контрольная работа по теме "Взаимодействие тел" по физике для учащихся 7 класса.
методическая разработка по физике (7 класс) на тему

 1) 

не изменится

 2) 

уменьшится в 2 раза

 3) 

уменьшится в 4 ра

 4) 

увеличится в 2 раза

 1) 

сила тяжести F2 = 2F1

 2) 

сила веса P1 = P2

 3) 

коэффициент трения μ1 = μ2

 4) 

коэффициент трения μ2 = 2μ1

 1) 

k1=k2

 2) 

k1=2k2

 3) 

k1=12k2

 4) 

k1=14k2

Поверхности

1 – стол

2 – дощечка

Сила тяжести (Н)

2

5

Сила трения (Н)

0,6

1

 1) 

μ1=0,3;  μ2=0,2

 2) 

μ1=μ2=0,3

 3) 

μ1=μ2=0,2

 4) 

μ1=0,2;  μ2=0,3

 1) 

F1 = F2

 2) 

F1 = 2 F2

 3) 

F1=12F2

 4) 

F1=14F2

 1) 

k1 = 1414k2

 2) 

k1 = k2

 3) 

k1 = 2k2

 4) 

2k1 = k2

 1) 

F1=9F2

 2) 

9F1=F2

 3) 

F1=F2

 4) 

F1=3F2

Пружины

1

2

Сила упругости (Н)

2

4

Удлинение (м)

0,04

0,04

 1) 

k1=100 Н/м;  k2=50 Н/м

 2) 

k1=20 Н/м;  k2=10 Н/м

 3) 

k1=50 Н/м;  k2=100 Н/м

 4) 

k1=10 Н/м;  k2=20 Н/м  

 1) 

При увеличении массы бруска с грузами сила трения скольжения увеличивается.

 2) 

Сила трения не зависит от скорости перемещения бруска.

 3) 

Сила трения зависит от угла наклона плоскости перемещения.

 4) 

Сила трения зависит от обработки поверхности, по которой движется брусок.

 5) 

Трение скольжения для второго опыта больше по сравнению с первым.

Центр тяжести

У каждого тела есть центр тяжести. Тело, подвешенное в этой точке, остается в покое и сохраняет первоначальное положение. В физике центр тяжести определяется  как точка, через которую проходит равнодействующая всех сил тяжести, действующих на отдельные элементы тела.

Чтобы определить центр тяжести плоской фигуры, надо подвесить ее поочередно в двух произвольных точках так, чтобы фигура могла раскачиваться как маятник. С помощью отвеса из нити с грузом отметим вертикальную линию (штриховая линия на рисунке 1). Затем подвесим фигуру  в другой точке и снова отметим уже новое направление нити отвеса. Точка пересечения вертикальных линий (точка О) укажет положение центра тяжести данной фигуры (см. рисунок 2).

Определение центра тяжести тел важно при решении конструкторских задач, при расчете устойчивости сооружений.

Леонардо да Винчи, размышляя об устойчивости Пизанской башни, пришел к следующему выводу: равновесие тела устойчиво (т.е. тело не опрокинется), если вертикаль, проведенная через центр тяжести, находится внутри площадки, на которую опирается тело. 

Точка О — центр тяжести бруска. В первом случае (а) брусок остается в покое, а во втором (б) — опрокидывается.

Чем ближе к опоре расположен центр тяжести, тем сложнее опрокинуть тело.

Исследование земных глубин и сила тяжести

Известно, что значение силы тяжести, действующей на тело, зависит от широты местности. Если бы земной шар был однородным, то для любой точки на его поверхности можно было бы вычислить значение силы тяжести, действующей на тело данной массы. На опыте обнаружены отклонения от вычисленного значения. Они объясняются неравномерностью распределения более плотных и менее плотных веществ в земной коре. Известно, что чем плотнее порода и чем ближе к поверхности Земли она расположена, тем сильнее она притягивает к себе тела. Например, плотность железной руды 5000 кг/м3, т.е. больше средней плотности земной коры. Поэтому там, где большие массивы железной руды расположены близко к поверхности Земли, сила тяжести, действующая на тело, будет несколько больше, чем вычисленное значение для данной широты местности. Напротив, скопление менее плотного вещества, например льда, приводит к уменьшению силы тяжести, действующей на тело, расположенное над этим скоплением.

