Учебник Физика 5 класс Шулежко Шулежко часть 2

mm p: 'Щ РШ 0/-'-У- fe^v vV-\v. ■.'.■• mi iMrii.:---':. ••• • '{^п^тт М^^Щм • * • - .•••cr* Л**ЛЧ j?L23?eVi'^ гл«;/.'Ду*?Г|й ФИЗИКА УЧЕБНАЯ КНИГА О ©ИЗДАТЕЛЬСТВО Е.М. Шулежко А.Т. Шулежко ОГЛАВЛЕНИЕ Урок 11. Время.....................................3 Урок 12. Измерение времени........................11 Урок 13. Измерение интервалов времени при движении бруска по наклонной плоскости..............15 Урок 14. Что такое движение.......................19 Урок 15. Скорость движения........................25 Урок 16. Изучение различных видов прямолинейного движения...................................30 Урок 17. Взаимодействие тел.......................35 Урок 18. Сила.....................................42 Урок 19. Трение...................................49 Урок 20. Сложение сил.............................56 Урок 21. Выталкивающая сила.......................64 Урок 22. Движение невзаимодействующих тел.........68 Урок 23. Энергия..................................75 УРОК 11 ВРЕМЯ Тайна времени всегда занимала умы людей, издавна волновала их воображение и чувства. Время важно для каждого. Изо дня в день мы слышим слова: рабочее время, время отдыха, время года. Однако никто не может в точности сказать, что такое время. Мне кажется, я знаю о чем идет речь, но объяснить не могу Между тем некоторые СВОЙСТВА ВРЕМЕНИ нам известны. При наблюдении разнообразных явлений природы естествоиспытатели и ученые обнаружили одно обш;ее для них свойство. Это свойство состоит в следующем: Все явления в окружающем нас мире и в нас самих отличаются длительностью, то есть всегда имеют начало, продолжение и конец. Людям свойственно думать, что, по их ощущениям, некоторые явления природы происходят очень быстро, другие — слишком медленно. Для правильной оценки событий нашей жизни необходимо научиться измерять интервалы времени. •'Простые наблюдения показывают, что многие явления природы повторяются. Говорят, что они ПЕРИОДИЧНЫ. урок 11.Время Упражнение 14 1) Приведи пример явлений, которые, на твой взгляд, протекают очень быстро:_______________________________________ 2) Приведи пример явлений, которые, на твой взгляд, протекают очень медленно: ________________________________________ 3) Приведи пример явлений, которые периодически повторяются: Некоторые периодические явления человек использовал в качестве единицы измерения времени^ то есть ЭТАЛОНА, с которым сравнивают длительность всех остальных явлений, событий и процессов. Интервалы времени делят на годы^ месяцы^ недели^ сутки^ часы, минуты и секунды. Историки отсчитывают время эрами, эпохами, тысячелетиями и столетиями. Существуют различные единицы измерения времени. Три из них связаны с небесными явлениями: это ГОД, МЕСЯЦ и СУТКИ. Что такое год Наша Земля обращается вокруг Солнца. Север Север Урок 11. Время Интервал времени, необходимый Земле, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца, называют годом. Земля находится на расстоянии 150 миллионов километров от Солнца и за год проходит путь почти 1 миллиард километров. Что такое месяц Спутником нашей планеты является Луна. Луна отражает солнечный свет, и благодаря этому мы можем видеть ее на звездном небе. В зависимости от положения Луны относительно Солнца и Земли изменяются условия ее наблюдения, происходит изменение вида Луны — смена лунных фаз. 8 1 {молодая луна) 7 (луна убывает) S т > с; о 2 Z т ф X к о о 5 (полная луна) 1 э- 3 (луна прибывает) €) с с о » Э Э 2 3 4 5 6 7 8 Мы видим Луну то в форме ярко освещенного диска, то в виде узкого серпика — месяца. Урок 11. Время Если Луна обращена к Земле неосвещенной стороной, то она не видна. Такая фаза называется НОВОЛУНИЕМ {1 на рисунке). Если Луна находится, как показывает позиция 5 на рисунке, наступает ПОЛНОЛУНИЕ. В этой фазе мы наблюдаем полностью освещенный диск Луны, который светит всю ночь. Интервал времени между двумя новолуниями или полнолуниями называется месяцем. При движении Луны вокруг Земли происходит смена лунных фаз. Вечером, примерно через трое суток после новолуния (Jf на рисунке) в лучах заходящего Солнца можно наблюдать узкий серп, обращенный выпуклостью вправо {2 на рисунке). Через 7 дней после новолуния мы сможем наблюдать первую четверть прибывающей Луны (3 на рисунке), еще через 7 дней — полнолуние (5 на рисунке), через следующие 7 дней наблюдается последняя четверть убывающей Луны (7 на рисунке). От момента последней четверти Луны проходят снова 7 дней до полного ее исчезновения (новолуние). Возможно, эти явления способствовали введению такого понятия, как НЕДЕЛЯ. Солнечный свет Новолуние Земля Полнолуние Что такое сутки Сутки — отрезок времени между двумя моментами самого высокого положения Солнца на небе. За это время Земля делает примерно один оборот вокруг своей оси. Урок 11. Время Наша планета совершает равномерное вращение вокруг собственной оси. Когда Солнце занимает самую высокую точку в южной части небосвода, говорят, что истинное местное время — 12 часов дня, В одних сутках 24 часа. Природа предоставила людям три периодических процесса, позволяющих вести учет времени: смену дня и ночи, смену фаз Луны и смену времен года. На их основе и сложились такие временные понятия, как сутки, месяц и год. Урок 11. Время Упражнение 15 1) Какие наблюдения подтверждают факт обращения Земли вокруг Солнца?