Методические указания для студентов по проведению практических работ. Дисциплина «ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ»
опыты и эксперименты на тему

Методические указания

для студентов по проведению  практических работ

                 Дисциплина  «ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ»

Учебная дисциплина «Естествознание» относится к числу базовых общеобразовательных дисциплин  при освоении специальностей СПО социально-экономического профиля и изучается  на первом курсе. Это обусловлено ведущей ролью естественных наук в познании природы, развитии техники и технологии, улучшения качества жизни. В свою очередь, знакомство с естественнонаучным методом познания способствует развитию критического мышления, формированию культуры дискуссии и ответственной аргументации – качеств, необходимых каждому члену современного общества.

Целью изучения дисциплины «Естествознание» является освоение знаний о современной естественнонаучной картине мира и методах естественных наук; знакомство с наиболее важными идеями и достижениями естествознания, оказавшими определяющее влияние на развитие техники и технологий и  овладение умениями применять полученные знания для объяснения явлений окружающего мира, восприятия информации естественнонаучного и специального (профессионально значимого) содержания, получаемой из СМИ, ресурсов Интернета, специальной и научно-популярной литературы;  развитие интеллектуальных, творческих способностей и критического мышления в ходе проведения простейших исследований, анализа явлений, восприятия и интерпретации естественнонаучной информации.

Для достижения этих целей в курсе предусмотрено выполнение  практических и лабораторных работ.

Цель  выполняемых  лабораторных работ -  изучение физических явлений и законов, ознакомление с методами измерения физических величин. Анализ экспериментальных данных, характеризующих значение физических величин, приводит к установлению или проверке физических законов и соотношений. Лабораторные работы  помогают прививать практические навыки, навыки работы в группе, воспитывают ответственное отношение к делу, неукоснительное выполнение правил техники безопасности.

В результате самостоятельного выполнения практических работ студент должен научиться:

• использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для оценки влияния на организм человека электромагнитных волн и радиоактивных излучений; для оценки возможности энергосбережения в быту;
• работать с естественнонаучной информацией, содержащейся в сообщениях СМИ, Интернет-ресурсах, научно-популярной литературе: владеть методами поиска, выделять смысловую основу и оценивать достоверность информации.

Организация и порядок проведения практических работ

При подготовке к практическим работам студенты должны повторить по заданию преподавателя необходимый теоретический материал, выполнить самостоятельное домашнее задание по данной теме, принести на практическое занятие рабочие тетради с лекциями, материалы самостоятельной домашней работы.

Для выполнения практических работ студентам выдаются методические указания, а для оформления отчета – у студентов должны быть отдельная тетрадь. Оформление записей в тетради производится в соответствии с требования. Требования к оформлению приведены ниже. Каждая работа оформляется с новой страницы. Тетради хранятся  у преподавателя.  Студенты должны обязательно ответить на контрольные вопросы и сделать вывод после выполнения лабораторной работы.

При отсутствии студентов в техникуме во время проведения практических работ, они должны выполнить данную работу в не учебное время.

По каждой практической  работе студентам выставляется оценка. Результат выполнения практической  работы отображается в учебном журнале.

Практическое занятие по теме  «Относительность механического движения»

Цели и задачи учебного занятия: Расширить и углубить понятие относительности движения.

Практическая работа: Карточка

Задание 6-А и 6-Б

На рис. 1 показаны положения брошенного камня во время полета. Нарисуйте в тетрадях траекторию его движения с сохранением масштаба рисунка.

На рис.2 изображен лыжник, готовящийся съехать с горы. Нарисуйте в тетрадях предполагаемую таректорию его движения (траекторию движения одной из точек лыжника) с сохранением масштаба рисунка.

Задание 7-А и 7-Б

На рисунках показаны два последовательных снимка. Определите, какие тела находятся в движении относительно бензоколонки и первого автомибиля. Ответ запишите.

Ответ: 7-А

Относительно бензоколонки, которую принимаем за неподвижное тело, движутся два автомибиля и птица. Относительно первого автомибиля движутся бензоколонка и птица. Второй автомибиль относительно первого нахоядится в покое, так как расстояние между ними не изменилось.

Ответ: 7-Б

Относительно елки, которую принимаем за неподвижное тело, движутся два человека и собака. Относительно первого человека елка и собака находятся в движении, а второй человек в покое, так как расстояние между людьми сохранилось.

Задание 8-А и 8-Б

Между городами А и В проложены железная и шоссейная дороги. Определите длиину пути между городами по железной и шоссейной дорогам.

Ответ : 8-А

Длина пути по шоссейной дороге 9 км, а по железной дороге – 13 км.

Ответ: 8-Б

Длина пути по шоссейной дороге 7,25 км, а по железной дороге – 10 км.

0,8 м = ? см 2,9 дм = ? м 380 м = ? км 0,4 м = ? см

2,5 дм = ? м 250 м = ? км

Практическое занятие по теме   «Равноускоренное движение»

Цели занятия:

Цель работы: вычислить ускорение, с которым скатывается шарик по наклонному желобу. Для этого измеряют длину перемещения s шарика за известное время t. Так как при равноускоренном движении без начальной скорости

Порядок выполнения работы

1. Укрепите желоб с помощью штатива в наклонном положении под небольшим углом к горизонту (рис. 175). У нижнего конца желоба положите в него металлический цилиндр.

2. Пустив шарик (одновременно с ударом метронома) с верхнего конца желоба, подсчитайте число ударов метронома до столкновения шарика с цилиндром. Опыт удобно проводить при 120 ударах метронома в минуту.

3. Меняя угол наклона желоба к горизонту и производя небольшие передвижения металлического цилиндра, добивайтесь того, чтобы между моментом пуска шарика и моментом его столкновения с цилиндром было 4 удара метронома (3 промежутка между ударами).

