Физика 10 класс Рабочая тетрадь Касьянов Дмитриева

в. А. Касьянов, В. Ф. Дмитриева РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ К учебнику В. А. Касьянова ФИЗИК/ гос Содержит задания на формирование метапредметных умений и личностных качеств ВЕРТИКАЛЬ #орофа Учени................ класса школы ВЕРТИКАЛЬ МОСКВА ■ророфа 2015 ГОС УДК 373.167.1:53 ББК 22.3я72 К28 Условные знаки: ^ — личностные качества; ^ — метапредметные результаты. Касьянов, В. А. К28 Физика. Базовый уровень. 10 кл. : рабочая тетрадь к учебнику В. А. Касьянова / В. А. Касьянов, В. Ф. Дмитриева. — М. : Дрофа, 2015.— 158, [2] с. ISBN 978-5-358-14635-8 Предлагаемая рабочая тетрадь является составной частью учебно-методического комплекса В. А. Касьянова для базового уровня, переработгшного в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта. В комплекс входят учебник, тетрадь для лабораторных работ, комплект тетрадей для контрольных работ, методическое пособие и дидактические материалы. В тетради содержатся вычислительные, качественные и графические задачи, которые сгруппированы по темам в соответствии с главами учебника. В конце каждой главы помещены рубрика «Проверь себя» и творческое задание. Задания к параграфам, необязательным для изучения, отмечены звёздочкой. Пособие предназначено для организации самостоятельной работы учащихся при изучении нового материгьта, а также для закрепления и проверки полученных знаний по физике. УДК 373.167.1:53 ____________________________________________________________ББК 22.3я72 Учебное издание Касьянов Валерий Алексеевич, Дмитриева Валентина Феофановна ФИЗИКА Базовый уровень. 10 класс Рабочая тетрадь к учебнику В. А. Касьянова Зав. редакцией Е.Н. Гадсонова. Ответственный редактор И. Г. Власова Компьютерная графика Л. Я. Александрова. Художественное оформление М. В. Мандрыкина. Технический редактор И. В. Грибкова. Компьютерная верстка Г. А. Фетисова. Корректор С. М. Задворычева 12+ Сертификат соответствия № РОСС RU. АЕ51. Н 16602. Подписано в печать 06.08.14. Формат 70 х 90 Vie- Бумага офсетная. Гарнитура «Школьная*. Печать офсетная. Уел. печ. л. 11,70. Тираж 3000 экз. Заказ № 14-08-2118. ООО «ДРОФА*. 127254, Москва, Огородный проезд, д. 5, стр. 2. Предложения и замечания по содержанию и оформлению книги просим направлять в редакцию общего образования издательства «Дрофа*: 127254, Москва, а/я 19. Тел.: (495) 795-05-41. E-mail: [email protected] По вопросам приобретения продукции издательства «Дрофа* обращаться по адресу: 127254, Москва, Огородный проезд, д. 5, стр. 2. Тел.: (495) 795-05-50, 795-05-51. Факс: (495) 795-05-52. Сайт ООО «ДРОФА»: www.drofa.ru Электронная почта: [email protected] Тел.: 8-800-200-05-50 (звонок по России бесплатный) Отпечатано с готовых диапозитивов в ООО «БЭТ* Св. ДК № 4526 от 18.04.2013 г. 61024, г. Харьков, ул. Ольминского, 17 ISBN 978-5-358-14635-8 © ООО «ДРОФА», 2015 Физика в познании вещества, поля, пространства и времени Аристотель (384—322 до н. э.) Древнегреческий философ и учёный. Сочинения Аристотеля относятся ко всем областям знаний того времени. Название его трактата «Физика» стало названием физической науки. § 1. Что изучает физика Физика — наука о природе. Согласны ли вы с этим утверждением? Почему? Какие естественные науки вам известны? Почему Г. Галилея считают одним из основателей точного естествознания? 0 Заполните таблицу. Физическая величина Единица СИ Наименование Обозначение Наименование Обозначение длина метр t кг Запишите в основных единицах значения следуюш;их величин. 1.5 Тм =_________м 2,3 мкм =.........м 2.6 Гг =_________кг 5,6 нс =_________с 3,2 Мм =..........м 4,5 пм =_________м Перечислите органы чувств в порядке убывания информации об окружаюш;ем мире, получаемой человеком. § 2. Эксперимент. Закон. Теория ^ |9 Составьте план изучения явления. Что нужно знать о физическом законе? • опыты, подтверждающие справедливость закона; • учёт и использование на практике; • границы применимости. Перечислите основные компоненты физической теории. Заполните пропуски. Критерием правильности является Приведите примеры фундаментальных физических теорий. Чем является модель в физике? Что она характеризует? Приведите примеры стандартных физических моделей. Докажите, что физика — наука экспериментальная. § 3. Идея атомизма В чём состояла атомистическая гипотеза Демокрита? Какие выводы следовали из экспериментов Дальтона? От чего зависит место элемента в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева? Какие открытия привели к созданию планетарной модели атома? Опишите планетарную модель атома. На рисунке 1 учебника изображена структура атома. Из рисунка определите: размер атома —... размер ядра атома Микро- или макрообъектом является элементарная частица? Какой признак позволяет причислить ту или иную частицу к элементарным? Как делятся элементарные частицы по массе? к какой группе частиц относится фотон? § 4. Фундаментальные взаимодействия По какому признаку взаимодействия можно отнести к фундаментальным? Заполните пропуски. Существует........вида фундаментальных взаимодействий: Опишите роль каждого фундаментального взаимодействия во Вселенной. с помощью таблицы 3 учебника проклассифицируйте взаимодействия. • Взаимодействия короткодействующие —................... Взаимодействия дальнодействующие По какому признаку была проведена классификация? Закончите фразы. Различия между электромагнитным и слабым взаимодействием исчезают на расстояниях между элементарными частицами Эти взаимодействия представляют собой проявление Какие типы взаимодействий существуют согласно теории «великого объединения»? ВЕШЕН1........................ 1. Выберите единицы, являющиеся в СИ основными. 1)метр 2) час 3)литр 4) килограмм 2* Выберите правильный порядок этапов метода научного познания. 1) наблюдение — эксперимент — гипотеза — теория — закон 2) наблюдение — гипотеза — эксперимент — закон — теория 3) гипотеза — наблюдение — эксперимент — теория — закон 4) эксперимент — гипотеза — теория — наблюдение — закон 3* Что не является физической моделью? 1) материальная точка 2) точечный заряд 3) электрон 4) идеально гладкая поверхность 4. Какое взаимодействие по теории «великого объединения» не входит в объединённое взаимодействие? 1) гравитационное 2) сильное 3) слабое 4) электромагнитное Ответы. Номер задания 1 2 3 4 Номер ответа ....................................... Самооценка | | ^ в каких взаимодействиях участвуете вы? Ответ представьте в виде М схемы. Можно ли назвать эти взаимодействия фундаментальными? Почему? 10 Выдающийся итальянский физик и астроном, один из основателей точного естествознания. Именно от него берёт начало физика как наука. § 5. Траектория. Закон движения Приведите примеры механического движения. Основное свойство механического движения заключается в его относительности. Как вы это понимаете? Закончите фразу. Кинематика изучает механическое движение, но при этом не рас- сматривает Чем материальная точка отличается от геометрической? Приведите примеры, когда тело можно считать материальной точкой. .................................................... 11 Что можно принять за тело отсчёта? Приведите примеры разных тел отсчёта. Что составляет систему отсчёта? Какой вывод следует из рисунков 2 и 3 учебника? Сколько координат и какие определяют положения материальной точки А (см. рис. 4 учебника) в произвольный момент времени? Сформулируйте определение радиуса-вектора. 12 ^ IQ Дополните схему рисунками и запишите соответствующий закон движения. 3 Можно ли утверждать, что координатный и векторный способы задания положения материальной точки в пространстве и во времени взаимосвязаны и эквивалентны? Ответ поясните. 13 § 6. Перемещение Заполните таблицу. Физическая величина ПЕРЕМЕЩЕНИЕ Определение Обозначение Единица Путём построений докажите, что результирующее перемещение не зависит от последовательности перемещений. Заполните таблицу. Физическая величина ПУТЬ Определение Обозначение Единица 14 При каком движении путь, пройденный телом, равен модулю перемещения? Определите путь /, пройденный автобусом, и модуль его перемещения 1Аг|, если автобус утром выпхел на маршрут, а вечером возвратился обратно. Показания его одометра^ увеличились за это время на 500 км. I 11 = |Аг I = 500 км □ г = |дг| = о I 11 — 500 км; 1Аг| = о Z = 0; |АгI = 500 км § 7. Скорость Заполните таблицу. Физическая величина СРЕДНЯЯ ПУТЕВАЯ СКОРОСТЬ Определение — - - Формула Единица Какова средняя путевая скорость поезда, если он прошёл мост длиной 360 м за 2 мин? Длина поезда 240 м. I I 2 м/с I I 3 м/с I I 5 м/с I I 10 м/с Одометр показывает пройденный транспортным средством путь. 15 Заполните пропуски. Стрелка спидометра автомобиля показывает скорость. Заполните таблицу. Физическая величина МГНОВЕННАЯ СКОРОСТЬ Определение Формула Единица Направление Определите относительную скорость в каждом случае. У1 ^ Ui = 60 км/ч Vi = 50 км/ч V2 = 40 км/ч Vz = 50 км/ч Автомобиль прошёл расстояние от пункта А до пункта В со скоростью = 36 км/ч, а обратно — со скоростью км/ч. Опре- делите среднюю путевую скорость рейса выразите её в м/с. 16 I щ IHC си| Ре1шс ни в: i 1 Lcp 1 1 1 V. !ср 1 ..... 1 i — j I 1 j— 1 1 1 I i 1 \ i 0 гве г: „ :лг "1— 1 ! i § 8. Равномерное прямолинейное движение Что является главной особенностью равномерного прямолинейного движения? И Четыре тела двигались вдоль оси ОХ. В таблице представлена зависимость их координат от времени. t,c 0 1 2 3 4 5 6 4 2 0 -2 -4 X2, M 3 3 3 3 3 3 Xy M 0 1 4 9 16 25 x^, M 0 2 0 -2 0 2 У какого из тел скорость могла быть постоянна и отлична от нуля? □ l П2 Пз П4 17 Тело движется вдоль оси ОХ, На графике показана зависимость проекции скорости тела на ось ОХ от времени. Каков путь, пройденный телом к моменту времени f = 4 с? м □ 8 I I 6 м П 5м I I 4 м v^, м/с о t, с Два тела (материальные точки) одновременно начинают движение вдоль оси X. Закон движения первого тела = 10 + 4t (м), второго — Х2 = 4 + 6t (м). Рассчитайте теоретически и найдите графически, в какой момент времени они встретятся. Сделайте вывод. ' Д' LHo: 1 Р( (НИ е: 1 X = 1 ! X. 1 = 1 - ! i - ? 1 1 i 1 i i 1 I \ 1 I 1 ■ 1 \ Ь X, м L 28 24 Н 20 1 16 12 Г 8 4 л \ 1 i — г— 1 1 1 1 j 1 j ^ 1 1 1 1 ( 1 1 9 Я л f п 1 у ^ у 1 j 1 ~г 1 — - 1 .4™ - 1 i f 1 О^ве к: j 1 i Тело движется в направлении, противоположном оси X, со скоростью 200 м/с. Постройте график зависимости Найдите графически перемещение тела вдоль оси X за первые 4 с движения. 18 Постройте графики равномерного движения бегунов, стартующих из начала отсчёта в противоположных направлениях с проекциями скоростей = 5 м/с и v^2 соответственно. Определите графически расстояние между бегунами через 5 с после начала движения. Shc; VLo =-- i ^ t~ ? OtB^: Р|»шён».е X, м 25 20 15+ 10 5 -10- -15-h -20- -25f -30 -35+ -40 1 2 3 4 5 6 ty c 19 § 9. Ускорение Заполните таблицу. Физическая величина МГНОВЕННОЕ УСКОРЕНИЕ Определение Обозначение Формула Единица При каком движении вектор ускорения направлен вдоль траектории? Рассмотрите рисунок 25 учебника. Какой вывод можно сделать о направлении ускорения? Приведите пример такого движения. Рассмотрите рисунок 26 учебника. Какой вывод можно сделать о направлении ускорения? Приведите пример такого движения. 