Прибор, который позволяет измерить силу тяжести, действующую на тело, и наблюдать изменение силы тяжести в различных пунктах Земли, называется гравиметром. С помощью гравиметра можно обнаружить, например, месторождение нефти под дном моря. Полученные данные заносят на карту и по ним вырисовывают контуры залегания земных пород.

Известно, что нефть и газ, обладая малой плотностью, скапливаются в выпуклых изгибах земных пород; в вогнутых изгибах того же пласта скапливается вода.

Пользуясь гравиметрами, измерили толщину льду Антарктиды. Плотность льда и находящихся под ним пород неодинакова. Удалось установить, что средняя толщина льда в Антарктиде составляет 2500 м, а наибольшая превосходит 4800 м. Измерения показали, что Антарктида – материк, а не группа островов. Ученые обнаружили здесь подледные горы и равнины.

Полет пуль и снарядов

Полет пуль и снарядов представляет собой движение тел, брошенных под углом к горизонту. Для того чтобы пуля или снаряд пролетели значительное расстояние, их начальная скорость должна быть направлена под углом к горизонту. Если бы сопротивление воздуха отсутствовало, то наибольшей дальности полета соответствовал бы угол наклона винтовки, равный 45°. Однако сопротивление воздуха сильно изменяет траекторию пули и уменьшает её скорость. Это связано с тем, что при больших скоростях движения сопротивление воздуха становится значительным. Поэтому угол наклона винтовки, соответствующий максимальной дальности полета снаряда с учетом сопротивления воздуха, оказывается меньше 45°.

Дальность полета пули также оказывается гораздо меньше. Например, при начальной скорости 870   мс и угле 45° в отсутствие сопротивления среды дальность полета пули составляла бы 77 км. В воздухе же при такой начальной скорости наибольшая дальность полета не превышает 3,5 км. Таким образом, сопротивление воздуха весьма сильно уменьшает дальнобойность огнестрельного оружия.

Влияние сопротивления воздуха на полет снарядов уменьшается с увеличением их размеров. С увеличением размера (калибра) снаряда его масса растет пропорционально кубу размера, а сила сопротивления воздуха растет пропорционально квадрату размера (пропорционально площади поперечного сечения снаряда). Поэтому с увеличением размеров снаряда дальнобойность оружия растет  — при тех же начальных скоростях.

Следовательно, угол, при котором дальность полета будет наибольшей, приближается к 45°.

Для дальнобойной крупнокалиберной артиллерии, снаряды которой поднимаются на большую высоту, влияние сопротивления воздуха уменьшается еще и потому, что снаряд большую часть пути проходит в верхних слоях атмосферы, где плотность воздуха и, соответственно, его сопротивление меньше. Благодаря этому удается стрелять на расстояние в 100 км и даже больше.

Сопротивление среды

Если тело движется внутри жидкости или газа, то вся его поверхность всё время соприкасается с частицами жидкости или газа. Со стороны жидкости или газа на тело действуют силы, направленные навстречу движению. Эти силы называют сопротивлением среды. Как и силы трения, силы сопротивления всегда направлены против движения и тормозят его. Поэтому сопротивление среды можно рассматривать как один из видов сил трения. Сила сопротивления обусловлена не только трением воздуха о поверхность тела, но и изменением движения потока. В воздушном потоке, изменённом присутствием тела, давление на передней стороне тела растёт, а на задней – понижается. Таким образом, создаётся разность давлений, тормозящая движущееся тело, погружённое в поток. Движение воздуха позади тела принимает беспорядочный вихревой характер.

Сила сопротивления зависит от относительной скорости потока, от размеров и формы тела. Если тело имеет гладкую шарообразную или сигарообразную форму, то оно обтекается потоками воздуха и потому не нарушает правильности потока. Давление на заднюю часть тела лишь немного понижено по сравнению с давлением на переднюю часть тела и сопротивление движению тела невелико. За прямоугольной пластинкой при её движении образуется область беспорядочного движения воздуха, где давление сильно падает.

