по физике разных лет и различных уровней сложности.
Некотрые из них хорошо известны и стали давно библиографической редкостью, во всяком случае, найти их в школьных библиотеках не представляется возможным. Другие известны меньше. Но ни один из них, на наш взгляд, не потерял своего значения и должен в той или иной стпепени, использоваться в обучении физике.

  1. Асламазов Л.Г. Задачи по физике. Библиотечка «Квает» Вып. 5
  2. Антипин А.И. Экспериментальные задачи по физике для 6-7 класса. Пособие для учителей. М. Просвещение, 1974
  3. Генденштейн Л.Э. Сборник задач по физике для 10-11 класса
  4. Генденштейн Л.Э. и др. 1001 задача по физике. Харьков, 1988
  5. Демкович В.П., Демкович Л.П. Сборник задач по физике. М. Просвещение, 1981
  6. Зильберман А.Р.  и др. Раз задача, два задача… Библиотечка «Квант» Вып. 81 М. Наука, 1990
  7. Знаменский П.А. и др. Сборник задач по физике
  8. 3800 задач по физике для школьников и поступающих в вузы. М. Дрофа, 1988
  9. Балаш В.А. Задачи по физике и методы их решения
  10. Бендриков Г.А. и др. Физика. Задачи для поступающих в вузы
  11. Билимович Б.Ф. Физические викторины в средней школе. М.Просвещение, 1977
  12. Уокер Дж. Физический фейерверк. М.Мир, 1989
  13. Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С. Физика в задачах. ЛГУ, 1974
  14. Гольдфарб Н.И. Сборник вопросов и задач по физике. М. Высш. школа, 1982
  15. Гомонова А.И. Физика. Примеры решения задач. Вопросы. 1997
  16. Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Международные физические олимпиады школьников. Библиотечка «Квант» Вып. 43 М. Наука, 1985
  17. Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Зильберман А.Р. Физика. Задачник. 9-11 класс.
  18. Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе.
  19. Капица П.Л. Понимаете ли Вы физику? М. Знание, 1968
  20. Кобушкин В.В. Методика решения задач по физике. ЛГУ, 1972
  21. Коган Б.Ю. 100 задач по электричеству. М. Наука, 1976
  22. Коган Б.Ю. Задачи по физике. Пособие для учителей. 1971
  23. Козел С.М. и др. Сборник задач по физике
  24. Козел С.М. и др. Сборник задач по физике
  25. Ланге В.Н. Физические парадоксы и софизмы. М. Просвещение, 1967
  26. Ланге В.Н. Экспериментальные физические задачи на смекалку, М. Просвещение, 1967
  27. Ланге В.Н. Экспериментальные физические задачи на смекалку, 3-е изд, исправленное и дополненное. М. Наука, 1985
  28. Лукашик В.И. Сборник вопросов и задач по физике (основная школа), М. Просвещение, 1988
  29. Маковецкий П.В. Смотри в корень.  М. Наука, 1976
  30. Меледин Г.Ф. Физика в экзаменационных задачах. 1990
  31. Парфентьева Н.А., Фомина М.В. Сборник задач по физике (в помощь поступающим в вузы). М. МИР, 1997 Часть 1. Часть 2
  32. Перышкин А.В. Сборник задач по физике. 7-9 класс. М. Дрофа
  33. Пинский А.А. Сборник задач по физике
  34. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике 9-10 кл.
  35. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике 10-11 кл. М. Дрофа 2006
  36. Савченко Н.Е. Решение задач по физике
  37. Савченко Н.Е. Задачи по физике с анализом их решения
  38. Савченко О.Я., Балдин Е.М. Сборник задач по физике
  39. Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. Вопросы и задачи по физике. Анализ характерных ошибок при решении задач по физике. 1990
  40. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе, М. Просвещение, 1990
  41. Тульчинский М. Е. Качественные задачи по физике. 6-7 класс. М. Просвещение, 1976
  42. Цедрик М.С. и др.Пособие по физике для поступающих в вузы. Минск, 1966
  43. Чернышев Б.А. Задания по физике для учащихся заочной ФМШ МИФИ

Естественно-научная образовательная программа: Проект: Задачник по физике

Положение об Августовской естественно-научной образовательной программе Центра «Сириус» (август 2017 года)

1. Общие положения

1.1. Августовская естественно-научная образовательная программа проводится в Центре «Сириус» (Образовательный Фонд «Талант и успех») с 1 по 24 августа 2017 года.

1.2. В августовской естественно-научной образовательной программе примут участие 70 школьников 7-8-9 классов, проявившие себя на региональных и заключительных этапах ВсОШ по физике, химии и биологии 2017 года.

1.3. Программа включает в себя теоретические и экспериментальные занятия по физике, химии и биологии. Контрольные, тестовые и зачетные работы, туры олимпиад, лекции и семинары ведущих преподавателей, общеобразовательные, спортивные и культурно-досуговые мероприятия, экскурсии по олимпийскому парку, в Красную Поляну, по историческим местам города Сочи.