_____________________________________ 2) Какие наблюдения подтверждают факт вращения Земли вокруг собственной оси? 3) Как определить длительность одного часа в сутках? Домашнее задание I, Ответь на вопросы, 1. Какие периодические процессы в природе позволяют вести учет времени? _______________________________________ 2. Какие периодические процессы, связанные с работой технических устройств, можно использовать для измерения интервалов времени? __________________________________________ 3. Какие единицы измерения времени ты знаешь? 8 Урок 11. Время II. Прочитай текст и составь рассказ. КАЛЕНДАРЬ — это система счета длительных промежутков времени. Уже в древности и в Средневековье календари играли большую роль, в особенности когда речь шла о том, чтобы определять даты религиозных праздников или начало сева. В каждом календаре устанавливают начало отсчета годов, называемое началом ЭРЫ, и интервалы времени: год, месяц, день... При создании календарей для начала отсчета времени выбирали разные события. В Древнем Египте, например, эры определяли по годам воцарения фараонов, в Древнем Риме — «от основания Рима» (соответствует 753 г. до н. э.). Мифологический день СОТВОРЕНИЯ МИРА (3671 г, до н. э.) был принят за начало летосчисления в средневековой Европе. Однако в Греции и России это событие было отнесено к 5508 г. до н. э. Современное летосчисление на Западе (в Европе и Америке) ведется от РОЖДЕСТВА ХРИСТОВА (наша ЭРА). Народы Востока, исповедующие ИСЛАМ, начинают отсчет времени с момента переселения МУХАММЕДА (МАГОМЕТА) и его приверженцев из Мекки в Медину. До нашей эры о Наша эра 5508 г. 3671 г. Сотворение мира 753 г. Основание Рима о Рождество Христово 579 г. 2000 г. Переселение Магомета Наш современный календарь с 12 месяцами различной продолжительности — «дитя» римского календаря. Его ввел римский император Кай Юлий Цезарь 1 января в 45 году до н. э. _ _ г Поэтому календарь назвали ЮЛИАНСКИМ. Урок 11. Время Продолжительность месяцев можно легко узнать на собственном кулаке. Январь (август) Февраль (сентябрь) Март (октябрь) Апрель(ноябрь) Май (декабрь) Июнь - Июль Косточка — длинный месяц (31 день), впадина между косточками — короткий (30 дней, за исключением февраля). Сколько времени длится год В календаре мы насчитываем 365 дней. Однако это не точно. Длительность истинного года 365 дней 48 минут 46 секунд. Вначале на эту разницу не обращали внимания, но постепенно начало весны в календаре все больше смещалось к февралю. Тогда в календарь внесли изменения: каждый четвертый год удлинялся на один день — его назвали ВИСОКОСНЫМ. В XVI веке Римский папа Григорий Тринадцатый уточнил Юлианский календарь. В России ГРИГОРИАНСКИЙ календарь был введен только 1918 г. После его введения даты (по новому стилю) изменились на 13 дней. В нашей стране многие до сих пор празднуют Новый год дважды: 1 и 14 января (по новому и по старому стилю). Все годы (не оканчивающиеся двумя и более нулями), которые делятся на 4, являются високосными, а из оканчивающихся двумя и более нулями только те, которые делятся на 400, т. е. 2000 и 2400-й остаются високосными. III. Выполни задание. Понаблюдай смену фаз Луны в течение месяца и составь отчет. 10 УРОК 12 ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ Измерять, отсчитывать, сверять время необходимо в самых разных видах деятельности: науке, технике, производстве, быту. Хотя мы и не знаем точно, что такое время, именно оно определяет нашу повседневную жизнь. История измерения и счета времени, история часов уходит своими истоками в далекое прошлое. Самыми первыми были СОЛНЕЧНЫЕ ЧАСЫ. Простейшие из них представляли собой палку, вертикально воткнутую в землю, и циферблат с начертанными на земле делениями. Указатель Пластина циферблата В течение дня, пока Солнце движется по небосводу, тень от палки перемещается от деления к делению подобно стрелке на современных часах. Так можно довольно точно узнавать время дня. Для отсчета определенных промежутков времени были изобретены ПЕСОЧНЫЕ ЧАСЫ. Делали их обычно в виде двух сосудов, соединенных друг с другом узким горлышком. Мерой служило время, за которое песок полностью пересыпался из верхнего сосуда в нижний. На подобном принципе устроена работа водяных и огненных часов. Время в ВОДЯНЫХ ЧАСАХ определялось по скорости вытекания воды из одного сосуда в другой, а в ОГНЕННЫХ — по скорости сгорания какого-нибудь предмета: свечи, шнура, деревянной палочки. 11 Урок 12, Измерение времени Водяные часы Часы-свеча Изобретение механических часов некоторые историки приписывают Пацификусу из Вероны (начало IX века), а другие — монаху Герберту. Он сделал башенные часы с гирями для города Магдебурга в 996 г. В России первые башенные часы установлены монахом Лазарем Сербиным в 1404 г, в Московском Кремле. Изобретателем современных механических часов по праву считается нидерландский ученый Христиан Гюйгенс, который в 1657 г, применил маятник в качестве регулятора хода часов. На рисунках представлены современные часовые механизмы: Стрелки На горизонтальный вал (рисунок справа) намотана веревка (или цепочка) с гирей на конце. Гиря тянет веревку и враш;ает вал. Через систему колес с зубцами вращение вала передается так называемому храповому колесу, соединенному со стрелками — указателями времени. 