20 § 10. Прямолинейное движение с постоянным ускорением Q Заполните таблицу «Прямолинейное движение с постоянным ускорением». Движение РАВНОУСКОРЕННОЕ РАВНОЗАМЕДЛЕННОЕ Определение Зависимость скорости движения от времени График зависимости скорости движения от времени Закон движения Как определяется графически перемещение тела при равноускоренном и равнозамедленном движениях? 0 В Четыре тела двигались вдоль оси ОХ, В таблице представлена зависимость их координат от времени. 21 t, с 0 1 2 3 4 5 Xj^f м 6 4 2 0 -2 -4 Х2гМ 3 3 3 3 3 3 Ху М 0 1 4 9 16 25 ХуМ 0 2 0 -2 0 2 у какого из тел ускорение могло быть постоянно и отлично от нуля? □ 1 □ 2 □ з □ 4 Такси движется по прямой улице. На графике представлена зависимость скорости движения автомобиля от времени. В течение какого интервала времени модуль ускорения автомобиля максимален? I I от О до 5 с I I от 5 до 10 с I I от 10 до 15 с I I от 15 до 20 с На рисунках изображены графики зависимости модуля ускорения от времени для разных видов прямолинейного движения. Какой график соответствует равноускоренному движению? О t 1) 2) 3) □ 1 □ 2 □ з t О □ 4 4) 22 Тело, двигаясь в положительном направлении оси ОХ прямолинейно с постоянным ускорением, за некоторое время уменьшило свою скорость в 4 раза. Какой из графиков зависимости проекции ускорения от времени соответствует такому движению? i 0,^1 1 «X- 1 о 7 О 1) □ 1 t О 2) 3) □ 2 □ з О □ 4 4) При разбеге по бетонированной дорожке длиной I = 800 м самолёт ТУ-134 движется с ускорением а = 2,3 м/с^. Определите: сколько времени продолжался разбег; скорость, которую имел самолёт при отрыве от земли. ДМ( : 1 Ре ше|ни и j i 1 ■"Т- ■■■■ 1 Ct [Hiiaei А ; [ВЙЖ6 ни е (Ьак г ол ётц п 0 ( >ет1 Ьн] ipc •ва: 1н- а1= ■ i о ! нс й до; Э05 ЕСКё Г [ря мо1ли не! m^iM LBH ру же pel Г о HI IMj 1 д; [Я ЕСОТОР ОГ( ) при ус. ювии 0 I [ут ь / |и t\- ? СВ opj Ьс1 ниже ни к ц из ме НЯ1 от< ;я ] ю; !ав он 1ам г v\— ? 1 i 1 ! 1 1 Г 1 I 1 1 ! i i j 7- 1 i i 1 1 1 i 1 L i 1 1 ! Отве т: -\ 1 1 1 1 Прямолинейное движение тела вдоль оси ОХ описывается уравнением: X = Q + St — 2t^ (м). Определите: путь, пройденный телом за 3 с движения; через какое время ^2 после начала движения тело возвратится в начальную точку. 23 На рисунке представлен график зависимости скорости движения тела от времени v = Определите: среднюю путевую скорость тела за ^ = 4 с движения (рептите графическим и аналитическим способами); момент времени ty когда тело изменяет направление движения. 3 Тело движется вдоль оси ОХ из начала координат с постоянным ускорением. Направления начальной скорости Vq и ускорения а тела указаны на рисунке. О X Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) координата х тела в момент времени t Б) проекция скорости тела в момент времени t ФОРМУЛЫ 1) + — 2) V-^ 3) Vq Ч- at 4) Vq - at 25 § 11. Свободное падение тел Заполните таблицу «Свободное падение» Определение Ускорение Скорость тела •?ТТ? V = • у ТХ^ V = Зависимость координаты от времени У = y{t) • При движении вниз у = • При движении вверх у = Путь, проходимый телом при свободном падении • При движении вниз h = • При движении вверх h = О чём свидетельствует опыт, изображённый на рисунке 31 учебника? Тело свободно падает с высоты 40 м. Начальная скорость тела равна нулю. На какой высоте оно окажется через 2 с после начала падения? Сопротивлением воздуха пренебречь. □ о □ ю м □ 20 м □ 50 м Определите время свободного падения тела: с Останкинской телебашни в Москве = 540 м); с Эйфелевой башни в Париже (/^2 = = 324 м); с падаюш;ей башни в Пизе (Лд = 56 м). 26 Дане : 1 Ре ше ни s: i 1 1 4= D 1 1 1 г i ! 1 _ ! 1 — 1 i 1 ц= —1— м/^ ? 1 i — L4-] ? f~ г 1 1 ? j ! I 1 ! Otse г: 1 ; i Тело свободно падает в течение 4 с. Определите: высоту, с которой падает тело вблизи поверхности Земли, на Луне; скорость в момент удара о Землю, о поверхность Луны. Сопротивлением воздуха пренебречь. Дки( 4= i: iPe ше|ни e: r-”“ - 1 ---- [ 1 ...j i I 1 i ущ^ 1 i 4“ . ? \ -? 1 -- --- . ? i . • ^Л- -? j —p 1 г — 1 О^ве г: ' j § 12. Кинематика периодического движения Закончите фразы. Движение, особенностью которого является его повторяемость, на- зывается ..... — продолжение задания см. на следующей странице. 27 Важнейшей характеристикой такого движения является 0 Дополните схему и сравните эти движения. Общее: ___ Различное: Как направлен вектор линейной скорости материальной точки при её движении по окружности? Заполните таблицу «Характеристики движения материальной точки по окружности». Название Обозначение Единица Формула связи Период вращения V V = ^ г = 2куг м/с^ 28 Какие рисунки учебника иллюстрируют направление векторов: а) линейной скорости; б) центростремительного (нормального) ускорения? Какова главная особенность гармонических колебаний? Определите длину I минутной стрелки Кремлёвских курантов, если её конец движется с линейной скоростью = 6 • 10~^ м/с. Д^с л 1 Ре ше|ни г: 1 1 Г-- 1 j i?j= i i 7^ = I 1 1 /1—' 1 1 \ ! 1 1 ■ О^е 1 1 i i L г:. j 1 j 1 Найдите линейную скорость врапд,ения Земли вокруг Солнца, считая её орбиту круговой с радиусом г^= 1,5 • 10® м. Д?н< i: I Pe ше|ни b: j '•F i j ' j 1 1 1 71 = 1 j 1 1 7 —I— i 1 1 j ! i 1 1 I i i i 1 i i 1 ! i 1 i i I ; 1 Oiee r:. .... —j j i T 1 i : ^ Определите линейную скорость точек земной поверхности на экваторе, на широте 60° и на полюсе. Радиус Земли = 6,37 • 10® м. 29 Автомобиль движется по закруглению дороги радиусом 20 м с постоянной по модулю скоростью 10 м/с. Центростремительное ускорение автомобиля равно Ц 12,5 м/с^ 1^ 10 м/с^ I I 5 м/с^ I I 4 м/с' ж В результате перехода с одной круговой орбиты на другую центростремительное ускорение спутника Земли увеличивается. Как изменяются в результате этого перехода радиус орбиты спутника, скорость его движения по орбите и период обращения вокруг Земли? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. 30 Радиус орбиты Скорость движения по орбите Период обращения вокруг Земли ПРОВЕРЬ СЕБЯ !• Какое из приведённых ниже выражений является неверным? 1) результирующее перемещение равно векторной сумме последовательных перемещений 2) результирующее перемещение равно сумме проекций последовательных перемещений 3) результирующий путь можно найти как сумму путей, совершённых за последовательные промежутки времени 4) результирующую скорость находят как векторную сумму скоростей на отдельных участках пути 2. Выберите график скорости, соответствующий представленному графику ускорения, при условии, что начало отсчёта времени на графиках совпадает. а, i 1 1 ■■ 1 1 _L_ 4 1 1 ^ 1 6 1 S c 1 ! i 1 j i . i„ Какая физическая величина не является характеристикой равноускоренного прямолинейного движения? 1) скорость 2) частота 3)координата 4) ускорение 4. Какая из приведённых ниже формул не является законом движения? 1) х = Xq + v^t + at^ 2 3) = Uo* + aj at^ 2 4) x = Xq + VqJ + 5. Выберите формулу для расчёта линейной скорости v при движении материальной точки по окружности радиусом г. 1 \ 2тс 1) ^ 2)0=^ 3) у = 4тг2у2г 4) среди ответов 1)—3) нет правильного 6* Какой из приведённых ниже примеров движения является примером колебательного движения? 1) движение минутной стрелки часов 2) движение маятника часов 3) движение песка в песочных часах 4) все вышеназванные примеры Ответы. Номер задания 1 2 3 4 5 6 Номер ответа ..................................... Самооценка [ | О Какие профессии требуют понимания законов кинематики? □ 32 Выдающийся английский учёный, заложил основы современного естествознания, создал физическую картину мира — ньютоновская теория пространства и времени. § 13. Принцип относительности Галилея Динамика изучает механическое движение. В чём отличие динамики от кинематики? Что является особенностью движения по инерции? Инерция — физическое явление. В чём оно заключается? Как может двигаться тело, с которым связана инерциальная система отсчёта? Почему? 33 Приведите примеры инерциальных систем отсчёта. Что связывают преобразования Галилея? Почему время в классической механике является абсолютным? Сформулируйте закон сложения скоростей. Приведите примеры, его иллюстрируюЕЦие. Разъясните смысл принципа относительности Галилея. 34 Каковы границы применимости принципа относительности Галилея? § 14. Первый закон Ньютона Первый закон Ньютона — закон инерции — гласит: Приведите примеры, подтверждающие экспериментально закон инерции. Почему водители автомобилей должны быть пристёгнуты ремнями безопасности? Почему происходит расширение облака раскалённого газа, образовавшегося при взрыве сверхновой звезды? 35 Сформулируйте следствие первого закона Ньютона. Является ли система отсчёта, связанная с вращающейся каруселью, инерциальной? Почему? § 15. Второй закон Ньютона Заполните таблицу. Физическая величина СИЛА Определение Обозначение Единица 36 Сила характеризуется: Закончите фразу. 1 Н — сила, ___ В чём заключается принцип суперпозиции сил? IF = Закончите фразы. Инертность проявляется в том, что Мерой инертности тела является физическая величина. Сформулируйте второй закон Ньютона. 37 На рисунке а представлены векторы скорости и ускорения тела в инерциальной системе отсчёта. Какой из четырёх векторов на рисунке б указывает направление вектора равнодействующей всех сил, действующих на это тело? □ з 4 а) б) На рисунке а представлены векторы скорости и ускорения тела в инерциальной системе отсчёта. Какой из четырёх векторов на рисунке б указывает направление вектора равнодействующей всех сил, действующих на это тело? □ i □ з □ з П4 4 а) б) На тело в инерциальной системе отсчёта действуют две силы (см. рис. а). Какой из векторов на рисунке б правильно указывает направление ускорения тела в этой системе отсчёта? □ i □ з □ з П ^ пЛ б) Сила = 100 Н сообщает телу ускорение = 0,8 м/с^. Определите: массу тела; силу, которая сообщит этому телу ускорение ag = = 1,2 м/с^. 38 д Ш( с jpfi Ш6 ни|е: —! Hei i i [3 BTC ►po ГО 1м 1 асе у jrej: a 71 on эe^ ел за ECOI la |Н зЮ' poiia. 1 1 1 - 1 I 1 1 1 i 1 1 0] гве г: i 1 Тело массой т = 2 кг, движущееся на восток, тормозится постоянной силой F = 10 Н, направленной на запад. Чему равно и куда направлено ускорение тела? д< ШС с jPe me ни|е: 1 i 1 . i \ i I i ; 1 1 ! 1 i 1 1 j 1 j — 0 гве i: 1 j i 1 \ § 16. Третий закон Ньютона Что можно сказать о природе сил действия и противодействия? Сформулируйте третий закон Ньютона. 39 Для каких фундаментальных взаимодействий применим третий закон Ньютона? Каковы границы применимости третьего закона Ньютона? Постоянный магнит массой т поднесли к массивной стальной плите массой М. Сравните силу действия магнита на плиту с силой —> действия плиты на магнит F2^ □ 1Л1>Й □ 1л1<й = й I—IЩ = ™ м 1^^ От чего зависит отношение модулей ускорений взаимодействую-пдих тел? Определите отношение ускорений Земли и космического корабля а.2 при его запуске. Современные космические корабли многоразового использования имеют массу порядка т = 2* 10® кг. Масса Земли М = 6 • 10^^ кг. - дкнс i: 1 Ре ше ниЬ: i 1 ! 1 1 1 1 1 1 i 1 1 1 1 i 1 1 \ 0- гве г: 1 1 i 40 § 17. Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения Приведите примеры действия гравитационных сил. В чём проявляется универсальность гравитационных сил? Чему равен радиус действия гравитационных сил? Заполните таблицу «Закон всемирного тяготения». Формулировка - Формула Границы применимости 41 Заполните таблицу «Гравитационная постоянная? Кем, когда измерено Обозначение Значение Два маленьких шарика массой т каждый находятся на расстоянии г друг от друга и притягиваются друг к другу с силой F. Каков модуль силы гравитационного притяжения двух других шариков, если масса одного 2т, масса другого ^, а расстояние между их центрами ^ ? □ 4F □ 2F □ □! Расстояние между центрами двух шаров равно 1 м, масса каждого шара 1 кг. Силы тяготения между ними примерно равны. □ IH По.