1.4. Научно-методическое и кадровое сопровождение физической школы и олимпиады, входящих в программу, осуществляют Центральная предметно-методическая комиссия по физике, Московский физико-технический институт (МФТИ).

2. Цели и задачи образовательной программы

2.1. Образовательная программа ориентирована на систематическую и углубленную подготовку учащихся, одарённых в области физики, химии и биологии к Международной естественнонаучной олимпиаде. Развитие их способностей и повышение общекультурного и образовательного уровня участников программы.

Цели образовательной программы:

  • Подготовка к последующим сборам и к международной естественно-научной олимпиаде IJSO 2017 кандидатов уже прошедших первые этапы отбора.
  • Общая подготовка потенциальных кандидатов на IJSO 2018, которым только предстоит пройти отбор в следующем году.  Начало систематической работы и сопровождение талантливых школьников, выявленных на ранних этапах олимпиад Максвелла и ВсОШ.

Задачи образовательной программы:

  • развитие способностей учащихся в области физики, химии и биологии и расширение их кругозора;
  • развитие умений, навыков и культуры оформления при решении олимпиадных задач;
  • развитие у школьников естественнонаучного мышления и формирование у них умений ведения научной дискуссии;
  • популяризация физики, химии и биологии;
  • совершенствование навыков и техники ведения экспериментальной работы.

3. Участники образовательной программы и система их отбора

3.1. В образовательной программе могут принять участие граждане РФ, обучающиеся в 7-8-9 классах из всех регионов РФ, удовлетворяющие следующим возрастным требованиям: для кандидатов на IJSO 2017 год рождения 2002 и более поздний; для кандидатов на IJSO 2018 год рождения 2003 и более поздний.

3.2. Отбор участников осуществляется Координационным советом, назначаемым руководителем Образовательного фонда «Талант и успех».

3.3. В первую очередь, без конкурсного отбора, приглашаются кандидаты на участие в IJSO 2017, прошедшие летние (июньские) сборы и набравшие на них наибольшие рейтинговые баллы. (12-16 человек). Конкретное количество участников устанавливается Центральной предметно-методической комиссией в зависимости от отрыва в рейтинговых баллах одних кандидатов от других.

3.4.  Во вторую очередь, без конкурсного отбора в качестве потенциальных кандидатов на участие в IJSO 2018 приглашаются участники заключительного этапа олимпиады Максвелла, прошедшие предварительную подготовку по химии и биологии на апрельской образовательной программе в Сириусе и получившие зачеты по данным предметам. (30-40 человек).

3.5. В третью очередь в качестве потенциальных кандидатов на участие в IJSO 2018 приглашаются обучающиеся, подавшие заявки на участие в образовательной программе, и приславшие резюме о своих достижениях в олимпиадах по физике, химии и биологии. Предпочтение отдается призерам и победителям олимпиад одновременно по нескольким из перечисленных предметов.

3.6. Общее количество участников образовательной программы не может превышать 70 человек.

3.7. Список участников образовательной программы утверждается Экспертным советом Образовательного фонда «Талант и успех».

3.8. Список участников будет опубликован на сайте Центра «Сириус» до 20 июня 2017 года.

4. Финансирование образовательной программы

4.1. Оплата проезда, пребывания и питания участников образовательной программы осуществляется за счет средств Образовательного Фонда «Талант и успех».

 

Урок № 51. Розв’язування задач. Самостійна робота

Задача 1

З дна озера піднімають бетонну балку розмірами 40см×50см×75см. Яку мінімальну роботу потрібно при цьому виконати, якщо глибина озера дорівнює 12м? Опором води знехтуйте.

Задача 3

Пружину динамометра жорсткістю 40Н/м розтягнуто силою 4 Н. Яку роботу при цьому було виконано?


Вчителю:

Тип уроку: урок формування навичок розв’язування задач. Поточний контроль знань.

Мета: формувати вміння розв’язувати задачі: аналізувати умову, грамотно оформлювати задачі, робити необхідні креслення; здійснити поточний контроль знань учнів з метою корекції.

Обладнання та наочність: картки або збірники задач.

Відеофрагмент:________________________________

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ

III. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Запитання для фронтального опитування

• Як обчислюють механічну роботу?

• Як обчислюють потужність?

• Як обчислюють кінетичну енергію тіла, що рухається?

• Як обчислюють потенціальну енергію талі, піднятого над поверхнею Землі?

• Як обчислюють потенціальну енергію пружно деформованого тіла?

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Яка робота виконується під час підйому з дна озера глибиною 6 м каміння масою 7 кг і об’ємом 2 дм3 ? Опір води не враховувати.

_____________________________________________________

_____________________________________________________

2. Порівняйте кінетичні енергії свинцевої та сталевої кульок однакового діаметра, які рухаються з однаковими швидкостями.

_____________________________________________________

_____________________________________________________

3. За який час за допомогою насоса потужністю 2 кВт можна підняти 2500 л води на висоту 50 м?