4. Вычислите время движения шарика.

5. С помощью измерительной ленты определите длину перемещения s шарика. Не меняя наклона желоба (условия опыта должны оставаться неизменными), повторите опыт пять раз, добиваясь снова совпадения четвертого удара метронома с ударом шарика о металлический цилиндр (цилиндр для этого можно немного передвигать).

6. По формуле

найдите среднее значение модуля перемещения, а затем рассчитайте среднее значение модуля ускорения:

7. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:

При прямолинейном равноускоренном движении без начальной скорости

где S - путь, пройденный телом, t - время прохождения пути. Средства измерения: измерительная лента (линейка), метроном (секундомер).

Лабораторная установка и порядок выполнения работы подробно описаны в учебнике.

Практическое занятие по теме   « Закон всемирного тяготения»

ЦЕЛЬ УРОКА: показать универсальный характер закона всемирного тяготения.

ОПЫТ. Шарик поднять на высоту и выпустить. Тело падает вниз. Мы знаем, что его притягивает к себе Земля, то есть на шарик действует сила тяжести.

А только ли Земля обладает способностью действовать на все тела с силой, которую называют силой тяжести?

Практическое занятие по теме   «Закон сохранения импульса»

Используется набор демонстрационного оборудования «Механические явления» фирмы «Научные развлечения» и программа «Цифровая лаборатория.

Демонстрационный эксперимент» (раздел: Механика. Законы сохранения в механике). Цель Эксперимента 1. Демонстрация справедливости закона сохранения импульса на примере неупругого столкновения тележек.

Оборудование: • скамья • транспортир •тележки – 2 шт. •груз 70 г •пусковое устройство •оптоэлектрический датчик – 2 шт.

Для проведения опыта скамья с магнитной подвеской устанавливается перед занятием. Следует следить, чтобы скамья была установлена строго горизонтально (от этого зависит точность результатов эксперимента).

Два оптоэлектрических датчика устанавливаются так, чтобы под ними, не задевая, проезжали тележки, и при этом стержнями на тележках перекрывался ИК-луч в створе оптоворот. Стартовое устройство крепится в произвольном месте доски, соединяется USB-кабелем с компьютером, питание к нему не подводится. К торцевой поверхности одной из тележек крепится шарик диаметром 3-5 мм из размятого пластилина. Эта тележка устанавливается в средней части скамьи вблизи второго датчика. Другая тележка с двумя флажками ставится на левый конец скамьи и при проведении опыта толкается рукой в сторону первой тележки, которая до столкновения покоится. В ходе удара тележки, благодаря пластилиновому шарику, слипаются и далее едут вместе. Когда флажки такой сборки проезжают мимо второго датчика, он срабатывает. По сигналу со второго датчика определяется скорость сцепленных тележек после удара. На основе сигнала первого датчика измеряется скорость движущейся тележки с флажками непосредственно перед столкновением с покоящейся тележкой V1=d/∆t1 (d = 5см = 0,05м – расстояние между флажками тележек). Аналогично скорость движения двух «слипшихся» тележек после столкновения V2=d/∆t2 определяется на основании сигнала со второго датчика. Внесение значений масс тележек с клавиатуры в соответствующие ячейки таблицы приводит к автоматическому вычислению импульса системы тел до (Р1=m1V1) и после удара (Р2=(m1+m2)V2) и заполнению соответствующих ячеек таблицы. В ходе проведения демонстрации следует сделать 3 пуска с разной скоростью тележки с флажками в сторону тележки без флажков. После 6 заполнения таблицы с экспериментальными данными необходимо убедиться, что импульс системы с точностью до 10% сохраняется. Перед второй серией пусков рекомендуется утяжелить вторую тележку дополнительным грузом и установить в середину скамьи (масса груза примерно равна массе тележки). После этого делается три пуска тележки с флажками в сторону утяжеленной тележки. Обработка ведется по аналогии с опытом с одинаковыми тележками, данные заносятся в ту же таблицу. Данные, полученные при проведении демонстрационного эксперимента №1 учителем у доски, учащиеся используют для заполнения специально разработанного Шаблона №1 (см.Раздаточный материал в Приложении). Учащимся необходимо самостоятельно: • используя данные, полученные в ходе демонстрационного эксперимента, рассчитать вначале скорость первой тележки при прохождении первого датчика, а затем скорость слипшихся двух тележек при прохождении второго датчика; • зная массы тележек, рассчитать импульс первой тележки до удара и импульс слипшихся тележек после удара; • посчитать, на сколько процентов отличается импульс системы до удара и после удара; • сделать вывод, выполняется ли закон сохранения импульса в данном эксперименте и с какой точностью. После того как учащиеся самостоятельно проделают вычисления, на экран можно вывести результаты компьютерной обработки данных эксперимента, выполненной учителем, для совместного обсуждения результатов эксперимента.

Практическое занятие по теме   «Механические колебания»

Цель работы: применить формулы для нахождения характеристик гармонических механических колебаний, объяснять качественные задачи, основываясь на закономерностях волновых и колебательных движений.

Прежде чем приступить к работе, ответьте письменно на вопросы:

1вариант

1.Сформулируйте определение понятия «механические колебания».

 2.Перечислите характеристики гармонических колебаний.

3. Запишите обозначение и единицы измерения периода, скорости, амплитуды смещения тела.

4. Запишите формулы вычисления циклической частоты,  длины волны. (Формулы расписать).

2 вариант

1. Сформулируйте определение понятия «механическая волна».

2. Назовите, от каких  величин зависит период математического маятника.  .

3. Запишите обозначение и единицы измерения частоты , длины волны, циклической частоты.

4. Запишите формулы вычисления частоты,  формулу Томсона для пружинного маятника. (Формулы расписать).

Приведём общий алгоритм решения расчётной задачи по физике.

