Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пособие

для довузовской курсовой подготовки

учащихся 9-х классов по физике.

Пояснительная записка.

Курсовая подготовка рассчитана на обобщение знаний,

полученных учащимися по физике в 7-9-х классах средней

общеобразовательной школы. Место отдельных занятий курсовой

подготовки может легко варьироваться в зависимости от используемых программ и учебников школьного курса физики.

Содержание занятий включает теоретический материал (основные понятия, величины, формулировки, формулы, справочные таблицы) и практическую часть (примеры решения задач, тексты задач для самостоятельной работы учащихся и ответы к ним). Тематическое планирование рассчитано на 78 часов.

Тематическое планирование.

Занятие №1 (4 часа).

Тема: «Равномерное прямолинейное движение».

Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка.

Равномерное прямолинейное движение. Скорость, время и путь при равномерном прямолинейном движении. Средняя скорость.

Совместное движение нескольких тел.

Занятие №2 (4 часа).

Тема: «Геометрические свойства объектов».

стр. 1 из Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Геометрические свойства объектов в пространстве: площадь и объем. Масса. Плотность. Сила. Изображение сил.

Занятие №3 (4 часа).

Тема: «Давление».

Давление твердых тел, жидкостей и газов. Закон Паскаля.

Гидростатический парадокс. Сообщающиеся сосуды.

Занятие №4 (4 часа).

Тема: «Работа. Мощность. КПД.»

Механическая работа. Мощность. Коэффициент полезного действия. Простые механизмы. Золотое правило механики. Трение.

Занятие № 5 (8 часов).

Тема: «Гидро- и аэро- статика».

Гидростатика. Закон Архимеда. Плавание тел. Аэростатика.

Воздухоплавание. Контрольная работа по темам занятий №№ 1-5.

Занятие № 6 (8 часов).

Тема: «Тепловые явления».

Тепловые явления. Количество теплоты. Графики тепловых процессов. Уравнение теплового баланса.

Занятие № 7 (8 часов).

Тема: «Равноускоренное прямолинейное движение».

Кинематика прямолинейного равноускоренного движения:

перемещение, скорость, ускорение. Свободное падение.

Занятие № 8 (4 часа).

Тема: «Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью».

стр. 2 из Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Равномерное движение по окружности. Период и частота вращения.

Занятие № 9 (4 часа).

Тема: «Основы динамики».

Силы в природе. Законы Ньютона. Основы динамики.

Контрольная работа по темам занятий №№ 6-9.

Занятие № 10 (8 часов).

Тема: «Законы сохранения в механике».

Импульс тела. Импульс силы. Второй закон Ньютона в импульсной форме. Закон сохранения импульса. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия тела, поднятого над нулевым уровнем. Потенциальная энергия упругодеформированного тела.

Закон сохранения полной механической энергии. Превращение энергии.

Занятие № 11 (4 часа).

Тема: «Колебания и волны».

Колебания. Основные характеристики колебаний (смещение, амплитуда, период, частота, циклическая частота). Уравнение гармонических колебаний. Маятники. Резонанс. Волны. Основные характеристики волн (длина, скорость).

Занятие № 12 (8 часов).

Тема: «Электрический ток».

Электрический заряд. Электрический ток. Сила тока.

Напряжение. Сопротивление. Соединения проводников. Работа и мощность тока.

Занятие № 13 (10 часов).

стр. 3 из Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Тема: «Основы геометрической оптики».

Распространение, отражение, преломление света. Линзы.

Изображения в линзах. Формула тонкой линзы. Контрольная работа по темам занятий №№ 10-13.

Занятие №1 (4 часа).

Тема: «Равномерное прямолинейное движение».

Теория.

Механическим движением называется изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Совокупность тела отсчета, системы координат и прибора для измерения времени называется системой отсчета.

Материальной точкой называется тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием, на котором оценивается действие этого тела на другие, в данном конкретном случае.

Траектория – линия, по которой движется тело («след»

движения).

Путь – длина траектории.

Перемещение – направленный отрезок (вектор), соединяющий начальную и конечную точки траектории.

Прямолинейным называется движение, траектория которого прямая линия.

При прямолинейном движении модуль перемещения равен величине пройденного пути.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Равномерным называется движение, при котором за одинаковые промежутки времени тело проходит одинаковый путь.

Скоростью равномерного движения называется отношение пути ко времени, за которое этот путь был пройден.

Средней путевой скоростью называется отношение всего пути к полному времени движения.

В случае движения по окружности вычисление пути связано с нахождением длины окружности: s = 2R.

R – радиус окружности [R] = м; = 3,14 – постоянная.

Примеры решения задач.

Пример №1. Мимо пристани проходит плот. В этот момент в поселок, находящийся на расстоянии 15 км от пристани, вниз по реке отправляется моторная лодка. Она дошла до поселка за 45 мин и, повернув обратно, встретила плот на расстоянии 9 км от поселка.

Какова скорость течения реки? Какова собственная скорость лодки?

Ответ: 8 км/ч, 12 км/ч.

S1 = 15 км t = 3/4 ч Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Найти:

vл - ?

Пример №2. Из города А в город В едут две автомашины. Грузовая половину пути двигается со скоростью 40 км/ч, вторую половину пути – со скоростью 60 км/ч. Легковая половину времени двигается со скоростью 40 км/ч, вторую половину времени – со скоростью км/ч. Найдите среднюю скорость движения грузовой автомашины.

Найдите среднюю скорость движения легковой автомашины. Ответ:

48 км/ч, 50 км/ч.

vг руз.2 = 60 км/ч v лег к.1 = 40 км/ч vлег к.2 = 60 км/ч Найти:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

vлег к.ср. - ?

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пример №3. Среднее расстояние от Земли до Луны 385000 км.

Луна делает один оборот вокруг Земли за 27,3 суток. Найдите среднюю скорость движения Луны. Ответ: 1 км/с.

t = 27,3 сут. = = 2,4·106 c Найти:

vср. - ?

Задачи для самостоятельного решения.

Мальчик поднимается вверх, а затем спускается вниз по преодолевает 50 ступеней, двигаясь вниз – 150 ступеней. Сколько ступеней пришлось бы преодолеть мальчику на неподвижном эскалаторе? Ответ: 75.

Расстояние от дачи до речки 5 км. Первые 15 минут велосипедист ехал со скоростью 10 км/ч. Потом он встретил Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

приятеля и разговаривал с ним 20 минут. Оставшийся путь до речки велосипедист ехал со скоростью в 1,5 раза большей начальной.

Определите среднюю путевую скорость велосипедиста. Ответ: 6, км/ч.

Путь 66 м страус пробегает за 3 с. Определите среднюю скорость страуса. Ответ: 22 м/с.

Первый лифт движется вверх со скоростью 1 м/с, второй – вниз с такой же скоростью. Какова скорость первого лифта относительно второго? Ответ: 2 м/с.

Скорость черепахи 14 см/с. За какое время черепаха проползет 70 см? Ответ: 5 с.

Автомобиль «Reno» на соревнованиях «Формула-1» двигался со средней скоростью 320 км/ч. Определите путь, пройденный автомобилем за 3 мин. соревнований. Ответ: 16 км.

Какое расстояние пролетит самолет ТУ-154 за 2,5 ч, если его средняя скорость 800 км/ч? Ответ: 2000 км.

Расстояние от Москвы до Киева 875 км поезд проходит за ч. Найдите среднюю скорость движения поезда. Ответ: 67,3 км/ч.

Теплоход от Астрахани до Ульяновска проходит за 5 суток, а обратный путь за 3 суток. За какое время это расстояние проплывет плот? Ответ: 15 суток.

Скорость пловца при движении по течению реки в 1,5 раза больше его скорости при движении против течения. Во сколько раз скорость пловца в стоячей воде больше скорости течения реки?

Ответ: 5.

Спортсмен бежит вдоль железной дороги с постоянной Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

скоростью 4 м/с. Его догоняет электричка, движущаяся со скоростью 20 м/с. За какое время электричка обгонит спортсмена?

Длина электрички 200 м. Ответ: 12,5 с.

Один пешеход идет с постоянной скоростью 5 км/ч по прямой дороге. Второй пешеход стоит на расстоянии 1 км от этой дороги.

При каком наименьшем расстоянии между пешеходами второй пешеход должен начать движение, чтобы, двигаясь с постоянной скоростью 4 км/ч, встретиться с первым пешеходом? Второй пешеход может идти в любом направлении. Ответ: 1,25 км.

Автомобиль приближается к пункту А со скоростью 80 км/ч.

В тот момент, когда ему осталось проехать 10 км, из пункта А в перпендикулярном направлении выезжает грузовик со скоростью автомобилями? Ответ: 6 км.

автомобиль в колонне практически мгновенно уменьшает свою скорость с 10 м/с до 2 м/с. Каким должно быть минимальное расстояние между машинами, чтобы они не сталкивались? Длина каждого автомобиля 8 м. Ответ: 32 м.

Двигаясь равномерно в сторону города со скоростью 90 км/ч, автомобиль проезжает километровый столбик, на котором указано расстояние до города 46 км. На каком расстоянии от города он будет находиться через 10 мин? Через 40 мин? Ответ: 31 км, 45 км.

Автоколонна грузовых автомобилей длиной 2 км движется со скоростью 54 км/ч. Легковой автомобиль выехал из «хвоста»

автоколонны со скоростью 72 км/ч. За какое время он достигнет Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

головной машины автоколонны? Ответ: 400 с.

Вспышку на Солнце астрономы Земли зарегистрировали через 8 мин 20 с после того, как она произошла. Определите среднюю скорость выброшенных Солнцем частиц, если магнитная буря, вызванная их торможением в атмосфере Земли, началась через суток. Скорость света 300000 км/с. Ответ: 800 км/с.

Ближайший спутник Марса – Фобос совершает один оборот вокруг планеты за 7 ч 39 мин при среднем радиусе орбиты 9350 км.

Чему равна средняя путевая скорость движения Фобоса вокруг Марса. Ответ: 21,3 км/с.

С какой скоростью движется конец минутной стрелки башенных часов, если ее длина 3,5 м? Ответ: 22 м/ч.

20. Какова средняя скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца, если расстояние от Земли до Солнца 1,5·108 км. Ответ: км/с.

Найти среднюю скорость движения велосипедиста, если он первые 15 км пути ехал со скоростью 30 км/час, а оставшиеся 5 км со скоростью 25 км/час. Ответ: 28,6 км/ч.

Занятие №2 (4 часа).

Тема: «Геометрические свойства объектов».

Теория.

Плотностью (объемной) называется отношение массы тела к его объему.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

- плотность [ ]=кг/м3; m - масса [ m ]=кг; V - объем [V]=м3.

Объем прямоугольного параллелепипеда: V=abc.