оохн Пт-ю-бн □7-10-11Н Сравните гравитационные силы, действующие на Луну со стороны Земли и Солнца. Масса Земли = 6 • 10^"^ кг, масса Солнца = = 2 • 10^® кг. Среднее расстояние от Земли до Луны = 3,8 • 10® м, от Луны до Солнца Tg = 1,5 • 10^^ м. д шс с 1 Ре Cl ше 1ле ни|г: 4 г pai 1 1 ао] IHC »го ац П1 >ит яя ;ен яя М( ^У 3€ MJ] ёй| и Л5 но )П1 »ед эл^ [ет ся по 3£ ко ну вс е- - та ф1 гогЬ-т ml г 2 Л: 1 I. 1 1 1 1 1 г i 1 ! 1 ‘ 1 1 1 i — 1 1 - 0! гве г: 1 1 1 ! 42 §18. Сила тяжести Заполните таблицу. Физическая величина СИЛА ТЯЖЕСТИ Определение Обозначение Формула Направление Дайте определение ускорения свободного падения. Пользуясь таблицей 8 учебника, рассчитайте, во сколько раз сила тяжести космонавта на Меркурии меньше, чем на Земле. Д| 1НС с iPe me ни! е: рк( i i i ! |Ci b6 [Л« т^ JCT и, |де1 icT Byi OU] ,ая на те ло|м£ CC( )Й Ы 1 ли ЗИ |пО] 5ер Х1ЙСП 'И I 1Л£ не ГЫ ! 1 j 3 1 i ” i j j \ j ! i i 1— j i f i 1 \ 1 1 1 1 j 1 1 ■ —"“t — i \ 1 i i 1 1 j 1 S . 1 i ] 1 0 гве г: L 1 43 у поверхности Луны на космонавта действует сила тяготения 160 Н. Какая сила тяготения действует со стороны Луны на того же космонавта в космическом корабле, движущемся по круговой орбите вокруг Луны на расстоянии двух лунных радиусов от её центра? □ 80Н П40Н □ 20Н □ о Космонавт на Земле притягивается к ней с силой 700 Н. С какой приблизительно силой он будет притягиваться к Марсу, находясь на его поверхности, если радиус Марса в 2 раза, а масса — в 10 раз меньше, чем у Земли? □ 70Н □ 140 Н □ 210 Н □ 280Н § 19. Сила упругости. Вес тела Заполните пропуски. Сила упругости имеет ... Сила упругости возникает природу. На рисунке 58 учебника изображена механическая модель кристалла. Какую природу имеет сила, действующая между атомами в кристалле? Изобразите силы, действующие: а) на книгу, лежащую на столе; б) на молоток, которым забивают гвоздь; в) на шар, подвешенный на пружине. 44 Заполните пропуски. Сила натяжения — сила .............со стороны.. Заполните таблицу «Закон Гука». действующая Формулировка — - — Формула Границы применимости Какова природа сил, действующих на каждое тело в задании 3? Дайте определение веса тела. 45 При растяжении стержня длиной = 70 см среднее расстояние между атомами увеличилось на 1% . Найдите удлинение стержня. А 1Н( |Ре ше ни 5: 1 i i I —1— 1 i i j — 1 г: 1 1 1 §20. Сила трения Дополните схему примерами проявления силы трения разных видов. Трение покоя Примеры: ВИДЫ ТРЕНИЯ Трение Трение Примеры: Примеры: Объясните, почему брусок (см. рис. 63, а учебника) движется. Как направлена и чему равна максимальная сила трения покоя? 46 (F... n)max где От чего зависит коэффициент трения покоя ц„? Как направлена и чему равна сила трения скольжения? F = тр где Проанализировав таблицу 9 учебника, запишите материалы, для которых: а) Рц минимален; б) р„ максимален; в) р минимален; р максимален. 47 Какой вывод следует из рисунка 65 з^чебника? При исследовании зависимости модуля силы трения скольжения бруска по горизонтальной поверхности стола от массы т бруска получен график, представленный на рисунке. Согласно графику в этом исследовании коэффициент трения скольжения приблизительно равен □ 1,00 □ 0,20 □ о,10 □ 0,02 Тело массой 1 кг движется равномерно и прямолинейно по горизонтальной плоскости. На тело действует сила 2 Н (см. рис.). Каков коэффициент трения скольжения между телом и плоскостью? □ 2 Gl G0,5 §21*. Применение законов Ньютона □ 0,2 Заполните таблицу. Соотношение сил Характер движения Р = mg 48 Окончание табл. Соотношение сил Характер движения P mg Р = 0 Почему космонавтам трудно ходить после приземления? Для ответа воспользуйтесь таблицей 10 учебника. Космонавт массой m = 70 кг находится в космическом корабле, который поднимается вертикально вверх вблизи поверхности Земли с ускорением а = g. Определите вес космонавта. № анс : Pet щ lue 1 к ни г: ДЯ ще ОС1 401 [ав та, н^хс jro( :я : aa |ko paC >ле » Д ВШ ;tb Ю7 ’ С1 1Л1 l(l [30 брг 131^те CHJ 1ы!на 1 ри c.)i i 1 j 1 1 / ч 1 i f i 1 ! I i i i 1 i i - I 1 i ! I 1 1 1 i b- 1 1 \ / I i 1 I 1 1 i 1 О^е т: 1 I i 49 Определите силу, под действием которой происходит равномерный подъём вагонетки массой т = 500 кг по эстакаде с углом наклона а = 25°, если коэффициент трения р = 0,05. ПРОВЕРЬ СЕБЯ !♦ Если тело движется равномерно и прямолинейно, то равнодействующая сил, действующих на тело: 1) не равна нулю, постоянна по модулю и направлению 2) равна нулю 3) постоянна по модулю и направлению или равна нулю 4) среди ответов 1)—3) нет правильного 2« Сравните ускорения двух тел массами и mg = движущихся под действием одинаковых сил. 1) = Д2 2) = 5п2 _ . flo 3) ai - -g- 4) для ответа недостаточно данных 50 3. Силы, с которыми две материальные точки действуют друг на друга в соответствии с третьим законом Ньютона: 1) приложены к разным материальным точкам 2) всегда действуют парами 3) являются силами одной природы 4) все ответы правильные 4. Какая из приведённых ниже формул выражает закон Гука? l)F=ma 2)F = \iN Z)F = kM 4)F = G 5* От чего не зависит сила трения скольжения? 1) от площади соприкасающихся поверхностей 2) от силы нормального давления 3) от материала соприкасающихся поверхностей 4) от качества обработки соприкасающихся поверхностей Ответы. Номер задания 1 2 3 4 5 Номер ответа Самооценка | | Какие события в вашей жизни свидетельствуют о выполнении/ невыполнении законов Ньютона? Английский физик, один из первооткрывателей закона сохранения энергии. §22. Импульс материальной точки Дайте определение импульса силы. На рисунке 70 учебника представлена зависимость силы, дейст-вуюпдей на шайбу при броске, от времени. Чему численно равен импульс силы? Заполните таблицу. Физическая величина ИМПУЛЬС ТЕЛА Определение 52 Окончание табл. Формула Единица Сформулируйте второй закон Ньютона, используя понятия: «импульс тела», «импульс силы». Запишите формулу. Сравните импульсы легкового и грузового /?2 автомобилей, если скорость легкового автомобиля в 2 раза больше скорости грузового, а масса грузового автомобиля в 2 раза больше массы легкового. \ИР\~ Р2 □ Pi = 2p2 nP2 = 2pj □Pi = 4p. Навстречу друг другу летят шарики из пластилина. Модули их импульсов соответственно равны 4 кг* м/с и 2 • 10~^ кг• м/с. Столкнувшись, шарики слипаются. Чему равен импульс слип- шихся шариков' П 6 • 10-2 кг • м/с I I 4 • 1Q-2 кг • м/с I I 3 • 10-2 . jyi/c □ 2.10-2 кг • м/с Мяч массой 100 г, движуш;ийся со скоростью 108 км/ч перпендикулярно стенке, ударяется о неё и отскакивает с той же скоростью. Найдите изменение импульса мяча. 53 Д шс|: С И 1 Ре ше НИ в: ! 1 1 1 1 i 1 1 1 у 1 i 1 Г“ — i ! 1 1 1 1 1 1 1 ; 0< гве 1 i ! 1 Тело движется по прямой под действием постоянной силы, равной по модулю 6 Н. Импульс тела изменился на 42 кг* м/с. Сколько времени потребовалось для этого? □ 0,7 □ 7 □ 42 с □ 252 Два автомобиля одинаковой массы т движутся со скоростями v и 2v относительно Земли в противоположных направлениях. Чему равен модуль импульса второго автомобиля в системе отсчёта, связанной с первым автомобилем? I I Zmv Ц 2mv Ц mv § 23. Закон сохранения импульса □ о Какова главная особенность замкнутой системы? Какие силы называются внутренними? 54 Что можно сказать о суммарном импульсе шаров, изображённых на рисунке 72 учебника? а) б) в) Заполните таблицу «Закон сохранения импульса». Формулировка - Формула Границы применимости Какие силы могут изменить импульс системы тел? В каких системах отсчёта справедлив закон сохранения импульса? На каком законе основано реактивное движение? С какой целью ракеты делают многоступенчатыми? 55 Человек массой m = 70 кг переходит с кормы лодки на нос. Масса лодки М = 130 кг, её длина Z = 4 м. На какое расстояние и в какую сторону отплывёт лодка? д Ш( i: — Ре Н; ше|ни 1 оис е: 1 гехй [у «л 5ДЙа- ■ 1 -ч^ ?лове] «» вн)еп] ни| I е ( :ил ы 1 1 в гортз он*) raj; :ьн КП со ОМ| ш ИЯИ1У кр^^ ; 1 1пр|авдеЕ [ИН ШС фе нё д темы ие|це ей<| 5ТВ I н ; Л( ую аэ' ЭД1 Т, го i :и 1 -1- - — - ПС на этом; 1пр|ав. / nj)0€ гецие ет( дьса < гя.\1и те.) ни^ : : & м. рш ш ■ 'Л 1Ш vf. ( 1) 1 ^ ■ \ iiy ;ть| нап pa; )ле ни е ДВ] 1Ж е- А п \! нш ^и [ л rej Ьдки [ЬНЫ^ CO] [ те Н{ да эт >ав с г nei ол 1ие 0- ! м ! оси По У зле >ви ю за, ^а^ [И ! — фис 1 те! «а «л ОД] са- ‘-Ч ЭЛ( ше ЕС» В -j\ ! J ал ьный ' м ЭМ( в pel lei и 4^ ш в |ПО ECO< Тб] ! С тн >сг [те аы [О О 1 S 1 Ал: 1 Т ' ^ 1 1 1 у оер ег^ [. Доэ *У i 0 = (т + 1 К)^ ) - ть ^1- ( 2) i О гк^ св ор ЗС1 Ь X ОД ЕСИ ! i 1 ; i i —, i - л 1 “Т Т f 1 ( 0 п 4 М i л г гг ^ттт г гт тл т т\а ‘О’ГГ л тъ ГкЛ’» Ж£\Г^ТЖ 1 тг2 My»/iTTTJ €Т Т1 •лтт ! : № дм . 1 1 ; i : t = if = 1 - Ai? 1 ( i) i ( h \ 1 i i п 1 0Д( ;та ви \)v [(4 )в Ь) у п т М 1 i 1 I i ! 1 I _ i 1 . • _ ; I I -- I ! ! ! .. -i _ , ! ! 1 -: j i Г! ! 56 §24. Работа силы Почему работа рассматривается как пространственная характе-ристика действия силы? Заполните таблицу. Физическая величина РАБОТА СИЛЫ Определение Обозначение Формула Единица Заполните пропуски. Работа — ................ физическая ...............определяется знаком ... • А > О, если......................... • А < О, если.....................-.-. • А = О, если......................... . Знак Какой вывод следует из рисунка 78 учебника? 57 Чему равна работа силы тяжести при перемещении тела по замкнутой траектории? Ответ поясните. Деревянный контейнер массой т = 200 г равномерно передвинули по деревянному полу на расстояние ^ = 5 м. Найдите работу, совершённую при таком перемещении. Коэффициент трения скольжения р = 0,5. д 1Н( i: Cl 11 Pe ше ни е: K< )Н1 ей aei ) Д ви: ке' гея р< 1В£ :ow ер: iO,| CJ сед 0- I ва Tej [Ь£ о: 1 1 ; 1 1 1 j i 1 i 1 1 i „i 1 i i i 1 ! 1 j — 1 ■’ i 1 1 ! -- i 1 i . ! i — - -- 1 ! ! I [. j \ I ! о- гее г; 1 1 i Груз массой т = 100 кг движется с ускорением а = 1 м/с^ равноускоренно вверх по наклонной плоскости длиной Z = 3 м. Угол наклона плоскости а = 30°, коэффициент трения груза о плоскость р = 0,1. Определите работу А, совершаемую при подъёме груза. 58 ^ Работа силы трения: □ а,р>0 = 0 □ Лр<0 L_J-TP I I А^р > О или А^р < О, зависит от условий §25. Мощность Что характеризует мощность? Заполните таблицу. Физическая величина СРЕДНЯЯ МОЩНОСТЬ Определение . Обозначение 59 Окончание табл. Формула Единица Дайте определение мгновенной мощности. Средняя мощность движения ракеты'-носителя космического корабля «Энергия» 125 МВт. Какую работу совершает двигатель за 20 с полёта космического корабля? 1 д 1К( '• i С И Pejoie НИ1 к* 1 i — 1 1 1 j 1 - — i - 1 ! i - j 1 ! 0< гве г: ... ..J. . Какая из перечисленных ниже физических величин векторная? I I масса работа силы Ц мощность Ц сила §26. Потенциальная энергия В каком случае силу можно считать потенциальной? 