Экспериментальные задачи
опыты и эксперименты по физике (7, 8, 9 класс)

Приложение 5

Экспериментальные задачи

1. Задачи, в которых без эксперимента нельзя получить ответ на вопрос.

1. Определите и запишите пределы измерения и цену деления мерной кружки (медицинского шприца, детской бутылочки для молока). С помощью этих измерительных приборов определите объем той посуды (кружки, чашки, стакана, тарелки), которой вы пользуетесь.

2. Встаньте на напольные весы. Проследите за тем, как изменяются показания весов, если вы резко присядете, резко встанете. Объясните причину этих изменений.

3. Проведите опыты по определению центров тяжести молотка, столовой ложки, ножа.

4. Положите палку на вытянутые указательные пальцы и установите ее в горизонтальном положении. Без толчков сводите пальцы обеих рук вместе. В том месте, где пальцы сойдутся. И будет центр тяжести палки. Почему?

5. В стакан, где находится холодная вода, осторожно долейте горячей. Измерьте температуру воды у дна стакана, в его середине и у поверхности. Где температура выше и почему? Как получить воду с одинаковой температурой по всей глубине стакана?

6. Используя термометр, определите скорость естественного перемешивания горячей и холодной воды в двух случаях, когда наливают горячую воду в холодную и холодную воду в горячую. Объемы холодной и горячей воды в этих случаях следует взять одинаковыми. В чем причина различной скорости выравнивания температуры?

7. Опустите в стакан с горячей водой термометр и через каждые 30 с отмечайте его показания. Постройте график остывания воды в зависимости от времени. По графику выясните, когда вода остывала быстрее – в начале или в конце опыта.

8. Во время болезни, когда надо прогреть какую-то часть тела, люди пользуются иногда грелкой с горячей водой или мешочком с нагретым песком. Какой из этих предметов, если их температуры и массы одинаковы, отдает больше теплоты при остывании до одной и той же температуры? Проверьте свое предположение экспериментально.

9. Наберите в кружку кусочки льда (лед можно получить в холодильнике) и поместите в нее термометр. В процессе плавления льда и последующего нагревания воды ежеминутно фиксируйте показания термометра. По результатам измерений постройте график зависимости температуры от времени.

10. Прикрепите к резервуару термометра ватку, пропитанную одеколоном (духами). Помашите термометром несколько раз и проследите за его показаниями. Как они изменяются? Объясните, почему?

11. В два одинаковых стакана налейте поровну горячей воды. На поверхность воды в одном из них капните 4- 5 капель подсолнечного масла. Через 4-5 мин измерьте температуру воды в обоих стаканах. Объясните, почему показания термометра неодинаковы.

12. Перед носиком чайника с кипящей водой поместите металлический предмет. Проследите за образованием капель воды на этом предмете и объясните их появление.

13. На подошву утюга, расположенную горизонтально и прогретую примерно 3000 С, капните маленькую каплю воды. Пронаблюдайте и объясните поведение капли.

14. Измерьте линейкой с миллиметровыми делениями длину и ширину вашего учебника. Запишите результаты с учетом погрешности измерения.

15. Смочите два листочка бумаги: один – водой, другой – растительным маслом. Слипнутся ли они? Ответ обоснуйте.

16. Сделайте из фольги кораблик. Положите его на поверхность воды в ванной или в раковине. Что происходит с корабликом? Теперь сверните его в шарик. Что с ним произошло?

17. Сделайте бумажный кораблик. Положите его на поверхность воды. Нагружайте его и наблюдайте, когда он начнет тонуть.

18. Измерьте свой рост, расстояние между глазами, диаметр головы, определите свой пульс.

19. Положите в стакан с водой кусок обыкновенного стекла. Что вы увидели?

20. Положите монету на лист фанеры или деревянную доску. Прижмите монету к доске и двигайте ее быстро то в одну, то в другую сторону.  Заметьте, сколько раз надо передвинуть монету. Чтобы она стала теплой, горячей. Сделайте вывод о связи между выполненной работой и увеличением внутренней энергии тела.

2. Эксперимент используется для создания задачной ситуации.