V – объем [V] = м3; a – длина [a] = м; b – ширина [b] = м; c – высота [c] = м.

Объем цилиндра: V=Sh. S – площадь основания [S] = м2; h – высота [h] = м.

Объем шара: V R. R – радиус шара [R] = м; = 3,14 – постоянная.

Площадь прямоугольника: S = ab.

Площадь круга: S = R2. R – радиус окружности [R] = м.

Сила (F) – действие одного тела на другое. Сила имеет точку приложения, числовое значение (модуль) и направление. Единица измерения силы в международной системе единиц (СИ) – Ньютон, [F] = Н. Силы изображаются направленными отрезками.

Земля действует на любое тело, находящееся вблизи ее поверхности, с силой F = mg, называемой силой тяжести, где m – масса тела, g = 9,81 Н/кг.

Весом тела (P) называется действие тела на опору (или подвес), на котором находится. Если действие тела на опору (или подвес) оказывается только в результате притяжения тела к Земле, а само тело неподвижно или движется равномерно, то вес тела численно равен силе тяжести P = mg.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Примеры решения задач.

Пример №1. Найдите вес алюминиевого цилиндра радиусом 1 см и высотой 10 см. Ответ: 0,83 Н.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

P-?

Пример №2. Определите плотность сплава, состоящего из меди и олова, если в сплаве содержится меди 40% от массы всего сплава.

Ответ: 7,9 г/см3.

m2 = 0,6m Найти:

Задачи для самостоятельного решения.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Сплошной или полый этот шар? Ответ: полый.

Кусок металла массой 461,5 г имеет объем 65 см3. Что это за металл? Ответ: цинк.

Из какого металла изготовлена втулка подшипника, если ее масса 3,9 кг, а объем 500 см3? Ответ: сталь.

Определите массу мраморной плиты, размер которой 100 X X 10 см. Ответ: 216 кг.

Чтобы получить латунь, сплавили куски меди массой 178 кг и цинка массой 355 кг. Какой плотности была получена латунь?

Ответ: 7614 кг / м3.

Определите массу оконного стекла длиной 3 м, высотой 2,5 м и толщиной 0,6 см. Ответ: 112,5 кг.

Стальная деталь машины имеет массу 780 г. Определите ее объем. Ответ: 100 см3.

Чтобы жесть, используемая для изготовления консервных банок, не ржавела, ее покрывают тонким слое олова (лудят) из расчета 0,45 г олова на 200 см2 площади жести. Какова толщина слоя олова на жести? Ответ: 3,1 мм.

Определите объем воды, которая выльется из отливного стакана, если в него опустить свинцовую дробь массой 684 г.

Ответ: 60,5 см3.

Какую массу имеют 10 см3 сплава, содержащего 80% (по массе) серебра и 20% (по массе) золота? Ответ: 115,5 г.

Определить вес однородного свинцового шарика, радиус которого 5 см. Ответ: 58 Н.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Определить внутренний объем шкатулки из красного дерева длиной 15 см, шириной 8 см, высотой 6 см, если ее масса 100 г.

Ответ: 587 см3.

Кабинет физики имеет площадь 20 м2 и высоту 3 м. Найдите массу воздуха в кабинете, если плотность воздуха 1,29 кг/м3. Ответ:

77,4 кг.

Масса бутылки, заполненной водой, равна 1,3 кг. Если эту же бутылку заполнить маслом, то ее масса станет равна 1,1 кг.

Определить массу бутылки, заполненной молоком. Ответ: 1,2 кг.

Буханка хлеба имеет массу 900 г. Какова плотность хлеба, если размеры буханки 19 см Х 10 см Х 8 см? Ответ: 0,59 г/см3.

Занятие №3 (4 часа).

Тема: «Давление».

Теория.

Давлением (p) называется скалярная физическая величина равная отношению модуля силы к площади соприкосновения тел.

Единица давления в СИ называется Паскаль, [p] = Па. 1 Па = 1Н / 1м2.

Закон Паскаля: Давление в жидкостях и газах передается одинаково во всех направлениях.

Гидростатический парадокс: Давление жидкостей (газов) зависит от высоты столба жидкости (газа).

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Воздушная оболочка Земли оказывает давление на поверхность Земли. Атмосферное давление периодически меняется.

Атмосферное давление принято измерять в миллиметрах ртутного столба. 1 мм.рт.ст. 133 Па. Вблизи поверхности Земли атмосферное давление уменьшается на 1 мм.рт. ст. при подъеме на 12 м над поверхностью Земли.

Примеры решения задач.

Пример №1. Мальчик массой 50 кг стоит на лыжах длиной 2 м.

Каково давление, оказываемое мальчиком на снег, если ширина лыжи 7 см? Ответ: 1,75 кПа.

m 50кг Найти:

Пример №2. В цилиндрический сосуд налита ртуть, а поверх нее масло, причем масла налито в 2 раза меньше по массе, чем ртути.

Сосуд заполнен до высоты 30 см. Определить давление жидкости на дно сосуда. Атмосферное давление не учитывать. Ответ: 7 кПа.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

1 900кг / м3 Давление на дно сосуда складывается из 2 13600кг / м 2 Масса жидкости в цилиндрическом стакане:

h1 h2 0,3м Найти:

Задачи для самостоятельного решения.

Длина лезвия конька 35 см, ширина – 5 мм. Определите Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

давление, которое оказывает на лед фигурист массой 60 кг. Ответ:

168 кПа.

Высота цистерны 3 м. Кран цистерны расположен в 50 см от дна и выдерживает давление 22 кПа. Можно ли эту цистерну заполнить нефтью? Ответ: можно.

В стакан и в чайник налито по 250 г воды. В каком сосуде вода оказывает на дно большее давление? Ответ: в стакане.

Трактор К-150 имеет массу 5 т и площадь соприкосновения колеса с землей 100 см2. Найдите давление, которое оказывает трактор на землю. Ответ: 1,225 МПа.

Найдите максимальную силу давления воды на дно аквариума длиной 70 см, шириной 40 см, высотой 50 см. Ответ: 1372 Н.

Куда бы Вы перелили сок из литровой банки, чтобы его давление на дно сосуда стало больше: в пятилитровую кастрюлю, или в литровую бутылку? Почему? Ответ: в бутылку.

Какое давление производит на фундамент мраморная колонна высотой 20 м, если площадь ее основания 2 м2? Ответ: 529,2 кПа.

Гидростат глубинной бомбы установлен на давление 2 МПа.

На какой глубине взорвется бомба? Ответ: 198 м.

Мальчик выдувает мыльные пузыри. Почему они принимают форму шара? Ответ: согласно закону Паскаля.

Какое давление оказывает на дорогу груженая фура, имеющая 4 пары колес, если масса груза составляет 50 т, а сцепление каждого колеса с дорогой равно 20 см при ширине протектора см? Ответ: 1,225 МПа.

Давление насоса, поднимающего воду, в результате аварии Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

уменьшилось до 150 кПа. Будет ли вода на третьем этаже дома?

Ответ: будет.

Чему равно давление воздуха в пузырьке воздуха на глубине км? Ответ: 10,2 МПа.

В левом колене манометра находится столбик воды высотой 45 см. В правом — 30 см. Левое колено соединено с закрытым сосудом. На сколько давление в сосуде отличается от атмосферного? Ответ: давление в сосуде на 1470 Па меньше атмосферного.

Определите давление в море на глубине 8,2 м. Ответ: 183 кПа.

С какой силой атмосфера давит на тетрадь размером 16 Х см? Ответ: 3,2 кН.

Вычислите атмосферное давление в Паскалях, если высота столбика ртути в барометре Торричелли 75 см. Ответ: 100 кПа.

Что покажет ртутный барометр, если его погрузить в воду на глубину 40 см? Ответ: показания увеличатся на 3 см.

Дом находится в низине, а магистральный водопровод, снабжающий этот дом водой, на вершине холма на высоте 20 м от уровня расположения дома. Давление воды в водопроводе 200 кПа.

Найдите давление воды в доме. Ответ: 400 кПа.

На какой глубине давление в водоеме превышает атмосферное на 17 кПа? Ответ: 1,73 м.

20. В сообщающиеся сосуды с отношением сечений S2/S1= осторожно наливают одинаковые массы глицерина (в узкий сосуд) и вазелинового масла (в широкий сосуд). Найти отношение высот столбов жидкостей в сосудах после установления равновесия.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Массами жидкостей в соединительной трубке пренебречь. Ответ:

Найти глубину шахты, если давление в шахте 800 мм.рт.ст., а на поверхности давление атмосферы нормальное. Ответ: 600 м.

22. Барометр, установленный в самолете, показывает мм.рт.ст. Найти высоту полета, если на поверхности давление атмосферы нормальное. Ответ: 96 м.

Занятие №4 (4 часа).

Тема: «Работа. Мощность. КПД.»

Теория.

Механическая работа (А) – скалярная физическая величина равная произведению силы на перемещение и на косинус угла () между направлениями силы и перемещения. Измеряется в Джоулях, [А] = Дж.

Мощностью называется работа, совершенная в единицу времени.

Единица измерения мощности в СИ – Ватт, [N] = Вт.

Устройства, совершающие работу, называются механизмами.

Любой механизм состоит из комбинации простых механизмов.

Простые механизмы делятся на рычаги (рычаг, блок, ворот) и наклонные плоскости (наклонная плоскость, клин, винт).

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Золотое правило механики: Ни один простой механизм не дает выигрыша в работе. Если механизм дает выигрыш в силе, он обязательно проигрывает расстоянии и наоборот. Таким образом полезная работа всегда меньше затраченной. Отношение работы полезной к работе затраченной называется коэффициентом полезного действия (КПД) и обычно выражается в процентах.

Часть затраченной работы расходуется на преодоление различных сил сопротивления. В результате движения одного тела по поверхности другого возникает сила трения, направленная вдоль поверхностей соприкасающихся тел в сторону, противоположную движению.

Fтр. – сила трения. Fp. – сила реакции, действующая со стороны второго тела на первое, (в случае равномерного движения численно равна весу первого тела Fp. = P). – коэффициент трения (безразмерная величина, зависящая от состояния поверхностей, определяется экспериментально).

Примеры решения задач.

Пример №1. Найдите мощность потока воды, протекающей через плотину, если высота падения воды 25м, а расход ее – 120м3 в минуту. Ответ: 490 кВт.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

s 25м 1000кг / м3 сила тяжести направлена вниз 0 и cos 1, Найти:

Пример №2. На установке для определения КПД наклонной плоскости были получены следующие данные: длина наклонной плоскости 0,6 м, высота 20 см. Груз массой 400 г перемещали равномерно по наклонной плоскости, действуя силой 2,5 Н.