1. Прочитайте текст физической  расчётной задачи.
2. Запишите кратко условие и требование задачи с помощью общепринятых условных обозначений.
3. Проверить все ли физические величины приведены в систему единиц.
4. выполнить четкий, понятный рисунок, не загромождая его лишними, не принципиальными деталями; если задача может быть решена без рисунка, его делать не следует (в целях экономии времени).
5. Составьте физические формулы, уравнения в соответствии с содержанием  расчётной задачи и её требованиям.
6. Составьте рациональный план решения задачи
7. Продумайте, какие дополнительные данные можно извлечь из  формул, уравнений для реализации требований задачи.
8. Произведите все необходимые в данной задаче действия с заданной математической точностью.
9. Запишите полученный ответ.

Пример решения задачи: Вычислите  массу груза подвешенного на пружине жесткостью 250 Н/м, если он совершает 20 колебаний за 16 с.

Анализ условия. Количественная сторона задачи - дано время 16с и число колебаний 20. Коэффициент жесткости пружины 250 Н\м.  Вычислить массу груза. Качественная сторона задачи – пружинный маятник совершает колебания.

Алгоритм решения:

• Пружинный маятник совершает колебания с определенной частотой и периодом

• Зная период колебания пружинного маятника (Формулу Томсона) можно выразить массу груза.

       Дано:                                                        Решение:

Решите следующие задачи самостоятельно.

1 вариант.

1. Рассчитайте период колебаний иглы, если вал электрической швейной машины вращается с частотой 920 об./мин. За один оборот вала игла совершает одно вынужденное колебание.

2.Игла швейной машинки  совершает гармонические колебания по закону  Χ= 20 ѕіn πt . Определите амплитуду, период колебания и  частоту.

3.Вычислите частоту свободных колебаний тела на пружине, если тело массой 200 г. совершает колебания на пружине , жесткость которой 2 кН/м.

4.Вычислите длину ультразвукового генератора в алюминии, если частота ультразвука равна 3 М Гц, а скорость в алюминии 5,1 103 м/с

2 вариант.

1. Вычислите частоту  колебания  иглы швейной машинки, совершавшей 30  полных колебаний за 60 с.

2.Игла швейной машинки  совершает гармонические колебания по закону  Χ= 100 ѕіn  2πt . Определите амплитуду, период колебания и  частоту.

3.Вычислите период  свободных колебаний тела на пружине, если тело массой 500 г. совершает колебания на пружине , жесткость которой      5 кН/м.

4.Вычислите длину  инфразвука в воздухе, если скорость звука в воздухе равна 340 м/с

Приведём общий алгоритм решения качественной задачи по физике

1. Прочитайте текст физической  задачи.
2. Проанализируй условие задачи.
3. Выпиши перечень явлений, о которых идет речь в задаче и их взаимосвязи.
4. Запиши основные теоретические положения, необходимые для решения задачи (качественная сторона задачи).
5. Проанализируй и сделай сравнения характеристик явлений.
6. Сделай вывод.

Пример решения задачи: Объясните, кто в полете машет крыльями чаще: муха или комар?

Анализ условия.  Качественная сторона задачи – во время движения насекомые совершают колебательные движения крыльями, тем самым создавая звуковую волну. Чем выше частота колебаний, тем выше звук. Значит, комар чаще машет крыльями.

 Решите следующие задачи самостоятельно.

1 вариант.

5.Объясните, почему при проведении влажным пальцем по стеклу получается звук.

6.Объясните на какую величину - частоту или длину волны реагирует человеческое ухо.

2 вариант.

5.Объясните, почему звуковые волны  распространяются быстрее  в соленой воде, чем в пресной.

6.Объяните,  в какой машине меньше трясет - в пустой или нагруженной.

Практическое занятие по теме   «Исследование зависимости силы трения от веса тела »

Цель работы: 

экспериментально исследовать зависимость силы трения от веса тела.

Оборудование: динамометр; набор грузов; трибометр.

Ход работы

1. Кладут деревянный брусок на горизонтально расположенную линейку и, нагрузив его сначала одним, потом двумя и тремя грузами, тянут динамометром по возможности равномерно вдоль линейки. Таким образом измеряют силу тяги (равную силе трения).

2. Затем, взвесив брусок и грузы на динамометре (сила нормального давления) определяют вес тела. Здесь вес тела определяется как сумма весов грузов и бруска. При этом надо взвешивать брусок вместе с грузами.

Таблица

3. Сделайте вывод о зависимости силы трения от веса тела.

Практическое занятие по теме   «Тепловое движение».

Вопросы.

1 . Что такое тепловое движение?

2. Что такое внутренняя энергия тела?

3. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела? Приведите примеры.

4. В каких случаях внутренняя энергия тела увеличивается? Уменьшается?

5. Что такое теплопередача?

6. Что такое теплопроводность?

7. Объясните механизм передачи энергии при теплопроводности.

8. Какие тела обладают большей; меньшей теплопроводностью?

9. Что такое тепловое равновесие?

10. Что такое конвекция?

11. Как происходит передача энергии при конвекции? За счет чего теплый воздух поднимается вверх?

12. В каких веществах передача энергии происходит с помощью конвекции?

13. Что такое излучение?

14. Какие тела лучше поглощают энергию теплового излучения? Какие тела являются источниками теплового излучения?

15. Приведите примеры использования в природе и быту конвекции, излучения, теплопроводности.

16. Что такое количество теплоты? Как обозначается эта величина? В каких единицах измеряется?

17. Что такое «удельная теплоемкость вещества»? Что она показывает?

18. Как обозначается величина «удельная теплоемкость»? В каких единицах измеряется?

19. От чего зависит количество теплоты, полученное или отданное телом?

20. Как рассчитывается количество теплоты при нагревании, охлаждении тела?

