Практические работы по физике
учебно-методическое пособие (физика) по теме

Министерство общего профессионального образования

Свердловской области

Государственное автономное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Свердловской области «Первоуральский политехникум»

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

К РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ

 УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ОДП 02. ФИЗИКА

Первоуральск

2013

Пояснительная записка.

Практические задания разработаны в соответствии с рабочей учебной программой дисциплины «Физика».

Цель выполнения практических работ: формирование предметных и метапредметных результатов освоения обучающимися основной образовательной программы базового курса физики.

Характеристика практических заданий:

Оценка результата выполнения практических заданий:

*Для работ №№  4, 7, 9 – 16.

Практическая работа № 1.

«Определение скорости тела относительно различных систем отчёта».

1. Разберите решение задачи № 32  (Рымкевич, А.П. Физика. Задачник. 10 – 11 классы.: пособие для общеобразоват. учреждений – 17-е изд. -  М.: Дрофа,  2013).

а) Запишите кратко условие задачи, где v1 – скорость велосипедиста относительно воздуха (скорость тела относительно подвижной системы отсчёта), v2 – скорость ветра (скорость подвижной системы отсчёта относительно неподвижной системы отсчёта), v –  скорость велосипедиста относительно земли (скорость тела относительно неподвижной системы отсчёта).

Дано:                                                                    Решение.

v1 = 36 км/ч = 10 м/с         б) Запишите закон сложения скоростей:  v1  +   v2  =  v.

v2 = 4 м/с                            в) Перейдите из векторной формы записи в скалярную форму:

                                                  если ветер попутный, то v1  +   v2  =  v;

Найти:    v  - ?                         если ветер встречный, то v1  -   v2  =  v.

                                             г) Подставьте числовые значения: v = 10 + 4 = 14 м/с – при

                                             попутном ветре;

                                             v = 10 -  4 = 6 м/с – при встречном ветре.

2. Решите задачу:

скорость лодки относительно воды 2 м/с, а скорость течения – 1,5 м/с. Какова скорость лодки относительно берега, когда лодка плывет по течению? против течения?

3. Решите задачу:

скорость движения теплохода относительно берега вниз по реке 20 км/ч, а вверх 18 км/ч. Определить скорость течения и скорость теплохода относительно воды.

Практическая работа № 2.

«Определение параметров движения при свободном падении тела».

1. Разберите решение задачи № 209 (Рымкевич, А.П. Физика. Задачник. 10 – 11 классы.: пособие для общеобразоват. учреждений – 17-е изд. -  М.: Дрофа,  2013).

а) Запишите кратко условие задачи, где t – время движения стрелы вверх (равно половине всего времени полёта), конечная скорость v2 стрелы при подъёме вверх равна 0, h – максимальная высота подъёма.

Дано:                                                                    Решение.

v2 = 0                       б) Запишите формулу скорости, учитывая, что при движении тела вверх

t = 3 с                     его скорость уменьшается: v2 = v1 – g . t.

Найти: v1, h - ?       в) Преобразуйте формулу, выразив v1:  v1 = v2 + g . t.

                                г) Подставьте числовые значения: v1 = 0 + 9,8 . 3 = 30.

                                д) Сделайте действия с наименованиями:

                               [v1] = м . с =  м .

                                           с2           с

                               е) Найдите высоту подъёма:

                               h =  v1 . t -  g . t2 ;        h =  30 . 3 -  9,8 . 32  = 45

                                                     2                                    2

                              ж) Сделайте действия с наименованиями:  

                             [h] = м . с  - м . с2  = м – м = м.

                                        с           с2

Ответ:  начальная скорость стрелы 30 м/с, максимальная высота подъёма 45 м.

2. Решите задачу: мяч, брошенный вертикально вверх, упал в исходную точку через 3 с. С какой начальной скоростью был брошен мяч?

3. Решите задачу: с какой начальной скоростью нужно бросить тело вертикально вверх, чтобы через 10 с оно двигалось со скоростью 20 м/с вниз?

Практическая работа № 3.

«Движение тела под действием нескольких сил»».

1. Разберите решение задачи № 272 (Рымкевич, А.П. Физика. Задачник. 10 – 11 классы.: пособие для общеобразоват. учреждений – 17-е изд. -  М.: Дрофа,  2013).

а) Запишите кратко условие задачи, где m – масса состава, F – сила тяги электровоза, μ – коэффициент сопротивления движению.