Определите КПД наклонной плоскости. Ответ: 52,3%.

h 20cм 0,2 м m 400г 0,4кг Работа полезная по подъему груза против силы Fтяги 2,5Н Найти:

КПД ?

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пример №3. Кирпич массой 1 кг имеет размеры 30 см Х 15 см Х см. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы переложить кирпич с большей по площади грани на меньшую?

Ответ: 1,1 Дж.

m 1кг а 8cм 0,08м b 15cм 0,15м c 30cм 0,3м Найти:

Задачи для самостоятельного решения.

При каком условии сила, действующая на тело, не совершает механической работы? Ответ поясните. Ответ: в случае, когда Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

направление действия силы перпендикулярно направлению движения.

В каком случае совершается механическая работа:

а) спутник движется по круговой орбите вокруг Земли, не испытывая сопротивления воздуха;

в) учащийся держит дверь, отжимаемую пружиной;

с) человек поднимается по лестнице?

Ответ: с.

Какую работу нужно совершить, чтобы поднять ящик массой 20 кг на кузов машины высотой 1,5 м? Ответ: 300 Дж.

Мальчик тянет санки, прилагая к веревке силу 100 Н. Веревка образует с горизонтом угол 60. Какую работу производит мальчик на расстоянии 50 м? Ответ: 2,5 кДж.

Санки массой 5 кг скатились с горки длиной 4 м. Какую работу совершила сила тяжести, если горка наклонена к горизонту на угол 60? Ответ: 170 Дж.

На пути 2 км двигатель автомашины совершил работу кДж. Найдите силу трения и коэффициент трения. Масса машины т. Ответ: 250 Н, 0,025.

Давление воды в цилиндре нагнетательного насоса 1200 кПа.

Чему равна работа при перемещении поршня площадью 400 см2 на расстояние 50 см? Ответ: 24 кДж.

Определите работу, совершаемую при подъеме гранитной плиты объёмом 2 м3 на высоту 12 м. Чему будет равна работа, если поднимать эту плиту в воде? Ответ: 611,5 кДж; 376,3 кДж.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Из воды с глубины 10 м кран поднимает стальную отливку массой 780 кг на высоту 4 м над поверхностью воды. Найти работу крана. Ответ: 14,6 кДж.

Дети строят куб из снега, выкладывая его слой за слоем. Какая часть всей работы будет выполнена, когда дети выстоят половину куба? Снег считать однородным. Ответ: четверть.

Какую среднюю мощность развивает человек, поднимающий ведро воды весом 120 Н из колодца глубиной 20 м за 15 с? Ответ:

160 Вт.

Какую мощность развивает трактор при равномерном движении на первой скорости, равной 3,6 км/ч, если сила тяги трактора 12 кН? Ответ: 12 кДж.

Мощность продольно-строгального станка равна 7,36 кВт.

Найдите силу сопротивления резанию, если скорость резания см/с. Ответ: 14,72 кН.

Полезная мощность насоса 10 кВт. Какой объем воды может поднять этот насос с глубины 18 м в течение часа? Ответ: 200 м3.

Двигатель насоса, развивая мощность 25 кВт, поднимает м3 нефти на высоту 6 м за 8 мин. Найти КПД установки. Ответ:

40%.

Подъемный кран за рабочую смену (8 часов рабочего времени) поднимает 3000 т строительных материалов на высоту 9 м.

Какую мощность развивает двигатель крана, если его КПД составляет 60% ? Ответ: 15,6 кВт.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Автомобиль движется со скоростью 54 км/час, развивая при этом мощность 6 кВт. Какова будет сила тяги в случае, если коэффициент полезного действия составляет 40 %? Ответ: 160 Н.

Определите силу сопротивления трактору, если его скорость 3,6 км/час и мощность двигателя 100 кВт; при этом на преодоление сил сопротивления идет 60% мощности. Ответ: 60 кН.

Рабочий поднимает груз массой 100 кг на высоту 0,3 м, пользуясь рычагом. К большому плечу рычага приложена сила Н, под действием которой конец рычага опускается на 0,6 м.

Определите КПД рычага. Ответ: 71%.

По наклонной плоскости перемещают груз весом 3,5 кН на высоту l,4 м. Вычислите работу, совершаемую при этом, если КПД наклонной плоскости 60%. Ответ: 8,2 кН.

Занятие №5 (8 часов).

Тема: «Гидро- и аэро- статика».

Теория.

Закон Архимеда:

На тело погруженное в жидкость (газ) действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа) в объеме, вытесненном телом.

FАрх. – выталкивающая сила (сила Архимеда), – плотность жидкости (газа), V – объем части тела, погруженной в жидкость (газ).

Условия плавания тел:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Если сила Архимеда больше силы тяжести, тело плавает на поверхности.

Если сила Архимеда равна силе тяжести, тело плавает внутри жидкости.

Если сила Архимеда меньше силы тяжести, тело тонет.

Примеры решения задач.

Пример №1. Льдина равномерной толщины плавает в воде, выступая из воды на высоту 2 см. Найти массу льдины, если площадь ее основания 2 м2. Ответ: 360 кг.

S 2м льда 900кг / м3 Fтяж FАрх воды 103кг / м3 льда g Vполный воды g Vподв.части Найти:

Пример №2. Полый цинковый шар весит 3,6Н, а при погружении в воду – 2,8Н. Найдите объем полости внутри шара. Ответ: 3·10-5м3.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Рвозд. 3,6Н Рвода. 2,8Н Считая, что сила Архимеда, действующая на воды 103кг / м3 тело в воздухе мала: Рвозд. Fтяж.

Найти:

Пример №3. Длина прямоугольной баржи 4м, ширина 2м.

Определите вес помещенного на баржу груза, если после нагрузки она осела на 0,5 м. Ответ: 39,2 кН.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

воды 103кг / м3 Тогда: Р воды gabc.

Найти:

Задачи для самостоятельного решения.

В цилиндрическом сосуде с водой плавает кусок льда. Как изменится уровень воды после таяния льда? Как изменился бы уровень если во льду оказался бы кусочек свинца? Ответ: не изменится; уменьшился бы.

Найдите силу Архимеда, действующую на дубовое полено массой 2 кг, плавающее на поверхности воды. Ответ: 14 Н.

Пловец неподвижно лежит на воде лицом вверх, причем в воду погружено все тело, за исключением небольшой части лица.

Масса пловца 75 кг. Найдите объем тела пловца. Ответ: 0,075 м3.

Найдите силу Архимеда, действующую на тело объемом 0, м3, наполовину погруженное в воду. Ответ: 4 кН.

Деревянный брусок плавает в воде, вытесняя 5·10-4 м3 воды.

Определить массу бруска. Ответ: 0,5 кг.

Льдина плавает в море. При этом над уровнем воды находится 150 м3 льда. Каков объем всей льдины? Ответ: 1500 м3.

Свинцовый шарик упал в воду. С каким ускорением он будет двигаться в воде? Ответ: 9,11 м/с2.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

В цилиндрический сосуд налита вода. Когда в сосуд опустили железную чашку, то она стала плавать, а уровень воды поднялся на 2 см. На сколько опустится уровень воды в сосуде, если чашку утопить? Ответ: 1,74 см.

Цилиндрический сосуд с площадью основания 500 см2 до половины заполнен водой. В сосуд опустили деревянную цилиндрическую шайбу, площадь основания которой 100 см2 и высота 50 мм. Шайба стала плавать в воде так, что ее основание параллельно плоскости воды. На сколько нижнее основание шайбы ниже первоначального уровня воды в сосуде? Плотность дерева 0, г/см3. Ответ: 3 см.

Самородок золота вместе с кварцем, в котором он заключен, растягивает при взвешивании в воздухе, пружину динамометра с силой 2,26 Н. При погружении в воду показания динамометра уменьшаются на 0,2 Н. Найдите массу самородка золота. Ответ:

198,6 г.

На дне вертикального цилиндрического сосуда лежит шар радиуса 5 см. Плотность материала шара в 2 раза меньше плотности воды. Если в сосуд налить 1,3 л воды, то шар перестанет давить на дно сосуда. Определить радиус сосуда. Ответ: 10 см.

Льдина массой 200 кг плавает в воде. Площадь льдины 1 м2.

Атмосферное давление нормальное. Ответ: 102 кПа.

Льдина плавает в воде. Объем подводной части 1800 м3.

Каков объем надводной части? Ответ: 200 м3.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Определить плотность материала, из которого изготовлен спасательный круг, если он плавает в морской воде, погрузившись на 2/5 своего объема. Ответ: 400 кг/м3.

погрузившись наполовину. Масса шара 5 кг. Найти объем полости.

Ответ: 0,0044 м3.

Тело объемом 500 см3 при взвешивании в воздухе было уравновешено на весах медными гирями массой 400 г. Определите массу тела. Ответ: 400,58 г.

Определить плотность однородного тела, вес которого в воздухе 2,8 Н, а в воде 1,69 Н. Плотность воды 103 кг/м3, плотностью воздуха пренебречь. Ответ: 2,522 г/см3.

Какой максимальный груз может поднять воздушный шар объемом 10 м3, если масса шара 29 кг. Ответ: 100 кг.

Занятие № 6 (8 часов).

Тема: «Тепловые явления».

Теория.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Количеством теплоты (Q) называется энергия теплопередачи.

Измеряется в Джоулях, [Q] = Дж.

(выделяющееся при охлаждении) тела:

m – масса, [m] = кг; tнач. – начальная температура, tкон. – конечная температура, t – изменение температуры, [t] = °С; c – удельная теплоемкость (величина табличная), [c] = Дж/кг·°С.

Количество теплоты, необходимое для плавления (выделяющееся при кристаллизации) тела, находящегося при температуре плавления:

– удельная теплота плавления (величина табличная), [] = Дж/кг; знак плюс берется для плавления, знак минус берется для кристаллизации.

Количество теплоты, необходимое для парообразования (выделяющееся при конденсации) тела, находящегося при температуре кипения:

r – удельная теплота парообразования (величина табличная), [r] = Дж/кг; знак плюс берется для парообразования, знак минус берется для конденсации.

Количество теплоты сгорания топлива:

q – удельная теплота сгорания топлива (величина табличная), [q] = Дж/кг.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Уравнение теплового баланса:

Если система теплоизолирована от окружающей среды, то с течением времени в ней установится тепловое равновесие, характеризуемое равенством температуры для всех точек этой системы, а сумма количеств теплот процессов теплопередачи внутри системы будет равна нулю.

Удельная теплоемкость (c, Дж/кг С) Удельная теплота сгорания топлива (q, МДж/кг) и удельная теплота плавления (, кДж/кг) Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

и удельная теплота парообразования (r, МДж/кг) Примеры решения задач.