60 Заполните таблицу. Физическая величина ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ Определение Обозначение Единица Формула* • Для гравитационного поля • При упругом взаимодействии В чём заключается принцип минимума потенциальной энергии? Заполните таблицу «Виды равновесия». Название Поясняющий рисунок Условие 61 На полке в вагоне поезда лежат чемодан и дорожная сумка. Масса чемодана 15 кг. Какова масса сумки, если отношение потенциальной энергии чемодана к потенциальной энергии сумки относительно уровня пола вагона равно 2? I I1,5 кг □ 2 КГ П 7,5 кг I I 30 кг При деформации в 1 см потенциальная энергия стальной пружины равна 1 Дж. Насколько изменится потенциальная энергия пружины при увеличении деформации ещё на 1 см? I I уменьшится на 1 Дж I I уменьшится на 2 Дж I I увеличится на 3 Дж I I увеличится на 4 Дж § 27. Кинетическая энергия Какие физические величины изменяются при совершении силой работы? Заполните таблицу. Физическая величина КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ Определение Обозначение Формула Единица 62 Сформулируйте теорему о кинетической энергии. Как связаны работа силы, сообщающей покоящейся материальной точке скорость, и кинетическая энергия этой точки? Тормозной путь автомобиля зависит от: Автомобиль массой 2 • 10^ кг движется со скоростью 20 м/с. Чему равна кинетическая энергия автомобиля? П8-105ДЖ □4-105ДЖ □4-10Мж Пз.б-ЮЗДж § 28. Закон сохранения механической энергии Запишите формулу для вычисления полной механической энергии системы. , где 63 Чем определяется полная механическая энергия системы? Сформулируйте закон изменения механической энергии. Какова отличительная особенность консервативной системы тел? Заполните таблицу «Закон сохранения механической энергии». Формулировка - - Формула Границы применимости Мальчик столкнул санки с вершины горки. Сразу после толчка санки имели скорость 2 м/с, а у подножия горки она равнялась 8 м/с. Трение санок о снег пренебрежимо мало. Какова высота горки? □ ю М □ 8 м □6 м □ з м 64 Парашютист спускается с неизменной скоростью, а энергия его взаимодействия с Землёй постепенно уменьшается. При спуске парашютиста: I I его потенциальная энергия полностью преобразуется в кинетическую энергию I I его полная механическая энергия не меняется I I его потенциальная энергия полностью преобразуется во внутреннюю энергию парашютиста и воздуха I I его кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию Какое выражение соответствует закону сохранения механической энергии? Ц А = mgh2 - mgh-^ |—| ^ _ mvl 2 2 П ^k\ ^р\ ^ ^k2 + ^р2 §29 . Абсолютно неупругое и абсолютно упругое столкновения Дополните схему. 65 с помощью какого закона можно определить скорость после удара тел, изображённых на рисунке 88 учебника? С помощью каких законов можно определить скорость бильярдных шаров после столкновения (см. рис. 89 учебника)? Шар из пластилина массой 100 г, движущийся со скоростью 5 м/с, ударяет неподвижный шар из пластилина массой 150 г. Найдите скорость шаров после удара. ДШ: Решение: О^гвет: ПРОВЕРЬ СЕБЯ 1. Чему равен импульс тела массой т, движущегося со скоростью о? 1) mv 2) mv‘ 3) mv 4) mv^ 2* Какая из приведённых ниже формулировок является законом сохранения механической энергии? 1) любая замкнутая система стремится перейти в такое состояние, в котором её потенциальная энергия минимальна 66 2) изменение кинетической энергии материгьльной точки равно работе всех сил, действующих на неё 3) изменение механической энергии системы равно работе всех непотенциальных сил 4) в консервативной системе полная механическая энергия не изменяется со временем 3# Вдоль какой траектории работа потенциальной си- —) лы по перемещению тела из положения 1 в положение 2 максимальна? 4. 1) А 2) Б 3) В 4) во всех случаях 1)—3) работа потенциальной силы одинакова В случае абсолютно упругого удара: 1) выполняется закон сохранения импульса и закон сохранения механической энергии 2) выполняется закон сохранения импульса, закон сохранения механической энергии не выполняется 3) выполняется закон сохранения механической энергии, закон сохранения импульса не выполняется 4) не выполняется ни закон сохранения импульса, ни закон сохранения механической энергии Ответы. Номер задания 1 2 3 4 Номер ответа га ........................................Самооцекка | | Оцените изменения вашей механической энергии в течение дня. 67 Динамика периодического движения Христиан Гюйгенс (1629—1695) Голландский физик, механик, математик, астроном. § 30. Движение тел в гравитационном поле По какой траектории движется тело под действием сил притяжения (см. рис. 90 учебника) при условии: а) = 0; б) > 0? а) ............................................................ б) ............................................................ По какой траектории движется тело, если его начальная скорость больше: а) первой космической; б) второй космической? Почему планеты Солнечной системы (см. табл. 13 учебника) имеют различные значения второй космической скорости? 68 Заполните таблицу. Космическая скорость для Земли ПЕРВАЯ КОСМИЧЕСКАЯ ВТОРАЯ КОСМИЧЕСКАЯ ТРЕТЬЯ КОСМИЧЕСКАЯ Значение Особенность движения тела § 31*. Динамика свободных колебаний 0 Сравните вынужденные и свободные (собственные) колебания. Сходство: ....................................................... Различие: Перечислите необходимые условия для возникновения свободных колебаний. 69 Изменится ли график, изображённый на рисунке 95 учебника, если позиции б) и г) поменять местами (см. рис.)? Изобразите этот график. ^ = 0 l^’ydp и, = 0 t = T -А о А Запишите уравнение гармонических колебаний. где 70 Заполните таблицу «Характеристики гармонических колебаний) Физическая величина Определение Формула ПЕРИОД ЧАСТОТА ФАЗА В каких положениях пружинного маятника (см. задание 3) максимальна: а) потенциальная энергия; б) кинетическая энергия? Чему равна энергия системы в произвольный момент времени? 71 Период колебаний пружинного маятника 1 с. Каким станет период колебаний, если массу груза маятника увеличить в 4 раза? □ 0,5 □ 1 □ 2 □ 4с Период колебаний пружинного маятника 1 с. Каким станет период колебаний, если жёсткость пружины увеличить в 4 раза? □ 0,5 □ 1 □ 2с □ 4с J Массивный шарик, подвешенный на лёгкой пружине, совершает гармонические колебания вдоль вертикальной прямой. Чтобы увеличить частоту колебаний в 2 раза, достаточно жёсткость пружины: I I уменьшить в 2 раза I I увеличить в 2 раза I I уменьшить в 4 раза I I увеличить в 4 раза §32* Колебательная система под действием внешних сил. Резонанс Почему амплитуда колебаний реальной системы непрерывно уменьшается? Как называются такие колебания? 72 Чем и почему отличаются графики колебаний пружинного маятника, приведённые на рисунках 98, б и 99, б учебника? Какое движение называют апериодическим? С каким периодом совершаются вынужденные колебания? В чём проявляется резонанс? При каком условии возникает резонанс? Почему при резонансе возрастает полная механическая энергия системы? 73 Чему равно растяжение вертикальной пружины, жёсткость которой k = 245 Н/м, под действием подвешенного груза массой т = 0,5 кг? Д№б: Ре ше ни1е: 1 1 1 "Г 1 1 1 t i 1 1 ““ •« i 1 [ — 1 1 i I i ! ! j 1 1 1 1 1 1 0 гвёг:. 1 X - ^ Груз, подвешенный к пружине динамометра, совершает по вертикали гармонические колебания, период которых Т = 0,4 с. Найдите растяжение пружины под действием этого груза в отсутствие колебаний. Д^но а форму|дыХ1 Решение: В ! и силы ynjjyi octH райнь?, т одределядм l\x. от(?ут^тние кол е|эаний м 1^ од^^лй сйлщ TjHHdecTH . е, а) ■1]|ер; Йо? гкОлеба] гай ir эуз кинн( >го| мйят аикат •Аз?' 4. I ПРОВЕРЬ СЕБЯ 1* Выберите правильное продолжение утверждения. Первая космическая скорость; 1) минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли для того, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Солнца 74 2) минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли для того, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Земли 3) минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли для того, чтобы оно могло двигаться вокруг Земли по круговой орбите 4) среди ответов 1)—3) нет правильного 2. Какие из перечисленных ниже условий необходимы для возникновения свободных механических колебаний тела? A. Существование положения устойчивого равновесия. Б. Наличие энергии, избыточной по сравнению с энергией системы в положении равновесия. B. Силы трения в системе должны быть малы. Г. Существование периодической внешней силы. 1)толькоАиВ 2) только Б 3) только А, Б и В 4) А, Б, В, Г 3* При свободных колебаниях пружинный маятник от левого крайнего до правого крайнего положения проходит за 0,2 с. Каков период колебаний маятника? 1)0,1с Ответы. 2) 0,2 с 3)0,4 с 4) 0,8 с Номер задания 1 2 3 Номер ответа Самооценка |_j ^ ^ Поясните смысл фразы «апогей развития событий». Почему в обы-^ денной жизни используются физические понятия? Аргументируйте на примере понятия «апогей». Релятивистская механика Альберт Эйнштейн (1879—1955) Выдающийся немецкий физик-теоретик. Один из создателей современной физики. § 33. Постулаты специальной теории относительности В чём заключалось противоречие между опытом Майкельсона-Морли и классической механикой? Кто является создателем специальной теории относительности (СТО)? Первый постулат теории относительности гласит; Поясните смысл первого постулата СТО. 76 Сформулируйте второй постулат СТО. С какой максимальной скоростью могут двигаться материальные объекты? Почему не наблюдается излучение, выходящее из чёрной дыры? §34* . Относительность времени Что можно сказать о течении времени во всех инерциальных системах отсчёта в классической механике? Приведите примеры событий, которые воспринимаются как одновременные, но реально такими не являются. 77 Астроном наблюдает вспышку на Солнце. Когда она произошла, если расстояние от Солнца до Земли L = 1 а. е. = 1,5 • 10^^ м? Скорость света с = 3 • 10® м/с. д^< Л 1 Ре ше ни|е: ! 1 1 1 1 1 ! i 1 1 ! 1 i 1 1 ! 1 ! ! ! ! 1 1 ! _0Ье г:.. j 1 I Можно ли утверждать, что вспышка на Солнце (см. задание 3) происходит «теперь», или это событие из прошлого? Зачем синхронизируют часы? Поясните, что иллюстрирует рисунок 104 учебника. При каких условиях два события, одновременные в одной инерциальной системе отсчёта, не являются одновременными в другой инерциальной системе отсчёта? 78 §35. Релятивистский закон сложения скоростей Релятивистский закон сложения скоростей имеет вид = , где Запишите условия, при которых релятивистский закон сложения скоростей переходит в классический. Укажите границы применимости классического закона сложения скоростей. § 36. Взаимосвязь энергии и массы Дополните схему. 79 Дайте определение энергии покоя. Ео = Что подтверждает явление аннигиляции покояпдихся электрона и позитрона? Какой минимальной энергией должны обладать фотоны, чтобы при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом родилась электрон-позитронная пара? Почему в рамках классической физики не была установлена взаимосвязь между массой и энергией? АЕ Какие выводы следуют из формулы Ат = —^ ? Если: • Ат < О, то.......................... Ат > О, то 80 Почему масса Солнца уменьшается на 4 млн т в секунду? ............................................... Принцип относительности Галилея является проявлением: 1) первого постулата СТО 2) второго постулата СТО 3) релятивистского закона сложения скоростей 4) взаимосвязи массы и энергии 2* При движении навстречу двух одинаковых частиц со скоростью света с их относительная скорость равна: 1)2с 2) с 3) 4) 3. Какому изменению массы соответствует изменение энергии на 6,4 Дж? 1)6,4-10-17 кг 2) 0,8-10-17 кг 3)8-10-17 кг 4) 2,1-10-* кг Ответы. Номер задания 1 2 3 Номер ответа .. .................................... Самооценка| | О Почему физика как экспериментальная наука опирается на раз-^ личные постулаты? Аргументируйте на примере постулатов спе- циальной теории относительности. 