1

9 класс

Контрольная работа № 1

по теме «Кинематика»

Уровень 1

1. Какие из приведенных зависимостей описывают равномерное движение?

1. х = 4t + 2; 2) х = 3t 2 ; 3) х = 8t; 4) v = 4 - t; 5) v = 6.

2. Точка движется вдоль оси X согласно закону х= 2 - 10t + 3t 2 . Описать характер движения. Какова начальная скорость и ускорение? Записать уравнение для скорости.

3. При каком условии летчик реактивного истребителя может рассмотреть пролетающий недалеко от него артиллерийский снаряд?

4. Из двух пунктов , расстояние между которыми 100 м, одновременно навстречу друг другу начали двигаться два тела. Скорость одного из них 20 м/с. Какова скорость второго тела, если они встретились через 4 с?

5. Автомобиль, движущийся со скоростью 10 м/с, при торможении остановился через 5 с. Какой путь он прошел при торможении, если двигался равноускоренно?

Уровень 2

1. 
   Можно ли применять паруса и руль для управления полетом, воздушного шара?
2. 
   Точка движется вдоль оси X согласно закону х = 3 - 0,4t. Опишите характер движения. Записать уравнение для скорости.

3. Движение точки задано уравнением х = 2t - 2t 2 . Определите среднюю скорость движения точки в интервале времени от
t 1 = 1с до t 2 = 4 с.

4. Со станции вышел товарный поезд, идущий со скоростью 36 км/ч. Через 0,5 ч по тому же направлению вышел скорый поезд, скорость которого 72 км/ч. Через какое время после
выхода товарного поезда его нагонит скорый поезд?

1. 
   Уклон длиной 100 м лыжник прошел за 20 с, двигаясь с ускорением 0,3 м/с 2 . Какова скорость лыжника в начале и в конце уклона?
2. 
   По графику скорости построить график ускорения и график перемещения.

Уровень 3

1. 
   В каком случае мгновенная и средняя скорости равны между собой? Почему?
2. 
   Какие из приведенных зависимостей описывают равнопеременное движение? 1) v = 3 + 2t; 2) х = 4 + 2t; 3) v = 5; 4) х = 8 - 2t – 4t 2 ; 5) x = 10 + 5t 2 :

3. Скорость движения задана уравнением v = 8 - 2t. Запишите уравнение для перемещения и определите через какое время тело остановится.

4. Моторная лодка проходит по реке расстояние от пункта А до пункта В за 4 часа, а обратно - за 5 ч. Определить скорость течения реки, если расстояние между пунктами 80 км.

5. Поезд, двигаясь под уклон, прошел за 20 с путь 340 м и раз вил скорость 19 м/с. С каким ускорением двигался поезд и какой была скорость в начале уклона?

6. По графику ускорения движущегося тела построить график скорости и график перемещения.

Контрольная работа № 2 по теме

«Основы динамики»

Уровень № 1

1. Тепловоз движется от станции равноускоренно. Изобразите на графиках зависимость равнодействующей силы, ускорения и скорости тепловоза от времени. Силу тяги считать постоянной.

2. За веревку, привязанную одним концом к стене , тянут с силой, равной 100 Н. С какой силой стена препятствует растяжению веревки? Изобразите силы графически.

1. 
   Тело массой 5 кг тянут по гладкой горизонтальной поверхности с помощью пружины, которая при движении растянулась на 2 см. Жесткость пружины 400 Н/м. Определить ускорение движения тела.
2. 
   На какой высоте от поверхности Земли ускорение свободного падения уменьшится в 4 раза по сравнению с его значением на поверхности Земли?
3. 
   Через сколько времени после начала аварийного торможения остановится автобус, движущийся со скоростью 15 м/с, если коэффициент сопротивления при аварийном торможении равен 0,3?
4. 
   Определить радиус планеты, у которой на экваторе "вес тела на 20% меньше, чем на полюсе. Масса планеты 6 * 10 24 кг, сутки на ней составляют 24 ч.

Уровень № 2

1. 
   На рисунке представлен график проекции скорости движения тела. Объясните, в какие промежутки времени сумма всех сил, действующих на тело: а) равна нулю; б) не равна нулю и направлена в сторону, противоположную скорости движения тела. По строить график зависимости силы , действующей на тело, если масса тела 5 кг.

1. 
   Можно ли поднять с земли тело, приложив к нему силу, равную силе тяжести?
2. 
   Автомобиль движется со скоростью 10 м/с по горизонтальной дороге. Пройдя с выключенным мотором расстояние 150 м, он останавливается. Сколько времени автомобиль двигался с выключенным мотором и каков коэффициент трения при его движении?

1. 
   Среднее расстояние между центрами Земли и Луны равно 60 земных радиусов, а масса Луны в 81 раз меньше массы Земли. В какой точке прямой, соединяющей их центры, следует поместить тело, чтобы оно притягивалось к Земле и Луне с одинаковыми силами?
2. 
   При помощи пружинного динамометра груз массой 10 кг движется с ускорением 5 м/с 2 по горизонтальной поверхности стола. Коэффициент трения груза о стол равен 0,1. Найдите удлинение пружины , если ее жесткость 2000 Н/м.
3. 
   Масса кабины лифта с пассажирами 800 кг. Определить ускорение лифта, если при движении вес его кабины с пассажирами равен 7040 Н.

Уровень № 3

1. На рисунке изображен график зависимости скорости движения тела от времени: 1) определите вид движения. Каким образом можно его осуществить? 2) изобразите графически зависимость от времени: а) ускорение тела; б) равнодействующей силы, приложенной к телу.