12 урок 12. Измерение времени Очень хорошим регулятором равномерного вращения храпового колеса оказался маятник — груз, подвешенный на тонкий стержень. В лучших МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСАХ в наши дни неточность хода равна 0,0001 секунды за сутки. Но сейчас и этого мало. На смену механическим часам пришли ЭЛЕКТРОННЫЕ. Погрешность хода этих часов равна уже 0,000001 секунды за сутки. Неточность хода самых современных часов составляет 1 секунда за 100 000 лет. Существуют и так называемые РАДИОАКТИВНЫЕ ЧАСЫ. С их помощью ученые измеряют очень большие интервалы времени — тысячи, сотни тысяч и даже миллионы лет. В основе измерения времени лежат периодические процессы: смена времен года, смена дня и ночи, колебания маятника и др. Упражнение 16 1) Каковы достоинства и недостатки солнечных часов? 2) Каковы достоинства и недостатки песочных часов? Домашнее задание I. Ответь на вопросы. 1. Какое периодическое движение положено в основу принципа действия солнечных часов?___________________________ 2. Кто и когда установил первые башенные часы в Московском Кремле? ______________________________________________ 13 урок 12. Измерение времени II. Прочитай текст и составь рассказ. Хотя мы и не знаем точно, что такое время, именно оно определяет нашу повседневную жизнь. Регулярно повторяющиеся небесные явления позволяют ее упорядочить. Для живых существ, обитающих на Земле, особенно важна СМЕНА ДНЯ И НОЧИ. Весь наш организм подчинен 24-часовому циклу. 8 часов мы спим, 16 — бодрствуем. Температура нашего тела поднимается днем, когда мы работаем, и опускается ночью, когда мы отдыхаем. Даже работоспособность человека зависит от времени суток. Самое продуктивное время с 9 до 12 часов утра. А вот в 2 часа ночи и с 14 до 16 часов не стоит делать уроки или пытаться учить стихи — это самое «глухое» время. Внутри каждого человека есть свои БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ, которые подсказывают нам, когда нужно ложиться спать или садиться есть. Используя эти часы, мы можем достаточно точно оценивать определенные интервалы времени. III. Выполни задание. ПУЛЬС — это ритмические колебания стенок артерии (кровеносного сосуда). Определи сначала время 10 колебаний стенок сосуда, а затем рассчитай время, за которое совершается одно колебание (период колебаний). Выполни 10 интенсивных приседаний и повтори измерения. Зависит ли период колебания стенок артерии от изменения состояния организма? Измерение Время 10 ударов пульса, с Время между двумя последовательными ударами пульса, с 1. Пульс до нагрузки 2, Пульс после приседаний Вывод: 14 УРОК 13 ИЗМЕРЕНИЕ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ ПРИ ДВИЖЕНИИ БРУСКА ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ Сердечник электромагнита ч Боек якоря Измерение интервалов времени при движении бруска по наклонной плоскости мы будем производить прибором, который называется электромагнитным отметчиком времени. Это устройство обеспечивает периодическое движение металлической пластинки. На конце пластинки есть маленький острый гвоздик, который через каждые 0,02 секунды ударяет по сердечнику электромагнита. Электромагнитный отметчик прикреплен к небольшой наклонной рейке. Если на эту рейку положить бумажную ленту, покрытую красящей бумагой, то при движении бруска гвоздик будет ставить на бумаге точки через равные промежутки времени (0,02 с). Соберем установку, показанную на рисунке. Лента, покрытая красящей бумагой, крепится к бруску, который будет скользить по наклонной плоскости. Зажим Бумажная и копировальная ленты Боек якоря Металлический брусок Желобок 15 Урок 13. Измерение интервалов времени при движении бруска Если отпустить брусок, он заскользит по наклонной плоскости и потянет за собой бумажную ленту. Вот что осталось на ленте после этого движения: ♦ 4 ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ 1 2 3 4 5 6 7 Такая лента с точками, которые через равные интервалы времени были проставлены электромагнитным отметчиком в процессе движения бруска, называется СТРОБОСКОПИЧЕСКОЙ ФОТОГРАФИЕЙ. Упражнение 17 Используя рисунок вверху, ответь на вопросы. 1) Сколько времени двигался брусок, если он прошел от начала движения расстояние от точки 1 до точки 2?_____________ 2) Сколько времени двигался брусок, если он прошел от начала движения расстояние от точки 1 до точки 3?___________________ 3) Сколько времени двигался брусок, если он прошел от начала движения расстояние от точки 1 до точки 7?___________________ 4) Как ты думаешь, почему за одно и то же время (0,02 с) брусок проходит разное расстояние: 1-2, 2-3, 3-4 _______________ 16 урок 13. Измерение интервалов времени при движении бруска Лабораторная работа 4 Определение времени движения бруска по наклонной плоскости Цель работы: наблюдая за движением бруска по наклонной плоскости и работой электромагнитного отметчика, определить по ленте с метками (стробоскопической фотографии): 1) время движения бруска на разных участках наклонной плоскости; 2) полное время движения бруска по наклонной плоскости. Приборы и материалы:_________________________ Выполнение работы: Учас- ток Расстояние между метками, мм Время движения на участке, с Учас- ток Расстояние между метками, мм Время движения на участке, с 1-2 1-7 1-3 1-8 1-4 1-9 1-5 1-10 1-6 — О см 7 8 10 3 4 8 10 Вывод (с какой целью используется электромагнитный отметчик времени):____________________________________________ 17 урок 13. Измерение интервалов времени при движении бруска Домашнее задание I. Ответь на вопросы. 