81 Русский учёный-энциклопедист. Научные работы посвящены физике, химии, астрономии, горному делу, металлургии и др. §37. Масса атомов. Молярная масса Закончите фразы. Молекула —...... Атом Заполните таблицу «Характеристики нуклонов». Нуклон Символ Заряд Масса ПРОТОН НЕЙТРОН Почему атом электронейтрален? 82 Закончите фразу. Главная характеристика химического элемента Заполните пропуски. Суммарный заряд ...............в атоме равен -Ze. Дайте определение массового числа............... А = При записи символа химического элемента X указывают: • .............число....... • .............число....... Чем различаются изотопы химического элемента? Относительная масса атома иттрия равна 88,905, азота — 210. Почему у одного элемента относительная атомная масса выражается целым числом, а у другого — дробным? 3 Определите число протонов Z и число нейтронов N в ядре изотопа урана □ ^=143;ЛГ = 92 □ ^ = 92;^-= 143 \Z\Z=2ZS-,N = 92 □ г=143;ЛГ=143 83 Чем определяется дефект массы? Ат = Чем объясняется дефект массы ядра? Зачем вводят атомную единицу массы (а. е. м.)? 1 а. е. м. = Единица молярной массы: □ кг □ кг/моль □ моль □ МОЛЬ"^ Каков физический смысл постоянной Авогадро? Из сосуда с водой отлили 4 моль воды. При этом число молекул воды в сосуде уменьшилось примерно на: □ 4-1023 □ 12* 1023 □24-1023 □ 36-1023 84 § 38. Агрегатные состояния вещества Исходя ИЗ каких представлений молекулярно-кинетическая теория объясняет свойства вещества? Перечислите агрегатные состояния (или фазы) вещества. При каком условии вещество находится в твёрдом состоянии? Что можно сказать о кристаллической решётке алюминия (см. рис. 112 учебника)? Следствием чего является сохранение твёрдыми телами формы и объёма? 85 Что происходит при нагревании твёрдого тела? При каком условии вещество находится в жидком состоянии? Чем объясняется текучесть жидкости? ^ При каком условии вещество находится в газообразном состоянии? J Почему газы неограниченно расширяются в пространстве? Опишите характер движения частиц в агрегатных состояниях вещества. • Твёрдое тело 86 Жидкость • Газ Почему плазму называют особым состоянием вещества? Какая плазма называется трёхкомпонентной? Чем отличаются молекулярные структуры агрегатных состояний воды, изображённые на рисунке 116 учебника? !• Наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств, называется: 1) молекулой 2) атомом 3) ионом 4) броуновской частицей 87 2« Изотопы различаются: 1) зарядовым числом 2) числом электронов 3) массовым числом 4) среди ответов 1)—3) нет правильного 3. Постоянная Авогадро характеризует: 1) число молей в 1 кг вещества 2) число частиц в 1 моль вещества 3) массу 1 моль вещества 4) число частиц в 1 кг вещества 4. За атомную единицу массы принимают: 12, 1) массу атома углерода qC X 12 2) — массы атома углерода еС 12, 3) массу атомов, содержащихся в 0,012 кг углерода qC 4) массу атомов углерода в 1 моль Ответы. Номер задания 1 2 3 4 Номер ответа Самооценка | [ О Почему при исследовании молекулярной структуры вещества потребовалось введение относительной атомной массы, молярной массы? Австрийский физик-теоретик. Один из основоположников классической статистической физики. § 39. Статистическое описание идеального газа тш Газ можно считать идеальным, если При каком условии взаимодействие молекул можно считать упругим? 89 Почему в молекулярно-кинетической теории используют статистический подход? Дополните схему. С какой целью вводится понятие «статистический интервал»? Как определить среднее значение физической величины? 90 § 40*. Распределение молекул газа по скоростям Какова цель опыта, принципиальная схема которого изображена на рисунке 121 учебника? Что регистрирует детектор частиц? С помощью электродвигателя увеличили период вращающихся дисков. Как изменится скорость молекул, попадающих на детектор? На что влияет угол прорези Да в дисках? тт Д-^ о Что характеризует величина с На основании чего получено распределение молекул по скоростям при определённой температуре? 91 Какие величины отложены по осям на рисунке 122 учебника? Д Как называют скорость, которой обладает наибольшее число молекул, приходяш;ихся на единичный интервал? ^ Проанализируйте рисунок 122 учебника. Какая из скоростей больше — наиболее вероятная или средняя? § 41. Температура Какое состояние газа называют стационарным равновесным? Почему нельзя определить температуру отдельной молекулы? Температура — это микроскопический или макроскопический параметр? 92 Каким соотношением определяется связь между температурными шкалами Цельсия и Кельвина? Может ли быть термодинамическая температура отрицательной? Почему? Заполните таблицу, используя рисунок 123 учебника. Шкала Цельсия Термодинамическая шкала Шкала Фаренгейта Абсолютный нуль Жидкий воздух Сухой лёд Плавление льда Кипение воды Какие микроскопические параметры зависят от температуры? I I масса, скорость Ц энергия, масса I I импульс, масса Ц скорость, энергия Температура газа увеличилась в 4 раза. При этом средняя квадратичная скорость молекул: I I увеличилась в 4 раза I I уменьшилась в 4 раза I I увеличилась в 2 раза I I уменьшилась в 2 раза 93 в сосуде при температуре 27 °С находится смесь азота и кислорода. С какой средней квадратичной скоростью движутся молекулы газа? Дшр: Т I + ! ЛГ2 + I R i "2 OjBeji: iLi\ ^ (И ; Решение: I : I i i t..1-..."'"j.'. ....;.—r Средняя квадратцчйаа скорость i м олек^л Ja3a о|пр^дрляртря coot нршенуем '^ср. кв ^ X..I Д Оцените среднюю квадратичную скорость движения молекул кислорода при 20 °С. Сравните эту скорость со скоростью звука V = 343 м/с. Можно ли температуру, как, например, массу, измерять непосредственно? На рисунке показана часть шкалы комнатного термометра. Определите абсолютную температуру воздуха в комнате. □ 22°С □ 18 °С П 295 К □ 291 К 94 § 42. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории QI Давление газа — это микроскопический или макроскопический параметр? Почему? Почему не происходит деформация барабанной перепонки уха? Почему происходит деформация канистры (см. рис. 124 учебника) после откачки из неё воздуха? Заполните пропуски. Давление ............газа равно энергии поступательного движения молекул, содер- жащихся где п —.... Закон Дальтона гласит: 95 Как изменится давление идеального газа при увеличении концентрации его молекул в 3 раза, если средняя кинетическая энергия молекул остаётся неизменной? I I увеличится в 9 раз I I увеличится в 3 раза I I останется неизменной I I уменьшится в 3 раза Как изменится давление идеального газа, если в данном объёме средняя квадратичная скорость молекул увеличится в 2 раза, а концентрация молекул уменьшится в 2 раза? I I увеличится в 4 раза I I увеличится в 2 раза I I останется неизменной I I уменьшится в 2 раза Идеальный газ оказывает на стенки сосуда давление 1,01 • 10^ Па. Тепловая скорость молекул 500 м/с. Найдите плотность газа. '"д. шо: \ Ре ше ки|е: — i \ 1 1 1 1 I I р... 1 —1— i -1-”' i \ ! ! 1 t 1 I j i i I i I -0» юе « — 3jp I { I > l>2! кв 1 I j I При понижении температуры газа в запаянном сосуде давление газа уменьшается. Это уменьшение давления объясняется тем, что: I I уменьшается объём сосуда за счёт остывания его стенок I I уменьшается энергия теплового движения молекул газа 96 I I уменьшаются размеры молекул газа при его охлаждении I I уменьшается энергия взаимодействия молекул газа друг с дру- гом § 43. Уравнение Клапейрона—Менделеева Следствием какого уравнения является выражение: р = nkTl Что показывает постоянная Лошмидта? Запишите уравнение Клапейрона—Менделеева. где Сколько макроскопических параметров идеального газа и какие связывает уравнение Клапейрона—Менделеева? Сколько макроскопических параметров необходимо знать, чтобы однозначно определить состояние газа данной массы? 97 Каким должен быть наименьший объём баллона, чтобы он вмеш;ал т = 6,4 кг кислорода при t = 20 °С, если его стенки выдерживают давление р = 16 МПа? Дано: ! ^ ! i : i т =^,4 кг I М = 3 • ;10~^ ]^г^моль j Т=20?С^....!.^...'. р = 1бЧ10бщ^^^ R = 8,^1 Дж^^оль • К) F—I? откудаГР^^ Ответ: i.. СИ 2931С Решение: ! Из условия задачи следует^ что при; помещении в баллоц 6^4 кг кислорода ^^aвлeииё не Доджйо превышать р = 16 • 10® Па, По уравнению К|яапейрона^ Менделеева I i i ^ I ! Определите плотность гелия при температуре 15°С и давлении 98 кПа. : j 1 :и [Р( le: i 1 1 ! j т1 = 1 1 1 1 П ло|гн(| )CT ь 1 1 1 Р\ = 1 [_ —, I ] ] 1 1 rt — m i (^4- 1 1 1 i 1 1 J П V 1 /2| = j < I ! V равн€ 1НИ e Кла nei ip0Ha ■ VleH- Р — 7 1 1 ч rJ m i i 1 [■" Г Д ! 1 ipi \M TtJ • 1 ^ ! 1 —1— 1улу( ! ! j 1 I 1 j i чи гы 1 зрв 1), мс >Ж1 IO; (ап ис irb ^ 1 1 Р 1= j I 1 1 1 1 1 ! i 1 1 1 i ! О^е г: ^ 1 L i i 1 Газ в цилиндре переводится из состояния А в состояние В так, что его масса при этом не изменяется. Параметры, определяющие состояния идеального газа, приведены в таблице. 98 р, 10^ Па V, 10-» м’ Т, К Состояние А 1,0 4 Состояние В 1,5 8 900 Выберите число, которое следует внести в свободную клетку таблицы. □ 300 □ 450 □ боо □ эоо § 44. Изопроцессы Какова главная особенность изопроцесса? Заполните пропуски. Изотермический процесс — процесс ......... .........газа...................массы при Т = т = = const. Сформулируйте закон Бойля—Мариотта, PiVi-.. 99 На рисунке 128 учебника приведена изотерма. Изобразите её в других координатах. V, Рп о т Заполните пропуски. Изобарный процесс — процесс.... газа....................массы при Сформулируйте закон Гей-Люссака. .. = const. На рисунке 131 учебника показан график изобарного расширения. Изобразите график этого процесса на р—Г-диаграмме. Pk 100 Д Заполните пропуски. Изохорный процесс — процесс_______ газа....................массы при V = т = = const. Л Сформулируйте закон Шарля. El Д На рисунке 133 учебника приведён график изохорного нагревания. Изобразите график этого процесса в координатах V, Т. Газ некоторой массы нагревается изо-барно на 300 К. При этом объём газа увеличивается в 2 раза. Найдите начальную температуру газа. 1 i Д IHG eoi i Ре|ше НИ e: I i 1 m ist Д^я гаг a Д [ан ной Ц фс зы|пр и 1 [ociroj ... i [H£ оЦ Д1 1ВЛ 0' 1 P 5 ▼ T = cjon rw3( st i «0 Ж i нци 1 1 j 1 i V 0 i ^ 1 i 0 7 0 T * 1 ; I 1 T Ш1 Ml ая1 L Ч' ' i = 1 гафса БШ 1 - 1 i i - i i 1 1 j -- - - ' -4- j i i i i 1 i : i 1 i 1 t O' гве r: i —j. —. j i t L .» j i ! 101 Газ изохорно нагрели на 60 °С. При этом давление возросло на 20%. Найдите начальную температуру газа. шЬ: 1 Ре ше ки|г: 1 1 /г -у - 1 j А г\ i 1 1 -7^ 0, i 1 1 ! j I j j 1 1 1 Г 1 1 i Г ... —. 1 ! \ т \ ' О^ве 1 1 1 1 1 —X - Заполните таблицу. Процесс Постоянные параметры Изменяющиеся параметры Закон Формула Изотерми- ческий Изобарный Изохорный ПРОВЕРЬ СЕБЯ 1« Выберите условия, при которых газ можно считать идеальным. 