2. На земле лежит камень массой 5 кг. С какой силой он притягивает к себе Землю? Покажите на чертеже эту силу.

1. 
   Под действием горизонтальной силы, равной 12 Н, тело движется по закону х = х 0 + 1,01t 2 . Найти массу тела, если коэффициент трения равен 0,1.
2. 
   Имеются две пружины, жесткости которых равны соответственно k 1 и k 2 . Какова жесткость двух пружин, соединенных параллельно?
3. 
   5. Груз массы 140 кг, лежащий на полу кабины опускающегося лифта, давит на пол с силой 1440 Н, Найти ускорение лифта и его направление.
4. 
   6. Определить ускорение свободного падения на полюсе планеты, если на ее экваторе вес тела на 20% меньше, чем на полюсе. Длительность суток на планете 12 ч, ее радиус 10 4 км.

Контрольная работа № 3 по теме

«Применение законов динамики»

Уровень № 1

1. 
   Груз массой 50 кг с помощью каната поднимают вертикально вверх на высоту 10 м в течение 2 с. Считая движение груза равноускоренным , определите силу упругости каната во время подъема.
2. 
   Средняя высота движения спутника над поверхностью Земли равна 1700 км. Определите скорость обращения спутника вокруг Земли. (Считать радиус Земли равным 6400 км, а ускорение свободного падения 10 м/с 2 .)

1. 
   Две вагонетки массой по 1 т каждая, скрепленные вместе пружиной, тянут с силой 500 Н. Сила трения каждой вагонетки о рельсы равна 50 Н. С какой силой растягивается пружина, скрепляющая обе вагонетки?
2. 
   Через блок перекинут шнур, на концах которого висят два груза массами 2,5 и 1,5 кг. Определите силу упругости, возникающую в шнуре при движении этой системы. Трением в блоках пренебречь.
3. 
   Определите радиус горбатого мостика, имеющего вид дуги окружности, при условии , что давление автомобиля, движущегося со скоростью 90 км/ч, в верхней точке мостика уменьшилось вдвое.
4. 
   Тело лежит на наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол, равный 4°. Требуется найти: а) при каком предельном значении коэффициента трения тело начнет скользить по наклонной плоскости? б) с каким ускорением будет скользить тело по плоскости, если коэффициент трения равен 0,03? в) время прохождения при этих условиях 100 м пути; г) скорость тела в конце этого пути.

Уровень № 2

1. 
   Вычислить первую космическую скорость у поверхности Луны. Радиус Луны принять равным 1600 км. Ускорение свободного падения вблизи поверхности Луны 1,6 м/с 2 .
2. 
   Наибольшая скорость движения автомобиля на повороте радиусом закругления 150 м равна 25 м/с. Каков коэффициент трения скольжения шин о дорогу?
3. 
   Две гири массами 7 и 11 кг висят на концах нити, которая перекинута через блок. Через какое время после начала движения грузов каждая из гирь пройдет путь 10 см?
4. 
   Два тела, массы которых одинаковы и равны 100 г, связанные нитью, лежат на столе. На одно из них действует сила 5 Н. Определите силу упругости соединяющей их нити, если коэффициент трения при движении тел равен 0,2.
5. 
   По наклонной дороге с углом наклона 30° к горизонту опускается вагонетка массой 500 кг. Определить силу натяжения каната при торможении вагонетки в конце спуска, если ее скорость перед торможением была 2 м/с, а время торможения 5 с. Коэффициент трения принять равным 0,01.

Уровень № 3

1. Автодрезина ведет равноускоренно две платформы. Сила тяги 1,5 кН. Масса первой платформы 10 т, второй 6 т. Определи те силу упругости сцепки между платформами. Трением пренебречь.

2. Искусственный спутник пролетает над Землей на высоте 600 км над ее поверхностью. С каким ускорением движется искусственный спутник? (Масса Земли равна 6 10 24 кг, радиус Земли 6400 км.)

3. На столе лежит брусок массой 2 кг, к которому привязана нить, перекинутая через блок. Ко второму концу нити подвешен груз массой 0,5 кг. Определите, силу упругости нити. Трение не учитывать.

1. 
   Автомобиль массой 1500 кг движется по вогнутому мосту , радиус кривизны которого 75 м, со скоростью 15 м/с. Определите вес этого автомобиля в средней точке моста.
2. 
   Шарик массой 200 г, привязанный нитью к подвесу, описывает в горизонтальной плоскости окружность, имея постоянную скорость. Определите скорость шарика и период его вращения по окружности, если длина нити 1 м, а ее угол с вертикалью составляет 60°.
3. 
   Невесомый блок укреплен на вершине двух наклонных плоскостей, составляющих с горизонтом углы 30 и 45°. Две гири массой
   1 кг каждая соединены нитью, перекинутой через блок. Найти ускорение, с которым движутся гири, и силу натяжения нити. Считать нить невесомой и нерастяжимой. Трением пренебречь

^ Контрольная работа № 4 по теме

«Законы сохранения в механике»

Уровень № 1

1. 
   Два неупругих шара массами 1 и 0,5 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 5 и 4 м/с. Какова будет скорость шаров после столкновения?
2. 
   Поезд массой 2000 т идет по горизонтальному участку пути с постоянной скоростью 10 м/с. Коэффициент трения равен 0,05. Какую мощность развивает тепловоз на этом участке?
3. 
   При подвешивании груза массой 15 кг пружина динамометра растянулась до максимального деления шкалы. Жесткость пружины 10 кН/м. Какая работа была совершена при растяжении пружины?