1. Какой периодический процесс положен в основу принципа измерения времени при помо-пди электромагнитного отметчика? ______________ 2. Сколько секунд содержится в 1 минуте, в 1 часе, в 1 году? 1 минута = ___________________________________ 1 час = ______________________________________ 1 год = ______________________________________ П. Выполни задание. По ленте с метками (рисунок справа) определи: 1) время движения бруска на разных участках наклонной плоскости; 2) полное время движения бруска по наклонной плоскости. Заполни таблицу. Учас- ток Расстояние между метками, мм Время движения на участке, с Учас- ток Расстояние между метками, мм Время движения на участке, с 1-2 1-5 1-3 1-6 1-4 1-7 О см 8 10 11 1 2 Вывод: 18 УРОК 14 ЧТО ТАКОЕ ДВИЖЕНИЕ Мы ПОСТОЯННО находимся в движении и часто наблюдаем его со стороны. Поэтому так к нему привыкли, что редко задумываемся о том, что же такое ДВИЖЕНИЕ. Изучая пространство, мы учились ориентироваться в нем, учились определять место положения разных предметов. Если положение тела в пространстве ИЗМЕНЯЕТСЯ относительно других тел, то мы говорим, что оно ДВИЖЕТСЯ. Например: 1) машина движется по дороге, так как удаляется от одних деревьев и приближается к другим; 1 _ *. ' * • к * / .4 у Ч . г' \ \ - ■. ‘Г ■■—"ч, \Xi!/ f - с 2) мяч движется во время игры, так как оказывается в разных точках поля, попадая то к одному, то к другому игроку. Изменяя свое положение в пространстве, тело движется по воображаемой линии, которая называется траекторией. Некоторые траектории можно увидеть. Например, хорошо видна на снегу траектория движения лыжника. Можно рассмотреть траекторию капли дождя на стекле. 19 Урок 14. Что такое движение Машина, которая едет по проспекту, редко оставляет свой след, но мы знаем, что траектория ее движения — прямая линия. Траекторию движения танцующей фигуристки чертят коньки на льду. Другие траектории можно только вообразить. Так, траектория движения пчелы в полете представляет собой кривую линию. Двадцать первого марта Солнце восходит на востоке, а заходит на западе. Траектория его движения по небу — дуга, то есть часть окружности. Земля движется вокруг Солнца. Ее траектория называется орбитой. Орбита нашей Земли — растянутая окружность. Такая линия называется эллипсом. Движение тела называется прямолинейным, если его траектория представляет собой прямую линию. Движение тела называется криволинейным, если его траектория представляет собой кривую линию. Упражнение 18 1) Приведи примеры движения разных тел и объясни, почему эти тела движутся: _______________________________________ 20 Урок 14. Что такое движение 2) С каким движением (прямолинейным или криволинейным) мы имеем дело, когда изучаем: • колебания шарика, подвешенного на нити________________ • движение велосипедиста по главному проспекту нашего города движение мела по доске при решении задачи движение планеты Марс вокруг Солнца___ движение спортсмена перед прыжком в длину • полет мухи по комнате Путь — это физическая величина, равная длине траектории^ по которой движется тело. Задание, Определи путь, который прополз жучок. Путь = 21 Урок 14. Что такое движение Как изучать движение тел Давай вместе понаблюдаем, как изучают наши друзья движение автомобиля по дороге. пункт А пункт Б Начало наблюдения 1-------1-------1 Буду изучать движение этого грузовичка по шоссе, Вова Яна! Что ты собираешься делать? Конец наблюдения Исследователи приготовили разные приборы и расположились возле оживленной автотрассы. Между двумя домами — будем называть их пункт А и пункт Б — шоссе оказалось совершенно прямым. Вывод: все автомобили движутся по шоссе прямолинейно, однако по-разному. 22 Урок 14, Что такое движение Вот какой отчет был составлен по результатам исследования: Отчет 1. Из пункта А в пункт Б грузовичок двигался по__________ линии. Поэтому такое движение называется_______________ 2. Физическую величину ПУТЬ обозначаем буквой S, Для измерения пройденного пути воспользуемся прибором, ко-торый называется ________________________________________ Однако при измерении точный результат получить не уда-ется, потому что_________________________________________ Будем считать, что путь, который проехал грузовичок из пун* кта А в пункт Б приблизительно равен S = 3. Физическую величину ВРЕМЯ обозначаем буквой f. Для измерения времени движения грузовичка из пункта А в пункт Б, воспользуемся прибором, который называется______ Однако при измерении точный результат получить не удается, потому что __________________________________________ Будем считать, что время движения автомобиля из пункта А в пункт Б приблизительно равно t = 4. Вывод: мы наблюдали прямолинейное движение грузовичка. , За_______секунд грузовичок проехал______________метров 23 Урок 14. Что такое движение Домашнее задание I. Ответь на вопросы. 1. Что такое траектория? 2. Какое движение называется прямолинейным? 3. Какое движение называется криволинейным? 