21. Объясните график нагревания и охлаждения тела.

22. Сформулируйте закон сохранения энергии.

23. Что показывает величина « удельная теплота сгорания топлива»?

24. Как находится энергия, выделяемая при сгорании топлива?

25. *Как связаны количество теплоты и внутренняя энергия тела?

26. *Сравните все виды теплопередачи.

27. *Почему закон сохранения энергии относится к фундаментальным законам природы?

Практическое занятие по теме   «Внутренняя энергия»

Цель занятия: закрепить основные понятия термодинамики

Перед началом занятия необходимо знать: определение внутренней энергии и работы идеального газа, характеристики изопроцессов, I закон термодинамики, КПД тепловых двигателей.

После окончания занятия необходимо уметь: применять формулы для определения внутренней энергии газа и его работы, применять I закон термодинамики для исследования изопроцессов, определять КПД тепловых двигателей.

Оборудование (дидактическое обеспечение): периодическая система Менделеева Д. И.

Выполните следующие задания:

Задание 1.

Вычислить:

Задание 2.

Определить:

Задание 3.

Установите, что происходит с внутренней энергией газа при процессе указанном в варианте:

А. Останется неизменной;  Б. Возрастает;   В. Уменьшается;  Г. Среди ответов нет правильного.

Задание 4.

Определите количество теплоты, передано газу и работу газа при его расширении, если:

Определить изменение внутренней энергии

Задание 5.

Определите температуру холодильника, если температура нагревателя

Определить температуру нагревателя, если температура холодильника

Ответы запишите в таблицу, сделайте вывод.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Сформулируйте I закон термодинамики.
2. Запишите I закон термодинамики для изохорного и адиабатного процессов
3. Перечислите основные элементы тепловых машин.

Практическое занятие по теме   «Количество теплоты»

Задача 1.

Идеальный газ с показателем адиабатырасширили по закону Р = αV, где α = const. Первоначальный объем газа V1. В результате расширения объем увеличился в η раз. Найдите приращение внутренней энергии газа.

Решение:

Ответ: изменение внутренней энергии равно 

Практическое занятие по теме   «Закон Кулона»

Цель: Применять закон Кулона при решении задач.

Оборудование: комплект заданий, методические указания по выполнению практических работ.

Ход решения:

1. Решить задачи, предусмотренные для совместного решения.

2. Ответить на предложенные вопросы.

3. Предоставить выполненное задание преподавателю на проверку.

F-(Н) Сила взаимодействия между зарядами

q-(Кл)Заряд

r-(м) Расстояние между зарядами

ɛ 0=8.85 *10-12 Кл/Н м2электрическая постоянная

ɛ -Диэлектрическая проницаемость среды(в вакууме ɛ=1)

k =9 * 10 9 Н м2/ Кл 2 Коэффициент пропорциональности

Напиши формулу закона Кулона:

Ответь на вопросы:

2.Что можно определить с помощью закона Кулона?

Ответ: величину заряда, силу взаимодействия между зарядами, расстояние между зарядами.

3.Что произойдёт с силой взаимодействия между двумя зарядами ,если их из воздуха перенести в воду?

Ответ: сила взаимодействия уменьшится.

4.Что произойдет с силой взоимодействия между двумя зарядами ,если растояние между ними увеличить в пять раз?

Ответ: сила уменьшится в 25 раз.

5.В каких единицах измеряются:

Сила взаимодействия между зарядами F-(Н)

Заряд q-(Кл)

6.Какой величине равен коэффициент пропорциональности?

Ответ:

k =9 * 10 9 Н м2/ Кл 2

Реши задачи:

7.Величина одного заряда 2×10-5Кл,другого-4×10-4Кл.Определить силу взаимодействия между ними ,если они помещены в керосин (ɛ=2) на расстоянии 10см. ɛ 0=8.85 *10-12 Кл/Н м2

8.определить силу взаимодействия между двумя электрическими зарядами 5×10-4Кл  и 2×10-5Кл находящимися в дистиллированной воде(ɛ=81) на расстоянии 5 см друг от друга. ɛ 0=8.85 *10-12 Кл/Н м2

Ответь на вопросы:

9 .Электрическое поле каких  зарядов нарисованы на рисунке №1?

Ответ: электрона, протона.

10.Электрическое поле каких  зарядов нарисованы на рисунке №2?

Ответ: протонов.

Выбери правильный ответ.

11.Два заряда на расстоянии 10 см друг от друга помещены в керосин (ɛ=2)

Как изменится сила взаимодействия  этих зарядов в вакууме?

а) увеличится в 2 раза

б) не изменится

в) уменьшится в 2 раза

12.Растояние между электрическими зарядами возросло в три раза .Как должна измениться величины зарядов, чтобы сила взаимодействия между ними возросла в девять раз?

а) увеличится в 3 раза

б) увеличится в 9 раз

в) уменьшится в 3 раза

Практическое занятие по теме   «Электрическое поле»

Цели:

- выяснить, как влияет диэлектрик на основные характеристики электрического поля;

- рассмотреть на нескольких примерах методы решения задач, требующих учета влияния диэлектрика на электрическое поле.

Ход занятия

В ходе проведения занятия необходимо рассмотреть ряд качественных задач и далее решить несколько расчетных задач по мере возрастания их сложности.

Прежде чем приступить к выполнению задания, необходимо обсудить, в чем заключается явление поляризации диэлектрика и как это сказывается на характеристиках электростатического поля в веществе, в чем заключаются различия явления электростатической индукции в проводнике и диэлектрике, какой физический смысл имеет диэлектрическая проницаемость.

Качественные задачи

1. Металлический заряженный шар окружен толстым сферическим слоем диэлектрика. Нарисуйте картину силовых линий внутри и вне диэлектрика. Укажите причины изменения электрического поля на границе диэлектрика.