1. 
   Футбольный мяч массой 0,4 кг свободно падает на землю с высоты 6 м и отскакивает на высоту 2,4 м. Сколько энергии теряет мяч при ударе о землю? Сопротивление воздуха не учитывать.
2. 
   Найти КПД наклонной плоскости длиной 1 м и высотой 0,6 м, если коэффициент трения при движении по ней тела равен 0,1.
3. 
   Небольшое тело соскальзывает с вершины полусферы радиусом 30 см вниз. На какой высоте тело сорвется с поверхности полусферы и полетит вниз? Трение не учитывать.

Уровень № 2

1. 
   Автомобиль движется со скоростью 72 км/ч. Перед препятствием шофер затормозил. Какой путь пройдет автомобиль до полной остановки, если коэффициент трения равен 0,2?
2. 
   Молот падает свободно с высоты 0,8 м. Определите энергию и мощность удара , если время удара 0,002 с, а масса молота 100 кг.
3. 
   Поезд отошел от станции и, двигаясь равноускоренно, за 40 с прошел путь 200 м. Найти массу поезда, если работа силы тяги на этом пути 8000 кДж, а коэффициент сопротивления движению поезда 0,005.
4. 
   Платформа массой 10 т движется со скоростью 2 м/с. Ее нагоняет платформа массой 15 т, движущаяся со скоростью 3 м/с. Какой будет скорость этих платформ после удара? Удар считать неупругим.
5. 
   С ледяной горы высотой 1 м и основанием 5 м съезжают санки, которые останавливаются, пройдя горизонтальный путь 95 м. Найти коэффициент трения и коэффициент полезного действия.
6. 
   Винтовка массой 3 кг подвешена горизонтально на двух параллельных нитях. При выстреле в результате отдачи она отклонилась вверх на 19,6 см. Масса пули 10 г. Определите скорость, с которой вылетела пул я.

Уровень № 3

1. При подъеме груза массой 30 кг совершена работа 3,2 Дж.

Груз поднимался из состояния покоя равноускоренно на высоту 10 м. С каким ускорением поднимался груз?

1. 
   Человек и тележка движутся друг другу навстречу, причем масса человека в два раза больше массы тележки. Скорость человека 2 м/с, а тележки 1 м/с. Человек вскакивает на тележку и остается на ней. Какова скорость человека вместе с тележкой?
2. 
   Пуля массой 10 г, летящая со скоростью 800 м/с, пробила доску толщиной 8 см. После этого скорость пули уменьшилась до 400 м/с. Найдите среднюю силу сопротивления , с которой доска действует на пулю.
3. 
   Какая мощность необходима для сжатия пружины на x 1 = 4 см в течение 5 с, если для сжатия ее на x 2 = 1 см требуется сила 2,5 10 4 Н?
4. 
   Какую работу надо совершить, чтобы по плоскости с углом наклона 30° втащить груз массой 400 кг, прикладывая силу, совпадающую по направлению с перемещением, на высоту 2 м при коэффициенте трения 0,3? Каков при этом КПД?
5. 
   Пуля массой 20 г, выпущенная под углом а к горизонту, в верхней точке траектории имеет кинетическую энергию 88,2 Дж. Найти угол а, если начальная скорость пули 600 м/с.

Уровень № 4

1. 
   Мальчик на санках общей массой 50 кг скатился с горы высотой 12 м. Определите работу, пошедшую на преодоление сопротивления, если у подножья горы скорость была 10 м/с.
2. 
   Камень массой 0,4 кг бросили вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Чему равны кинетическая и потенциальная энергии камня на высоте 15 м?
3. 
   С какой скоростью после горизонтального выстрела из винтовки стал двигаться стрелок, стоящий на гладком льду? Масса стрелка с винтовкой составляет 70 кг, а масса пули 10 г и ее начальная скорость 700 м/с.

Урок 4/6

Тема. Решение задач

Цель урока: закрепить навыки использования закона сложения скоростей и правила сложения перемещений

Усвоению и закреплению знаний по теме «Относительность механического движения», а также развития соответствующих умений и навыков помогает подбор качественных и расчетных задач. В зависимости от уровня подготовки класса, учитель должен подобрать такие задачи, чтобы ученикам было интересно работать на уроке. Ниже приведен ориентировочный цикл задач, из которых учитель может выбрать необходимые для конкретного урока.

1. При каком условии летчик реактивного истребителя может рассмотреть артиллерийский снаряд, пролетающий недалеко от него?

2. Пассажир скорого поезда смотрит в окно на вагоны встречного поезда. В момент, когда последний вагон встречного поезда проходит мимо его окно, пассажир чувствует, что движение поезда, в котором он едет, резко замедлился. Почему?

3. Два плавники переплывают реку. Один плывет перпендикулярно течению, второй - коротким путем. Который из них переправиться на другой берег реки за наименьшее время, если модули их скоростей относительно воды одинаковы?

4. Как можно по следам дождевых капель на стеклах дверей автомобиля определить скорость падения этих капель, если ветра нет? Указание. Обратив внимание на следы от капель, можно определить направление скорости капли относительно автомобиля; скорость же автомобиля относительно земли показывает спидометр.

5. Мешает или помогает течение переплыть реку за кратчайшее время? кратчайшим путем? Считайте, что ширина реки и скорость течения везде одинаковые.

Если держать курс под прямым углом к берегу (то есть, если скорость пловца относительно воды направлена перпендикулярно к берегу), то пловца будет сносить вниз по течению. Поскольку течение не приближает плавника до противоположного берега и не отдаляет от него, кратчайшее время переправы не зависит от скорости течения. А вот для переправы кратчайшим путем следует держать курс вверх по течению, чтобы скорость относительно берега была перпендикулярной к берегу. Поскольку пл (см. рис.), течение мешает переплыть реку кратчайшим путем. Если пл T , такая переправа невозможна.