Дано:                                                                    Решение.

m = 3250 т = 3250000 кг    б) Покажите на рисунке силы, действующие на состав,

F = 650 кН = 650000 Н  

μ =  0,005                            у                 

Найти: а - ?                                    

                                                                                                N         а

                                                                              Fтр                                     F

                                                                                               mg

                                                                                                                                                   х

где  mg – сила тяжести,  N – реакция опоры,   F – сила тяги,  Fтр – сила трения.

в) Запишите формулу II закона Ньютона: mg + N + F + Fтр = m.а.  

г) Запишите проекции сил, действующих на состав, на оси х и  у:

                                                  F - Fтр = m.а;

                                                  N – mg = 0.

 д) Решите систему из двух уравнений: N = mg; Fтр = μ. N         Fтр = μ. mg;

                                                     F - μ. mg = m.а;

                                                  а = F - μmg .

                                                            m         

е) Рассчитайте ускорение состава:

                               а = 650000 – 0,005.3250000 .9,8 = 0,15.

                                                      650000                                   

ж) Сделайте действия с наименованиями:  

                             [а] = Н - кг . м/с2  = Н - Н  =  Н   = кг . м = м .

                                                кг              кг         кг      кг .с2      с2

Ответ:  электровоз сообщает составу ускорение 0,15 м/ с2.

2. Решите задачу № 271.

Автобус, масса которого с полной нагрузкой равна 15 т, трогается с места с ускорением 0,7 м/с2. Найти силу тяги, если коэффициент сопротивления движению равен 0,03.

Практическая работа № 4.

«Агрегатные состояния вещества».

Агрегатное состояние – это состояние вещества, обусловленное характером расположения и взаимодействия его молекул.

1. Прочитайте § 60 (Мякишев Г. Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012).

2. Заполните таблицу:

Практическая работа № 5.

«Кристаллические и аморфные тела».

Кристаллические тела  – это твёрдые тела, частицы которых образуют структуру с регулярным периодически повторяющимся

                                              расположением .

Аморфные тела - это твёрдые тела, для которых характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве.

Изотропия – это независимость физических свойств вещества от направления.

Анизотропия – это зависимость физических свойств вещества от направления.

1. Прочитайте §  73 и 74 учебника (Мякишев Г. Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012).

2. Заполните таблицу:

Практическая работа № 6.

«Изменение внутренней энергии тел в процессе теплопередачи».

1) Разберите решение задачи № 658 (Рымкевич, А.П. Физика. Задачник. 10 – 11 классы.: пособие для общеобразоват. учреждений – 17-е изд. -  М.: Дрофа,  2013):

а) Запишите кратко условие задачи, где η – КПД, m1 – масса снега, m2 – масса дров, t1 – начальная температура снега, t2 – конечная температура воды.

Выпишите из таблицы № 3  стр. 163:  tпл – температура плавления льда, с1 – удельная теплоёмкость льда, с2 – удельная теплоёмкость воды, λ – удельная теплота плавления льда.

Выпишите из таблицы № 5  стр. 164:  q – удельная теплота сгорания дров.

Дано:                                                                                                 Решение.

η = 40% = 0,4                                                    б) Запишите формулу КПД печи: η = Q1 , где

m1 = 200 кг                                                                                                                        Q2

t1 = -10оС                                                             Q1 – количество теплоты, необходимое для нагревания                                                                                                    

t2 = 20 оС                                                            льда до температуры плавления m1 . с1. (tпл - t1), для

tпл = 0 оС                                                            плавления льда   m1 . λ, для нагревания воды до нужной

с1 = 2,1 кДж/(кг . К) = 2100 Дж/(кг . оС)          температуры m1 . с2. (t2 - tпл)   

с2 = 4,2 кДж/(кг . К) = 4200 Дж/(кг . оС)           Q1 = m1 . с1. (tпл - t1) + m1 . λ + m1 . с2. (t2 - tпл)   

λ = 330 кДж/кг = 330000 Дж/кг                         Q1 = m1. (с1. (tпл - t1) +  λ + с2. (t2 - tпл));

q = 10 МДж/кг = 10000000 Дж/ кг                    Q2 – количество теплоты, выделяющееся при сгорании                      

                                                                               дров           Q2 = m2 . q

Найти: m2 – ?                                                      η = m1. (с1. (tпл - t1) +  λ + с2. (t2- tпл))   

                                                                                                           m2 . q

 в) Преобразуйте формулу : m2 = m1. (с1. (tпл - t1) +  λ + с2. (t2- tпл))     

                                                                      η . q

г) Подставьте числовые значения :  m2 = 200 . (2100 . 10 + 330000 + 4200 . 20)) = 21,75 = 22 кг

                                                                                          0,4 . 10000000

 д) Сделайте действия с наименованиями:  

[m2] = кг . (Дж . /(кг . оС) . оС + Дж/ кг + Дж . /(кг . оС) . оС) = кг . Дж/кг = кг.