4. Что такое путь? II. Выполни задания. 1. Определи свой путь от дома до школы в метрах. Для выполнения этого задания: • вспомни и запиши расстояние от дома до школы, измеренное в шагах___________________________________________ • определи длину своего шага в сантиметрах____________ • определи длину одного шага в метрах Мой путь от дома до школы равен_____ метров. 2. Составь отчет об изучении своего движения из школы домой. Отчет Изучение моего движения из школы домой 24 УРОК 15 СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ Все на свете движется, но движется неодинаково быстро. Ледник путешествует очень медленно, с ледяным спокойствием пере-меш;аясь на какой-нибудь метр за неделю. Калифорния с юго-запада сдвигается на северо-запад вдоль разлома земной коры примерно на 5 см в год. Спортсмен пробегает 100 м за 10 секунд, а турист за 1 час проходит 5 км. Улитка вполне оправдывает репутацию неторопливого существа: она проползает 1,5 мм в секунду, примерно в тысячу раз медленнее человека. Быстроту движения определяет физическая величина, которая называется скоростью. Обозначают СКОРОСТЬ латинской буквой и («вэ»). Чтобы определить скорость, надо пройденный путь разделить на время движения: Зная скорость и время движения, можно вычислить пройденный путь: Зная скорость и пройденный путь, можно установить время движения: Хитрые ученики используют простое ПРАВИЛО для запоминания этих ФОРМУЛ. 25 Урок 15. Скорость движения Если расположить величины S, t в треугольнике так, как показано на рисунке, и запомнить их места, то, закрыв любую букву в этом треугольнике, можно легко составить нужную формулу. Надо только запомнить, что горизонтальная черточка обыкновенной дроби означает знак деления. Основной единицей измерения скорости является 1 метр в секунду (1 м/с). 1 м/с — это скорость тела, которое за 1 секунду проходит путь 1 метр. Объект Скорость, м/с Объект Скорость, м/с Черепаха 0,02 Орел 24 Рыба 1 Собака 25 Пешеход 1,4 Поезд 28 Муха 5 Автомобиль 50 Лыжник 5 Самолет 250 Бегун 10 Звук в воздухе 330 Теплоход 16 Земля на орбите 3 10^ Заяц 18 Свет в воздухе 3-10® 26 Урок 15. Скорость движения Упражнение 19 1) Какой путь проходит пешеход за 1 с? 2) Какой путь пролетает муха за 1 с?_ 3) Какой путь пробегает заяц за 1 с?_ 4) Скорость поезда 28 м/с. Что это значит? 5) Скорость самолета 250 м/с. Что это значит? Упражнение 20 Задача 1. Какой путь пролетает муха за 20 с? Выбери нужную формулу: ______ Определи путь S =_______ Ответ: за 20 с муха пролетает________ Задача 2, За какое время орел пролетит 30 м? Выбери нужную формулу: ______ Определи время полета t = ______ Ответ: 30 м орел пролетит за___________ Задача 3. Определи скорость автомобиля, движение которого изучали наши друзья (см. их отчет в предыдущем уроке). Путь, пройденный автомобилем, S =________________________ Время движения: t = ________________________ Выбери нужную формулу: ________________________ Определи СКОРОСТЬ автомобиля: ___________________________ Ответ: скорость автомобиля_______________________________ Скорость тел, которые участвуют в длительном движении, часто выражают в километрах в час (1 км/ч). Например, скорость пешехода 5 км/ч, поезда 100 км/ч, автомобиля 180 км/ч. Есть и другие единицы измерения скорости. 27 Урок 15. Скорость движения Упражнение 21 1) Тело движется со скоростью 1 метр в минуту. Что это значит? 2) Тело движется со скоростью 1 метр в неделю. Что это значит? 3) Тело движется со скоростью 1 сантиметр в год. Что это значит? Предположим, что скорость спортсмена во время бега составляет 10 м/с, скорость улитки 1,5 мм/с, скорость автомобиля 36 км/ч. Для того чтобы сравнить скорости разных тел, нужно выразить их в одинаковых единицах измерения. Ученые договорились, что такой единицей измерения будет 1 м/с. Как скорость, выраженную в километрах в час, пересчитать в метры в секунду? Посмотри, как это сделано для пересчета 36 км/ч, и попробуй применить данное правило для пересчета других единиц измерения. BcnoMHUj сколько метров содержится в 1 км? _______________ сколько секунд содержится в 1 ч?_________________ - - км 36 1000 м Упражнение 22 Скорость, выраженную в километрах в час, переведи в метры 6 секунду: • 72 км/ч =__________________________ • 54 км/ч = • 90 км/ч = • 108 км/ч = 28 Урок 15, Скорость движения Домашнее задание I* Ответь на вопросы. 1. Что такое скорость? 2. Какая единица измерения скорости является основной в Международной метрической системе единиц?_________ 3. Запиши формулу определения скорости и объясни значение всех букв, входящих в нее:______________________________ II. Реши задачи. Задача 1. Скорость движения автомобиля 90 км/ч. Какой путь проедет автомобиль за 10 секунд? Переведи скорость 90 км/ч в метры в секунду:_____________ Выбери нужную формулу для определения пути: Определи путь: ____________________________ Ответ: Задача 2, Сколько времени потребуется охотничьей собаке, чтобы пробежать 1 км пути? Переведи 1 км в метры:____________________________________ С какой скоростью может бежать собака? Выбери нужную формулу для определения времени: Определи время:________________________________ Ответ: 29 УРОК 16 ИЗУЧЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ Для исследования прямолинейного движения воспользуемся электромагнитным отметчиком, который ставит точки на движущейся ленте через равные промежутки времени. Лабораторная работа 5 Изучение прямолинейного движения бруска Цель работы: 1. Понаблюдать за движением бруска с помощью электромагнитного отметчика. 