Расчетные задачи

1. Чтобы проплыть на моторной лодке от пристани А к пристани Б, нужно t 1 = 1 ч., а обратная дорога занимает t 2 = 3 ч. Скорость лодки относительно воды остается постоянной. Во сколько раз эта скорость больше скорости течения?

Из условия задачи следует, что от пристани А к пристани Б лодка плывет по течению (обратная дорога занимает больше времени). Обозначим s расстояние между пунктами А и Б, модуль скорости лодки относительно воды - ч, а модуль скорости течения - т. По течению лодка плывет со скоростью ч + относительно берега, а против течения - со скоростью ч - т.

Следовательно, Из условия задачи следует, t 2 = 3t 1, поэтому Из этого соотношения получаем:

2. Из поселка одновременно выехали два автомобиля: один - на север со скоростью 60 км/ч., второй - на восток со скоростью 80 км/ч. Как зависит от времени расстояние между автомобилями?

3. Эскалатор поднимает человека, стоящего на нем, при t 1 = 1 мин., а если человек идет вверх неподвижным эскалатором на подъем тратится t 2 = 3 мин. Сколько времени понадобится на подъем, если человек будет идти вверх по эскалатору, который движется вверх?

4. Командир, который едет во главе колонны длиной 200 м, посылает адъютанта с поручением к замыкающему. Через какое время адъютант вернется, если колонна движется со скоростью 2 м/с, а адъютант едет со скоростью 10 м/с?

5. Пассажир поезда заметил, что две встречные электрички промчались мимо него с интервалом t 1 = 6 мин. С каким интервалом времени t 2 проехали эти электрички мимо станции, если поезд, на котором ехал пассажир, двигался со скоростью 1 = 100 км/ч., а скорость каждой из электричек - 2 = 60 км/ч.?

19. Задание {{ 19 }} ТЗ № 19

Отметьте правильный ответ

Вектор углового ускорения выражается формулой;

20. Задание {{ 20 }} ТЗ № 20

Отметьте правильный ответ

Формулы пути при равноускоренном движении:

21. Задание {{ 21 }} ТЗ № 21

Отметьте правильный ответ

Формулы угла поворота при равноускоренном вращении:

R Не зная состояние системы в начальный момент времени t 0 , но зная законы, управляющие движением, определить состояния системы во все последующие моменты времени.

22. Задание {{ 22 }} ТЗ № 22

Отметьте правильный ответ

Средняя путевая скорость материальной точки равна:

£ Отношению перемещения к промежутку времени, затраченному на него.

R Отношению пути к промежутку времени, затраченному на прохождение этого пути.

23. Задание {{ 23 }} ТЗ № 23

Отметьте правильный ответ

Основная задача механики заключается в том, чтобы:

£ Не зная состояние системы в начальный момент времени t 0 , но зная законы, управляющие движением, определить состояния системы во все последующие моменты времени.

£ Зная законы, управляющие движением, определить состояния системы во все последующие моменты времени.

£ Зная состояние системы в начальный момент времени t 0 , определить состояния системы во все последующие моменты времени.

R Зная состояние системы в начальной момент времени t 0 , а также законы, управляющие движением, определить состояния системы во все последующие моменты времени t.

24. Задание {{ 24 }} ТЗ № 24

Отметьте правильный ответ

Какие из перечисленных ниже величин в классической механике имеют различные значения в системах отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно?

1). Перемещение, 2). Скорость, 3). Ускорение

£ Только 1

£ Только 2

25. Задание {{ 25 }} ТЗ № 25

Отметьте правильный ответ

Какие части колес катящегося вагона покоятся относительно дороги?

£ Точки, находящиеся на осях колес.

£ Точки, находящиеся на радиусах колес.

R Точки колес, соприкасающиеся в данное мгновение с дорогой.

£ Верхние точки колес в данное мгновение.

26. Задание {{ 26 }} ТЗ № 26

Отметьте правильный ответ

Какова, траектория движения кончика иглы звукоснимателя относительно пластинки при ее проигрывании?

£ Спираль

£ Окружность

27. Задание {{ 27 }} ТЗ № 27

Отметьте правильный ответ

Вертолет поднимается равномерно вертикально вверх. Какова траектория движения точки на конце лопасти винта вертолета в системе отсчета, связанной с винтом вертолета?

R Окружность

£ Винтовая линия

28. Задание {{ 28 }} ТЗ № 28

Отметьте правильный ответ

Какая из приведенных зависимостей описывает равномерное движение? (S перемещение, V скорость, W ускорение, t время).

29. Задание {{ 29 }} ТЗ № 29

Отметьте правильный ответ

Может ли при сложении двух скоростей V 1 и V 2 по правилу параллелограмма скорость сложного движения быть численно равной одной из составляющих скоростей?

£ Не может

£ Может, при условии .<<

£ Может, при условии = .

R Может, при условии V 1 =V 2 и угле 120° между векторами и .

30. Задание {{ 30 }} ТЗ № 30

Отметьте правильный ответ

При каком условии летчик реактивного истребителя может рассмотреть пролетающий недалеко от него артиллерийский снаряд (скорость истребителя ≈ 350 м/с)?

£ Если снаряд летит против движения истребителя с той же скоростью.

£ Если снаряд летит перпендикулярно траектории истребителя с произвольной скоростью.

£ Если снаряд летит в направлении движения истребителя со скоростью 700 м/с.

R Если снаряд летит в направлении движения истребителя со скоростью истребителя, т.е. около 350 м/с.