1. Проследите за движением качелей. В каких точках траектории (и при каком условии) их скорость наибольшая? наименьшая? положительная? отрицательная?

2. Приведите во вращение в вертикальной плоскости шарик на нити. С помощью секундомера и рулетки определите период и частоту обращения, линейную скорость, ускорение шарика.

3. На опыте рассчитайте линейную скорость конца секундной и минутной стрелок своих часов, предварительно измерив их длину.

4. На столе лежат шесть брусков одинакового размера. Какую нужно совершить работу, чтобы сложить их в один столбик? (для решения задачи используйте динамометр и линейку).

5. Даны приборы: динамометр, трибометр, секундомер, линейка. Измерьте работу и мощность при перемещении тела. Предложите несколько вариантов опыта.

6. даны приборы: динамометр, линейка, секундомер, трибометр. Вычислите мощность, развиваемую вами при подъеме бруска.

7. Каким простым способом можно удалить вмятину на оболочке мячика для настольного тенниса?

8. Возьмите свечу. К нижнему концу прикрепите небольшой грузик и опустите свечу в стеклянный сосуд с водой. Свеча при этом должна плавать, как поплавок. Как долго будет гореть свеча?

9. Возьмите блюдце и опустите его на воду ребром – оно тонет. Если блюдце опустить на воду дном, оно плавает на поверхности. Почему?

10. а) Почему свежее яйцо тонет в воде, а испорченное всплывает? При возможности проверьте на опыте. б) Как заставить всплыть яйцо, погруженное в банку с водой, не прикасаясь руками ни к яйцу, ни к банке?

11. Выясните на опыте, что лучше проводит звук: воздух или дерево. Для этого возьмите длинную деревянную палку так, чтобы ее конец был на расстоянии 15 см от уха. Попросите кого-нибудь поцарапать ногтем по другому концу палки. Хорошо ли слышен звук? Прижмите конец палки к уху и снова слушайте. По результатам эксперимента сделайте вывод о том, что лучше проводит звук.

12. Исследуйте отражение звука. Для этого возьмите двух – или трехлитровый бидон и на дно положите механические часы.  Поставьте бидон так, чтобы ухо было ниже его отверстия, и не был слышен звук часов. Используя кусок фанеры (или плотного картона) и держа ее так, как чтобы звук менял свое направление, добейтесь отчетливого звучания часов. Сделайте вывод.

13. Проведите опыт. Возьмите горящую свечу и наклоните ее. Почему пламя свечи направлено вверх? Приоткройте дверь из теплой комнаты в холодную Поместите свечу вверху щели, посередине, а затем внизу. Как объяснить опыт?

14. С помощью магнита определить предметы, которые притягиваются магнитом и предметы, которые не притягиваются к нему.

15. Получите дома на стене тень от какого-нибудь предмета. Исследуйте, может ли тень по своим размерам быть: больше, меньше предмета, равна предмету. От чего зависят размеры тени?

16. Изменится ли оптическая сила линзы (лупы) при погружении ее в воду. Проверьте свое предположение на опыте.

3. Эксперимент используется для иллюстрации явления, о котором идет речь в задаче.

1. Положите на стакан почтовую открытку, а на нее монету. Ударьте по открытке щелчком. Почему открытка летает, а монета падает в стакан?

2. Проведите следующий опыт. На лежащий на краю стола лист бумаги поставьте стакан с водой. Если медленно тянуть лист бумаги, то он будет двигаться вместе со стаканом. Если же резко дернуть этот лист, то он выскочит из-под стакана, а стакан останется на месте. Объясните наблюдаемое явление.

3.  На середину гладкого стола положите коробок со спичками. Поставьте на спичечный коробок чистый стакан с плоским дном, наполненный водой почти до краев. Возьмите в руку широкую и толстую линейку и, прижимая ее плашмя к столу, с силой выбейте спичечный коробок из-под стакана. Объясните наблюдаемое явление.

4. На стакан положите фанерную доску с досточно тяжелым грузом. Резко ударьте по гире молотком. Почему стакан не бьется?