1) диаметр молекул много меньше среднего расстояния между ними 2) средняя кинетическая энергия молекул значительно превышает их среднюю энергию связи на расстоянии, большем диаметра молекул 3) столкновения молекул газа со стенками сосуда абсолютно упругие 4) и 1, и 2, и 3 102 2» Температура идеального газа характеризует: 1) среднюю кинетическую энергию одной молекулы за некоторый промежуток времени 2) среднюю скорость хаотического движения его молекул 3) среднюю кинетическую энергию хаотического движения его молекул 4) среди ответов 1)—3) нет правильного 3. Если температуру идеального газа увеличить с = 250 К до Тз = = 500 К при неизменном давлении в открытом сосуде, то концентрация п молекул газа в этом сосуде: 1) увеличится в J2 раз 2) увеличится в 2 раза 3) уменьшится в раз 4) уменьшится в 2 раза 4. Как изменится объём газа данной массы, если его давление увеличить в 2 раза, а температуру уменьшить в 2 раза? 1) не изменится 2) увеличится в 4 раза 3) уменьшится в 4 раза 4) уменьшится в 2 раза в состояние 2. В этом процессе давление газа: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) остаётся постоянным 4) такой процесс невозможен Газ сначала изохорно нагрели, а потом изотермически сжали. Какой график соответствует этим процессам? 1) 2) 103 Ответы. [м] Номер задания 1 2 3 4 5 6 Номер ответа Самооценка | [ Выявите общее и различное в следующих словосочетаниях: «атмосферное давление», «давление газа», «артериальное давление человека». Ответ представьте в виде таблицы. французский физик и инженер, один из создателей термодинамики. § 45. Внутренняя энергия Закончите фразу. Термодинамика изучает. Заполните таблицу. Физическая величина ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ Определение Обозначение Единица Формула (для идеального таза) От какого параметра зависит внутренняя энергия идеального газа данной массы? 105 Перечислите способы изменения внутренней энергии системы. Что является мерой передачи энергии при теплообмене? Заполните таблицу. Физическая величина КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ Определение - — Обозначение Единица Формула Приведите примеры изменения внутренней энергии системы за счёт совершения работы при • АТ > 0:................................................ АТ < 0: ... Гелий массой 5 кг нагревается от 10 до 30 °С. Определите изменение внутренней энергии газа. Молярную массу гелия следует принять равной 4 • 10"^ кг/моль. 106 Д^не : 1 \ СИ Pejme НИ в: ! i ! 1 1 I 4=1 r"t Изм( 1не ни э : гтфн] le]^ s не ЭГ^И , . t'—— 1= ralsa ! ' I- 1 и = Ui I I -i ^ i j где 1 h ■ Ьн: ггр|ен^ял i э^ер ГИ я lie- —1 I 1 ЛЙЯ 1 «ас СО] I т пЛи tew nebai yp e7!i. 1 Щ = i i I 1 г ■■■ 1 1 ! 1 ! ! j 1 1 i i J i j j i I j 1 1 i 1 i 1 1 0- E \ i ! Определите изменение внутренней энергии гелия при изобарном расширении от начального объёма 10 л до конечного 15 л. Давление газа 1 • 10^ Па. L„ 1 ! i flJlHC i: j ;си Pe Ш0НИ в: _ [ 1 i Г" ^ “1 I . 1 { i Hi i Р0Ш 3HI [Я: 1&Д 7 = ач^ 8 сл 1 РЛ эд5 т, feT • Ч'. ю — 1 i i 1 1 д . 3 т 1 i . r~ 1 1 I 2 М л, 'У 1 1 1 ГД = Т 2 “ Тг — 1 • i i 1 i i 1 ни еЪ ^ла пейрс 1на —Me ЗД< 1леевг ! 1Д^ ЮС го^ [Ш у pai 5H€ [Я < :я J ' И] У10( (Т I 1 тъгг I Д 1 ar 1 J м ЛЯ CO( ;тбян ня 2:1 I 1 1 ! ! i — 1 1 [ 1 i 1 1 1 i 1 1 i — — I \ j — 1 j J_ j i j I j Ol me It: 1 1 } c.'..r i i .. 1 ! 107 J Идеальный газ перешёл из состояния 1 в состояние 2 в процессе, график которого представлен на V—Т-диаграмме. Каково изменение внутренней энергии газа? I I 900 Дж I I 600 Дж п 100 Дж □ о §46 . Работа газа при изопроцессах Какие преобразования осуш;ествляются тепловыми двигателями? Проанализируйте рисунок 137 учебника. Что происходит с газом, если • AF>0:............................................... AF<0:..... Заполните таблицу. Физическая величина РАБОТА СИЛЫ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА Определение 108 Окончание табл. Обозначение Единица Формула Изменение параметров • при расширении AV , АТ <0, AU • при сжатии АГ<0, АТ , AU Покажите на р—F-диаграмме, как графически определить работу, совершаемую газом при изо-хорном процессе. Газ последовательно перешёл из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3 vi4. Работа газа равна нулю: I I на участке 1 —2 I I на участке 2—3 I I на участке 3—4 I I на участках 1—2 и 3—4 Pi. Азот массой т = 0,28 кг нагревается изобарно от температуры = 290 К до температуры Т2 = 490 К. Какую работу совершает газ при этом нагревании? 1 — — 1 0' гве г: 1 1 L § 47. Первый закон термодинамики Заполните пропуски. Первый закон термодинамики —.......... ................для тепловых процессов. Первый закон термодинамики гласит: Q = Заполните пропуски. Количество теплоты. к системе, Q > 0; ......,Q<0. Заполните таблицу «Первый закон термодинамики для изопроцессов». ПО Процесс Изменение внутренней энергии Работа газа Первый закон термодинамики AU= %^,RAT 2 М А = 0 Изотермический Т=const А = рдУ Почему при изобарном расширении газа от до V2 требуется большее количество теплоты, чем при изотермическом процессе? Гелий массой 4 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1 МПа при температуре 17 °С. После нагревания давление в сосуде увеличилось в 2 раза. Найдите: объём сосуда; температуру, до которой нагрели газ; количество теплоты, сообш;ённое газу. fliHO: ни г: Сосуд 3 ш^ы^ы!!, е V= <^оп= ратуру 111 п ер^ы; 1 S ак он те рм Ш 1Ш lMI [КЕ : дДя И£ oxjopi юг b пре •це bc8 И меёт i 1 1 В1 1Д: ! 1 1 1 1 ( ! 1 i i i 1 ! ! 1 i 1" i • I • ? - 1 I ! 1 I I 1 i ! r - ' 0- гве г: 1 i i |. 1 1 i i в процессе опыта газ совершил работу 10 Дж и отдал окружающей среде количество теплоты, равное 15 Дж. Следовательно, внутренняя энергия газа: I I уменьшилась на 5 Дж I I уменьшилась на 25 Дж I I увеличилась на 5 Дж I I увеличилась на 25 Дж §48 . Тепловые двигатели В чём заключается назначение теплового двигателя? Почему рабочим веществом (телом) в тепловом двигателе является газ или пар? Вставьте в предложение подходящий по смыслу знак (>, < или =). Для получения положительной полной механической работы (А □ 0) необходимо 112 Запишите необходимое условие для циклического совершения механической работы в тепловом двигателе. Закончите фразу. Замкнутый процесс (цикл) — Дайте определение коэффициента полезного действия теплового двигателя (КПД). Л Какому интервалу в большей степени соответствуют КПД современных тепловых двигателей? □ 10—20% □ 25—40% □ 50—60% □ 70—80% и Во сколько раз количество'теплоты, полученное тепловым двига-телем от нагревателя, больше количества теплоты, отданного холодильнику, если КПД теплового двигателя равен 40% ? □ 1,67 □ 2,50 □ 2,70 □ 3,22 ^ Какие пути уменьшения негативного воздействия тепловых двига-^ телей на окружаюш;ую среду вам известны? 113 § 49. Второй закон термодинамики Закончите фразы. Обратимый процесс может происходить Необратимый процесс может происходить Заполните пропуски. Обратимый ................ является ........-.............. ___________________процесса. Примером какого процесса является диффузия? Ответ объясните. Что отражает второй закон термодинамики? В чём заключается статистическая интерпретация второго закона термодинамики? 114 Является ли рисунок 145 учебника иллюстрацией второго закона термодинамики? Почему? ПРОВЕРЬ СЕБЯ 3 тп 1. Какая физическая величина вычисляется по формуле - — RT1 1) внутренняя энергия одноатомного идеального газа 2) работа одноатомного идеального газа 3) количество теплоты, передаваемое идеальному газу в изотермическом процессе 4) объём идеального газа 2» В каком процессе количество теплоты, переданное телу, равно изменению его внутренней энергии? 1) изотермическом 2) изобарном 3) изохорном 4) адиабатном 3* Тепловая машина за один цикл получает от нагревателя количество теплоты 20 Дж и отдаёт холодильнику количество теплоты 5 Дж. Определите КПД машины. 1) 0,4 2) 0,75 3) 0,25 4) среди ответов 1)—3) нет правильного 4. Какая из приведённых ниже формулировок является вторым законом термодинамики? 1) вечный двигатель второго рода невозможен 2) невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превраш;ение теплоты, полученной от нагревателя, в механическую работу 115 3) невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача энергии от менее нагретого тела к более нагретому 4) все ответы 1)—3) правильные Ответы. Номер заданий 1 2 3 4 Номер ответа ......................................... Самооценка [ | о Какие факторы и условия способствовали переходу от применения ^ механической энергии к использованию внутренней энергии? Ответ представьте в виде схемы. Механические —. ^ волны. 1 Акустика Леонардо да Винчи (1452—1519) Великий итальянский художник, учёный, изобретатель. Его научные работы посвящены математике, механике, физике, астрономии, геологии, биологии. Исследовал отражение звука и сформулировал принцип независимости распространения звуковых волн от различных источников. § 50. Распространение волн в упругой среде Запишите два фундаментальных способа передачи энергии и им-пульса в пространстве. В чём заключается особенность волнового процесса? 117 Заполните пропуски. Возмущение — ..... среды от В чём заключается необходимое условие распространения механических волн? Почему маятник 2 (см. рис. 147 учебника), прислонённый к неподвижному закреплённому стержню, отскакивает от него через некоторое время после удара о стержень маятника 1 ? Зависит ли от длины стержня? Закончите фразу. В продольной механической волне движение частиц среды происходит ................................................... В каких средах может распространяться продольная волна? Приведите примеры. Закончите фразу. В поперечной механической волне движение частиц среды происходит ................................................... 118 Поперечные волны распространяются: I I в жидкостях □ в газах I I в жидкостях и газах I I в твёрдых телах Почему S-волны (см. рис. 153 учебника) не фиксируются на стороне Земли, диаметрально противоположной месту землетрясения? § 51. Периодические волны Чем вызываются периодические волны в упругой среде? Закончите фразу. Гармоническая волна порождается Заполните таблицу. Физическая величина ДЛИНА ВОЛНЫ Определение Обозначение Единица Формула 119 Длина продольной волны, распространяющейся в воде со скоростью 1498 м/с, равна 3,4 м. Определите частоту источника, вызывающего эту волну. Колебания, происходящие с частотой v, имеют в первой среде длину волны X, а во второй — 2Х. Определите отношение скоростей распространения волн в первой и второй средах. (Воспользуйтесь решением задачи 4.) 1 д с I Ре{ше НИ г: . — 1 ■ “ ! J- i i 1 1 — 1 1 1 1 \ 1 1 1. { 0- гве г: ! 1 Какие характеристики гармонической волны не изменяются при переходе её из одной среды в другую? I I длина волны, частота I I длина волны, период I I скорость, период I I частота, период Что характеризует поляризация? 120 Как определяется плоскость поляризации? Что такое поляризатор? Д Каков период колебаний поплавка на волнах, если мимо рыбака, сидящего на пристани, прошло 5 гребней волны за 10 с? □ 50с Обе G2 § 52. Звуковые волны Дайте определение звуковых волн. □ 0,5 Принимая скорость звука в воздухе при 20 °С равной 343 м/с, найдите диапазон длин волн, вызывающих у человека слуховые ощущения. дн с 1 1 1 ( и iPe ше ниё: 1 1 1 i ' f j I 1 1 — -- i t i ! ; ! 1 — — — h •? 1 •? i 1 — ! 1 1 I 0i гве r: 1 T -i 1 1 1 121 Струна создаёт звуковую волну, которая распространяется в воздухе со скоростью 340 м/с. Длина звуковой волны равна 0,68 м. Какова частота колебаний струны? □ 0,02 Гц □ 5 Гц □ 230 Гц Чем определяется высота звука? П 500 Гц Запишите диапазон частот (в Гц) струнных музыкальных инструментов, изображённых на рисунке 159 учебника. Скрипка.... Альт....... Виолончель Бас........ Заполните пропуски. Механические волны с частотами ниже 16 Гц называются ...............-....., а выше 20 кГц —.................. Заполните таблицу, используя слова: тенор, сопрано, бас. Голос Длина голосовых связок у певцов, см «2,5 1,7-2,0 «1,5 Л Почему на Луне царит полная тишина? 122 Как связаны скорость звука в веществе и потенциальная энергия взаимодействия молекул вещества? J Соотнесите скорости звука в твёрдом теле жидкости и газе (Ugjj J,), поставив между ними знаки (>, =, <). ^^ЗВ. Т I-1 ^зв. ж I-1 ^зв. г Звук выстрела и пуля, вылетающая из винтовки вертикально, одновременно достигают высоты 686 м. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найдите начальную скорость пули. г Дане 1 Ре ше ни|е: 1 i 1 \ —t— Я = ^зв л м^ ту !ДЛ Ecei^Hcj щ енцыМ. лн| ве рт] 1каль но ввёр> бз ^деЬ р - 1— ав1 соз а- \Н - 1 [. - 1 1 1 1 j j i— 1 \ 1 ! 1 J 1 j I i I 1 1 U-J— 1 Отве г: 1 1 1! 1 При измерении глубины моря под кораблём при помощи эхолота оказалось, что моменты отправления и приёма ультразвука разделены промежутком времени 0,3 с. Определите глубину моря под кораблём. д< Ш( : 1 ше ни|е: ! 1 ; j i i 1 ? 1 1 - “ Г" i 1 i 1 1 i i i i г 1 i 1 ! i j i 1 i 1 i 1 i 1 1 1 — 1 - j \ 1 1 j I 1 О^ве г: L i 123 § 53. Эффект Доплера Какой физический эффект называют эффектом Доплера? Звук какой частоты Vj и Vg фиксируют наблюдатели i и 2, если частота сигнала неподвижного источника Vq (см. рис. 161, а учебника)? Vo = ..... Звук какой частоты фиксирует наблюдатель 1, если источник сигнала частотой Vq приближается к наблюдателю со скоростью (см. рис. 161, б учебника)? Звук какой частоты Vg фиксирует наблюдатель 2, если источник сигнала частотой Vq удаляется от наблюдателя со скоростью (см. рис. 161, б учебника)? При каком условии возникает ударная волна? Что при этом происходит? 124 о чём свидетельствует «красное смещение» в спектре излучения галактик? Мимо неподвижного наблюдателя проехал автомобиль со включённой сиреной. При приближении автомобиля наблюдатель слышал более высокий звук, а при удалении — более низкий. Какой эффект будет наблюдаться, если сирена будет неподвижна, а мимо неё проедет наблюдатель в автомобиле? 0ЕШ2Ш1 1. Главной особенностью волнового процесса является: 1) перенос энергии посредством переноса вещества 2) перенос энергии без переноса вещества 3) перенос возмущения в упругой среде 4) возможность его визуального наблюдения 2. Волна, в которой движение частиц происходит в направлении распространения волны, называется: 1) продольной 2) поперечной 3) гармонической 4) механической 3. Длина волны вычисляется по формуле: l)X = vT 2)X=vT S)X = 4)Х = 125 Ответы. Номер задания 1 2 3 Номер ответа . ............................... Самооценка[ ЕО Приведите примеры продольных и поперечных волн, которые вы ^ когда-либо наблюдали. ЭЛЕКТРОСТАТИКА Силы электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов Шарль Кулон (1736—1806) Французский физик и военный инженер. Построил прибор для измерения силы — крутильные весы. С его помощью в 1785 г. установил закон взаимодействия электрических зарядов. § 54. Электрический заряд. Квантование заряда Каким взаимодействием определяется структура тел? Что изучает электродинамика? Что изучает электростатика? 127 Заполните таблицу. Физическая величина ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД Определение Обозначение Единица Заполните пропуски. Элементарный заряд — минимальное значение ..............., одинаковое по модулю для___ _____и.....................зарядов, е =____ Объясните, в чём заключается аддитивность электрического заряда. Как вы понимаете утверждение «электрический заряд квантуется»? Ill Комбинацией каких кварков является протон; нейтрон? • Протон........................................ • Нейтрон ..................................... 128 Объясните электронейтральность атома с учётом зарядов кварков. Как можно получить ионы Mg"? § 55. Электризация тел. Закон сохранения заряда Как заряжается тело, если оно отдаёт электроны; присоединяет электроны? Почему стекло на рисунке 168, а учебника имеет положительный заряд, а на рисунке 168, б — отрицательный? В чём состоит явление электризации? Какой заряд будут иметь стеклянная и янтарная палочки, потёртые о мех? Стеклянная палочка — Янтарная палочка —__ 129 Перечислите способы электризации. Какой способ электризации используется в светокопировальных машинах? Закончите фразу. Электрически изолированная система тел представляет собой Заполните таблицу «Закон сохранения электрического заряда». Формулировка Формула Границы применимости Определите обш;ий заряд электронов, которые находятся в слитке золота (Аи) массой 200 г. ДМ: тп = \ [С40 Электро1^ов ..М-- ^ ^ в ОДН0М атом^ soj^o-pa Z = жщ -еу=^ 1 I ps[BHp пор ! в ^.1е|рирд1^ э^емен’!’» ?ов лдкопо ческ<|)й д: it: Miy Hois^epy Z эл; систе|ие|хи!мн М!ен±едеева. мрв роЛота в рлйткр массой т I Л( eMjeHfa nepKifx Чиско 130 С nef^oB ат( !ЛЬИО i i 1 ! 1 1 1 1 Q I 1 i 1 T I 1 1 1 i i 1 1 - 1 ] [ 1 ! 0 PBeir:-. j 1 } 1 ! 1 1 I I J Два одинаковых маленьких металлических шарика, имеющих заряды 2 • 10“® Кл и -5 • 10“® Кл, сближаются в воздухе до соприкосновения. После чего их разъединяют. Определите заряд каждого шарика после разъединения. I Д' 1H0: I Реше 1 ни г: 1 j I i I I 7 ! 1 i 1 i j 1 i i I I 1 1 1 1 -- - I 1 — I I i i oi гве t: 1 j j j i i Нейтральная водяная капля разделилась на две. Первая из них обладает электрическим зарядом +Q. Каким зарядом обладает вторая капля? □ +2Q I I+Q □ о □ -Q §56. Закон Купона Закончите фразу. Точечный заряд — физическая модель, которая представляет собой ....................................................... 131 Заполните таблицу «Закон Кулона» Формулировка Формула Границы применимости Определите силу взаимодействия двух точечных зарядов по 1 Кл каждый, находящихся в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга. 1 Д] шс|: --- Ре ше ние: 1 i t 1 Г ! i 1 i i i I j... — 1 1 I ! 1— 1 1 1— т 1 1 0^ 1 гве|г:. i --U 1 i i j i Почему именно гравитационное взаимодействие формирует структуру Вселенной? Два одинаковых маленьких шарика массой т = 10“^ кг подвешены в воздухе на непроводящих нитях длиной I = 0,3 м к одному крючку. После того как шарикам сообщили одинаковые заряды, угол расхождения нитей составил а = 60°. Определите заряд Q каждого шарика. 132 Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 2 раза, а один из зарядов увеличили в 2 раза. Силы электрического взаимодействия между ними: I I не изменились Ц увеличились в 2 раза I I увеличились в 8 раз Ц уменьшились в 2 раза § 57. Напряжённость электростатического поля КЯ Что является источником электромагнитного поля? Какой заряд можно считать пробным? 133 Заполните таблицу. Физическая величина НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ Определение Обозначение Формула Единица Направление Заполните пропуски. Напряжённость —...............характеристика поля. При каком значении напряжённости электростатического поля происходит пробой воздуха? Сформулируйте принцип суперпозиции электростатических полей. 134 Определите ускорение электрона в точке В, если напряжённость поля в этой точке равна 1,3 • 10^ ^ Н/Кл. J В некоторой точке электростатического поля на заряд 10"^ К л действует сила 4 • 10“^ Н. Определите напряжённость поля в этой точке. □ 4-10-12Н/КЛ □4-10-®Н/Кл □4-10-^Н/Кл □ 4 • 10^ Н/Кл §58 . Линии напряжённости электростатического поля Что представляют собой линии напряжённости электростатического поля? Почему линии напряжённости электростатического поля не пересекаются? 135 Заполните пропуски, используя подходящие по смыслу слова: непрерывный, прерывистый, сток, источник. Линии напряжённости являются........................ Положительный заряд является пряжённости. Отрицательный заряд является пряжённости. линии на- линии на- ла основании какого принципа определяется напряжённость электростатического поля, созданного системой зарядов? При каком условии систему зарядов можно рассматривать как точечный заряд? Два одинаковых точечных положительных заряда по Кл каждый находятся в воздухе на расстоянии 8 см друг от друга. Определите напряжённость поля в точке О, находящейся на середине отрезка, соединяющего заряды, и в точке А, расположенной на расстоянии 5 см от зарядов. ДанЬ: ! J________ = Qg = 10^^ Кл 2г =i8 см г, = |5 см ^ СИ Р0шёние: I По принципу суперпозк|ци1и напря^кёц- | ность Е поля, создаваемого зарядами и Qjj, определяется ректорной сум- 2, соадаваег мых каждым зарядом р ^^aннoй точке ,прля:----1--]----j--;--. 1 : : в точке о (c]ji. рис.): Е^ = $oi + Еп^ ^2* ' 136 Определите знаки зарядов, создающих электростатические поля. 137 § 59. Электрическое поле в веществе В чём различие между свободными и связанными зарядами? Приведите примеры: • свободные заряды — • связанные заряды — На какие группы делят вепдества по концентрации и уровню мобильности заряженных частиц? Чем отличаются проводники от диэлектриков? Чем отличаются проводники от полупроводников? Впишите названия материалов в нужную графу таблицы. Каучук, металлы, кварц, водные растворы солей, сухие соли, оксиды, германий, водные растворы и^елочей, янтарь, теллуриды, газы при нормальных условиях, ионизированные газы, кремний, слюда, плазма, водные растворы кислот. 138 Проводники Диэлектрики Полупроводники § 60. Диэлектрики в электростатическом поле Чем отличаются полярные молекулы от неполярных? Какую молекулу — полярную или неполярную — можно рассматривать как электрический диполь? При каком условии в диэлектрике происходит пространственное перераспределение зарядов? Что происходит с молекулами полярного диэлектрика, помещённого в электростатическое поле? 139 Что происходит с молекулами неполярного диэлектрика, помещённого в электростатическое поле? В чём заключается поляризация диэлектрика? Почему напряжённость электростатического поля в диэлектрике меньше, чем в вакууме? Ответ поясните рисунком. Что показывает и чему равна относительная диэлектрическая проницаемость среды? 8 = Какое явление используется в электрических фильтрах (см. рис. 180 учебника)? 140 § 61. Проводники в электростатическом поле Заполните пропуски. Заряды, сообщённые проводнику, распределяются по Напряжённость поля внутри в электростатическое поле, равна помещённого Почему напряжённость поля внутри проводника, помещённого в электростатическое поле, равна нулю? На чём основывается принцип действия электростатической защиты? Ответ поясните рисунком. Тело, обладающее электрическим зарядом, вследствие электростатической индукции притягивает незаряженное тело. Как изменится сила притяжения между этими телами, если незаряженное тело окружить незаземлённой металлической сферой? I I станет равной нулю □ не изменится I I увеличится I I уменьшится Как располагаются линии напряжённости электростатического поля относительно поверхности металла? 141 ПРОВЕРЬ СЕБЯ 1. Какое из перечисленных ниже свойств относится к заряду? 