Пример №1. Вычислите теплоту перехода 10 г водяного пара, взятого при 100С в лед при -20С. Начертите примерный график этого перехода. Ответ:

- 31020 Дж.

t1 100C t2 0C t3 20C m 10г 0,01кг Найти:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пример №2. В теплоизолированном сосуде находится смесь 500 г воды и 48 г льда при температуре 0С. В сосуд впускают 6 г водяного пара при температуре 100С. Определить фазовое состояние системы. Ответ: 554 г воды при температуре 0С.

m2 48г 0,048кг количество теплоты: Q2 m.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Найти:

Пример №3. Судно на подводных крыльях «Метеор» развивает мощность 1500 кВт при КПД двигателя 30%. Найти расход топлива на единицу длины пути при скорости 72 км/ч. Удельная теплота сгорания топлива равна 50 МДж/кг. Ответ: 5 кг/км.

КПД 30% Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

q 5107 Дж / кг Задачи для самостоятельного решения.

Какое количество теплоты необходимо для превращения кусочка льда массой 100 г, взятого при температуре -2С, в воду при температуре 0С ? Ответ: 34420 Дж.

Найдите массу парафиновой свечи, если при ее отвердевании выделяется 30 кДж теплоты. Удельная теплота плавления парафина равна 150 кДж/кг. Ответ: 200 г.

На сколько джоулей увеличится внутренняя энергия 2 кг льда, взятого при температуре плавления, если он растает? Ответ: кДж.

Какое количество теплоты необходимо для плавления 100 г олова, взятого при температуре 32°С? Ответ: 10,5 кДж.

На сколько джоулей увеличится внутренняя энергия 3 кг воды при обращении ее в пар? Температура воды 100°С. Ответ:

6,9 МДж.

Железная гиря массой 5 кг остывает от 1128°С до 327°С.

Сколько свинца, взятого при температуре 27°С, можно расплавить за счет теплоты, делившейся при остывании железной гири? Ответ:

4,5 кг.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

С какой скоростью должен лететь кусок льда массой 1 кг, чтобы при ударе о каменную стену он полностью расплавился?

Температура льда 0°С. Ответ: 8246 м/с.

Какое количество теплоты выделяет слиток золота массой г при остывании от температуры 80С до температуры 18С ?

Ответ:

- 3224 Дж.

В воду массой 550 г, находящуюся при температуре 18С, поместили алюминиевую деталь массой 3 кг, температура которой была равна 80С. Определите установившуюся температуру.

Теплообмен с телами, о которых не говорится в задаче не учитывать. Ответ: 52С.

Начертите примерный график парообразования спирта, имеющего начальную температуру -120С.

Какова масса чугунной детали, если на ее нагревание от 20С до 200С затратили 500 кДж теплоты? Ответ: 5,14 кг.

Вода массой 400 г налита в стальную емкость массой 500 г, и находится при температуре 17С. В эту же емкость поместили алюминиевый цилиндр, находящийся при температуре 60С.

Найдите массу цилиндра, если установившаяся температура равна 20С. Теплообмен с телами, о которых не говорится в задаче не учитывать. Ответ: 157 г.

имеющей начальную температуру 400С.

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 700 г льда от температуры – 30 С до – 4 С? Ответ: 38220 Дж.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Вода массой 800 г налита в алюминиевую кастрюлю массой 400 г и находится при температуре 16С. Сколько кипятка надо добавить в кастрюлю, чтобы температура смеси оказалась равной 20С? Теплообмен с телами, о которых не говорится в задаче не учитывать. Ответ: 44 г.

Начертите примерный график парообразования свинца, имеющего начальную температуру 20С.

Сколько потребуется теплоты для испарения 100 г спирта, взятого при температуре кипения? Ответ: 90 кДж.

18. Медное жало паяльника массой 59 г остывает от 432°С до 232°С.

40% теплоты, выделяющейся при этом полезно используется на плавление олова. Определите, какую массу олова, взятого при температуре плавления, можно расплавить за счет этой теплоты.

Ответ: 32 г.

На электроплитке нагревали 1,2 л воды от 10°С до 100°С. При этом 3% ее обратилось в пар. Сколько времени длилось нагревание, если мощность плитки 800 Вт, а ее КПД 65%? Ответ:

17,2 мин.

20. В кусок льда массой 100 г и температурой -10°С влили 1,5 кг расплавленного свинца при температуре плавления. Сколько воды обратится в пар? Потерями энергии пренебречь. Ответ: 3,1 г.

Кусок льда массой 5 кг имеет температуру 0С. Его начинают плавить, сжигая бензин. Определить фазовое состояние исходного материала, когда сгорит 50 г бензина. Потерями энергии пренебречь. Ответ: вода 5 кг при 29С.

22. Начертите примерный график парообразования спирта, Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

взятого при температуре -124С.

23. Начертите примерный график превращения ртути, взятой при температуре 357С в ртуть при температуре -49С.

24. В воду массой 400 г и температурой 10С впустили 10 г водяного пара с температурой 100С. Определить фазовое состояние исходного материала. Потерями энергии пренебречь.

Ответ: вода 410 г при температуре 25,6С.

25. Реактивный самолет пролетает со скоростью 900 км/ч путь 1800 км, затрачивая 4 т топлива. Мощность двигателя самолета 5, МВт, а его КПД 23%. Найти удельную теплоту сгорания топлива.

Ответ: 46 МДж/кг.

26. Каков КПД двигателя автомашины мощностью 20 кВт, если при скорости 72 км/ч он потребляет 10 л бензина на 100 км пути?

Ответ: 32%.

27. Под колоколом воздушного насоса находится 40 г воды при температуре 0С. Благодаря интенсивному испарению вода замерзает. Найти массу образовавшегося льда. Ответ: 35 г.

28. Вода может быть переохлаждена до -10С. Такое состояние воды очень нестабильно и при малейшем возмущении вода превращается в лед с температурой 0С. Какова масса льда, если масса переохлажденной воды 1 кг. Ответ: 124 г.

Занятие № 7 (8 часов).

Тема: «Прямолинейное равноускоренное движение».

Теория.

Равноускоренным называется движение, при котором за Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

одинаковую величину.

Отношение изменения скорости ко времени, за которое оно произошло называется ускорением:

a - ускорение, [ a ] = м/с2; v - конечная скорость, v0 - начальная скорость, [v ] = м/с; t - время, [t ] = с.

вычислено по формулам:

s – перемещение, [s] = м.

Вследствие притяжения к Земле движения в вертикальном направлении являются ускоренными. Ускорение, придаваемое свободного падения. Имеет специальное обозначение g. Величина ускорения свободного падения незначительно отличается для разных точек Земли и принимается равной g = 9,81 м/с2. Вектор ускорения свободного падения направлен к центру Земли. Для решения задач на движение в вертикальном направлении в формулах вместо a применяют g.

Примеры решения задач.

Пример №1. Вертолет взлетает вертикально со скоростью 8 м/с, и, на высоте 120 м над землей, из него выпадает груз. Через какое время груз упадет на землю? Ответ: 5,76 с.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

h 120 м v0 8м / с Некоторое время t1 груз летит вверх, до тех пор Найти:

Пример №2. Мотоциклист останавливается через 2 секунды после начала торможения, проехав путь 18 м. С какой скоростью двигался Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

мотоциклист? Ответ:

Пример №3. Прыгун в воду, разбегающийся со скоростью 3,2 м/с, прыгает горизонтально с вершины утеса и достигает поверхности воды через 1,2 с. Какова высота утеса и на каком расстоянии от его подножья прыгун погрузится в воду? С какой скоростью и под каким углом к горизонту прыгун войдет в воду? Ответ: 7,2 м; 3, м; 12,42 м/с; 75°.

v0 3,2 м / с t 1,2с Найти:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пример №4. С какой скоростью должен вылететь снаряд из ствола орудия, ориентированного под углом 45 к горизонту, чтобы поразить цель на расстоянии 20 км? Ответ: 447 м/с.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

s 20км 2104 м Найти:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пример №5. Тело упало с высоты 245 м. Какой путь оно прошло за последнюю секунду падения? Ответ: 65 м.

h 245м Падая без начальной скорости тело проходит Задачи для самостоятельного решения.

Тело брошено вертикально вниз со скоростью 7,1 м/с. Чему Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

будет равна его скорость через 0,5 с? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ: 12 м/с.

Пуля вылетает из винтовки со скоростью 800 м/с в горизонтальном направлении. Найти смешение пули по вертикали, если цель находится на расстоянии 400 м. Ответ: 1,25 м.

Тело брошено со скоростью 100 м/с под углом 75° к горизонту. За полетом тела наблюдают в подзорную трубу, установленную в точке бросания. При этом ось трубы в любой момент времени направлена на движущееся тело. В какие моменты времени, считая от начала движения, скорость тела будет перпендикулярна оси трубы? Сопротивление воздуха не учитывать.

Ответ: 11,6 с; 18 с.

Тело брошено вертикально вверх с высокой башни. За первые 0,5 с его скорость монотонно уменьшилась в 2 раза. Через сколько времени, считая с момента броска, модуль его скорости окажется в 1,5 раза больше первоначальной? Ответ: 2,5 с.

С крыши дома высотой 30 м падает сосулька. Найти время ее падения на землю. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ:

2,47 с.

Путь тела разбит на равные отрезки. Покоившееся тело начинается двигаться прямолинейно равноускоренно и проходит первый отрезок за 1 с. За какое время будет пройден четвертый отрезок? Ответ: 0,27 с.

Снаряд из орудия вылетает вертикально вверх. В верхней точке траектории снаряд разрывается на множество осколков, которые разлетаются по всем направлениям с одинаковой Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

скоростью 200 м/с. Найти интервал времени, в течение которого осколки будут падать на землю. Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ: 40 с.

Два тела бросают одновременно с одинаковыми скоростями м/с: одно – вертикально вверх, второе – вертикально вниз. Какой путь пройдет второе тело к моменту, когда первое достигнет наивысшей точки своей траектории? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ: 7,5 м.

Из закрепленной пушки, ствол которой установлен под углом 30° к горизонту, производят выстрел. Снаряд поднимается на высоту 500 м. Найти среднее давление пороховых газов на снаряд при выстреле. Длина ствола 3 м, масса снаряда 10 кг, площадь поперечного сечения ствола 10 см2. Высотой точки выстрела относительно Земли и сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ:

6,5 МПа.

Спортсмен, прыгнув с вышки высотой 5 м, погрузился в воду на глубину 2 м.Сколько времени и с каким ускорением он двигался в воде до остановки? Сопротивление воздуха не учитывать.

Ускорение в воде считать постоянным. Ответ: 24,5 м/с2, 0,4 с.

Тело бросают вертикально вверх с высоты 1,5 м относительно поверхности над ямой глубиной 3,5 м. Начальная скорость тела 2, м/с. Определить, в какой момент времени от начала движения тело достигнет дна ямы, и найти путь, пройденный телом за это время.