_____________________________________________________

_____________________________________________________

4. Камінь упав з гори висотою 15 м. Яку швидкість мав камінь перед ударом об землю? Опором повітря знехтувати. (Показати схід лавини в горах.)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

5. Висота греблі електростанції — 15 м, потужність водяного потоку — 2 МВт. Який об’єм води падає з греблі за 5 хв? (Показати фотографію або відео з ГЕС.)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

6. Тіло вільно падає з висоти 20 м. Знайдіть швидкість тіла на висоті 10 м над поверхнею Землі. Опором повітря знехтувати.

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

7. Тіло з землі кинули вертикально вгору зі швидкістю 20 м/c. На якій висоті кінетична енергія тіла вдвічі більша, ніж його потенціальна енергія?

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

8. Пожежний насос має потужність 3 кВт. На яку висоту за 2 хвилини він зможе подати 1000 л води? (Показати тушіння пожежі.)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

V. САМОСТІЙНА РОБОТА № 4

Варіант 1

1. Два літаки, що мають однакову масу, летять на однаковій висоті зі швидкостями 1000 та 800 км/год. Порівняйте потенціальні енергії літаків. (1 бал)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

2. Яку кінетичну енергію має автомобіль масою 3 т, що рухається зі швидкістю 90 км/год? (2 бали)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

3. Потужність насоса дорівнює 1,5 кВт. Який об’єм води він може підняти на висоту 100 м за 5 хвилин? (4 бали)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

4. Тіло кинули вертикально вгору з початковою швидкістю 10 м/c. На якій висоті кінетична енергія дорівнює потенціальній? (5 балів)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

Варіант 2

1. На будівельному майданчику два однакових бетонних блоки було підняте на висоту 12 м (перший блок) і 18 м (другий блок). Порівняйте потенціальні енергії відносно поверхні землі піднятих блоків. (1 бал)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

2. Яку кінетичну енергію має літак масою 120 т, який рухається зі швидкістю 720 км/год? (2 бали)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

3. На гідроелектростанції щохвилини з висоти 40 м падає 800 м3 води. Обчисліть потужність цього потоку води. (4 бали)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

4. Тіло вільно падає з висоти 60 м. На якій висоті кінетична енергія тіла буде у два рази більшою за потенціальну? (5 балів)

_____________________________________________________

_____________________________________________________

VI. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

_____________________________________________________

_____________________________________________________

VII. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

• Завдання за підручником: повторити §§ 34-38; розв’язати вправу 37 письмово

_____________________________________________________

_____________________________________________________

• Завдання за задачником:

_____________________________________________________

_____________________________________________________

• Додаткове завдання: №№ 23.40, 23.42

_____________________________________________________

_____________________________________________________

Инфоурок 7 (41-49) — FizikaGUAP.ru (Высшее образование по направлению 03.

03.01-Прикладные математика и физика)

БЕСПЛАТНЫЕ ВИДЕОУРОКИ ОТ ПРОЕКТА «ИНФОУРОК»

ВИДЕОУРОКИ: Физика 7 класс


Механическая работа. Единицы работы | Физика 7 класс #41 | Инфоурок


Мощность. Единицы мощности | Физика 7 класс #42 | Инфоурок


Простые механизмы. Рычаг. Равновесие сил на рычаге | Физика 7 класс #43 | Инфоурок


Момент силы. Рычаги в природе, технике, быту | Физика 7 класс #44 | Инфоурок


Применение правила равновесия рычага к блоку. «Золотое правило» | Физика 7 класс #45 | Инфоурок


Центр тяжести тела. Условия равновесия тел | Физика 7 класс #46 | Инфоурок


Коэффициент полезного действия механизма | Физика 7 класс #47 | Инфоурок


Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия | Физика 7 класс #48 | Инфоурок


Превращение одного вида энергии в другой | Физика 7 класс #49 | Инфоурок


Домашнее задание:

  • Домашнее задание «На этой неделе по физике» см. В вашем классе

Комментарии

Неконсервативные силы | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определите неконсервативные силы и объясните, как они влияют на механическую энергию.
  • Покажите, как можно применить принцип сохранения энергии, рассматривая консервативные силы с точки зрения их потенциальной энергии, а любые неконсервативные силы с точки зрения выполняемой ими работы.

Неконсервативные силы и трение

Силы либо консервативны, либо неконсервативны. Консервативные силы обсуждались в Консервативных силах и потенциальной энергии. Неконсервативная сила — это сила, работа которой зависит от пройденного пути.Трение — хороший пример неконсервативной силы. Как показано на рисунке 1, работа, выполняемая против трения, зависит от длины пути между начальной и конечной точками. Из-за этой зависимости от пути отсутствует потенциальная энергия, связанная с неконсервативными силами. Важной характеристикой является то, что работа, выполняемая неконсервативной силой , добавляет или удаляет механическую энергию из системы . Friction , например, создает тепловую энергию , которая рассеивается, удаляя энергию из системы. Более того, даже если тепловая энергия сохраняется или улавливается, она не может быть полностью преобразована обратно в работу, поэтому она также теряется или не восстанавливается в этом смысле.