Для уменьшения сопротивления движению на самолётах устанавливают различные обтекатели, которые устраняют завихрения потока выступающими частями конструкций. Главную роль при этом играет задняя часть движущегося тела, так как понижение давления вблизи неё больше, чем повышение давления в передней части. Поэтому особенно существенно придание обтекаемой формы именно задней части тела.

Сопротивление воздуха сильно влияет и на движение наземного транспорта: с увеличением скорости автомобиля на преодоление сопротивления воздуха затрачивается большая часть мощности двигателя. Поэтому автомобилям придается по возможности обтекаемая форма.

Особенностью сил трения внутри жидкости или газа является отсутствие трения покоя.

Твёрдое тело, находящееся на поверхности другого твёрдого тела, может быть сдвинуто с места, только если к нему приложена сила, превосходящая максимальную силу трения покоя. При меньшей силе твёрдое тело с места не сдвинется. 

Если тело находится в жидкости, то для приведения его в движение достаточно очень небольшой силы. Например, один человек никогда не сдвинет с места лежащий на земле камень массой 100 т. В то же время груженую баржу массой 100 т, плавающую на воде, один человек, хотя и очень медленно, может сдвинуть. По мере увеличения скорости сопротивление среды сильно увеличивается.

Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов № 1 в соответствии с инструкцией по выполнению работы.

Полет пуль и снарядов

Полет пуль и снарядов представляет собой движение тел, брошенных под углом к горизонту. Для того чтобы пуля или снаряд пролетели значительное расстояние, их начальная скорость должна быть направлена под углом к горизонту. Если бы сопротивление воздуха отсутствовало, то наибольшей дальности полета соответствовал бы угол наклона винтовки, равный 45°. Однако сопротивление воздуха сильно изменяет траекторию пули и уменьшает её скорость. Это связано с тем, что при больших скоростях движения сопротивление воздуха становится значительным. Поэтому угол наклона винтовки, соответствующий максимальной дальности полета снаряда с учетом сопротивления воздуха, оказывается меньше 45°.

Дальность полета пули также оказывается гораздо меньше. Например, при начальной скорости 870   мс и угле 45° в отсутствие сопротивления среды дальность полета пули составляла бы 77 км. В воздухе же при такой начальной скорости наибольшая дальность полета не превышает 3,5 км. Таким образом, сопротивление воздуха весьма сильно уменьшает дальнобойность огнестрельного оружия.

Влияние сопротивления воздуха на полет снарядов уменьшается с увеличением их размеров. С увеличением размера (калибра) снаряда его масса растет пропорционально кубу размера, а сила сопротивления воздуха растет пропорционально квадрату размера (пропорционально площади поперечного сечения снаряда). Поэтому с увеличением размеров снаряда дальнобойность оружия растет  — при тех же начальных скоростях.

Следовательно, угол, при котором дальность полета будет наибольшей, приближается к 45°.

Для дальнобойной крупнокалиберной артиллерии, снаряды которой поднимаются на большую высоту, влияние сопротивления воздуха уменьшается еще и потому, что снаряд большую часть пути проходит в верхних слоях атмосферы, где плотность воздуха и, соответственно, его сопротивление меньше. Благодаря этому удается стрелять на расстояние в 100 км и даже больше.

Поверхности

1 – стол

2 – дощечка

Сила тяжести (Н)

2

5

Сила трения (Н)

0,6

1

 1) 

μ1=0,3;  μ2=0,2

 2) 

μ1=μ2=0,3

 3) 

μ1=μ2=0,2

 4) 

μ1=0,2;  μ2=0,3

Сопротивление среды

Если тело движется внутри жидкости или газа, то вся его поверхность всё время соприкасается с частицами жидкости или газа. Со стороны жидкости или газа на тело действуют силы, направленные навстречу движению. Эти силы называют сопротивлением среды. Как и силы трения, силы сопротивления всегда направлены против движения и тормозят его. Поэтому сопротивление среды можно рассматривать как один из видов сил трения. Сила сопротивления обусловлена не только трением воздуха о поверхность тела, но и изменением движения потока. В воздушном потоке, изменённом присутствием тела, давление на передней стороне тела растёт, а на задней – понижается. Таким образом, создаётся разность давлений, тормозящая движущееся тело, погружённое в поток. Движение воздуха позади тела принимает беспорядочный вихревой характер.