Надежности, как и валидности, предъявляют определен­ные требования. Надежность и валидность можно оценить с помощью таб­лицы 1.1. 2. РАЗРАБОТКА ПАКЕТА ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ ПО КУРСУ «МЕХАНИКА» Одним из эффективных инструментов при проведении педагогического эксперимента является компьютерная технология оценки качества знаний, умений и навыков. ...

Анализ, прогноз не носят завершающего цикла. В диссертации проанализированы причины, вызывающие затруднения у руководителей вуза и преподавателей по использованию технологий адаптивного компьютерного тестирования в профессиональной деятельности. Теория педагогических измерений в современных условиях внедрения государственных образовательных стандартов – это качественно новый этап в развитии...

... (8.13) составит: 325,35 тыс. р. 8.4 Расчет годового экономического эффекта и показателей рентабельности капиталовложений Годовой экономический эффект, обусловленный внедрением проекта реконструкции линии производства формового хлеба путем установки дополнительной тестомесильной машины и модернизации существующего и вновь установленного оборудования, составит где Ен - нормативный...

Осуществляться через запасной выход, находящийся в 5 метрах от дверей помещения. 5 Экономическая часть 5.1 Маркетинговое исследование научно-технической продукции В данном дипломном проекте разрабатывается линия по производству хлебобулочных изделий для предприятия малого бизнеса. К достоинствам данной линии можно отнести: создание данного производства позволит обеспечить население региона...

«Теория реактивного движения» - Реактивное движение. Константин Эдуардович Циолковский. О=mpvp+mтvт mpvp=mтvт Vp=mт·vт. Pт. Pр. Теория реактивного движения. Цели работы. Реактивное движение в природе. Кальмар. Формула Циолковского. Медуза. P=M·V Импульс топлива-Pт равен импульсу ракеты Рр, но направлен в противоположную сторону. Летательные аппараты.

«Реактивное движение» - Ракета. Реактивное движение в природе. Циолковский К.Э. Использование реактивного движения. Гагарин Ю.А. Реактивное движение (определение). Самолеты. Ракеты. Реактивное движение. Королев С.П. К.Э. Циолковский 1857-1935.

«Реактивное движение физика» - 1 – первая ступень 2 – вторая ступень 3 – третья ступень 4 – головной обтекатель. Широкое распространение получили во 2-й мировой войне и особенно в послевоенное время. Устройство ракеты. Для осуществления межзвездных перелетов необходимо создание фотонного двигателя. Вырывающийся из трубки пар начинал вращать шар.

«Реактивный двигатель» - Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935). Николай Иванович Кибальчич (1853-1881). В основе движения ракеты лежит закон сохранения импульса. «Реактивный двигатель». Сергей Павлович Королев (1907-1966). Двухступенчатая космическая ракета. Реактивный двигатель имеет самый высокий (80%) КПД из всех тепловых двигателей.

«Реактивное движение ракеты» - Реактивное движение. Полёты за атмосферу повторяются. Ракеты. Пока отверстие шарика завязано… Константин Эдуардович Циолковский - русский учёный, изобретатель и учитель. Королёв Сергей Павлович. Устройство ракеты-носителя. Вступает в действие двигатель второй ступени. Принцип реактивного движения находит широкое практическое применение в авиации и космонавтики.

«Физика в литературе» - Роль детской литературы в познании физики. Задачи работы. Скорость. Плотность вещества. Физика интересует многих учащихся. Наука и искусство так тесно связаны между собой, как легкие и сердце. Цель работы. Михаил Васильевич Ломоносов смог передать красоту и удивительность. Чудо, ставшее реальностью.

Е.В.Ермакова, ИГПИ им. П.П.Ершова, г. Ишим

Физика, армия, авиация и флот

Урок в форме игры «Счастливый случай»
9–10-й классы. Базовый курс

Цели: повторение учебного материала по физике, лежащего в основе современной военной техники; повышение познавательной активности; развитие культуры общения и культуры ответа на вопросы; патриотическое воспитание.

Материалы: плакаты с изображением военной техники, карточки, портреты ученых.

Ход урока

Игра состоит из семи геймов, результаты оцениваются жюри. Участвуют две команды по семь-восемь человек. Остальные учащиеся делятся на две группы поддержки и тоже участвуют в игре.

Вступление

Какой бы новый вид вооружения ни создавался, он неминуемо опирается на физические законы: рождалось первое артиллерийское оружие – приходилось учитывать законы движения тел (снаряда), сопротивление воздуха, расширение газов и деформацию металла; создавались подводные лодки – и на первое место выступали законы движения тел в жидкостях, учет архимедовой силы; ставилась задача обнаружения воздушных целей ночью, за облаками – приходилось обращаться к закономерностям распространения и отражения радиоволн; увеличение скорости полета самолетов требовало не только повышения мощности двигателей, но и изучения выбора оптимального профиля фюзеляжа и крыльев; проблемы бомбометания привели к необходимости составления таблиц, позволяющих находить оптимальное время для сброса бомб на цель.

Гейм 1. Разминка

Каждой команде предлагается ответить на как можно больше вопросов ведущего. (2 мин, за каждый ответ начисляется
1 балл.)

Вопросы первой команде

• Чему приблизительно равна скорость танка Т-34? (Ответ . 55 км/ч.)
• Когда в России появилась регулярная армия? (Ответ . При Петре I, в 1691 г., с формированием Преображенского и Семеновского полков.)
• Переведите 1 м 3 в мм 3 . (Ответ . 10 9 мм 3 .)
• К какому типу двигателей следует отнести огнестрельное оружие? (Ответ . К двигателям внутреннего сгорания.)
• Oy его скорости v 2 в точке 2 ? (Ответ . v 2 cos a.)