Рис. 1. Степень стирания счастливого лица зависит от пути, пройденного ластиком между точками A и B, как и работа, проделанная против трения. Для пути на (a) выполняется меньше работы и стирается меньше лица, чем для пути на (b). Сила здесь — это трение, и большая часть работы уходит на тепловую энергию, которая впоследствии покидает систему (счастливое лицо плюс ластик).Израсходованная энергия не может быть полностью восстановлена.

Как неконсервативные силы влияют на механическую энергию

Механический энергия может не сохраняться , когда действуют неконсервативные силы. Например, когда автомобиль останавливается из-за трения о ровную поверхность, он теряет кинетическую энергию, которая рассеивается в виде тепловой энергии, уменьшая ее механическую энергию. На рисунке 2 сравнивается влияние консервативных и неконсервативных сил. Мы часто предпочитаем сначала понимать более простые системы, такие как изображенная на рисунке 2a, прежде чем изучать более сложные системы, как на рисунке 2b.

Рис. 2. Сравнение влияния консервативных и неконсервативных сил на механическую энергию системы. (а) Система только с консервативными силами. Когда камень падает на пружину, его механическая энергия остается постоянной (без учета сопротивления воздуха), поскольку сила в пружине консервативна. Пружина может подтолкнуть камень к исходной высоте, где он снова будет иметь только потенциальную энергию за счет силы тяжести. (б) Система с неконсервативными силами. Когда тот же самый камень падает на землю, он останавливается неконсервативными силами, которые рассеивают его механическую энергию в виде тепловой энергии, звука и искажения поверхности.Камень потерял механическую энергию.

Как применяется теорема работы-энергии

Теперь давайте посмотрим, какую форму принимает теорема работы-энергии, когда действуют как консервативные, так и неконсервативные силы. Мы увидим, что работа, совершаемая неконсервативными силами, равна изменению механической энергии системы. Как отмечено в Кинетической энергии и теореме работы-энергии, теорема работы-энергии утверждает, что чистая работа в системе равна изменению ее кинетической энергии, или Вт нетто = ΔKE.Сетевая работа — это сумма работы неконсервативных сил и работы консервативных сил. То есть

W нетто = W nc + W c ,

так что

W nc + W c = ΔKE,

, где W nc — это полная работа, выполненная всеми неконсервативными силами, а W c — полная работа, сделанная всеми консервативными силами.

Рис. 3. Человек толкает ящик по пандусу, выполняя работы с ящиком. Трение и сила тяжести (не показаны) также действуют на ящик; обе силы противодействуют натиску человека. Когда ящик поднимается по пандусу, он получает механическую энергию, что означает, что работа, выполняемая человеком, больше, чем работа, выполняемая трением.

Рассмотрим рисунок 3, на котором человек толкает ящик вверх по пандусу, и ему противостоит трение. Как и в предыдущем разделе, мы отмечаем, что работа, выполняемая консервативной силой, происходит из-за потери гравитационной потенциальной энергии, так что W c = −ΔPE.Подставляя это уравнение в предыдущее и решая для W nc , получаем

W nc = ΔKE + ΔPE.

Это уравнение означает, что полная механическая энергия (KE + PE) изменяется точно на количество работы, совершаемой неконсервативными силами. На рисунке 3 это работа, выполняемая человеком, за вычетом работы, выполняемой трением. Таким образом, даже если энергия не сохраняется для интересующей системы (такой как ящик), мы знаем, что было выполнено равное количество работы, чтобы вызвать изменение общей механической энергии.

Переставляем W nc = ΔKE + ΔPE, чтобы получить

KE i + PE i + W nc = KE f + PE f .

Это означает, что объем работы, выполняемой неконсервативными силами, увеличивает механическую энергию системы. Если значение W nc положительное, то механическая энергия увеличивается, например, когда человек толкает ящик вверх по пандусу на Рисунке 3. Если значение W nc отрицательное, то механическая энергия уменьшается, например, когда камень падает на землю на рисунке 2b.Если W nc равно нулю, то механическая энергия сохраняется, а неконсервативные силы уравновешиваются. Например, когда вы толкаете газонокосилку с постоянной скоростью по ровной поверхности, ваша проделанная работа сводится к работе трения, и газонокосилка имеет постоянную энергию.

Применение энергосбережения с неконсервативными силами

Если изменения в потенциальной энергии не происходит, применение KE i + PE i + W nc = KE f + PE f равносильно применению теоремы о рабочей энергии путем задания изменения кинетической энергии. энергия должна быть равна чистой работе, проделанной в системе, которая в самом общем случае включает как консервативные, так и неконсервативные силы.Но при поиске изменения общей механической энергии в ситуациях, которые связаны с изменениями как потенциальной, так и кинетической энергии, предыдущее уравнение KE i + PE i + W nc = KE f + PE f говорит, что вы можете начать с определения изменения механической энергии, которое было бы результатом действия только консервативных сил, включая изменения потенциальной энергии, и добавить к нему работу, проделанную с правильным знаком любыми неконсервативными силами.