2. Выяснить характерные особенности разных видов движения. Приборы и материалы:_______________________________ Опыт 1, РАВНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ Движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит равные расстояния, называется равномерным. Измерения 1. Измерение времени движения бруска. Время движения тела t =_________ 2. Измерение пути при движении бруска. Путь, пройденный телом, S = _______ Вычисление Вычисление скорости движения бруска по формуле Скорость бруска на всем участке пути v =_ 30 Урок 16. Изучение различных видов прямолинейного движения Рассмотри маленькие участки пути, которые проходит брусок. Заполни таблицу и определи скорость бруска на этих участках. Участок Путь, см Время, с Скорость, см/с 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 1. Сравни пути, которые проходит брусок за равные промежутки времени: _______________________________________________ 2, Как называется такое движение?__________________ 3. Сравни скорости тела при равномерном движении на разных участках пути:_________________________________________ Вывод: Опыт 2. НЕРАВНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ Движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит разные расстояния, называется неравномерным. 31 Урок 16. Изучение различных видов прямолинейного движения На рисунке показана стробоскопическая фотография движения бруска вдоль наклонной плоскости. Задание. Рассмотри маленькие участки пути, пройденные бруском при движении по наклонной плоскости. Определи время движения бруска на участках пути, которые проходит брусок от точки к точке. Рассчитай скорость движения бруска на каждом участке. Результаты измерений и вычисления занеси в таблицу. Участок Путь, см Время, с Скорость, см/с 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 1. Сравни пути, которые проходит брусок за равные промежутки времени: _______________________________________________ 2. Как называется такое движение?_________________________ 3. Сравни скорости тела при равномерном движении на разных участках пути:__________________________________________ Вывод: 32 урок 16. Изучение различных видов прямолинейного движения Средняя скорость При оценке быстроты неравномерного движения определяют СРЕДНЮЮ СКОРОСТЬ. Чтобы определить среднюю скорость, надо весь путь, пройденный телом, разделить на время всего движения, включая время, потраченное на остановки. Задание Определи среднюю скорость движения бруска (см, рисунок на предыдущей странице). 1. Сколько времени двигался брусок?________________________ 2. Какой путь прошел брусок от точки 1 до точки 7?_________ 3. Определи среднюю скорость бруска по формуле_____________ Домашнее задание I. Реши задачи. Задача 1. Грузовичок, изображенный на рисунке, проехал по прямой дороге мимо трех деревень. От деревни А до деревни В — 2 км, от деревни В до деревни С — 3 км. Первое расстояние он преодолел за 100 с, а второе — за 5 мин. Чему равна средняя скорость движения грузовичка от деревни А до деревни С? i в ± 1. Какой путь проехал грузовичок от деревни А до деревни Б? 2. Какой путь проехал грузовичок от деревни В до деревни С? 3. Какой путь проехал грузовичок от деревни А до деревни С? 4. Вырази полученное число в метрах: S = м. 33 урок 16. Изучение различных видов прямолинейного движения 5. Какое время затратил грузовичок при движении от деревни А до деревни В?__________________________________________ 6. Какое время затратил грузовичок при движении от деревни В до деревни С?__________________________________________ 7. Вырази это число в секундах:___________________________ 8. Какое время затратил грузовичок при движении от деревни А до деревни С? t = с. 9. Выбери нужную формулу для определения средней скорости: _________________________________________________ 10. Определи среднюю скорость: = Ответ: м/с. Задача 2, Прочитай условие задачи 1. Подумай и ответь на вопрос: чему будет равна средняя скорость движения грузовичка от деревни А до деревни С, если в деревне В он сделал вынужденную остановку на 100 с? Решение: Ответ: II. Ответь на вопросы. 1. Какое движение называется равномерным? 2. Какое движение называется неравномерным? 3. Как определить среднюю скорость при неравномерном движении? 34 УРОК 17 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ В окружающем нас мире огромное количество различных тел непрерывно совершают механические движения. Движение может быть прямолинейным и криволинейным, равномерным и неравномерным. Самое «любимое» состояние окружающих нас тел — это СОСТОЯНИЕ ПОКОЯ. В таком состоянии тела могут находиться очень долго — до тех пор, пока другие тела не нарушат их покой. Задание 1. Приведи примеры, которые доказывают это утверждение. Каждый день, наблюдая за движущимися телами, мы замечаем, что они часто изменяют СКОРОСТЬ и НАПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ. Задание 2. Приведи примеры, которые доказывают это утверждение. 