Ответ: 5,5 м; 1,25 с.

С высоты 2 м над поверхностью пола горизонтально брошен мяч со скоростью 10 м/с. Упав на пол и отскочив от него, мяч Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

ударился о вертикальную стену, расположенную на расстоянии м от места бросания. На каком расстоянии от стены мяч упадет на пол? Все соударения считать упругими. Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ: 9,5 м.

Шарик подкатывается со скоростью 2 м/с к краю верхней ступеньки лестницы перпендикулярно краю. Высота и ширина каждой ступеньки лестницы соответственно равны 15 см и 20 см. О пренебречь. Первой считать ступеньку, следующую за верхней.

Ответ: 3.

Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Найти скорость тела через 1,5 с. Ответ: 5 м/с.

скоростью 5 м/с. Когда он находится на высоте 15 м, в него с земли вертикально вверх пускают стрелу. Какой должна быть начальная скорость стрелы, чтобы она попала в шарик? Силой сопротивления, действующей на стрелу, пренебречь. Ответ: 23 м/с.

Вектор скорости тела, брошенного под углом 45° к горизонту, за 1,5 с повернулся на 15°. Через сколько времени, считая с начала сопротивления воздуха пренебречь. Ответ: 3,55 с.

первоначальная высота была бы на 14,7 м больше, то время падения увеличилось бы на 0,6 с. На сколько меньше должна быть первоначальная высота, чтобы время падения оказалось на 0,6 с Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

меньше? Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ: 11,2 м.

Во время оттепели снег сползает без трения с крыши дома высотой 30 м. Длина ската крыши 10 м, угол наклона ската к горизонту 30°. Найдите ширину опасной зоны, в пределах которой возможно падение снега на землю. Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ: 17,3 м.

После удара о поверхность земли мяч движется вертикально вверх со скоростью 15 м/с. На какой высоте относительно земли окажется мяч через 1 с после удара? Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ: 10 м.

20. Два автомобиля едут прямолинейно друг за другом на расстоянии 20 м. Скорость переднего 25 м/с, скорость заднего м/с. Передний начинает тормозить с ускорением 3 м/с2, в тот же момент начинает тормозить задний. Каково должно быть ускорение заднего автомобиля, чтобы не произошло столкновения? Ответ: м/с2.

Тело, брошенное под углом к горизонту, побывало на некоторой высоте дважды: через 1 с и через 2 с, считая с момента начала движения. Расстояние между этими точками 19,6 м.

Определить скорость и угол бросания. Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ: 19,6 м/с; 37°.

22. Мяч, брошенный от пола спортивного зала со скоростью м/с под углом 45° к горизонту, упруго ударился о потолок и упал на пол на расстоянии 16 м от точки бросания. Под каким углом мяч отскочил от потолка? На какой высоте находится потолок?

Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ: 11,3°, 4,8 м.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

горы начинают скатываться сани с ускорением 0,5 м/с2.

Какой путь проходят сани по горе, если их скорость в конце спуска 36 км/ч? Ответ: 100 м.

электрички, первый вагон прошел за 10 с. За какое время мимо него пройдет весь состав из 16 вагонов? Электричка движется из состояния покоя прямолинейно равноускоренно. Ответ: 40 с.

25. С воздушного шара, опускающегося с постоянной скоростью 4 м/с, бросили вертикально вверх груз со скоростью 20 м/с относительно шара. Определить расстояние между грузом и шаром в тот момент, когда груз достигнет высшей точки своего подъема.

Спустя какое время после броска груз пролетит мимо шара? Ответ:

19,2 м, 4 с.

26. Скорость, необходимая для отрыва от земли самолета ТУ-154, равна 270 км/ч, а максимальное ускорение, которое может развить самолет при разбеге, равно 2,31 м/с2. Найдите минимальную для данного самолета длину взлетной полосы. Ответ: 1217 м.

Автомобиль, движущийся со скоростью 90 км/ч, тормозит с ускорением -1,8 м/с2. Найти расстояние, которое автомобиль пройдет за третью секунду. Ответ: 20,5 м.

28. На каком расстоянии должны находиться два человека, чтобы мяч, брошенный под углом 45° к горизонту одним, попал к другому? Время полета мяча 1,8 с. Ответ: 15,9 м.

29. Самолет летит горизонтально на высоте 2 км со скоростью 600 км/час. На каком расстоянии до цели должен быть сброшен груз, чтобы попасть в цель? Ответ: 3,3 км.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

последнюю секунду своего движения пролетело 25 м. Сколько времени падало тело? Ответ: 3 с.

За пятую секунду свободного падения тело пролетело 0, всей высоты. Какова эта высота? Ответ: 225 м.

Занятие № 8 (4 часа).

Тема: «Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью».

Теория.

При движении по окружности, в любой ее точке вектор скорости направление скорости изменяется, и даже если движение по окружности происходит с постоянной по модулю скоростью, оно является ускоренным. Ускорение, возникающее только из-за изменения направления скорости, направлено к центру окружности и называется центростремительным.

Величина центростремительного ускорения вычисляется по формуле:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

aц - центростремительное ускорение [ aц ] = м/с2; v - модуль скорости [ v ] = м/с; r – радиус окружности [r] = м.

Движение по окружности характеризуется периодом и частотой.

Период вращения – время одного полного оборота (Т). Частота – количество полных оборотов за единицу времени (n). Период измеряется в секундах [T] = с. Частота измеряется в Герцах [n] = c- = Гц. Период и частота связаны между собой формулой:

Для вычисления постоянной по модулю скорости при вращении через период или частоту пользуются формулами:

Угловой скоростью называется отношение изменение угла ко времени, за которое это изменение произошло.

- модуль угловой скорости [ ] = рад/с; 0 - начальный угол конечный угол [ ] = рад; t – время [t] = с.

Угловая скорость связана с линейной скоростью:

Примеры решения задач.

Пример №1. Линейная скорость точек края вращающегося диска 10 м/с, а точек, расположенных ближе к оси вращения на 15 см – м/с. Как отличаются ускорения этих точек? Ответ: 0,6.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Найти:

Пример №2. На соревнованиях по метанию молота спортсмен достигает перед броском частоты вращения 4,5 об/с. Какую скорость приобретает молот, если радиус вращения его равен 2 м?

Ответ: 56,5 м/с.

Задачи для самостоятельного решения.

Тело вращают с постоянной угловой скоростью 10 рад/с в вертикальной плоскости нити длиной 1 м. Какова линейная Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

скорость тела в верхней точке траектории? Ответ: 10 м/с.

Центростремительное ускорение тела, лежащего на экваторе планеты, равно 0,034 м/с2. Определить радиус планеты. Сутки на планете длятся 24 ч. Ответ: 6400 км.

Определить угловую скорость искусственного спутника Земли, совершающего один оборот в сутки. Ответ: 7,3·10-5 рад/с.

Космонавт проходит тренировку на центрифуге радиусом центростремительное ускорение равно 4g? Ответ: 24,5 м/с.

Определить частоту вращения минутной стрелки часов. Ответ:

2,8·10-4 Гц.

Тело равномерно вращают в горизонтальной плоскости на нити длиной 1 м. За какое число оборотов тело пройдет путь 628 м?

Ответ: 100.

Частота вращения коленчатого вала автомобиля 3000 об/мин.

Найти период вращения коленчатого вала. Ответ: 0,02 с.

равномерно движущейся по окружности, равно 1,57 с. Чему равна угловая скорость точки? Ответ: 2 рад/с.

Шкив радиусом 10 см приводится во вращение грузом, сматывается со шкива. В начальный момент груз неподвижен, а затем начинает опускаться с ускорением 2 см/с2. Найти угловую скорость шкива, в тот момент когда груз опустится на 1 м. Ответ: рад/с.

Угловая скорость стрелки часов 0,105 рад/с. Какая это Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

стрелка? Ответ: период равен 60 с, стрелка секундная.

Луна делает 13 оборотов вокруг Земли за год. Чему равен период обращения Луны? Ответ: 28 сут.

Колесо обозрения имеет диаметр 42 м. Найдите скорость кабины, закрепленной на краю колеса, если период обращения колеса 10 мин. Ответ: 0,22 м/с.

Автомобиль движется со скоростью 36 км/ч. Диаметр колеса автомобиля 80 см. Найдите центростремительное ускорение точек, наиболее удаленных от оси колеса. Ответ: 2,5 км/с2.

Карусели вращаются по окружности радиусом 2,5 м. Найдите центростремительное ускорение крайних точек, если их скорость 18 км/ч ? Ответ: 10 м/с2.

Найти скорость движения Земли и ее центростремительное ускорение при ее вращении вокруг Солнца, если радиус орбиты 1,5·108 км. Ответ: 107589 км/ч, 77 км/ч2.

Самолет описывает петлю, двигаясь со скоростью 900 км/час При каком радиусе петли центростремительное ускорение не превысит 5g? Ответ: 1250 м.

С какой линейной скоростью движутся тела в Петербурге при вращении Земли вокруг оси? Широта Петербурга 60°, радиус Земли 6380 км. Ответ: 835 км/ч.

Луна обращается вокруг Земли по круговой орбите радиусом 385 · 103 км, совершал один оборот за 27,3 суток. Найти величину ускорения Луны при ее движении вокруг Земли. Ответ: 35 км/ч2.

Занятие № 9 (4 часа).

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Тема: «Основы динамики».

Теория.

Законы Ньютона:

инерциальными, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свое состояние покоя или прямолинейного равномерного движения до тех пор, пока на это тело не действуют другие тела (или их действие скомпенсировано).

Второй: Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела и ускорения, сообщаемого телу этой силой.

m - масса тела, [ m ] = кг; a - ускорение тела, [ a ] = м/с2 ; F равнодействующая сил, действующих на тело, [ F ] = Н.

Равнодействующая сил – векторная сумма всех сил, действующих на тело: F F1 F2... Fn.

Третий: Силы взаимодействия двух тел равны по величине и соединяющей тела: F1,2 F2,1.

Закон всемирного тяготения: Два тела притягиваются друг к другу с силами прямопропорциональными произведению масс тел и обратнопропорциональными квадрату расстояния между телами.

r – расстояние между телами, [r] = м; G = 6,672·10-11 Н·м2/кг2 – гравитационная постоянная.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Закон Гука: Сила упругости, действующая на тело, по величине сторону, противоположную силе, деформирующей образец.

k – коэффициент жесткости тела (часто называют просто жесткость) [k] = Н/м, x – удлинение тела (изменение линейных размеров тела) [x] = м, Fупр.- сила упругости [Fупр] = Н.

Примеры решения задач.

Пример №1. Спутник движется по орбите, высота которой равна радиусу Земли 6400 км. Определить скорость и период обращения спутника. Ответ: 5,66 км/с; 3,95 ч.