• Чему равен калибр ствола Царь-пушки? (Ответ . 89 см.)
• Когда родились воздушно-десантные войска? (Ответ . 2 августа 1930 г.)
• С самолета, летящего горизонтально с постоянной скоростью, сбрасывается бомба. Где будет находиться самолет, когда бомба достигнет земли? (Ответ . Взрыв произойдет далеко позади самолета; вследствие сопротивления воздуха горизонтальная скорость бомбы все время уменьшается, и она отстает от самолета.)
• Почему самолет-бомбардировщик вздрагивает, освобождаясь от груза подвешенных к его крыльям бомб? (Ответ . Из-за уменьшения веса при установлении равновесия между подъемной силой и силой тяжести.)
• Когда впервые применено артиллерийское оружие БМ-13 («Катюша»)? (Ответ . 14 июля 1941 г. на станции Орша.)
• Почему при холостых выстрелах ствол пушки нагревается сильнее, чем при стрельбе снарядами? (Ответ . При холостом выстреле большая часть энергии идет на нагревание.)
• Чему равна начальная скорость снаряда современного орудия (среднее значение)? (Ответ . Примерно 1000 м/с.)
• Почему наружные части сверхзвуковых самолетов приходится охлаждать с помощью специальных установок? (Ответ . Эти части потеряли бы свою прочность вследствие сильного нагревания при трении о воздух.)
• В какой точке траектории летящий снаряд обладает наименьшей скоростью? (Ответ . В наивысшей точке, т.к. вертикальная составляющая скорости равна нулю.)
• Чему равна масса пули автомата Калашникова? (Ответ . 7,9 мг.)
• Какова траектория движения точек винта самолета-истребителя по отношению к летчику? (Ответ . Окружность.)
• Почему коническая пуля летит дальше круглой при прочих равных условиях? (Ответ . У конической пули более обтекаемая форма.)

Вопросы второй команде

• Чему равна скорость пули при вылете из автомата Калашникова? (Ответ . 715 м/с.)
• Когда появились первые лыжные подразделения в России? (Ответ . В 1918 г.; «Северный лыжный экспедиционный отряд».)
• Когда и кем был сконструирован прославивший себя в сражениях Великой Отечественной войны танк Т-34? (Ответ . В 1940 г. М.И.Кошкиным и др.)
• Переведите 1 л в м 3 . (Ответ . 10 –3 м 3 .)
• Как направлено ускорение снаряда после вылета из ствола орудия, если сопротивление воздуха отсутствует? (Ответ . Ускорение во всех точках одинаково и равно g , направлено вертикально вниз.)
• Чему равна длина ствола Царь-пушки? (Ответ . 5,34 м.)
• Почему бомба, сброшенная с горизонтально летящего самолета, не падает вертикально вниз? (Ответ . Потому что она имеет скорость в горизонтальном направлении и вследствие инерции удерживается в этом состоянии движения.)
• Против каких сил самолет совершает работу при взлете? (Ответ . Против сил тяжести и силы трения о воздух.)
• Лопасти винта самолета со стороны, обращенной к кабине летчика, окрашивают в черный цвет. Почему? (Ответ . Белый винт, отражая солнечные лучи, ослеплял бы летчика.)
• Чему равна начальная скорость мины миномета (среднее значение)? (Ответ . 100–355 м/с.)
• Почему тормозные колодки самолетов делают из материалов с высокой температурой воспламенения и большой удельной теплоемкостью? (Ответ . При торможении механическая (кинетическая) энергия самолета преобразуется во внутреннюю энергию тормозных колодок. В результате температура обшивки повышается до плавления и испарения материала.)
• Чему равна масса ручного пулемета Дегтярева? (Ответ . 9 кг.)
• Какова траектория движения точки винта самолета по отношению к земле? (Ответ . Винтовая линия.)
• Почему бомба или мина падают на землю ударником вниз? (Ответ . Встречный поток воздуха поворачивает движущееся тело так, чтобы оно испытывало наименьшее сопротивление движению.)
• Назовите создателей танка ИС-2. (Ответ . Ж.Я.Котик, А.М.Благонравов, Н.Л.Духов. )
• На рисунке показана траектория движения снаряда и направление его скорости в разных точках. Чему равна проекция на ось Oy его скорости v 1 в точке 1 ? (Ответ . 0.)

Гейм 2. В мире формул

Командам предлагается одновременно дать математическую запись физических величин (законов, условий), описанных на карточках. (2 мин, за верный ответ – 1 балл.)

1. Закон сохранения импульса для системы из двух тел массами m 1 и m 2 при упругом ударе.

2. Давление жидкости на любой глубине.

3. Условие плавания тел.

4. Давление, производимое телом на поверхности площадью S .

5. Перемещение тела при равноускоренном движении.

6. Скорость тела в любой точке траектории.

7. Кинетическая энергия тела, выраженная через модуль центростремительного ускорения. (Ответ . maR/2 .)

8. Период обращения тела через время движения t , пройденный путь s и радиус окружности R . (Ответ . 2pRt/s .)

9. Уравнение движения при равнопеременном вращении тела по окружности.

10. Скорость при равноускоренном движении.

11. Дальность полета для тела, брошенного под углом a к горизонту.

12. Максимальная высота подъема тела, брошенного под углом a к горизонту.

Гейм 3. Ты – мне, я – тебе

Команды задают друг другу заранее приготовленные вопросы, связанные с историей развития военной техники. (3 мин, за верный ответ – 1 балл.)