35 Урок 17. Взаимодействие тел Причина изменения скорости движущихся тел Опыт 1, Понаблюдай за тяжелым шариком, который скатывается по наклонной плоскости. Сначала скорость шарика увеличивается, затем на горизонтальной поверхности она уменьшается, и через некоторое время шарик останавливается. На гладком столе скорость шарика изменяется медленно. Если стол посыпать песком, то шарик остановится значительно быстрее. Вопрос: как ты думаешь, что является причиной быстрого торможения шарика на столе, посыпанном песком? ________________ В состояниях покоя и прямолинейного равномерного движения тела могут находиться очень долго: до тех пор, пока другие тела не изменят этих состояний. В нашем мире все тела взаимодействуют между собой. Некоторые взаимодействия так сильны, что вызывают заметные изменения состояний взаимодействуюш;их тел. Тяготение Земли Играя в баскетбол, ты уверенно направил мяч в кольцо, но он изменил свою траекторию' и упал на землю. Если ты не удержал чашку с чаем, то она тоже упадет на землю. 36 урок 1 7, Взаимодействие тел Каждый день мы имеем дело с невидимым взаимодействием, которое называется ТЯГОТЕНИЕМ ЗЕМЛИ. Интересно, почему я все-таки упала? Если бы не было тяготения, тела не смогли бы удержаться на поверхности планеты. Они отрывались бы от нее и улетали в космос. Это тяготение Земли удерживает воздух возле нашей планеты, заставляет течь реки. Это тяготение толкает тебя вниз, когда ты поднимаешься в гору, и подгоняет, когда спускаешься с горы. 37 Урок 17. Взаимодействие тел 300 лет тому назад английский ученый Исаак Ньютон доказал, что не только Земля притягивает к себе все тела, но все без исключения тела притягиваются друг к другу. Это взаимодействие называется ВСЕМИРНЫМ ТЯГОТЕНИЕМ. Однако заметным это тяготение становится только возле очень крупных тел, таких как наша Земля, Луна или Солнце. Солнце притягивает к себе планеты Солнечной системы. Земля притягивает Луну, а под действием тяготения Луны на Земле медленно поднимается и опускается уровень моря - появляются приливы и отливы. Упражнение 23 1) Взаимодействие каких тел искривляет траекторию движения Земли (рисунок справа? __________________________ Земля Солнце Комета Солнце 2) Комета Галлея приблизилась к Солнцу в 1986 г. Взаимодействие каких тел привело к изменению направления ее движения (рисунок слева)? _________ 3) Взаимодействие каких тел искривляет траекторию снаряда (рисунок справа)? 4) Что заставляет все тела падать на Землю? 38 Урок 1 7. Взаимодействие тел Упругость Когда мы сжимаем мяч или растягиваем пружину, эти тела нам противодействуют, Такие взаимодействия называются УПРУГИМИ. Задание 3. Приведи примеры других упругих взаимодействий, с которыми тебе приходилось сталкиваться: Лабораторная работа 6 Исследование взаимодействия груза с Землей и пружиной Цель работы: исследовать взаимодействие грузика с Землей и пружиной. приборы и материалы:___________________________________ Опыт 1. Подвесь грузик к пружинке. Какие взаимодействия заставляют грузик опускаться вниз, растягивая пружину? Какие взаимодействия мешают грузу упасть на Землю? _____________________ 39 Урок 17. Взаимодействие тел Опыт 2. Подвешивай на пружину по одному грузику и наблюдай, как она при этом растягивается. Результаты измерений запиши в таблицу. Опыт Количество грузов на пружине Растяжение пружины, см 1 Подвесь 1 груз 2 Подвесь 2 груза 3 Подвесь 3 груза Вывод: чем тяжелее груз, тем он гивается Землей и притя- растягивает пружину. Обрати внимание на удивительное СВОЙСТВО ПРУЖИНЫ. При взаимодействии любого тела с пружиной ее удлинение увеличивается во столько же раз, во сколько увеличивается само взаимодействие. Этим свойством мы воспользуемся для сравнения разных взаимодействий. Домашнее задание I. Ответь на вопросы. 1. Что является причиной изменения скорости тел? 2. Почему текут реки? 3. Какие взаимодействия возникают при растяжении пружины и сжатии мяча? • ___________ 40 Урок 1 7. Взаимодействие тел II. Выполни задание. Воспользуйся обычным резиновым жгутом и повтори лабораторную работу. Вместо грузиков используй одинаковые гайки, болтики и другие тела. Грузы можно складывать, например, в коробочку, которую следует предварительно привязать к резинке (рисунок справа). Для удобства измерения отметь в средней части резинки отрезок длиной 10 см. При удлинении резинки будет удлиняться и выделенный отрезок: AL = L - L, '0* Опыт Количество грузов Длина выделенного отрезка L, см Растяжение выделенного кусочка резинки AL, см 1 2 3 Вывод {обладает ли резиновый жгут удивительным свойством пружины): _____________________________________ 41 УРОК 18 СИЛА Разные взаимодействия могут изменять скорость тела быстро или медленно, искривлять траекторию движения сильно или слабо, удлинять пружину на большую или меньшую величину. Почему вторая пружина Г \ растянулась больше? Я думаю, что Земля два груза притягивает сильнее, чем один Для того чтобы оценивать результат взаимодействия между телами, ввели физическую величину, которую назвали СИЛА. Сила — это мера действия одного тела на другое. При взаимодействии тел с Землей возникает СИЛА ТЯЖЕСТИ. Взаимодействие планет и звезд оценивают СИЛОЙ ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ. При растяжении пружины, резинки, каната возникает СИЛА УПРУГОСТИ. Великий английский физик Исаак Ньютон в докладе Лондонскому королевскому обществу писал: «Сила проявляется единственно только в действии и по прекращении действия в теле не остается,..