Найти:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пример №2. Определите силу давления бензина на дно бака площадью 1 м2, заполненного до высоты 80 см, в момент выхода самолета из пикирования. Радиус кривизны траектории 400 м, скорость самолета 720 км/ч. Ответ:61,5 кН.

R 400 м v 720км / ч 200 м / с.

h 80см 0,8м S 1м Пример №3. Сила сопротивления воздуха, действующая на каплю дождя, зависит от скорости падения (v) капли и ее радиуса (r) по закону: Fсопр.=возд.·r2·v2. Найти установившуюся скорость падения Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

капли, если ее радиус 1 мм. Ответ: 5,6 м/с.

R 1мм 0,001м Скорость установится (не изменяется) в случае Найти:

Задачи для самостоятельного решения.

Масса тела 80 кг. Найти силу тяжести этого тела на Венере.

Радиус планеты 6050 км, ее масса 4,87·1024 кг. Ответ: 700 Н.

Найти силу гравитационного притяжения однородного шара массой 5 кг с радиусом 0,5 м и камешка массой 20 г, расположенного на расстоянии радиуса шара от его поверхности.

Ответ: 6,67·10-12 Н.

Какую скорость должен иметь спутник, двигающийся по круговой орбите на высоте 250 км от поверхности Земли? Радиус Земли равен 6380 км. Ответ: 7,77 км/с.

Определить массу Солнца, считая, что Земля движется по круговой орбите с радиусом 1,5·108 км вокруг Солнца со скоростью км/с. Ответ: 2·1030 кг.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Две силы 4 Н и 12 Н действуют на тело в противоположных направлениях. Найти равнодействующую этих сил. Ответ: 8 Н.

Две силы 30 Н и 40 Н действуют на тело в перпендикулярных направлениях. Найти равнодействующую этих сил. Ответ: 50 Н.

Две силы 3 Н и 8 Н, направленные под углом 120° друг к другу, действуют на тело. Найти равнодействующую этих сил. Ответ: 7 Н.

Тело массой 0,5 кг скользит по наклонной плоскости с ускорением 0,2 м/с2. Найти равнодействующую сил, действующих на тело. Ответ: 0,1 Н.

Тело массой 6 кг, начавшее двигаться под действием постоянной силы 180 Н, прошло путь 15 м. Найти время движения. Ответ: 1 с.

Сила сообщает первому телу ускорение 2 м/с2. Эта же сила сообщает второму телу ускорение 3 м/с2. Какое ускорение сообщит эта сила первому и второму телам, если их соединить вместе?

Ответ: 1,2 м/с2.

Танк массой 50 т движется по мосту со скоростью 45 км/ч.

Под его тяжестью мост прогибается, образуя дугу радиусом 600 м.

Найти силу давления танка на мост в нижней точке дуги. Ответ:

503 кН.

Свинцовый шарик упал в воду. С каким ускорением он будет двигаться? Сопротивлением воды пренебречь. Ответ: 9,1 м/с2.

Чему равен коэффициент трения между шинами автомобиля и дорогой, если автомобиль проходит закругление дороги радиусом м со скоростью 54 км/час? Ответ: 0,37.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

скоростью 90 км/час, если коэффициент трения между шинами и дорогой равен 0,8. Ответ: 40 м.

Электричка набирает на горизонтальном участке скорость км/час за 10 с. Какова сила тяги, развиваемая ее двигателями, если масса состава 600 т, а сила сопротивления составляет 0,2% веса состава? Ответ: 10 МН.

С какой силой нужно прижимать тело массой 2 кг к вертикальной стенке, чтобы оно не упало? Коэффициент трения 0,3.

Ответ: 67 Н.

Занятие № 10 (8 часов).

Тема: «Законы сохранения в механике».

Теория.

Импульс тела ( p ) – физическая векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость. Вектор импульса тела сонаправлен с вектором скорости тела.

Импульс тела измеряется в килограмм-метрах в секунду [p] = кг·м/с.

Импульс силы ( k )– физическая векторная величина, равная произведению силы на время ее действия. Вектор импульса силы сонаправлен с вектором силы.

Импульс силы измеряется в Ньютон-секундах [k] = Н·с.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Второй закон Ньютона в импульсной форме:

Изменение импульса тела равно импульсу силы.

p0 – импульс тела в начальный момент времени, p – импульс тела в конечный момент времени.

Тела взаимодействующие только друг с другом и ни с какими более образуют замкнутую систему.

Закон сохранения импульса:

При любых движениях и взаимодействиях внутри замкнутой системы геометрическая сумма импульсов тел, составляющих эту систему, не изменяется.

Функция состояния системы, характеризующая способность системы совершать работу, называется энергией. Энергия измеряется в джоулях.

Движущиеся тела обладают кинетической энергией:

Ek – кинетическая энергия тела, m – масса тела, v – скорость тела.

Взаимодействующие тела обладают потенциальной энергией.

Потенциальная энергия тела, поднятого над нулевым уровнем, равна:

Ep – потенциальная энергия тела, поднятого над нулевым уровнем, m – масса тела, h – высота тела над нулевым уровнем (часто в качестве нулевого уровня выбирают поверхность Земли).

Потенциальная энергия упругодеформированного тела равна:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Ep – потенциальная энергия упругодеформированного тела, k – коэффициент жесткости тела [k] = Н/м, x – удлинение тела [x] = м.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тела называется полной механической энергией тела (Е).

Энергия может превращаться из одного вида в другой (например, из механической в тепловую). Энергия может переходить от одного тела к другому. Если превращения видов энергии не происходит, то для замкнутых систем справедлив закон сохранения энергии:

Полная механическая энергия тел замкнутой системы не изменяется.

Примеры решения задач.

Пример №1. Нейтрон, летящий со скоростью 2400 км/с, поглощается неподвижным ядром кадмия, масса которого в 112 раз больше массы нейтрона. Определить скорость образовавшегося нового ядра. Ответ: 21,24 км/с.

v1 2400км / с До соударения два тела находились раздельно, v2 0км / с Найти:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пример №2. На какую высоту от начальной точки может подняться по склону тело массой 1 кг, если его скорость в начале подъема составляла 15 м/с, а энергия, затраченная на преодоление сил сопротивления 36 Дж. Ответ: 7,65 м.

h0 0 м Энергетический баланс: Е0=Е+Q, где Е0 и Е – v0 15м / c Найти:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пример №3. Два шара катятся в одном направлении. Происходит абсолютно упругое центральное соударение. Какова скорость шаров после соударения, если один шар массой 200 г, имел скорость 5 м/с, а второй шар массой 300 г, имел скорость 3 м/с?

Ответ: 2,6 м/с; 4,6 м/с.

m1 200г 0,2кг Закон сохранения импульса:

m2 300г 0,3кг Найти:

Задачи для самостоятельного решения.

На ветке дерева сидит птичка массой 300 г на высоте 3 м над Землей. Какова ее потенциальная энергия? Ответ: 9 Дж.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Свинцовая пуля массой 10 г вылетает со скоростью 300 м/с и на высоте 500 м попадает в такую же пулю, летящую горизонтально со скоростью 250 м/с. На сколько нагреются пули после абсолютно неупругого удара, и какова будет их суммарная кинетическая энергия, если в момент удара их температура была одинаковой?

Удельную теплоемкость свинца считать 200 Дж/кг·°С.

Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ: 89°С; 356 Дж.

находящегося на высоте 2 м. Ответ: 120 Дж.

Найти импульс тела массой 0,5 кг, движущегося со скоростью 4 м/с. Ответ: 2 кг·м/с.

В момент взлета скорость самолета 100 м/с. Масса самолета 20 т. Найти кинетическую энергию. Ответ: 100 МДж.

Круглая пластина массой 10 кг лежит на горизонтальном столе. К центру пластины прикреплена легкая пружина жесткостью 100 Н/м. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы поднять пластину на высоту 1 м от поверхности стола, прикладывая силу к свободному концу пружины? Ответ: 150 Дж.

Снаряд, летевший вертикально, разорвался в высшей точки своей траектории на два осколка с массами 1,5 кг и 2 кг. Скорость первого осколка сразу после взрыва 20 м/с. Какова скорость второго осколка? Ответ: 15 м/с.

Движущийся снаряд разорвался на два осколка, угол между скоростями которых составил 60°. Один осколок имеет массу 2 кг, и скорость 100 м/с, другой – массу 8 кг и скорость 25 м/с. Чему равна наименьшая энергия, выделившаяся при взрыве? Массой Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

взрывчатого вещества пренебречь. Ответ: 6,5 кДж.

Мама и дочь стоят на коньках на гладком льду. Мама толкает дочь. В результате обе начинают скользить. Во сколько раз отличаются их скорости в момент начала скольжения, если Мааса мамы 65 кг, а масса дочери 25 кг. Ответ: 2,6.

Два небольших тела, имеющие значения импульсов 3 кг·м/с и 1,6 кг·м/с, двигаются на сближение под углом 30° друг к другу и затем сталкиваются. После столкновения они двигаются вместе со скоростью 4,5 м/с. Определите суммарную кинетическую энергию этих тел после столкновения. Ответ: 9,3 Дж.

Мяч массой 100 г, летевший со скоростью 2 м/с, пойман рукой на лету. Какова была средняя сила удара мяча о руку, если он остановился за 0,02 с? Ответ: 10 Н.

С какой скоростью нужно бросить мяч вертикально вниз, чтобы он при отскоке подпрыгнул на 5 м выше того уровня, с которого был брошен? Ответ: 10 м/с.

Материальная точка массой 100 г равномерно движется по окружности длиной 1 м, проходя ее за 2 с. Найти кинетическую энергию материальной точки. Ответ: 12,5 мДж.

Под каким углом к горизонту с поверхности Земли брошено тело, если в наивысшей точке его траектории его кинетическая энергия равна потенциальной? Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ: 45°.

От груза массой 500 г, висящего на пружине жесткостью Н/м, отрывается часть массой 200 г. Какую максимальную скорость будет иметь оставшаяся часть груза? Ответ: 0,36 м/с.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Тело брошено вертикально вверх. В некоторый момент кинетическая энергия тела стала равна трети его полной механической энергии. Во сколько раз скорость тела в этот момент отличается от начальной скорости? Во сколько раз максимальная высота подъема тела отличается от высоты в указанный момент?

Потенциальную энергию тела на первоначальном уровне принять равной нулю, высоту подъема отсчитывать от этого уровня. Ответ:

3 ; 1,5.

Движущийся шарик сталкивается с покоящимся. Во сколько раз масса движущегося шарика должна быть меньше, чем покоящегося, чтобы после абсолютно упругого центрального удара он потерял треть своей энергии? Ответ: 9,8.