5. Возьмите стеклянную бутылку, имеющую гладкое горлышко. Наполните ее водой. Намыльте руки. Попытайтесь кончиками пальцев взять бутылку за горлышко и перенести ее. Почему трудно удержать бутылку в намыленных руках?

6. Возьмите линейку и положите ее горизонтально на указательные пальцы рук. Не торопясь, перемещайте пальцы к центру линейки. Почему линейка движется то по одному пальцу, то по другому?

7. Положите на стол стальной предмет (гвоздь). На достаточно большом расстоянии от него поместите магнит и постепенно приближайте его к предмету.  Почему, несмотря на то, что сила притяжения по мере приближения магнита увеличивается, тело сначала остается в покое, а затем рывком притягивается к магниту?

8. Имеются сухой песок, манная крупа, горох и воронка, укрепленные в штативе. Какое из данных сыпучих тел можно насыпать горкой конической формы наибольшей крутизны? Почему? Ответ проверьте опытным путем, насыпая каждое вещество на лист бумаги через воронку с одинаковой высоты.

9. Положите на стол линейку длиной 50 – 70 см так, чтобы ее конец свешивался. На линейку положите полностью развернутую газету. При резком ударе по концу линейки молотком линейка ломается, причем противоположный конец с газетой почти не поднимается. Как объяснить наблюдаемое явление?

10. Если пустую бутылку поставить на землю и ударить по горлышку сверху вниз, то разбить бутылку не удастся. Однако, наполнив бутылку водой доверху и закрыв пробкой, достаточно непосильно ударить по пробке, как бутылка разбивается на части. Объясните это необычный способ разбивания бутылок.

11. Проверьте на опыте, что легче: держать ведро без воды в воздухе или с водой в воде. Опыт объясните.

12. Вы едите в автобусе и заметили следующую закономерность: чем больше людей в автобусе, тем меньше трясет. Смоделируйте этот процесс с помощью пружинного маятника и объясните явление.

13. Поставьте будильник на один конец стола и приложите ухо к другому концу. Что изменилось в тиканье будильника и почему?

14. Попробуйте негромко спеть в стеклянную банку тоны различной высоты. При определенном тоне звук усиливается, банка дрожит. Почему?

15. Разрежьте пополам сырую картофелину. В середине среза поместите несколько кристалликов марганцовки и соедините обе половины, через 10 мин разъедините их. Объясните наблюдаемое явление.

16. Возьмите тарелку, налейте в нее воду и сразу слейте. Поверхность тарелки станет влажной. Затем кусок мыла, сильно прижимая к тарелке, поверните несколько раз и поднимите вверх. При этом с мылом поднимается и тарелка. Почему?

17. Опыты с воздушным шариком. В сухом помещении потрите газетой воздушный шарик. а) Поднесите его к какому-либо предмету, например, к потолку. Объясните, почему шарик прилипает и держится несколько часов. б) Наэлектризуйте два шарика о газету. Подвесьте их на длинных нитях рядом. Почему они отталкиваются? в) Наэлектризуйте один шарик о газету, а другой о кусок шерстяной материи. Подвесьте их на некотором расстоянии один от другого. Почему они притягиваются? Особенно хорошо видно их взаимодействие: если один из шариков катить по поверхности стола, то за ним покатится и другой. Почему?

18. Положите на дно чашки монету и расположите глаз так, чтобы край чашки загораживал монету. Не изменяя положения глаза, наполните чашку водой. Почему монету стало видно?

19. Налейте в колбу воду. Посмотрите через нее на какие-либо предметы. Объясните свои наблюдения.

20. На боковой стороне высокой пластиковой бутылки проделайте шилом (иголкой) отверстия на высотах 3, 6, 9 см от дна. Поместите эту бутылку в раковину (ванну) под подводный кран, открыв его так, чтобы объемы втекающей в бутылку воды и вытекающей из нее были одинаковы. Держа бутылку на весу, проследите за струйками воды, вытекающими из отверстий. Сделайте рисунок и объясните наблюдаемые явления.