Пример 1. Расчет пройденного расстояния: как далеко ускользнул бейсболист

Рассмотрим ситуацию, показанную на рисунке 4, где бейсболист скользит до остановки на ровной поверхности. Используя энергетические соображения, рассчитайте расстояние, на которое скользит 65-килограммовый бейсболист, учитывая, что его начальная скорость составляет 6,00 м / с, а сила трения о него постоянна 450 Н.

Рис. 4. Бейсболист скользит до остановки на расстоянии d . При этом трение снимает кинетическую энергию игрока, выполняя работу, равную начальной кинетической энергии.

Стратегия

Трение останавливает игрока, преобразовывая его кинетическую энергию в другие формы, включая тепловую. В терминах теоремы работы-энергии, работа, совершаемая трением, которая является отрицательной, добавляется к начальной кинетической энергии, чтобы уменьшить ее до нуля. Работа, совершаемая трением, отрицательна, потому что f находится в направлении, противоположном движению (то есть θ = 180º, и поэтому cos θ = −1). Таким образом, W nc = — fd .2} {(2) (450 \ text {N})} \\\ text {} & = & 2.60 \ text {m} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Самым важным моментом в этом примере является то, что количество неконсервативной работы равно изменению механической энергии. Например, вы должны усерднее работать, чтобы остановить грузовик с его большой механической энергией, чем остановить комара.

Пример 2. Расчет пройденного расстояния: скольжение по склону

Предположим, что игрок из Примера 1 бежит в гору с 5.Угол наклона 00º вверх с поверхностью, аналогичной поверхности на бейсбольном стадионе. Плеер скользит с той же начальной скоростью. Определите, как далеко он скользит.

Рис. 5. Тот же бейсболист скользит к остановке на склоне 5,00º.

Стратегия

В этом случае работа, выполняемая неконсервативной силой трения на игроке, уменьшает имеющуюся у него механическую энергию от кинетической энергии на нулевой высоте до конечной механической энергии, которую он имеет, преодолевая расстояние d , чтобы достичь высоты h по горке, с h = d sin 5.{\ circ})} \\ & = & 2.31 \ text {m} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Как и следовало ожидать, игрок скользит на меньшее расстояние, скользя в гору. Обратите внимание, что проблема также могла быть решена в терминах сил напрямую и теоремы об энергии работы, вместо использования потенциальной энергии. Этот метод потребовал бы объединения нормальной силы и силы векторов гравитации, которые больше не компенсируют друг друга, потому что они указывают в разных направлениях, и трения, чтобы найти результирующую силу.Затем вы можете использовать чистую силу и чистую работу, чтобы найти расстояние d , которое уменьшает кинетическую энергию до нуля. Применяя закон сохранения энергии и используя вместо этого потенциальную энергию, нам нужно только рассмотреть потенциальную энергию гравитации mgh , без объединения и разрешения векторов сил. Это значительно упрощает решение.

Установление соединений: начальное расследование — определение трения по тормозному пути

Этот эксперимент включает преобразование гравитационной потенциальной энергии в тепловую.Используйте линейку, книгу и мрамор из раздела «Установление связей» в Gravit Potential Energy. Кроме того, вам понадобится поролоновая чашка с небольшим отверстием сбоку, как показано на рис. 6. Из 10-сантиметрового положения на линейке позвольте мрамору скатиться в чашку, расположенную в нижней части линейки. Измерьте расстояние d , на которое чашка движется до остановки. Какие силы заставили его остановиться? Что случилось с кинетической энергией шарика на дне линейки? Затем поместите шарик в положениях 20 см и 30 см и снова измерьте расстояние, на которое чашка переместится после того, как шарик войдет в нее.Нанесите на график расстояние, на которое перемещается чашка, относительно исходного положения шарика на линейке. Эта связь линейна?

Сделав несколько простых предположений, вы можете использовать эти данные, чтобы найти коэффициент кинетического трения μ k чашки на столе. Сила трения f о чашку составляет μ k N , где нормальная сила N — это просто вес чашки и мрамора. Нормальная сила и сила тяжести не работают, потому что они перпендикулярны перемещению чашки, которая движется горизонтально.Работа, совершаемая трением — fd . Вам также понадобится масса мрамора, чтобы рассчитать его начальную кинетическую энергию.

Интересно провести вышеупомянутый эксперимент также со стальным шариком (или шарикоподшипником). Если отпустить его из тех же позиций на линейке, что и для стеклянного шарика, будет ли скорость этого стального шарика такой же, как и скорость шарика у основания линейки? Пропорционально ли расстояние, на которое перемещается чашка, массе стального и стеклянного шариков?

Рисунок 6.Катание шарика по линейке в поролоновую чашу.