2. Положительный и отрицательный точечные заряды притягиваются друг к другу с силой F. Как изменится эта сила, если между зарядами поместить шарик из диэлектрика?

3. Плоский конденсатор, пластины которого велики по сравнению с расстоянием между ними, присоединен к источнику постоянного напряжения. Изменится ли напряженность электрического поля внутри конденсатора, если заполнить пространство между обкладками диэлектриком?

4. Наэлектризованный металлический шарик опустили на дно сухой стеклянной пробирки и поднесли ее к электроскопу. Разойдутся ли листочки электроскопа?

5. Плоский воздушный конденсатор после зарядки отключают от источника напряжения и погружают в керосин. Как изменится энергия, накопленная в конденсаторе?

Примеры решения расчетных задач

Задача 1. Пространство между обкладками плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектриков: слоем стекла толщиной d1 = 1 см и слоем парафина толщиной d2 = 2 см. Разность потенциалов между обкладками равна 3000 В. Определите напряженность поля и падение потенциала в каждом из слоев. Диэлектрическая проницаемость стекла 1 = 7, парафина 2 = 2.

Решение:

В каждом диэлектрике электрические поля будут однородны. Напряженность поля в каждом слое связана с напряженностью поля в отсутствие диэлектрика соотношениями

Отсюда следует:

    (1)

Воспользуемся связью разности потенциалов с напряженностью для однородного электрического поля:

    (2)

Решая совместно (1) и (2), получим:

Ответ: 

Практическое занятие по теме   «Постоянный электрический ток»

Цель: Применить закон Джоуля -Ленца и закон Фарадея для решения задач.

Оборудование: комплект заданий, методические указания по выполнению практических работ.

Ход решения:

1. Решить задачи, предусмотренные для совместного решения.

2. Ответить на предложенные вопросы.

3. Предоставить выполненное задание преподавателю на проверку.

Задание :

Ответьте  на вопросы:

1.Сформулировать закон Джоуля- Ленца.

2.В каких единицах измеряется:

Энергия_________

Работа__________

Мощность_______

3.Перечислите ,где применяется закон Джоуля- Ленца(не менее 5 примеров)

4.Сформулировать закон Фарадея

5.Сформулировать определение процесса электролиза.

6.Перечислите ,где применяется электролиз(не менее 3 примеров)

7.Перечислите основные элементы необходимые для электролиза.

Решите задачи:

8.Проволочная спираль, сопротивление которой в нагретом состоянии равно R=47Ом ,включена в сеть напряжениемU= 220В.Какое количество теплоты -Q выделяет эта спираль за t= 3 мин.

9.По сопротивлению, к концам которого приложено напряжение

U= 220В, течет электрический ток силой I= 5А определите мощность-P электрического тока, работу-A, совершаемую током за t= 15с.

10При серебрении изделия на катоде за t= 45 мин. Отложилось серебро массой m=7.55г. Определить силу тока -I при электролизе.(k=1.12×10-6кг/Кл)

11.Определите стоимость-N электроэнергии ,потребляемой компьютером в течении t=6 час, если тариф за1 кВт ×ч равна Т=100 руб., а потребляемая мощность компьютера от сети P= 200Вт.

Практическое занятие по теме   «Сборка электрической цепи »

Практическое занятие по теме   «Магнитное поле».

Задача 1

Найти напряженности Н магнитного поля в точке, отстоящей на расстоянии а=2 м от бесконечно длинного проводника, по которому течет ток I=5 А.

Дано: а=2 м I=5 А p =3,14

Решение: Напряженность магнитного поля, созданного бесконечно длинным прямолинейным проводником: Н-? H I a = 2p

Вектор r Н расположен по касательной к окружности, направление определяется правилом буравчика. Вычисления: H = А м × × = 5 2 314 2 039 , , ( / )

Ответ: напряженность магнитного поля в точке, отстоящей на данном расстоянии от бесконечно длинного проводника, по которому течет ток, равна Н=0,39 А/м.

Практическое занятие по теме   «Дисперсия света».

Выполните эксперимент. При выполнении данного задания учащиеся работают группами по 2-3 человека. Каждая группа проводит по одному эксперименту.

Практическое занятие по теме   «Интерференция и дифракция света».

Вопросы для самоконтроля:

1. Когерентные источники

2.Условия максимума и минимума при интерференции

3. Интерференция света в тонких пластинах

4. Просветление оптики

5. Интерферометр, принцип работы

6. Понятие про интерференционный микроскоп

7. Принцип Гюйгенса-Френеля

8. Дифракция на щели в параллельных лучах

9. Дифракционный спектр, дифракционная решетка

10. Угловая дисперсия, разрешающая способность

11. Основы рентгеноструктурного анализа

12. Голография

Практическое занятие по теме   «Биологическое действие радиоактивных излучений».

Тест

1. Радиоактивные изотопы получают в результате:

1. Химических реакций.
2. Облучения α-частицами, γ-излучение, нейтронного облучения.

2. Предельно допустимая доза излучения для лиц, работающих с облучением длительное время:

1. 0,05 Гр в год.
2. Б. 0,5 Гр в год.

3. Для защиты от жесткого рентгеновского и γ-излучений применяются вещества, состоящие из элементов:

1. С высоким атомным номером и имеющих большую плотность.
2. С малым атомным номером и имеющих малую плотность.

4. Какое из перечисленных веществ при равной толщине дает наилучшую защиту от γ-излучения.

1. Чугун.
2. Свинец.

5. Если тело человека массой 60 кг поглотило в течение короткого времени радиационную энергию 180 Дж, какую дозу облучения получил человек.

1. 0,3 Гр.
2. 3 Гр.

6. Каким прибором измеряют уровень радиации.

1. Дозиметр.
2. Электрометр.