Сила сопротивления зависит от относительной скорости потока, от размеров и формы тела. Если тело имеет гладкую шарообразную или сигарообразную форму, то оно обтекается потоками воздуха и потому не нарушает правильности потока. Давление на заднюю часть тела лишь немного понижено по сравнению с давлением на переднюю часть тела и сопротивление движению тела невелико. За прямоугольной пластинкой при её движении образуется область беспорядочного движения воздуха, где давление сильно падает.

Для уменьшения сопротивления движению на самолётах устанавливают различные обтекатели, которые устраняют завихрения потока выступающими частями конструкций. Главную роль при этом играет задняя часть движущегося тела, так как понижение давления вблизи неё больше, чем повышение давления в передней части. Поэтому особенно существенно придание обтекаемой формы именно задней части тела.

Сопротивление воздуха сильно влияет и на движение наземного транспорта: с увеличением скорости автомобиля на преодоление сопротивления воздуха затрачивается большая часть мощности двигателя. Поэтому автомобилям придается по возможности обтекаемая форма.

Особенностью сил трения внутри жидкости или газа является отсутствие трения покоя.

Твёрдое тело, находящееся на поверхности другого твёрдого тела, может быть сдвинуто с места, только если к нему приложена сила, превосходящая максимальную силу трения покоя. При меньшей силе твёрдое тело с места не сдвинется. 

Если тело находится в жидкости, то для приведения его в движение достаточно очень небольшой силы. Например, один человек никогда не сдвинет с места лежащий на земле камень массой 100 т. В то же время груженую баржу массой 100 т, плавающую на воде, один человек, хотя и очень медленно, может сдвинуть. По мере увеличения скорости сопротивление среды сильно увеличивается.

5.3 Изменится ли сила сопротивления движению лодки, если на неё положить дополнительный груз без изменения прочих условий движения? Ответ поясните.

 1) 

При увеличении массы бруска с грузами сила трения скольжения увеличивается.

 2) 

Сила трения не зависит от скорости перемещения бруска.

 3) 

Сила трения зависит от угла наклона плоскости перемещения.

 4) 

Сила трения зависит от обработки поверхности, по которой движется брусок.

 5) 

Трение скольжения для второго опыта больше по сравнению с первым.

5. Внимательно прочитайте текст и ответьте на вопросы.

Центр тяжести

У каждого тела есть центр тяжести. Тело, подвешенное в этой точке, остается в покое и сохраняет первоначальное положение. В физике центр тяжести определяется  как точка, через которую проходит равнодействующая всех сил тяжести, действующих на отдельные элементы тела.

Чтобы определить центр тяжести плоской фигуры, надо подвесить ее поочередно в двух произвольных точках так, чтобы фигура могла раскачиваться как маятник. С помощью отвеса из нити с грузом отметим вертикальную линию (штриховая линия на рисунке 1). Затем подвесим фигуру  в другой точке и снова отметим уже новое направление нити отвеса. Точка пересечения вертикальных линий (точка О) укажет положение центра тяжести данной фигуры (см. рисунок 2).

Определение центра тяжести тел важно при решении конструкторских задач, при расчете устойчивости сооружений.

Леонардо да Винчи, размышляя об устойчивости Пизанской башни, пришел к следующему выводу: равновесие тела устойчиво (т.е. тело не опрокинется), если вертикаль, проведенная через центр тяжести, находится внутри площадки, на которую опирается тело. 

Точка О — центр тяжести бруска. В первом случае (а) брусок остается в покое, а во втором (б) — опрокидывается.

Чем ближе к опоре расположен центр тяжести, тем сложнее опрокинуть тело.