Исследования PhET: рампа

Исследуйте силы, энергию и работу, толкая предметы домашнего обихода вверх и вниз по пандусу. Опустите и поднимите пандус, чтобы увидеть, как угол наклона влияет на параллельные силы, действующие на картотечный шкаф. Графики показывают силы, энергию и работу.

Нажмите, чтобы загрузить. Запускать на Java.

Сводка раздела

  • Неконсервативная сила — это сила, работа которой зависит от пути.
  • Трение — пример неконсервативной силы, которая превращает механическую энергию в тепловую.
  • Работа W nc , выполняемая неконсервативной силой, изменяет механическую энергию системы. В форме уравнения W nc = ΔKE + ΔPE или, что эквивалентно, KE i + PE i + W nc = KE f + PE f .
  • Когда действуют как консервативные, так и неконсервативные силы, сохранение энергии может применяться и использоваться для расчета движения в терминах известных потенциальных энергий консервативных сил и работы, совершаемой неконсервативными силами, вместо нахождения чистой работы по чистой силе, или необходимость прямого применения законов Ньютона.

Задачи и упражнения

  1. Лыжница весом 60,0 кг с начальной скоростью 12,0 м / с преодолевает подъем высотой 2,50 м, как показано на рис. 7. Найдите ее конечную скорость на вершине, учитывая, что коэффициент трения между ее лыжами и снег 0,0800. (Подсказка: найдите расстояние, пройденное по склону, принимая прямолинейный путь, как показано на рисунке. )

    Рис. 7. Начальная кинетическая энергия лыжника частично используется при движении накатом до вершины подъема.

  2. (a) На какой высоте холм может двигаться автомобиль по инерции (двигатель выключен), если работа, выполняемая за счет трения, незначительна и его начальная скорость составляет 110 км / ч? b) если действительно будет замечено, что автомобиль массой 750 кг с начальной скоростью 110 км / ч движется накатом на холм до высоты 22.0 м над начальной точкой, сколько тепловой энергии было произведено трением? (c) Какова средняя сила трения, если холм имеет уклон на 2,5 ° выше горизонтали?

Глоссарий

неконсервативная сила: сила, работа которой зависит от пути, пройденного между данной начальной и конечной конфигурациями

трение: сила между поверхностями, которая противодействует скольжению одной по другой; трение превращает механическую энергию в тепловую

Избранные решения проблем и упражнения

1. 9,46 м / с

Атомная, ядерная физика и физика элементарных частиц — IB Physics

См. Руководство по этой теме.

7.1 — Дискретная энергия и радиоактивность
  • Дискретная энергия и дискретные уровни энергии

  • Электроны в атоме могут занимать определенные дискретные атомные уровни энергии.
  • Когда электрон совершает прыжок с одного энергетического уровня на другой, энергия поглощается или высвобождается в виде фотона. Количество поглощенной или высвобожденной энергии равно разнице между дискретными атомными энергетическими уровнями и также квантуется.
  • Энергия фотона зависит от его частоты. Следовательно, только фотоны с частотами, которые соответствуют разнице между атомными энергетическими уровнями, могут поглощаться или высвобождаться атомом. Эти частоты проявляются в виде спектральных линий в спектрах излучения и поглощения.

  • Существование дискретных энергетических уровней, называемых атомными энергетическими уровнями, может быть подтверждено спектрами излучения и спектрами поглощения атомов.

  • Переходы между уровнями энергии

Когда электроны внутри атома перепрыгивают с одного атомного энергетического уровня на более низкий энергетический уровень, энергия выделяется в виде света.Точно так же свет поглощается, когда электроны внутри атома перепрыгивают с одного атомного энергетического уровня на более высокий энергетический уровень.

Количество поглощенной или выделенной энергии можно рассчитать по разнице в энергии (эВ) между двумя уровнями энергии.

  • Радиоактивный распад

  • Радиоактивный распад относится к спонтанному случайному процессу, в результате которого частицы или электромагнитное излучение испускаются из нестабильного ядра. Ядро-продукт радиоактивного распада называется дочерним ядром.
  • Дочернее ядро ​​энергетически нестабильно.
  • Активность радиоактивного распада может быть показана с помощью периода полураспада.

  • Радиоактивный период полураспада вещества — это время, за которое половина его радиоактивных ядер распадается.
  • Если мы построим график количества радиоактивных ядер, которые еще не распались со временем, полученная кривая называется кривой распада и может быть представлена ​​следующим образом.

  • Основные силы и их свойства

  • Альфа-частицы, бета-частицы и гамма-лучи

Альфа-частицы

Альфа-частица — это ядро ​​гелия.

  • Имеет относительный заряд +2.
  • Его проникающая способность является самой низкой среди трех типов частиц и может быть заблокирована листом бумаги или несколькими сантиметрами воздуха.
  • Его ионизирующая способность — самая высокая среди трех типов частиц.

Бета-частицы

Бета-частица — это электрон или позитрон.