Маленький брусок массой 2 кг наезжает на гладкую горку максимальную высоту от поверхности стола по поверхности горки поднимется брусок, если его начальная скорость у основания горки равна 2 м/с? Ответ: 16 см.

Граната массой 1,2 кг, летевшая горизонтально со скоростью 20 м/с, разорвалась на два осколка. Скорость одного осколка массой 800 г равна 30 м/с и направлена под углом 60° к горизонту.

Какова минимальная энергия, выделившаяся при взрыве? Массой взрывчатого вещества пренебречь. Ответ: 840 Дж.

20. Орел массой 1 кг летает по окружности радиусом 50 м на высоте 500 м над землей. За 2 мин он пролетает 2 круга. Какова его механическая энергия? Ответ: 5014 Дж.

При центральном ударе два шара обменялись скоростями.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Найти отношение масс шаров. Ответ: 1.

22. На сколько нужно сжать пружину жесткостью 800 Н/м, чтобы ее потенциальная энергия стала равной 2 Дж. Ответ: 7,1 см.

23. На тележке массой 25 кг лежит ящик. Тележка с ящиком движется со скоростью 2 м/с, при этом импульс системы 60 кг·м/с.

Найти массу ящика. Ответ: 5 кг.

24. Протон, движущийся со скоростью 20 км/с, столкнулся с неподвижным ядром атома гелия. Определить скорость ядра атома гелия после удара, если скорость протона уменьшилась до 8 км/с.

Масса ядра атома гелия больше массы протона в 4 раза. Ответ: км/с.

25. Под действием постоянной силы 0,7 Н импульс тела изменился на 14 кг·м/с. Сколько времени действовала сила? Ответ:

20 с.

26. Тележка с песком массой 200 кг катится без трения по горизонтальным рельсам со скоростью 2 м/с. Пуля массой 10 г, выпущенная вдоль рельсов вдогонку тележке со скоростью 200 м/с, попадает в тележку и застревает в ней. Сколько механической энергии перешло во внутреннюю при ударе? Ответ: 24 кДж.

С кормы лодки массой 80 кг, плывущей со скоростью 1,5 м/с, прыгает мальчик массой 40 кг со скоростью 3 м/с. Найдите скорость лодки после прыжка. Ответ: 3,75 м/с.

28. Найдите скорость отдачи автомата массой 5,4 кг, если масса пули 10 г, а скорость ее вылета из ствола 745 м/с. Ответ: 1,4 м/с.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

29. Какую работу надо совершить, чтобы из колодца глубиной м поднять ведро воды массой 8 кг на тросе, каждый метр которого имеет массу 400 г? Ответ: 1 кДж.

30. Шарик массой 30 г падает с высоты 1 м на горизонтальную плиту и отскакивает от нее на 81 см. Найти тепловую энергию выделившуюся при ударе. Ответ: 57 мДж.

Занятие № 11 (4 часа).

Тема: «Колебания и волны».

Теория.

Колебания – процесс, повторяющийся точно (или почти точно) через равные промежутки времени.

Смещением (x, [x] = м) называют отклонение колеблющегося тела от положения равновесия.

Амплитуда (А, [А] = м) – модуль максимального смещения.

Период (Т, [Т] = с) – время одного полного колебания.

Частота (n, [n] = Гц) – количество колебаний в секунду.

Циклическая (круговая) частота (, [] = рад/с = Гц) – количество колебаний за время равное 2 секунд.

Колебания, совершающиеся по закону синуса (или косинуса) называются гармоническими. Закон гармонических колебаний:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

0 – начальная фаза [0] = рад.

Математический маятник – материальная точка на длинной тонкой нерастяжимой нити. Формула периода колебаний математического маятника:

T - период колебаний [T ] = с; l - длина нити маятника [l ] = м.

Физический маятник – груз на пружине. Формула периода колебаний физического маятника:

T - период колебаний [T ] = с; m - масса груза [ m ] = кг; k коэффициент жесткости пружины [ k ] = Н/м.

Если колебательная система, будучи однажды выведена из положения равновесия, далее предоставлена сама себе, то в системе совершаются свободные колебания. Если система колеблется под действием некоторой периодической вынуждающей силы, то в системе совершаются вынужденные колебания. При совпадении собственной частоты колебаний системы с частотой вынуждающей силы возникает резонанс – явление резкого возрастания амплитуды колебаний системы.

Волна – распространение колебаний в пространстве.

Длина волны (, [] = м) – расстояние, проходимое волной за время равное периоду колебаний точек среды в волне.

Скорость волны (v, [v] = м/с) – отношение длины волны к периоду колебаний точек среды в волне.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Примеры решения задач.

Пример №1. За одно и то же время один математический маятник делает 50 колебаний, а второй — 30, Найдите их длины, если один из них на 32 см короче другого. Ответ: 18 см, 50 см.

N2 = Найти:

l1 - ?

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пример №2. Колебания материальной точки происходят по закону синуса с периодом 2 с и начальной фазой /6. Чему равна амплитуда колебаний, если в момент времени 4,5 с смещение точки 1,73 см? Ответ: 2 см.

t 4,5с А-?

Пример №3. Скорость звука в воде 1450 м/с. На каком расстоянии противоположном направлении, если частота колебаний равна Гц? Ответ: 1 м.

v 1450 м / с Ближайшие точки, совершающие колебания в Найти:

d-?

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Задачи для самостоятельного решения.

Точные часы с математическим маятником поднимают с поверхности Земли на большую высоту. Изменится ли ход часов?

Если изменится, то как? Ответ: Период колебаний увеличится, часы отстанут.

Математический маятник совершает 30 колебаний за 120 с.

Чему равна частота колебаний маятника? Ответ: 0,25 Гц.

Найти скорость распространения звука в материале, в котором колебания с периодом 0,01 с вызывает звуковую волну, имеющую длину 10 м. Ответ: 1 км/с.

Шарик совершает гармонические колебания вдоль прямой.

Амплитуда колебаний 6 см. Найти расстояние между крайними положениями шарика. Ответ: 12 см.

Сколько полных колебаний совершит материальная точка за с, если частота колебаний 10 Гц. Ответ: 50.

Период колебаний математического маятника 1 с. Чему равна длина нити этого маятника? Ответ: 25 см.

Гармонические колебания тела описываются уравнением: x = 0,3·sin(10t). Найти круговую частоту колебаний. Ответ: 10 рад/с.

Математический маятник совершает гармонические колебания с частотой 0,5 Гц. Найти циклическую частоту этих колебаний. Ответ: 3,14 рад/с.

Во сколько раз отличаются длины нитей математических маятников, если за одинаковое время первый совершает в 2 раза больше колебаний, чем второй. Ответ: второй в 4 раза длиннее.

Чему равна частота гармонических колебаний небольшого Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

шарика массой 250 г, подвешенного на легкой пружине жесткостью 100 Н/м? Ответ: 3,2 Гц.

Шарик, подвешенный на пружине, совершает колебания по закону х=Аsin(t/4). За сколько секунд, считая от начала движения, шарик пройдет путь, равный амплитуде его колебаний? Ответ: 2 с.

Под действием силы тяжести электродвигателя балка, на которой он установлен, прогнулась на 1 мм. При какой частоте вращения якоря электродвигателя амплитуда колебаний балки будет наибольшей? Ответ: 16 Гц.

Амплитуда незатухающих гармонических колебаний точки струны 1 мм. Какой путь пройдет эта точка за 0,2 с, если частота колебаний струны 1 кГц. Ответ: 80 см.

За какое время волна с циклической частотой 214 рад/с пройдет расстояние 20 км? Длина волны 10 м. Ответ: 58,7 с.

Масса груза пружинного маятника 100 г, период колебаний 0,8 с. Найти жесткость пружины. Ответ: 6,16 Н/м.

Длина звуковой волны в воздухе у самого низкого мужского голоса равна 4,3 м. Найти частоту колебаний этого голоса.

Скорость звука в воздухе 340 м/с. Ответ: 79 Гц.

Длина волны 40 м, скорость ее распространения 20 м/с. Найти частоту колебаний источника волн. Ответ: 0,5 Гц.

уравнение гармонических колебаний.

Ответ: х=0,05sin(t/2).

На каком расстоянии от ледокола находится скопление льда, Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

если посланный ультразвуковой сигнал был принят обратно через 3 с? (Скорость звука в данных условиях в воде составляет м/с.) Ответ: 2250 м.

20. Какую длину должен иметь маятник с периодом в 2 с на Луне, если ускорение силы тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле? Ответ: 16,56 см.

Занятие № 12 (8 часов).

Тема: «Электрический ток».

Теория.

Электрический заряд – фундаментальное неотъемлемое свойство некоторых элементарных частиц (электронов, протонов), проявляющееся в способности к взаимодействию посредством электрического поля. По характеру взаимодействия заряды можно классифицировать на два типа: положительные (протон) и отталкиваются, два разноименных заряда притягиваются.

Электрическим током называют упорядоченное направленное необходимы два условия:

Наличие свободных зарядов;

Наличие внешнего электрического поля, которое заставит перемещаться заряды.

Отношение величины заряда, протекшего через поперечное сечение образца, ко времени его протекания называется силой тока.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

q – заряд, измеряется в Кулонах [q] = Кл; t – время [t] = с; I – сила тока, измеряется в Амперах [I] = А.

Отношение работы внешнего поля по перемещению заряда к величине этого заряда называется напряжением.

А – работа внешних сил [А] = Дж; U – напряжение, измеряется в Вольтах [U] = В.

При перемещении зарядов внутри материала они испытывают столкновения между собой и с элементами кристаллической решетки материала, таким образом, вещество сопротивляется протеканию электрического тока. По сопротивлению материалы классифицируют на проводники и изоляторы (диэлектрики).

Величина сопротивления определяется формулой:

R – сопротивление, измеряется в Омах [R] = Ом; – удельное сопротивление материала (величина табличная) [] = Ом·м; l длина проводника [l ] = м; S – площадь поперечного сечения проводника [S] = м2.

некоторых материалов (при температуре 20С) Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Закон Ома для участка цепи:

Сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на концах этого участка к его сопротивлению.

Законы соединений проводников:

Изображение соединения на Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Закон сопротивлений Rобщ. = R1 + R Индексы: 1 – для первого проводника, 2 – для второго проводника, общ. – общее для всего соединения двух проводников.

Работа тока равна произведению силы тока и напряжения:

А – работа тока [А] = Дж.

Мощность тока – работа тока в единицу времени:

N – мощность тока [N] = Вт.

Закон Джоуля-Ленца: Количество теплоты, выделяющееся на сопротивления проводника и времени протекания тока.

Q – количество теплоты, выделяющееся на проводнике [Q] = Дж.

Примеры решения задач.

Пример №1. Из проволоки сопротивлением 10 Ом сделали кольцо.