21. С помощью трубочки от использованного стрежня шариковой ручки (или соломинки) и мыльного раствора получите мыльный пузырь. Объясните, почему мыльный пузырь, отделившийся от трубочки, имеет шарообразную форму.

22. Лежа в ванне с водой, сильно вдыхайте и выдыхайте воздух. Заметьте, как изменяется при этом положение вашего тела в воде. Опишите наблюдаемые явления.

23. При рассмотрении радуги обратите внимание на положение Солнца: чем оно ниже, тем выше радуга. Пронаблюдайте и опишите, какой вид имеет радуга, когда Солнце находится у самого горизонта.

24. Выпустите одновременно с одной и той же высоты сначала два пустых, а затем пустой и полный коробочки спичек. Какой из них упадет раньше? Объясните наблюдаемое явление.

25. Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой. Попытайтесь сжать в ней воду. Затем вылейте воду, снова закройте бутылочку. Теперь попробуйте сжать воздух. Объясните результаты опыта.

4. Эксперимент используется для проверки правильности решения.

1. Возьмите спичку и переломите ее пополам. Если вы попробуете теперь каждую из половинок переломить снова, то убедитесь, что сделать это гораздо труднее. Почему?

2. Проведите опыт. Наполните стакан водой. Сверху положите лист бумаги и, придерживая его, переверните стакан. Отпадет ли лист бумаги? Выльется ли вода? Опыт объясните. Какая сила давления воздуха действует на воду, если площадь листа 200 см2.

3. Для опыта сварите вкрутую яйцо. Очистите его от скорлупы. Возьмите лист бумаги, сверните его и подожгите. Затем осторожно опустите горящую бумагу в пустую стеклянную бутылку. Через 1-2 с горлышко бутылки закройте яйцом. Горение бумаги прекратится, и яйцо начнет втягиваться в бутылку. объясните наблюдаемое явление.

4. налейте в чайное блюдце воду. Возьмите кусок бумаги, сомните его и положите на середину поверхности воды. Зажгите бумагу и, когда она хорошо разгорится, накройте ее чайным стаканом. Объясните наблюдаемое явление.

5. Проведите опыт. Прижмите стакан плотно ко рту и потяните несколько раз воздух из стакана в себя – стакан плотно пристает к лицу и не падает. Почему?

6. Поставьте на плиту две одинаковые жестяные банки. В одну налейте воду массой 0,5 кг, в другую положите снег той же массы. Заметьте, сколько времени потребуется, чтобы вода в обеих банках закипела. Объясните результаты опыта.

7. В два одинаковых блюдца налейте по одинаковому количеству воды. Одно блюдце поставьте в теплое место, а другое – в холодное. Запишите, за какое время испарится вода в том и другом блюдцах. Объясните разницу в скорости испарения.

5. Расчетные экспериментальные задачи.

1. Как, используя стакан, весы и гири, определить, что имеет большую плотность: молоко или вода?

2. У вас имеются весы, мензурка и некоторое количество воды, молоко и подсолнечного масла. Предложите способ, позволяющий определить, какая из этих жидкостей имеет наибольшую плотность, а какая – наименьшую плотность.

3. С помощью рулетки определите: а) массу воздуха в своей комнате; б) массу медного бруска.

4. Оцените объем своего тела, если известно, что средняя плотность человека близка к плотности воды.

5. Используя весы, разновес и мензурку, проверьте, есть ли внутри деревянного бруска воздушная полость.

6. Определите плотность жидкости, используя весы, разновес, измерительный цилиндр, стакан с жидкостью (молоко).

7. С помощью секундомера, зная свой вес, определите развиваемую вами мощность при подъеме на высоту 4-го этажа.

8. вычислите опытным путем, какой выигрыш в силе дают ножницы, плоскогубцы, кусачки.

9. Вам даны: динамометр, линейка, нить и учебник физики. Определите давление книги на стол.

10. Рассчитайте давление иглы, приняв силу давления равной 50 Н (площадь острия иглы определите следующим образом: возьмите бумагу в клеточку и на расстоянии 1 см сделайте столько уколов иглой, сколько их может уместиться на этой длине. Пусть, например, на расстоянии 1 см уместилось 25 уколов, тогда на площади 1 см2 уместится 25*25 = 625 уколов).