                                                    Дж/ кг                                            Дж/ кг

2)  Решите задачу № 659.

Сколько стали, взятой при 20оС, можно расплавить  в печи с КПД 50 %, сжигая 2 т каменного угля?

Практическая работа № 7.

«Проводники и диэлектрики в электрическом поле».

Проводники  – это вещества, содержащие свободные заряды, которые могут перемещаться по всему объёму.

Диэлектрики – это вещества, содержащие только связанные заряды, которые не могут перемещаться под действием электрического

                            поля независимо друг от друга.

Электростатическая индукция – это явление перераспределения зарядов в проводнике под действием внешнего электрического поля.

Поляризация диэлектриков – это явление ориентации диполей или появление ориентированных диполей под действием

                                                       электрического поля.

Диэлектрическая проницаемость – это физическая величина, показывающая во сколько раз напряжённость электрического поля

                                                                 вещества меньше, чем напряжённость в вакууме.

ε =  Е0

       Е

1. Прочитайте § 93, 94 и 95 учебника (Мякишев Г. Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012).
2. Заполните таблицу:

Практическая работа № 8.

«Работа и мощность тока».

I) Прочитайте § 106 учебника (Мякишев Г. Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012).

II) Составьте конспект параграфа 57 по плану:

1. Дайте характеристику физической величины работа тока по плану:

• Определение;
• Формула;
• Единица измерения.

2. Дайте характеристику физической величины мощность тока по плану:

• Определение;
• Формула;
• Единица измерения.

3.  Дайте характеристику закона Джоуля - Ленца по плану:

• Формулировка;
• Математическая запись;
• Границы применимости;
• Пример проявления (применения).

III) Прочитайте задачу № 802 (Рымкевич, А.П. Физика. Задачник. 10 – 11 классы.: пособие для общеобразоват. учреждений – 17-е изд. -  М.: Дрофа,  2013).

IV) Разберите и перепишите в тетрадь решение первой части задачи № 806:

3, 5 В – это напряжение, под которым работает лампочка от карманного фонарика; 0,28 А – это сила тока в лампочке.

Дано:                    Решение:

U = 3,5 В                   U                                                                              U         3,5

I = 0,28 А         I =             - закон Ома для участка цепи;           R =           =             = 12,5;

Найти:                      R                                                                               I          0,28

R, Р - ?                          В

                         [R] =          =  Ом

                                      А          

                        Р = I . U = 3,5 . 0,28 = 0,98;

                         [Р] = В . А =  Дж . А   =   Дж . А  =  Дж  = Вт

                                                    Кл             А .  с         с

                        Ответ: Сопротивление лампы 12,5 Ом, мощность лампы 0,98 Вт.

V)  Решите вторую часть задачи № 802.

VI) Объясните, почему при одинаковой силе тока сетевая лампа выделяет мощность больше, чем лампочка от карманного фонарика.

Практическая работа № 9.

«Полупроводниковые приборы».

1. Прочитайте  параграфы 74, 75 и 76 учебника (Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика: Учебник для 10-ого класса средней школы- М.: Просвещение, 1999).

2. Заполните таблицу:

Практическая работа № 10.

«Магнитные свойства вещества».

1. Прочитайте § 7 учебника (Мякишев Г. Я. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012).
2. Составьте конспект по плану.

1. Дайте характеристику физической величины магнитная проницаемость

• определение,

• формула,

• единица измерения;

3. Зарисуйте схему «Классификация магнетиков»:

Магнетики – это вещества, способные намагничиваться во  внешнем магнитном поле (все вещества).

Магнетики

                                        Слабомагнитные                 Сильномагнитные

                     Диамагнетики             Парамагнетики     Ферромагнетики

                              μ < 1                                  μ > 1                     μ >> 1

                (медь, золото, цинк,      (алюминий, платина    (железо, никель, кобальт)

                 вода, стекло и др.)             кислород и др.)

2. Дайте определение и приведите примеры ферромагнитных веществ;

3. Дайте определение и приведите примеры температуры Кюри;

4. Приведите примеры применения

• сердечников из ферромагнетиков;

• постоянных магнитов;

• ферритов.