Гейм 4. «Заморочки» из бочки

• При каком условии летчик реактивного истребителя может рассмотреть пролетающий недалеко от него артиллерийский снаряд? (Ответ . При скорости современных самолетов около 370 м/с летчик сможет рассмотреть летящий в ту же сторону, что и самолет, снаряд, имеющий в верхней части своей траектории скорость около 400 м/с.)
  • Почему порох, рассыпанный на столе, сгорает почти бесшумно, а то же количество пороха при выстреле из ружья создает громкий звук? (Ответ . Свободное сгорание пороха не приводит к существенному сжатию воздуха. При взрыве пороха в патроне ружья газ находится под большим давлением. При выходе из канала ствола этот газ начинает быстро расширяться, вызывая местное сжатие воздуха, которое затем начинает распространяться в виде звуковых волн.)
• Плавающий танк способен преодолевать водные преграды с помощью водометного движителя, представляющего собой трубу. Вода забирается насосом в трубу и с большой скоростью выбрасывается за корму. Почему при этом танк движется в противоположную сторону? (Ответ . Действуя на воду, насос выбрасывает ее за корму. В противоположном направлении действует струя воды, сообщая танку движение вперед.)
  • Находившийся в годы войны на вооружении советских войск ручной пулемет конструкции Дегтярева (РПД) имел массу 9 кг, его пули были калибром 7,62 мм и массой 9 г; при выстреле пуля приобретала начальную скорость около 700 м/с. Определите скорость отдачи, которую приобретал при выстреле пулемет. (Ответ . 0,7 м/с.)
• Судовая радиолокационная станция излучает электромагнитные волны длиной 0,8 см. Какие размеры должен иметь предмет, чтобы его можно было обнаружить с помощью судового радиолокатора? (Ответ . Чтобы электромагнитная волна отразилась от предмета, его размеры должны быть не меньше длины волны, т.е. 0,8 см.)
  • Самолет, летящий со скоростью 720 км/ч, описывает вертикальную петлю радиусом 400 м. Какую перегрузку испытывает летчик в высшей точке (или низшей точке) петли? Масса летчика 80 кг. (Ответ . 7200 Н; 8800 Н.)
• Для чего внутри ствола винтовок и пушек делают винтовые нарезки? (Ответ . Чтобы придать пуле (снаряду) вращательное движение вокруг оси симметрии и этим обеспечить устойчивость полета в воздухе, а значит, и малое аэродинамическое сопротивление.)
  • Почему самолет при повороте наклоняется в сторону поворота, а корабль – в противоположную сторону? (Ответ . Самолет наклоняется с помощью рулей, чтобы за счет этого наклона получить необходимое центро-стремительное ускорение. Корабль при действии руля отклоняется в противоположную сторону вследствие своей инертности.)
• Почему при стрельбе пуля вылетает из ружья со свистом, а пуля, брошенная рукой, летит бесшумно? (Ответ . Пуля, выпущенная из ружья, движется со скоростью, превышающей скорость звука в воздухе. Вследствие этого образуется ударная волна, создающая звук высокого тона.)
  • Парашютист, достигнув в затяжном прыжке скорости 55 м/с, раскрыл парашют, после чего за 2 с скорость уменьшилась до 5 м/с. Найдите наибольшую силу натяжения стропов парашюта, если масса парашютиста 80 кг. (Ответ . 2800 Н.)

Гейм 5. Выполни и узнаешь!

Командам даются карточки, на которых написаны технические характеристики военной техники, общие сведения. Представлены вопросы и задания, выполнив которые, команды получат новые для них сведения. (5 мин, за каждый правильный ответ – 1 балл.)

Общие сведения

Истребители Як-3, созданные в конструкторском бюро А.Яковлева в 1943 г., появились на фронтах Великой Отечественной войны в разгар летних сражений этого же года. Як-3 – самый легкий истребитель Второй мировой войны. Плавность наружных очертаний корпуса, переход на дюралюминиевые лонжероны (балки, воспринимающие деформации изгиба или кручения), тщательная отделка поверхностей, новый авиамотор конструкции В.Климова – все это позволило увеличить скорость новой машины на 70 км/ч по сравнению с моделью Як-1. Достоинство Як-3 – сочетание простоты пилотирования с мощным вооружением.

Вопросы и задания

1. Вычислите силу давления на крыло самолета при нормальном атмосферном давлении.
2. Напишите уравнение движения самолета, совершавшего взлет, полет и посадку. Постройте график этого движения.
3. За какое время самолет пролетал расстояние, равное максимальной дальности полета?
4. Найдите силу тяги, развиваемую двигателем при максимальной и посадочной скоростях полета.
5. Какова кинетическая, потенциальная и полная энергия самолета при заданном потолке и максимальной скорости полета?
6. Вычислите работу, совершаемую двигателем за время горизонтального полета. Скорость и дальность полета выберите сами, исходя из технических характеристик.

Общие сведения

Подводная лодка типа М («Малютка») – однокорпусная, с цистернами главного балласта, расположенными внутри корпуса, имела двигатель – дизель мощностью 588,8 кВт (800 л.с.). Наибольшего успеха добились «Малютки», входившие в состав Северного флота и действовавшие в районе захваченного немцами Варангер-фьорда. На них были установлены бортовые балластные цистерны с шахтами, где размещалось 18 мин. Мины можно было выставлять при подводном положении лодки, что и использовалось для минирования узких охраняемых фьордов.

Вопросы и задания

1. Напишите уравнение движения лодки и постройте его график для какого-либо движения.
2. Найдите расстояние, пройденное лодкой за 5 ч хода, для одного из движений.
3. Какой кинетической энергией обладает судно при этом движении?
4. Найдите архимедову силу, действующую на лодку.
5. Рассчитайте, какой массы вооружение она могла принять.
6. Найдите гидростатическое давление на максимальной глубине погружения.