11. Используя масштабную линейку, определите давление деревянного бруска по горизонтальной поверхности стола для каждого из трех положений.

12. Рассчитайте давление, которое вы оказываете на пол. Проделайте необходимые измерения. Как увеличить давление на пол? Как его уменьшить?

13. Возьмите барометр – анероид. Измерьте атмосферное давление на 1-м и на последнем этажах школы. Результаты запишите и составьте задачу.

14. Предложите способ определения высоты дерева, зная свой рост и размер обуви и имея лишь карманное зеркало.

15. Определите среднюю плотность собственного тела. Массу измерьте с помощью напольных весов, а объем тела – путем погружения в ванну.

16. Рассчитайте работу, совершаемую вами при ходьбе из дома в школу и обратно, если каждому шагу соответствует работа, равная в среднем 20 Дж.

17. Определите работу, совершаемую вами при подъеме по лестнице с одного этажа на следующий. Расстояние между этажами оцените с помощью метровой линейки, а массу собственного тела измерьте напольными весами.

18. Измерьте сантиметровой лентой расстояние от горизонтально вытянутой руки до пола, а весами – массу мячика. Взяв его горизонтально расположенной рукой, затем выпустите его. По данным измерений определите потенциальную энергию мяча в наивысшей точке (в руке) и кинетическую энергию в низшей точке (в момент удара о пол) траектории. Повторите опыт и проследите за неоднократными превращениями механической энергии мяча из одного вида в другой.

19. Подсчитайте число лампочек в елочной гирлянде. Запишите паспортные данные (номинальное напряжение и силу тока) одной лампочки. Рассчитайте напряжение на лампочке при включении гирлянды в сеть напряжением 220 В и сравните его с номинальным.

20. Узнайте по паспорту домашнего электрического чайника его мощность. Вычислите количество теплоты, выделяемое им за 5 мин, а также стоимость расходуемой при этом электроэнергии.

21. Положите на край стола небольшой предмет, например, коробок спичек. Столкните его щелчком пальца со стола и зафиксируйте место, где он ударился о пол. Измерьте высоту стола и дальность полета предмета, найдите скорость, которую вы сообщили ему при щелчке.

22. Изготовьте математический маятник, взяв нить с грузом и закрепив ее в дверном проеме. Определите период и частоту колебаний этого маятника, а также их зависимость от длины маятника. Изучите, зависит ли период колебаний маятника от амплитуды при малых отклонениях (5 – 10 см) от положения равновесия.

23. Наполните стакан доверху водой. Пользуясь линейкой, определите давление воды на дно стакана.

24. Рассчитайте плотность насыщенного солевого раствора, имея весы, разновесы, динамометр, цилиндр на нити из латуни.

25. Предположив, что золотая корона царя Гиерона в воздухе весит 20 Н, а в воде 18, 75 Н, вычислите плотность вещества короны. Полагая, что к золоту было подмешано только серебро, определите, сколько в короне было золота и сколько серебра. При решении задачи плотность золота считайте равной 20 000 кг/м3, плотность серебра – 10 000 кг/м3. Каков был бы объем короны из чистого золота?

26. Определите силу давления атмосферы лично на вас. Площадь поверхности тела примите равной приблизительно равной 1 м2. Данные об атмосферном давлении посмотрите в программе «Вести».

27. Узнайте мощности имеющихся у вас в квартире электрических приборов и примерное время их работы в течение недели. Вычислите стоимость израсходованной ими за неделю энергии и сравните полученную вами сумму с той, которая определяется по счетчику.

27. По счетчику определите и запишите, какая электроэнергия расходуется в вашей квартире за неделю.

28. При подготовке уроков вы расходуете примерно 6Дж энергии за 1 ч на 1 кг своей массы. Эту энергию вы получили от сгорающей в вас пищи. Сколько сахара нужно съесть, чтобы обеспечить полноценную подготовку уроков в течение двух    часов? (При сгорании 1 кг сахара выделяется 17159 кДж энергии).