Практическое занятие по теме   «Термоядерный синтез»

Какие же ядра более подходят для осуществления данной реакции?
Атомные ядра, имеющие небольшой электрический заряд, легче приблизить на нужное расстояние, поэтому тяжелые изотопы водорода являются лучшим видом топлива для управляемой реакции синтеза.

1. Самая легко осуществимая реакция — дейтерий + тритий:
Такая реакция наиболее легко осуществима с точки зрения современных технологий, даёт значительный выход энергии, топливные компоненты дешевы. Недостаток — выход нежелательной нейтронной радиации.
2. Существенно сложнее, на пределе возможного, осуществить реакцию дейтерий + гелий-3
Условия её достижения значительно сложнее. Гелий-3, кроме того, является редким и чрезвычайно дорогим изотопом. В промышленных масштабах в настоящее время не производится. Однако может быть получен из трития, получаемого в свою очередь на атомных электростанциях; или добыт на Луне.

Практическое занятие по теме   «Химическая связь»

Примерные задания

1.  Расположить в ряд по уменьшению энергии связи соединения углерода с галогенами.

2.  Среди молекул Br2, Cl2, I2 указать молекулу с наименьшей длиной и наибольшей энергией связи

3.  Молекула диоксида углерода СО2 неполярна, а молекула воды Н2О полярна. Что можно сказать о геометрическом строении этих молекул?

4.  Показать образование связей в молекулах водорода, фтора, фтороводорода, кислорода и азота и сделать общий вывод.

5.  Какая характеристика называется кратностью связи? Какие типы перекрывания электронных облаков бывают при образовании химических связей?

6.  Характерной особенностью ковалентной связи является ее насыщаемость. Как понимается и объясняется насыщаемость ковалентной связи?

7.  Рассмотреть образование химической связи в молекуле монооксида углерода.

8.  Какая химическая связь называется ионной? Можно ли однозначно разграничить полярно - ковалентную и ионную связь?

10.  Показать химические связи в молекулах ВеН2 и ВеF2 и их строение.

11.  Объяснить химические связи в молекуле ВН3 и ее свойства.

12.  Показать химические связи в молекулах SF6 и их строение

13.  Показать химические связи в катионе аммония NH4+ и молекуле TiCl4

Практическое занятие по теме   «Теория электролитической диссоциации»

Вариант I

Хлорид алюминия, оксид магния, магний, серная кислота, нитрат железа(III), гидроксид меди(II), гидроксид калия, оксид кремния.

Вариант II

Гидроксид натрия, хлорид железа(II), оксид азота(IV), азотная кислота, оксид железа(III), сульфат алюминия, гидроксид цинка, фосфат серебра.

(5 баллов.)

 2. Допишите уравнения реакций в молекулярном виде. Составьте ионные уравнения этих реакций.

Вариант I

а) MgCl2 + NaOH  … ;

б) К2CO3 + HNO3  … ;

в) Ba(OH)2 + HCl  … .

Вариант II

а) NaOH + H2SO4  … ;

б) ZnSO4 + KOH  … ;

в) Na2CO3 + HCl  … .

Практическое занятие по теме   «Окислительно-восстановительные реакции»

Цель работы:

• знать определение химического уравнения;
• понятия: окислитель, восстановитель, окисление, восстановление;
• уметь: определять значение степени окисления элементов; составлять схему смещения электронов; определять процессы окисления и восстановления; определять функции веществ в окислительно-восстановительных реакциях; расставлять коэффициенты методом электронного баланса;

Задание:  из таблицы №1 выбрать по своему варианту номера заданий.

Таблица №1

Расставьте степени окисления атомов, подберите коэффициенты методом электронного баланса.

Практическое занятие по теме   «Неметаллы».

Вопросы по теме «Неметаллы»

1) Какой из неметаллов имеет самый маленький радиус атома? (фтор)

2) У кого из атомов неметаллов валентные электроны прочнее всего связаны с ядром? (фтор)

3) Как изменяется характер  химических свойств простых веществ-неметаллов в группе? (окислительные свойства ослабевают)

- в периоде? (окислительные свойства усиливаются)

4) Какое из простых веществ проявляет свойства только окислителя? ( фтор)

5) К каким электронным семействам относят элементы-неметаллы? (р –элементы; водород – s-элемент)

6) Какие элементы неметаллы являются биогенными (углерод, азот, водород, кислород)

7) В приведённых ниже схемах реакций укажите окислитель и восстановитель:

H2O + F → HF + O2

(фтор – окислитель; кислород – восстановитель)

SO2 + H2 → H2S + H2O

(водород – восстановитель; сера – окислитель)

H2SO4 + C → SO2 + CO2 + H2O

(углерод – восстановитель; сера – окислитель)

8) Укажите, какой элемент окисляется и какой восстанавливается в реакциях между простыми веществами:

S + O2 = SO2 (кислород – окислитель; сера – восстановитель)

N2 + 3H2 = 2NH3 (азот– окислитель; водород– восстановитель)

2Al + 3I2 = 2AlI3 (алюминий – восстановитель; иод – окислитель)

Cl2 + H2 = 2HCl (хлор – окислитель; водород – восстановитель)

Практическое занятие по теме   «Кислоты»

Цель: отработка навыков лабораторной работы, изучение свойств серной кислоты, решение экспериментальных задач на распознавание веществ по аниону.

Инструкция:

1. Повторите правила техники безопасности.
2. Проверьте на рабочем месте наличие необходимого оборудования и реактивов.
3. Сделайте в тетради таблицы для оформления результатов.

Таблица №1

Таблица №2

4. Выполните задания.

А) проведите реакции между веществами из первой таблицы.

Б) даны растворы 3-х кислот: серной, соляной и азотной, определите в какой пробирке находится серная кислота.

5. Приведите рабочее место в порядок.