^ 42 Урок 1 8. Сила Упражнение 24 1) Какая сила заставляет все тела падать на Землю? 2) Какая сила искривляет траекторию снаряда? 3) Какая сила искривляет траекторию Земли при ее движении вокруг Солнца? ____________________________________________ 4) Какая сила мешает растянуть нитку? 5) Как проявляется действие силы на тело при его движении? Сила — причина изменения скорости движения тел 6) Что происходит с пружиной под действием силы? Деформация Изменение формы и размеров тела называется ДЕФОРМАЦИЕЙ. Действие силы приводит к деформации тел. Задание 1. Приведи примеры деформации разных тел: 43 Урок 1 8, Сила Измерение сил На тело могут действовать одновременно разные силы. Например, сила тяжести, сила упругости, сила давления. Как эти силы сравнивать? Для количественной оценки разных сил мы должны научиться их ИЗМЕРЯТЬ. Для измерения сил воспользуемся замечательным свойством пружины. Задание 2. Вспомни и запиши основное свойство пружины: Динамометр Для измерения силы используется прибор, который называется ДИНАМОМЕТР. Задание 3. Рассмотри на рисунке устройство динамометров с подвешенным грузом. Динамометр состоит из: 44 Урок 18. Сила Если к пружине динамометра подвесить груз, то Единица измерения силы За единицу измерения выбрали такую силу, которая растягивает пружину школьного динамометра на 2,5 см. Единица силы названа ньютоном в честь великого английского физика Исаака Ньютона. Сокрагценно эта единица обозначается так: 1 Н. Сила тяжести, которая действует на грузик массой примерно 100 г, также равна 1 Н. Упражнение 25 1) Чему равна сила, которая растянула пружину динамометра на 5 см?_________________________________________________ 2) Чему равна сила, которая растянула пружину динамометра на 10 см?________________________________________________ 3) Какая сила тяжести действует на грузик массой 200 г?__ Лабораторная работа 7 Изготовление динамометра Цель работы: изготовить динамометр. Приборы и материалы: _______________ 45 Урок 18. Сила Схема опыта: представлена на рисунке. Выполнение работы: Для изготовления динамометра воспользуемся пружинкой, которая прикреплена к дощечке, закрытой белой полоской бумаги. Укрепи дощечку вертикально в лапке штатива. Отметь горизонтальной черточкой начальное положение указателя пружины. Напротив этой черточки поставь цифру О — это будет начало шкалы динамометра. Вопросы: 1. Чему равна сила тяжести, которая действует на груз массой 100 г?____________________________________________________ 2. Если к пружине подвесить этот груз, то с какой силой он растянет пружину? _____________________________________________ Отметь горизонтальной черточкой новое положение указателя пружины. Напротив этой черточки поставь цифру 1. Задание 1. Опиши, как получить следующие цифры шкалы динамометра: _______________________________________________ Задание 2. Сравни расстояния между метками 0-1, 1-2, 2-3, 3-4: Задание 3. Объясни полученный результат: Упражнение 26 1) Почему к пружине школьного динамометра нельзя подвешивать больше четырех грузов? _____________________________ 46 Урок 18. Сила 2) Какова цена деления полученного динамометра? 3) Как получить динамометр с ценой деления ОД Н? Произведи измерения разных сил изготовленным динамометром и заполни таблицу. Измеряемая сила Полученный результат Вид силы Действует 1. Сила тяжести на один грузик 2. Сила тяжести на два грузика 3. Сила упругости на один грузик 4. Сила упругости на два грузика Вывод’, Домашнее задание I. Ответь на вопросы. 1. Какая физическая величина называется силой? 47 Урок 18. Сила 2. Какие силы ты знаешь? 3, Какое свойство пружины используется для измерения сил? 4. Как устроен динамометр? 5. Какая сила растягивает пружину школьного динамометра: на 2,5 см?_______________________________________ на 7,5 см? 6. Чему равна сила тяжести, которая действует на груз массой: 100 г?______________________________________________________ 50 г? 150 г? II. Выполни задания. 1. Приведи примеры, которые показывают, что действие силы изменяет скорость тела:__________________________________ 2. Приведи примеры, которые показывают, что действие силы приводит к деформации тела:_____________________________ 48 УРОК 19 ТРЕНИЕ Трудно сдвинуть с места тяжелый шкаф. Какие силы мешают нам? Попробуем в этом разобраться. На шкаф действует сила тяжести, которая тянет его к Земле. Под действием шкафа пол под ним незаметно для глаза прогибается (деформируется). Сила, с которой шкаф давит на пол, называется весом. Если рассмотреть через микроскоп поверхности пола и шкафа, то можно увидеть шероховатости. Шероховатости, цепляясь одна за другую, мешают телу начать движение. Сила, которая возникает при движении одного тела по поверхности другого и противодействует этому движению, называется силой трения. Лабораторная работа 8 Определение зависимости силы трения от веса бруска и шероховатости поверхности Цель работы: определить зависимость силы трения от веса бруска и от шероховатостей поверхности, по которой движется этот брусок. 49 Урок 19. Трение Приборы и материалы: Схема опыта: представлена на рисунках. о bad О т;-