  • Имеет относительный заряд -1 или +1.
  • Его проникающая способность находится посередине среди трех типов частиц и может быть заблокирована тонким листом алюминия.
  • Его ионизирующая способность находится в середине среди трех типов частиц.

Гамма-лучи

  • Гамма-лучи — это фотоны.
  • Не имеет заряда.
  • Его проникающая способность является самой высокой среди трех типов частиц и может быть заблокирована несколькими сантиметрами свинца.
  • Его ионизирующая способность — самая низкая среди трех типов частиц.

См. Предыдущий раздел (Радиоактивный распад).

  • Поглотительные характеристики распадающихся частиц

Краткосрочные эффекты Долгосрочные эффекты
Ÿ Радиационный ожог

Ÿ Тошнота и рвота

Ÿ Диарея

Ÿ Головная боль

Ÿ Рак

Ÿ Генетические мутации

Различные изотопы данного элемента имеют одинаковый атомный номер (атомный номер определяет тип элемента), но разные массовые числа, потому что они имеют разное количество нейтронов.

Фоновое излучение исходит от естественных и искусственных источников.

  • Природные источники: космические лучи из космоса, радиоактивные горные породы и почва, живые организмы, которые потребляли радиоактивные вещества в пищевой цепи
  • Искусственные источники: радиоактивные отходы атомных электростанций, радиоактивные осадки от ядерного оружия, медицинские рентгеновские лучи

Средний состав и экспозиция радиационного фона

7.2 — Ядерные реакции
  • Единая атомная единица массы

Единая атомная единица массы (μ) обычно используется в ядерной физике. Он определяется как одна двенадцатая массы атома углерода-12.

  • Дефект массы и энергия связи ядра

Массовый дефект

  • Разница между массой атома и суммой масс составляющих его частей называется его дефектом массы.
  • Дефект массы можно объяснить эквивалентностью массы и энергии Эйнштейна: поскольку энергия, необходимая для разрушения ядра, сумма энергии, содержащаяся в составляющих нуклонах, выше, чем у объединенного ядра. Энергия связана с массой.

Энергия связи ядра

  • Ядерная энергия связи ядра — это количество работы, необходимое для разделения нуклонов внутри ядра.
  • Энергия связи на нуклон = энергия связи ядра / количество нуклонов в ядре.

где E — энергия в Дж, m — масса в кг, c — скорость света в м / с

FYI

Кривая энергии связи ядер

  • Ядерное деление и ядерный синтез

Ядерное деление

  • Деление ядра — это расщепление тяжелого ядра на два более легких ядра.
  • Большое количество энергии выделяется при делении ядер из-за большей энергии связи дочерних ядер.
  • Ядерное деление используется на атомных электростанциях.

Ядерный синтез

  • Ядерный синтез — это соединение двух легких ядер с образованием тяжелого ядра.
  • Большое количество энергии выделяется при ядерном синтезе из-за большей энергии связи дочернего ядра.
  • Ядерный синтез дает больше энергии, чем ядерное деление.
  • Ядерный синтез — главный источник солнечной энергии.

7.3 — Строение материи
  • Кварки, лептоны и их античастицы

  • Кварки и лептоны — элементарные частицы (строительные блоки) материи.
  • Каждая частица также имеет аналог антивещества.
  • Когда вещество сталкивается с соответствующим антивеществом, частицы аннигилируют и выделяют энергию в соответствии с эквивалентностью массы и энергии.

  • Адроны, барионы и мезоны

  • Как было сказано в предыдущем разделе, элементарные частицы материи состоят из кварков и лептонов.
  • Адроны состоят из кварков и относятся к тому же классификационному уровню, что и лептоны.
  • В отличие от лептонов, которые не испытывают сильного ядерного взаимодействия, адроны испытывают все четыре фундаментальных взаимодействия.
  • Адроны обычно больше лептонов.
  • Адроны подразделяются на барионы и мезоны.
  • Барионы и мезоны состоят из различных типов кварков и антикварков.

где u представляет верхние кварки, d представляет нижние кварки, c представляет очарованные кварки, s представляет странные кварки, (t представляет верхние кварки), b представляет нижние кварки, а линия над характерной буквой кварков указывает соответствующие им антикварки.

  • Законы сохранения заряда, барионного числа, лептонного числа и странности
  • При написании уравнений мы уже знаем, что заряд реагентов и продуктов должен быть одинаковым из-за закона сохранения заряда.
  • В физике элементарных частиц, помимо сохранения заряда, также должны сохраняться барионное число, лептонное число и странность.
  • Барионы имеют барионное число +1, антибарионы имеют барионное число -1, лептоны имеют лептонное число +1, а антилептоны имеют лептонное число -1.
  • Сохранение странности (странного кварка) происходит только во взаимодействиях сильного ядерного взаимодействия, тогда как сохранение трех других свойств применяется ко всем взаимодействиям.
  • Природа и диапазон сильного ядерного взаимодействия, слабого ядерного взаимодействия и электромагнитного взаимодействия

См. Предыдущий раздел в 7.2 (Основные силы и их свойства).