Практическое занятие по теме   «Соли»

ОПЫТ 2. Очистка поваренной соли от примеси речного песка. Легкорастворимые вещества нетрудно очистить от механических загрязнений фильтрованием раствора. Сначала необходимо загрязненную поваренную соль поместить в воду, соль растворится в воде, а примеси - нет. Чтобы отделить механические примеси можно использовать метод фильтрования. Заметим, что когда загрязняющее вещество растворимо, фильтр не сможет его отделить. Как получить из очищенного раствора сухую поваренную соль? Для этого нужно использовать метод выпаривания: вода испарится, а на стенках фарфоровой чашки останутся кристаллы очищенной соли.

Рис. 2. Очистка поваренной соли от примеси речного песка (стадия выпаривания фильтрата)

Очистку поваренной соли от речного песка проводят, основываясь на таких свойствах соли, как хорошая растворимость в воде и нелетучесть (при выпаривании воды из раствора).

Практическое занятие по теме   «Предельные углеводороды».

Цель:

• закрепить полученные знания о строении и реакционной способности алканов, циклоалканов.

Ход работы

Основные задания

1. Приведите механизм бромирования метилпропана.
2. В чем отличие реакции бромирования циклопропана и циклогексана? Приведите уравнения реакции.
3. На примере октана объясните процессы, протекающие при термическом крекинге.
4. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:

5. На гидрирование смеси пропана и циклопропана израсходовано 4,48 л водорода (н.у.). При сгорании такого же образца исходной смеси образовалось 20,16 л углекислого газа. Вычислите массовые доли компонентов в исходной смеси.

Дополнительные задания

1. Приведите структурную формулу 2,2-диметил-4-этилгексана. Сколько первичных, вторичных, третичных и четвертичных атомов углерода содержится в данном соединении?
2. Приведите формулы цис-, транс-изомеров 1-метил-2-этилциклобутана.
3. Какие соединения образуются при нитровании бутана? Назовите. Приведите уравнение реакции.
4. Допишите уравнения реакции:

4.1. 

4.2. 

4.3. 

4.4. 

5. Смесь этана и оксида углерода (IV) объемом 1,4 л (н.у.) сожгли в избытке кислорода, получив при этом 2,52 л оксида углерода (IV). Определите содержание газов в исходной смеси (в % по объему).

Практическое занятие по теме   «Сложные эфиры»

Пробирка № 1

Пробирка № 2

Пробирка № 3

Пробирка № 4

Пробирка № 5

Задание: определить по запаху какие напитки находятся в пробирках (грушевый, абрикосовый, ананасовый, банановый, апельсиновый)

Практическое занятие по теме   «Углеводы»

1. Составьте уравнение реакции превращения альдегидной формы глюкозы в многоатомный спирт.
2. Составьте реакцию молочно-кислого брожения глюкозы. Приведите пример, где, конкретно, мы сталкиваемся с этим явлением.
3. Глюкоза реагирует с гидроксидом меди (II).Составьте уравнение реакции. Значит ли это, что все формы глюкозы вступают в реакцию или реагируют отдельные формы? Дайте пояснения.
4. Напишите формулу циклической формы фруктозы. Составьте схему динамического равновесия форм фруктозы, находящихся в растворе.
5. Составьте уравнение реакции окисления рибозы в одноосновную кислоту.

Практическое занятие по теме   «Белки»

1. Влияние температуры на активность ферментов

1. В 4 пробирки отмерить по 2 мл крахмала. Пробирки поместить в разные температурные условия:

а)   в кипящую водяную баню 100оС

б)  в термостат на 40 оС

в)  оставить в штативе (комнатная температура)

г)   поставить в снег.

2. Через 10 мин, когда содержимое пробирок примет заданную температуру, во все пробирки добавляют по 0,5мл разбавленной слюны, перемешивают с помощью стеклянной палочки и оставляют в тех же условиях.
3. Тотчас же начинают делать капельные пробы на стекле. Две капли содержимого второй пробирки капают на стекло, к ним добавляют 1 каплю раствора Люголя. Вначале получается синее окрашивание, через 1-2 мин. пробу повторяют до появления красно-бурой окраски.
4. Как только окраска содержимого второй пробирки окажется красно-бурой, прибавляют во все пробирки 1-2 капли раствора Люголя и отмечают время окончания ферментативной реакции.
5. После проведения опыта все пробирки переносятся в штатив и записывают результаты опыта.

Схема записи протокола опыта

2. Влияние рН среды на активность амилазы слюны

Содержимое каждой пробирки после прибавления слюны тщательно перемешивают и оставляют при комнатной температуре (20оС) на 15—20 мин. Через 10 мин. берут пробы из третьей пробирки, переносят на стеклышко и проделывают реакцию с каплями раствора Люголя. Вначале обычно получается синее окрашивание, затем фиолетовое, фиолетово-красное, красно-бурое, желтое. Как только содержимое третьей пробирки будет давать желтое окрашивание, через 1—2 минуты приливают во все пробирки по 1 капли раствора Люголя.

На основании полученной окраски судят о степени расщепления крахмала в зависимости от рН среды.

Схема записи протокола опыта

3. Специфичность ферментов

Принцип работы: каждый фермент может катализировать только одну реакцию, действуя на одно вещество или ряд близко родственных веществ. Высокая специфичность - одно из наиболее характерных свойств ферментов. Амилаза слюны ускоряет гидролиз только полисахаридов и не оказывает никакого действия на дисахариды. В случае расщепления сахарозы на глюкозу и фруктозу реакция Троммера должна быть положительной. При расщеплении крахмала до глюкозы эта проба также положительна.

1. Работа проводится с 2 пробирками по следующей схеме:

2. Далее пробирки ставят на 10 минут в термостат при температуре 38оС.
3. После термостатирования с содержимым пробирок проделывают реакции с йодом на присутствие крахмала и пробу Троммера на присутствие глюкозы:

1 мл исследуемого раствора + 0,5 мл 10% раствора гидроксида натрия + 5 капель 1% раствора сульфата меди.