Где следует подключить провода, подводящие ток, чтобы сопротивление участка равнялось 1 Ом? Ответ: провода должны Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

присоединенными проводами относились примерно как 1:8.

R1 R2 10Ом До подключения проводов участки проволоки R1 R сопротивлением 1 Ом, то цена деления шкалы гальванометра возрастает в 10 раз. Определить, какое добавочное сопротивление необходимо присоединить к гальванометру без шунта, чтобы его Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

можно было использовать как вольтметр, измеряющий напряжение до 2 В? Ответ: 991 Ом.

I 20 мА 0,02 А Rша 1Ом Найти:

Rшв ?

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Пример №3. В электрическом чайнике требуется вскипятить 1,5 л воды с начальной температурой 15С. Сопротивление спирали Ом, включается чайник в сеть напряжением 220 В. Сколько времени потребуется для доведения воды до кипения, если КПД чайника 80% ? Ответ: 608,5с 10 мин.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

1000кг / м3 Полезной будет теплота, пошедшая на нагрев Дж Затраченной будет теплота, выделяющаяся на с кг С нагревательном элементе при прохождении по R 44Ом нему электрического тока. Она вычисляется по КПД 80% Пример №4. В цепи, схема которой изображена на рисунке, все сопротивления одинаковы и равны по 2 Ом. Найти распределение токов и Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

напряжений. Ответ:

R1= R2= R3= R4= R456.=R4 + R5 + R6 = 6 Ом. (последовательное).

U = 55 В.

Найти:

I1, I2, I3, I4, I5, I6,U1, присоединены к блоку 3456 последовательно:

U2, U3, U4, U5, U6-? R = R1 + R3456 +R2 = 2 +1,5 + 2 = 5,5 Ом.

Задачи для самостоятельного решения.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

1. Сила тока в проводнике сопротивлением 100 Ом равна 0,2 А.

Найти напряжение на проводнике. Ответ: 20 В.

2. К сети напряжением 120 В присоединяют два резистора. При их последовательном соединении сила тока равна 3 А, а при параллельном соединении сила тока равна 16 А. Чему равны сопротивления этих резисторов? Ответ: 10 Ом, 30 Ом.

3. Найти общее сопротивление цепи, показанной на рисунке, и токи, проходящие через каждое сопротивление цепи, если все номиналы 3 Ом, а напряжение 12 В. Ответ: 3 Ом, 2 А.

4. Амперметр, внутреннее сопротивление которого 1 Ом, зашунтирован сопротивлением 0,2 Ом. Сила тока через амперметр 5 А. Чему равна сила тока в цепи, в которую включили амперметр?

Ответ: 30 А.

5. Какова мощность электроплитки, спираль которой изготовлена из материала с удельным сопротивлением 4,210-7 Омм, площадью поперечного сечения 0,42 мм2 и длиной 48,4 м? Плитка включена в сеть с напряжением 220 В. Ответ: кВт.

6. На участке цепи, показанном на рисунке, амперметр показывает силу тока 0,2 А, сопротивления Ом и 8 Ом. Найти напряжение на каждом сопротивлении. Ответ:

0,6 В; 1,6 В.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

7. Участок цепи состоит из двух последовательно соединенных проводников с сопротивлением 1 Ом и 4,5 Ом. Определить напряжение на этом участке при силе тока в проводниках 0,5 мА.

Ответ: 2,75 мВ.

8. Напряжение на резисторе R1 равно включенных резисторах R2 и R3 равно 14 В. Чему равно напряжение на параллельно включенных резисторах R1, R2 и R3 ? Ответ: 4,2 В.

9. В комнате одновременно горят 5 ламп мощностью 60 Вт каждая. Найти силу тока в подводящих проводах, если напряжение в сети 220 В. Ответ: 1,36 А.

сопротивления R1=20 Ом и R2=60 Ом. Найти общее сопротивление цепи. Ответ: 15 Ом.

Вольтметр с ценой деления шкалы 0,1 В/дел. и внутренним сопротивлением 100 Ом соединяют последовательно с добавочным сопротивлением 900 Ом и подключают образовавшуюся цепь к источнику напряжения. Чему равно напряжение источника, если стрелка вольтметра отклоняется на 40 делений? Ответ: 40 В.

Рассчитать сопротивление медного трамвайного провода длиной 6 км, если его площадь поперечного сечения 0,5110 -4 см2.

Ответ: 2 Ом.

Электрический чайник нагревает воду за 2 мин. Энергия, получаемая от электросети 264 кДж. Определить мощность тока, потребляемую чайником. Ответ: 2,2 кВт.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Фоторезистор, который в темноте имеет сопротивление сопротивлением 5 кОм. Когда фоторезистор осветили, то сила тока в цепи при том же напряжении увеличилась в 4 раза. Каким стало сопротивление фоторезистора? Ответ: 2,5 кОм.

Нагревательный элемент бытовой электроплитки состоит из двух одинаковых параллельно включенных спиралей. При ремонте плитки одну из спиралей пришлось укоротить на 20%. Во сколько раз изменилась мощность плитки после ремонта? Ответ: 1,125.

Средняя сила тока, проходящего через провода, ведущие к электросчетчику квартиры, 10 А. Какой заряд пройдет по этим проводам за год? Ответ: 315 МКл.

Имеются три лампы мощностью 100 Вт, 60 Вт и 40 Вт, рассчитанные на напряжение сети 120 В. Можно ли их соединить последовательно и включить в сеть с напряжением 220 В? Ответ:

можно.

параллельно резисторов, если сопротивление второго 800 Ом, а общее сопротивление участка цепи 600 Ом ? Ответ:2,4 кОм.

На цоколе лампы написано 220 В, 60 Вт. На какую силу тока она рассчитана? Ответ: 0,27 А.

сопротивлений R = 2 Ом и неизвестных Rx. При каком значении сопротивления Rx общее сопротивление цепи будет равно R ? Ответ: 0,8 Ом.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

Кабель состоит из двух стальных жил сечением по 0,6 мм каждая и четырех медных жил сечением 0,85 мм2 каждая. Найти падение напряжения на каждом километре кабеля при силе тока 0, А. Ответ: 0,48 В.

22. В электрическом чайнике вода закипает через 10 мин после включения в сеть, если нагревательный элемент изготовлен из провода длиной 5 м. При какой длине такого провода в нагревательном элементе вода в чайнике закипела бы через 5 мин?

Потери тепла не учитывать. В обоих случаях массу воды и ее одинаковой. Ответ: 2,5 м.

23. Найти сопротивление между точками А и В цепи, представленной на рисунке, если R = 4 Ом. Ответ: 14 Ом.

24. От источника с напряжением 1200 В требуется передать мощность 10 кВт на расстояние 800 м. Рассчитать площадь поперечного сечения медного провода, пригодного для этого, если допустимые потери напряжения не должны превышать 2%. Учесть двухпроводность линии. Ответ: 9,4 мм2.

Резисторы имеют сопротивления: R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 4 Ом, R4 = 5 Ом, R5 = 1 Ом, R6 = 6 Ом, R7 = 6 Ом, R8 = 16 Ом. Определить силу тока и напряжение на каждом резисторе и общее напряжение в цепи. Ответ: Uобщ. = 80 В.

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

26. Через поперечное сечение провода за 5 с проходит заряд 0, Кл. Чему равна сила тока в проводе? Ответ: 0,02 А.

27. Двигатель электровоза развивает силу тяги 320 кН, потребляя ток 180 А при напряжении 25 кВ. Найти среднюю скорость электровоза, если КПД его двигателя 80%? Ответ: 11,25 м/с.

В цепь включены два проводника:

R1 = вольтметра V2.Ответ:0,8 А; 8 В.

29. Определите сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, между точками С и D, если R1 =2 Ом, R2 = 5 Ом, R3 = 20 Ом, R4 = Ом, R5= 10 Ом. Ответ: 1,55 Ом.

соединении - 12 Ом. Найти сопротивление каждого проводника.

Ответ: 20 Ом, 30 Ом.

Занятие № 13 (10 часов).

Тема: «Основы геометрической оптики».

Теория.

Закон распространения света:

Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

В прозрачной однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Луч – линия, вдоль которой распространяется свет.

Свойство световых лучей:

Световые лучи обратимы.

Отражение – явление изменения направления света на границе раздела двух сред, такое, что свет остается в первой среде.

перпендикуляром, восстановленным в точку падения к границе раздела сред.

Угол отражения () – угол между отраженным лучом и перпендикуляром, восстановленным в точку падения к границе раздела сред.

Законы отражения света:

восстановленный в точку падения к границе раздела сред, лежат в одной плоскости.

Угол отражения равен углу падения. =.

Преломление – явление изменения направления света на границе раздела двух сред, такое, что свет переходит из первой среды во вторую.

Угол преломления () – угол между преломленным лучом и перпендикуляром, восстановленным в точку падения к границе раздела сред.

Показатель преломления второй среды относительно первой (n2,1) – скалярная физическая величина, показывающая, во сколько раз Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

скорость света в первой среде превосходит скорость света во второй среде.

Показатель преломления второй среды называется абсолютным, максимальная из возможных в природе и равна с=3·108 м/с.

Законы преломления:

восстановленный в точку падения к границе раздела сред, лежат в одной плоскости.

Синус угла падения относится к синусу угла преломления как показатель преломления второй среды относительно первой Линза – прозрачное для света тело, ограниченное двумя, обычно сферическими, поверхностями.

Главная оптическая ось линзы – прямая, соединяющая центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.

Оптический центр линзы – точка, находящаяся на главной оптической оси на равных расстояниях от поверхностей линзы.

преломляются. Каждый такой луч является побочной оптической Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

осью.

Главный фокус линзы – точка на главной оптической оси, в которой пересекаются все лучи (линза собирающая) или их продолжения (линза рассеивающая), если лучи до линзы шли параллельно главной оптической оси. Фокусов у линзы два, располагаются по разные стороны от линзы.

Фокусное расстояние (F) – расстояние между оптическим центром и главным фокусом.

В зависимости от расположения предмета и линзы, она может давать различные по характеру изображения:

Если предмет располагается перед фокусом собирающей линзы, то изображение мнимое, прямое, увеличенное.

Если предмет располагается между фокусом и двойным фокусом Курсовая довузовская подготовка учащихся 9-х классов по физике.

собирающей линзы, то изображение действительное, обратное, увеличенное.

Если предмет располагается за двойным фокусом собирающей линзы, то изображение действительное, обратное, уменьшенное.

Рассеивающие линзы дают всегда мнимые, прямые, уменьшенные изображения.

Оптическая сила линзы (D) – скалярная физическая величина, обратная фокусному расстоянию. Измеряется в диоптриях. [D]=мдптр.

Для собирающих линз считается F>0 и D>0. Для рассеивающих