Обменными частицами четырех фундаментальных сил являются глюоны, фотоны, W + бозоны, W-бозоны, Z0-бозоны и гравитоны.

См. Предыдущий раздел в 7.2 (Основные силы и их свойства).

  • Диаграммы Фейнмана

  • Диаграммы Фейнмана, представленные физиком Ричардом Фейнманом, могут быть использованы для описания поведения субатомных частиц во времени.
  • Диаграммы Фейнмана читаются слева направо, где ось x показывает время, а ось y показывает примерно пространственное направление взаимодействий субатомных частиц. Некоторые диаграммы Фейнмана, такие как примеры, приведенные ниже, переключают ось x и ось y, где прогрессия взаимодействий во времени читается вверх.

Некоторые примеры диаграмм Фейнмана

Подробное руководство по рисованию диаграмм Фейнмана можно найти на сайте http://www.quantumdiaries.org/2010/02/14/lets-draw-feynman-diagams/.

Кварки и глюоны (безмассовые субатомные частицы, передающие силу, связывающую кварки вместе в адроне) — это цветные заряженные частицы. Подобно электрически заряженным частицам, которые взаимодействуют путем обмена фотонами в электромагнитных взаимодействиях, цветные заряженные частицы обмениваются глюонами в сильных силовых взаимодействиях.Обратите внимание, что цветовой заряд не имеет ничего общего с видимыми цветами. Это просто выражение.

Когда два кварка находятся близко друг к другу, они обмениваются глюонами и создают сильное цветовое силовое поле, которое связывает кварки вместе. Силовое поле становится сильнее по мере удаления кварков друг от друга. Кварки постоянно меняют свой цветовой заряд, обмениваясь глюонами с другими кварками. Есть 3 цветных заряда и 3 соответствующих антицветных заряда.

Подобно тому, как смешивание красного, синего и зеленого видимых цветов дает белый, смешивание зарядов красного, синего и зеленого цветов дает нейтральный цвет.

Ограничение цвета — это явление, при котором цветные заряженные частицы не могут быть изолированы по отдельности и, следовательно, не могут наблюдаться напрямую. Считается, что заряженные по цвету кварки заключены в группы (адроны) с другими кварками, которые составляют нейтральный цвет и не могут быть различимы по отдельности. Это связано с тем, что цветовая сила увеличивается по мере того, как заряженные цветные кварки разделяются.

TL; DR : Конфайнмент цвета или удержание кварков — это явление, когда изолированные кварки и глюоны не наблюдаются.

Помимо трех поколений лептонов и кварков (см. Предыдущий раздел (Кварки, лептоны и их античастицы)), существует четыре класса бозонов и дополнительный очень массивный бозон, называемый бозоном Хиггса. Эта частица была предложена в 1964 году для объяснения процесса, при котором частицы могут приобретать массу, и была идентифицирована с помощью Большого адронного коллайдера (LHC).

FYI

Большой адронный коллайдер (БАК) — крупнейший и самый мощный в мире коллайдер частиц, самая большая и сложная экспериментальная установка из когда-либо построенных, а также самая большая отдельная машина в мире.Он был построен ЦЕРН в сотрудничестве с более чем 10 000 ученых и инженеров из более чем 100 стран, а также сотнями университетов и лабораторий.

Наши меняющиеся взгляды на модель атома

Обзор элементарных частиц и взаимодействий

Нравится:

Нравится Загрузка …

AP Physics 1 Наборы дополнительных задач

Описание

Новый экзамен AP * Physics 1, основанный на типовых экзаменационных вопросах, выданных сертифицированным инструкторам, является значительным изменением по сравнению с предыдущими экзаменами AP-B, а также другими стандартными экзаменами по физике, с которыми знакомы учителя и ученики. Он включает в себя упор на концептуальные рассуждения и навыки передачи и требует серьезного технического чтения и анализа информации, что может быть даже более важным, чем само основное физическое содержание.

Руководство AP * Physics 1 Essentials разработано как легкий для чтения план основных знаний по содержанию и математических взаимосвязей, необходимых для успешного прохождения курса. Однако он не задуман как замена учебнику, и не будет изолирован от него и не обеспечит строгого применения и практики решения проблем, присущих новому экзамену.Освоение только этой книги не сделает вас мастером экзамена AP-1, и не в этом его цель.

Этот тип обучения гораздо эффективнее облегчается с помощью лабораторных исследований на основе запросов, группового решения проблем, интерактивной доски и более глубокого обсуждения. Сама книга отзывов разработана так, чтобы ее было «легко читать», и она противоречит многим экзаменационным вопросам нового стиля. По этой причине, как и по многим другим причинам, AP * Physics 1 Essentials рекомендуется использовать в качестве дополнительного ресурса, который поможет закрепить фундаментальные знания и основные концепции, необходимые в курсе, как следует из названия.

Добавить комментарий