Пробирку нагревают в кипящей водяной бане. При наличии глюкозы появляется желтое окрашивание, переходящее в красное. 

4. Влияние активаторов и ингибиторов на активность ферментов

В данной работе исследуется влияние на каталитическую активность амилазы слюны хлорида натрия и сульфата меди.

Нумеруются три пробирки. В пробирку №1 наливают 1 мл воды; в пробирку № 2 - 0,8 мл воды и 0,2 мл. 1% раствора хлорида натрия, в пробирку № 3 - 0,8 мл воды и 0,2 мл 1% раствора сульфата меди.

Во все пробирки добавляют по 1 мл разведенной слюны и по 1 мл 0,5% крахмала и оставляют на 3 мин. при комнатной температуре. Затем проверяют действие ферментов в пробирке №2, где предполагается наибольшая активность амилазы. Для этого из пробирки №2 отбирают несколько капель и проделывают пробную реакцию с йодом; эту реакцию повторяют каждые 20—30 секунд, пока не получат оранжевое или желтое окрашивание. Затем добавляют йод в пробирки № 1, 2, 3. Отмечают окрашивание и записывают результаты в виде таблицы.

Схема записи протокола опыта

Вопросы для самопроверки

1. Как объяснить влияние температуры на активность фермента?
2. Каким опытом подтверждается влияние температуры на активность фермента?
3. Каков температурный оптимум для амилазы?
4. По какой реакции мы устанавливаем температурный оптимум?
5. Как объяснить влияние РН на активность фермента?
6. Каким опытом подтверждается влияние рН на активность фермента?
7. Каково оптимальное значение рН для амилазы?
8. По какой реакции мы устанавливаем оптимальное значение рН для амилазы?
9. Каким опытом подтверждается специфичность действия фермента амилазы?
10. По какой реакции мы устанавливаем специфическое действие амилазы на крахмал?
11. Как объяснить влияние активаторов и ингибиторов на активность фермента?
12. Каким опытом подтверждается влияние активаторов и ингибиторов на активность фермента амилазы слюны?
13. По какой реакции мы устанавливаем ингибирующее действие сульфата меди на активность фермента амилазы?
14. По какой реакции мы устанавливаем активирующее действие хлорида натрия на активность фермента амилазы?

15.Перечислите основные виды ингибиторов и активаторов ферментов.

Практическое занятие по теме   «Размножение организмов».

Вопросы для сравнения

Форма размножения

Бесполое

Половое

За счет каких клеток осуществляется?

Являются ли потомки точной копией родителей?

Сколько особей участвуют в процессе размножения?

Каково биологическое значение?

Практическое занятие по теме  

 «Движущие силы эволюции»

Вопросы для обсуждения

Дать определение вида.

1. Перечислить критерии вида. Почему нужно пользоваться всеми критериями, чтобы отнести какой-либо организм к определённому виду?

Задача.

Два культурных растения ячмень и рожь имеют одинаковое число хромосом (14), но не скрещиваются, отличаются по внешнему виду и химическому составу.

1. Определите к одному или к разным видам следует отнести рожь и ячмень.
2. Какими критериями вида пи этом надо руководствоваться.
3. Как вы понимаете выражение «виды живут популяциями?» Дайте определение популяции.

Зайцы русаки обитают в степях Зауралья и Предуралья. Они отделены горными лесами (изоляция), но внешне не отличимы, при встречах дают плодовитое потомство. Почему?

Почему популяцию считают единицей эволюции? Можно ли предположить, что со временем появится в одной из популяций другой вид зайца?

Практическое занятие по теме  «Экологические факторы»

Цель: изучить законы зависимости организмов от факторов среды.

Задачи.

1. Изучить экологические факторы среды и их взаимодействие;
2. Научиться работать с диаграммами;
3. Научиться строить графики зависимости.

Вводная беседа.

Экологические факторы – это условия среды.

Различают: абиотические, биотические и антропогенные факторы.

Экологические факторы чрезвычайно разнообразны, и каждый вид, испытывая их влияние, отвечает на него по-разному. Тем не менее есть некоторые общие законы, которым подчиняются ответные реакции организмов на любой фактор среды.

Главный из них - закон оптимума, который выражается в том, что любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живые организмы. На графике он выражается симметричной кривой, показывающей, как изменяется жизнедеятельность вида при постепенном увеличении меры фактора.

Для понимания связи видов со средой не менее важен закон ограничивающего фактора. Он гласит, что наиболее значим тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимальных для организма значений. Именно от него и зависит в данный конкретный период выживание особей.

1. Перед вами график зависимости смертности куколок яблоневой плодожорки от двух факторов: влажности и температуры.

1) Определите, какой фактор будет ограничивающим в точке с координатами:

а) влажность — 20%; температура — 25°С

б) влажность — 80%; температура — 2°С

в) влажность — 80%; температура — 40°С

2) Назовите диапазон оптимальной для вида:

температуры

влажности

3) Назовите пределы выносливости вида:

по температуре

по влажности

2. Используя рисунок задания 1, подумайте и запишите, в каком из районов опасность размножения яблоневой плодожорки выше: в районе со средними летними температурами от 20 до 25°С и относительной влажностью 70—90% или в районе со средними летними температурами от 30 до 35°С и влажностью 30—40%:

3. Используя рисунок задания 1, постройте два графика зависимости смертности куколок яблоневой плодожорки от действия температуры при относительной влажности 80% и 30%.

Объясните, почему эти графики отличаются друг от друга:

4. Объясните, почему все графики зависимости численности (или смертности) от фактора среды будут иметь вид колоколообразной криво