1) пропорционален значению элементарного заряда 2) определяет силу электромагнитного взаимодействия 3) сохраняется в изолированной системе 4) все ответы 1)—3) правильные 2. Электризация объясняется: 1) подвижностью электронов в атоме 2) разной энергией связи электрона с атомом в разных веществах 3) существованием двух типов зарядов 4) заменой атомов одного вещества атомами другого вещества при трении 3# Какая из приведённых формул выражает закон Кулона? Г 4)й^ Г 4* Вещество, в котором содержатся только связанные заряды, называют: 1) проводником 2) диэлектриком 3) полупроводником 4) нейтральным 5* Относительная диэлектрическая проницаемость среды показывает: 1) во сколько раз напряжённость электростатического поля в диэлектрике меньше, чем в вакууме 2) во сколько раз напряжённость электростатического поля в диэлектрике больше, чем в вакууме 142 3) во сколько раз напряжённость электростатического в одном диэлектрике больше, чем в другом 4) среди ответов 1)—3) нет правильного Ответы. поля Номер задания 1 2 3 4 5 Номер ответа . .......................................Самооценка [ [ О проведите классификацию различных домашних предметов по ^ признаку «диэлектрик/проводник». Результат представьте в виде таблицы. Итальянский физик, изобретатель источника постоянного электрического тока, электроскопа, электрометра, конденсатора и других приборов. § 62. Потенциал электростатического поля Заполните таблицу «Сравнительные свойства гравитационного и электростатического полей». Основные характеристики Поле гравитационное электростатическое Объекты взаимодействия Сила взаимодействия Напряжённость Потенциальная энергия взаимодействия • -qvi + Q W = • (-^) и +Q (-Q) W = Какой физический смысл в выражении для потенциальной энергии имеет знак «минус»? 144 Заполните таблицу. Физическая величина ПОТЕНЦИАЛ Определение - Обозначение Формула Единица Заполните пропуски. Потенциал —........................ характеристика ..................... ТЪОЛЛ* Дайте определение эквипотенциальной поверхности. Изобразите на рисунке эквипотенциальные поверхности точечного заряда в каждом случае. Как направлены линии напряжённости электростатического поля относительно эквипотенциальных поверхностей? 145 Электрический заряд q на расстоянии г от точечного электрического заряда Q обладает потенциальной энергией W. Какой потенциальной энергией будет обладать электрический заряд 3^ на расстоянии Зг от заряда Q? □ QW □ 3W □ W' □ о Найдите потенциальную энергию электрона, вращающегося в атоме водорода вокруг протона по круговой орбите радиусом 5,3-10-“ м. д 1Н( с Ре ше|ни г: 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 — --- — — - - - - 1 - -| - - i 1 0' пве г: 1 1 i J При какой напряжённости однородного электростатического поля электрон движется с ускорением ^ = 9,8 м/с^? Дшс Рёшёнйё: Однфо, --1--1 - - лё, ^о дное эле ктро ст всех один|ак0в4 по • ^ках ОДУЛ10 а^иЧес: торог ко и нацравлен]1ю коё о поле аатр^: эт Ж0НЙ о по- I ость i Ответ: Е = const. 146 § 63. Разность потенциалов Закончите фразу. Работа сил электростатического поля при перемещении заряженной частицы из одной точки в другую:. не зависит от ... зависит от... равна ....... А = где ф^, фз Заполните таблицу. Физическая величина РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ (НАПРЯЖЕНИЕ) Определение Обозначение Единица На основании чего можно утверждать, что единица напряжённости — вольт на метр (В/м)? 147 Почему между вертикально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки электрон движется по параболической траектории? Какова тормозящая разность потенциалов поля, под действием которого электрон, движущийся со скоростью V, остановится? Масса электрона т, заряд электрона е. □ 2mv^ е □i 2mi)2 □ mv‘ □ mv^ 2e Определите разность потенциалов Аф между точками электростатического поля, находящимися в вакууме на расстоянии Tj = = 0,25 м и Tg = 0,50 м от точечного заряда Q = 4 • 10~^ Кл. 1 д IHQ: pd ше|ни|е: U 1 ; 1 ' ! ISHjoCtb ю'^ен|ци ал^в Vie: кду ^ By МЯ 1 TC ЧК a- i i —j I эле1кт] )ос|тафи^ ecjjcoi о ПО|1Я, c оздан ho: Ю j j 1 Tcj че^нМм за pя;i^o^ [ Ц, 0 np ЭД0ЛЯ BTC я 1 iio фо p-1 ! и ^ле i 1 i 1 A(i = 1 (D, i - (C о |Q - i ^ I i 1 ЩЩ . { _ . 1^1 ^ 1яе Bo'l b ! ! 1 i ! ! j t i i ! L 1 i ; i i j 1 i 1 ^ 0- гвеЬг: _ u i i : 1 [ 1 : i i 148 Между двумя горизонтально расположенными пластинами, заряженными до 10 кВ, удерживается в равновесии пылинка, заряд которой 9,8 • 10"!^ Кл. Определите массу пылинки. Расстояние между пластинами 5 см. Поле между пластинами однородно. Д IHC Ре шёни 1 1 |я в pf ! внове ‘СИ 1 ' 1 П Ь1ЛНН] ш 5у; ^eт на ХО^И' ’ЬС и. ecj [И ; СЕ ла тя Ж€ стц п )удет ра|вн^ ! 1 К УЛ0НС »вс КО] i с I- Л€ Ч^- - .1. . i i F, С ~ I —1— и 1 ! е Hjf d * I ”7 / - 1 1 1 1 О^е г:,.] j 1 § 64. Электроёмкость уединённого проводника Заполните таблицу «Гидростатическая аналогия». Гидростатика Электростатика т — масса Закон сохранения заряда р — давление V — объём, ёмкость сосуда — геометрическая характеристика Что значит — проводник уединённый? 149 Заполните таблицу. Физическая величина ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЁМКОСТЬ УЕДИНЁННОГО ПРОВОДНИКА Определение Обозначение Формула Единица Закончите фразу. Электроёмкость сферы: зависит от.. не зависит от С какой целью производят заземление? Сделайте перевод единиц. 5 фФ =..............Ф 9 нФ =...............Ф 3 пФ =............Ф 8 мкФ = .......Ф Обладает ли электрической ёмкостью уединённая незаряженная сфера радиусом Ю Ответ поясните. 150 § 65. Электроёмкость конденсатора Как можно увеличить электроёмкость проводника? Что иллюстрирует рисунок 193 учебника? Для чего служит конденсатор? Что характеризует электрическая ёмкость конденсатора? Заполните пропуски. Плоский конденсатор — система................... ..............................S, находящихся на ..........d друг от друга. Заполните таблицу. Физическая величина ПОВЕРХНОСТНАЯ ПЛОТНОСТЬ ЗАРЯДА Определение Обозначение 151 Окончание табл. Формула Единица Проанализируйте рисунок 194 учебника и ответьте на вопросы. • При каком условии плоскость можно считать бесконечной? • Как направлены линии напряжённости бесконечной плоскости, заряженной положительно; отрицательно? • Почему линии напряжённости электростатического поля параллельны? • От чего зависит напряжённость поля, созданного бесконечной заряженной плоскостью? Изобразите электрическое поле конденсатора. Ответьте на вопросы. • Где сосредоточено электростатическое поле конденсатора? Почему? 152 • Как можно определить результирующую напряжённость поля в конденсаторе? • От чего зависит электроёмкость плоского воздупгного конденсатора? С = Почему при введении диэлектрика в пространство между пластинами конденсатора увеличивается его электроёмкость? •1 Почему электроёмкость конденсатора не зависит от внешних электростатических полей? На корпусе конденсатора написано 50 мкФ; 300 В. Какой максимальный заряд можно сообщить конденсатору? □ 6-105 Кл I I 15 мКл I I 5 мКл I I 0,16 мкКл Как изменится электроёмкость плоского воздушного конденсатора при увеличении расстояния между его пластинами в 2 раза и вве- 153 дении между пластинами диэлектрика с относительной диэлектрической проницаемостью, равной 4? I I увеличится в 8 раз I I увеличится в 2 раза I I не изменится I I уменьшится в 2 раза Плоский воздушный конденсатор с плопцадью пластин S = 40 см^ и расстоянием между ними d = 2 мм заряжен до разности потенциалов и = 250 В. Определите поверхностную плотность заряда а на пластинах конденсатора. Решите задачу двумя способами. 154 i ; 2- л cho( ;об 1 1 1 1 1 т~ i ! 3|iei :тр ичесг юе п^ле п ло< жо го КС НД енеат opj 1 4вл яе'\ 'ся! щоро)д- н^м . i 1 i ! • I 1 ! 1 i j . 1 1 I 1 j 1 1 ""-"i i j 1 j i i j 0 гве г:... ! 1 1 Площадь каждой пластины плоского конденсатора S = 30 см^, её заряд Q = 1 нКл. Определите расстояние между пластинами конденсатора d, если разность потенциалов между ними 90 В. Пространство между пластинами заполнено слюдой (е = 7). ДЫс 1 (|И lp^ Ш€ ки|е: г ! ! j \ j — i •• \ j [Ё1 1K( >СТЬК он, щйса' pop a j j i i i 1 J _ i j 1 j 1 г 1 i i с — 1 ИЛ i > ! } i ! 1 ! ! cj] ед< )вате: 1Ы :о, 1 1 _ ^ |- -1 i i 1 1 i I ... i.. .1 f - i i 1 1 i i i 1 ! 1 J j 1 L- 0: гве r:... 1 i j 1 1 § 66. Энергия электростатического поля Как можно подтвердить, что заряженный конденсатор накапливает энергию? 155 Используя рисунок 198 учебника, покажите, что пластины конденсатора обладают потенциальной энергией. Почему заряженные пластины конденсатора, предоставленные сами себе, схлопываются? Закончите фразы. Потенциальная энергия электростатического поля плоского конденсатора W = Она зависит от: Определите заряд пластины и энергию плоского конденсатора ёмкостью С = 20 нФ, если напряжённость поля в конденсаторе £ = 3,2 • 10^ В/м, а расстояние между пластинами d = 5 мм. Отвег: Электроёмкость плоского воздушного конденсатора С = 1 нФ, расстояние между пластинами d = 4 мм. На помещённый между пластинами конденсатора заряд Q = 4,9 нКл действует сила F = = 98 мкН. Площадь каждой пластины 100 см^. Определите напряжённость поля, разность потенциалов между пластинами и энергию электростатического поля конденсатора. дане c И 1 Pe ше ни г: 1 in — —1— - - j U( ЭЛ€ M( Ш1 ?ЖДу ПЛ - - j -- _ ICtHH ам H KOH j це1 [ca ГО- pa c^ аем с ДБ ОрОДЕ [Ы1 I. Ha \ apj 1Ж ЭН- 1 1 HC ЮТ] > П ЗЛ| I К( )Щ [eHCai •op 1 a i -4-. - ! i 1 1 Е ' = iF/' 3, зу- i i ГД сила .с i icotop ОЙ noke lei [CT I 1 : ] 1 ! i ет 1 HI tac V 3 ГИ] apj Q, <01 поме [деис« ITO ш^ы| pai [ N i nj 1ами ] 1 ! j ! j i i i } 1 i " i 1 "t 1 1 i I 1 \ ^ f-’- 1 1 — i -J— i - 1 j I j j I 1 1 1 I I _J 1 i 1 - • j i OtBC г: I - "Ч 1 i 157 ПРОВЕРЬ СЕБЯ 1* Потенциал электростатического поля в данной точке равен: 1) работе сил электростатического поля по перемещению единичного положительного заряда из этой точки в любую другую 2) отношению потенциальной энергии пробного положительного заряда, помещённого в данную точку поля, к значению этого заряда 3) работе сил электростатического поля по перемещению положительного заряда из данной точки поля в бесконечность 4) среди ответов 1)—3) нет правильного 2« Эквипотенциальная поверхность: 1) поверхность, во всех точках которой потенциал имеет одно и то же значение 2) поверхность, во всех точках которой потенциал равен нулю 3) поверхность, перпендикулярная линиям напряжённости электростатического поля 4) верно 1) и 3) 3* Электроёмкость уединённого проводника вычисляется по формуле: l)Q/cp 2)Q/U 3)Q(p 4) QU 4. Электроёмкость конденсатора вычисляется по формуле: 1)Q/9 2)Q/U 3)Q(p 4)QU 5. Энергию электростатического поля, запасённую в конденсаторе, можно рассчитать по формуле: 1) 2) 3) си^ 2 91 2С QU 4) все ответы 1)—3) правильные 158 0 Ответы. Номер задания 1 2 3 4 5 Номер ответа Самооценка | [ В каких устройствах используются конденсаторы или их соединения? Объясните их предназначение. Содержание Введение 1. Физика в познании вещества, поля, пространства и времени ................................................ 3 Механика 2. Кинематика материальной точки......................... 11 3. Динамика материальной точки........................... 33 4. Законы сохранения .................................... 52 5. Динамика периодического движения...................... 68 6. Релятивистская механика............................... 76 Молекулярная физика 7. Молекулярная структура вещества ...................... 82 8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа ...... 89 9. Термодинамика ........................................105 10. Механические волны. Акустика.........................117 Электростатика 11. Силы электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов......................................127 12. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов......................................144