Практическая работа № 11.

«Электрические цепи переменного тока».

Активное сопротивление – это сопротивление, непрерывно потребляющее энергию от электромагнитного источника.

Реактивное сопротивление - это сопротивление, которое в среднем за период колебаний не потребляет энергию от электромагнитного                                источника.  

Действующее значение тока (напряжения) – это такое значение постоянного тока (напряжения), при котором выделяется мощность, равная средней мощности переменного тока.

                                                                                                      I =  Im      ;    U =  Um

                                                                                                                2                      2

1. Прочитайте § 32 – 34  учебника (Мякишев Г. Я. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012). Заполните таблицу:

Практическая работа № 12.

«Производство, передача и потребление электроэнергии».

1. Прочитайте  параграфы 25 и 26 учебника (Мякишев Г. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012).

2. Заполните таблицу 1.

Таблица 1 «Производство энергии»:

3. Зарисуйте схему «Передача и распределение электроэнергии».

4. Объясните, как уменьшить потери электроэнергии при передаче.

5. Заполните таблицу 2.

Таблица 2 «Использование электроэнергии»:

Практическая работа № 13.

«Принципы радиосвязи».

Модуляция – это изменение параметров электромагнитной волны (амплитуды, частоты, начальной фазы) с частотой звуковых колебаний.

Детектирование - это процесс выделения низкочастотных  колебаний из колебаний высокой частоты.  

1. Прочитайте § 52 и 53 учебника (Мякишев Г. Я. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012). Зарисуйте блок-схему, на которой представлены основные принципы радиосвязи:    

                                                                                       Передающая                        Приёмная

                                                                   Микрофон    антенна                                антенна                                                                                     

                                                                        б

                                                а                                                в                в                    в              Приёмный              г, д 

              Генератор                             Модулирующее                                                                    контур                                   Громкоговоритель.                                                        

               высокой                                   устройство                                                                 с детектором

                частоты                                                                                                                                

                                                                                                         _                      _

2. Зарисуйте графики колебаний:

а )высокой (несущей ) частоты;                       б) звуковой частоты (модулирующих колебаний);      в) модулированных  по                                              

         i                                                                            u                                                                                          амплитуде колебаний;                           

                                                                                                                                                                            i

        0                                                         t                  0                                                        t

                                                                                                                                                                           0                                                        t

       г) пульсирующего тока;                                      д) сглаженных (с помощью фильтра) колебаний.

           i                                                                             i

        0                                                         t                  0                                                         t

3. Зарисуйте схему простейшего радиоприёмника. Отметьте на схеме:

1 - приёмную антенну;

2 - приёмный колебательный контур;

3 – детектор;

4 – фильтр;

5 – нагрузку (телефон).

Практическая работа № 14.

«Распространение радиоволн».

Радиоволны – это электромагнитные волны диапазона 104 – 10 -3 м, используемые

                         преимущественно для связи.

1. Прочитайте § 55 – 58 и рассмотрите форзацы учебника (Мякишев Г. Я. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012).

2. Заполните таблицу:

Практическая работа №15.

«Шкала электромагнитных излучений».

Инфракрасное излучение (ИК) - это не воспринимаемые глазом электромагнитные волны длиной более 7,6 • 10-7 м (красный конец спектра).

Ультрафиолетовое излучение (УФ) - это не воспринимаемые глазом электромагнитные волны длиной менее 3,8 • 10 -7 м (фиолетовый конец спектра).

Рентгеновское излучение (Х-лучи) - это электромагнитные волны длиной порядка размера атома (λ ~ 10 -10 м).

Гамма-излучение (γ-излучение) - это электромагнитные волны длиной порядка размера ядра атома (λ ~ 10 -12 м).

1. Прочитайте § 84 - 86, 112, рассмотрите форзацы учебника (Мякишев Г. Я. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012).
2. Заполните таблицу:

Практическая работа № 16.

«Методы регистрации заряженных частиц».

Регистрирующий прибор – это макросистема, которая может находиться в состоянии неустойчивого равновесия.

Трек – это видимый след частицы (от англ. trak – след, дорожка).

1. Прочитайте § 97 (Мякишев Г. Я. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений - М.: Просвещение, 2012).
2. Заполните таблицу:

Практическая работа № 17.

«Сравнительная характеристика планет».

По данным таблицы 1 заполните таблицу 2.

Таблица 1. Основные сведения о планетах.

Таблица 2. Сравнительная характеристика планет земной группы и планет- гигантов.