Гейм 6. Темная лошадка

Обеим командам задается вопрос, допускаются четыре подсказки. (За ответ без подсказки – 4 балла, за ответ после первой подсказки – 3 балла и т.д.)

1. Назовите ученого, который в годы Великой Отечественной войны работал над вопросами противоминной защиты кораблей и над укреплением танковой брони.

Подсказки:

а) 26 декабря 1946 г. им была осуществлена цепная ядерная реакция в первом советском ядерном реакторе;
б ) 12 августа 1953 г. им и А.Д.Сахаровым была испытана первая водородная бомба;
в ) 27 июня 1954 г. этот человек участвовал в открытии первой в мире атомной электростанции в г. Обнинске.

(Ответ . Игорь Васильевич Курчатов, 1913–1960 гг.)

2. Назовите ученого, который в конце 30-х гг. ХХ в. решает проблему создания машины для сжижения воздуха с использованием только цикла низкого давления.

Подсказки:

а) в 1937 г. он открыл свойство сверхтекучести жидкого гелия при температуре 2,19 К (вязкость равна нулю);
б ) в апреле 1945 г. «за успешную научную разработку нового турбинного метода получения кислорода и за создание мощной турбинно-кислородной установки для производства жидкого кислорода» ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда.

(Ответ . Петр Леонидович Капица, 1894–1984 гг.)

Гейм 7. Гонка за лидером

Каждой команде нужно ответить на возможно большее число вопросов ведущего. (2 мин, за правильный ответ – 1 балл.)

Вопросы первой команде:

• Когда впервые появилось звание генерал-майор? (Ответ . При царе Алексее Михайловиче.)
• Ученый, который вывел уравнение тел переменной массы. (Ответ . И.В.Мещерский.)
• Когда впервые корабль был оборудован размагничивающей системой? (Ответ . В 1938 г.)
• Чему равна максимальная скорость авианосца? (Ответ . Примерно 60 м/с.)
• Переведите 1 м 3 в дм 3 .
• Чему равна скорость самолета Ла-5, использовавшегося в Великой Отечественной войне? (Ответ . 648 м/с.)
• Кто впервые совершил «мертвую» петлю и таран? (Ответ . Петр Никифорович Нестеров в 1913 г.)
• Чему равна морская миля? (Ответ . 1,852 км.)
• Чему равна предельная дальность полета пули автомата Калашникова? (Ответ . 3000 м.)
• Человек, сконструировавший самолет Ла-5 с потолком подъема более 11 км. (Ответ . Семен Александрович Лавочкин.)
• Чему равна толщина кирпичной кладки, находящейся на расстоянии 100 м от стрелка, пробиваемой пулей, выпущенной из автомата Калашникова? (Ответ . 12–15 см.)
• Человек, сконструировавший штурмовик Ил-2, названный немцами «черной смертью»? (Ответ . С.В.Ильюшин.)
• Чему равен 1 дюйм? (Ответ . 25,4 мм.)

Вопросы второй команде:

• Назовите фамилию первого фельдмаршала России. (Ответ . Борис Петрович Шереметев; при Петре I.)
• Кто создал установку по упрочению стволов минометов? (Ответ . Л.Ф.Верещагин.)
• Основоположник теории авиации. (Ответ . Н.Е.Жуковский.)
• Чему равна скорость атомной подводной лодки (подводный ход)? (Ответ . 60 м/с.)
• Чему равна скорость самолета МиГ-3? (Ответ . 640 м/с.)
• Устройство, смягчающее падение. (Ответ . Парашют.)
• Кто построил первый самолет? (Ответ . Братья Орвилл и Уилбер Райт, в 1903 г.)
• Чему равна 1 сажень? (Ответ . 213,4 см.)
• Кто изобрел парашют? (Ответ . Себастьян Ленорман; в 1797 г.)
• Кто руководил сборкой пикирующего бомбардировщика Ту-2? (Ответ . А.Н.Туполев.)
• Чему равна толщина соснового бруса, пробиваемого пулей, выпущенной с расстояния 500 м из автомата Калашникова? (Ответ . 15 см.)
• Кто руководил работами по созданию артиллерийского орудия ЗИС-3, делающего 25 выстрелов в минуту? (Ответ . В.Г.Грабин.)

Вопросы болельщикам (могут быть заданы во время перерыва в игре):

• В чем суть суворовской системы воспитания и обучения войск? (Ответ . Верность отечеству. Развитие глазомера, быстроты, натиска; обращение полководца к солдату как к равному, побуждение его к размышлению, а не просто к исполнению устава.)
• Почему затруднена радиосвязь на коротких волнах в горной местности? (Ответ . Короткие волны распространяются по прямой.)
• Металлоискатель представляет собой генератор незатухающих колебаний звуковой частоты. Когда катушку индуктивности этого генератора приближают к металлическому предмету, скрытому в земле или стене, в телефонных наушниках высокий тон сменяется на низкий. Почему это происходит? (Ответ . Металлический предмет увеличивает индуктивность колебательного контура, а частота генерируемых колебаний при этом уменьшается.)
• Что такое прогибограф? (Ответ . Это прибор, позволяющий регистрировать изменения, происходящие со льдом в разную погоду под влиянием статических и динамических нагрузок; применялся при обороне Ленинграда в годы Великой Отечественной войны.)
• Каково водоизмещение торпедного катера Г-5, сражавшегося с немцами на «голубых дорогах» Великой Отечественной войны, если его длина 20 м, ширина 3,5 м, осадка 0,6 м? (Ответ . 42 т.)