Ускорение. Равноускоренное движение

По УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

Физика

 

По профессиям

08.01.07 Мастер общестроительных работ

13.01.10 Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования

15.01.05 Сварщик электросварочные и газосварочные работы

23.01.08 Слесарь по ремонту строительных машин

базовой подготовки

 

2016 г.

Рассмотрено		Утверждаю
на заседании ЦМК		Зам. директора по УМР
Протокол № ____ «____»______________ 20_____ г.		__________ Е.Н. Сарычева
___________/_________________		«____»__________ 20____ г.

 

Методические рекомендации по организации внеаудиторной самостоятельной работы студентов по учебной дисциплине «Физика» разработаны на основе ФГОС СПО по профессиям

08.01.07 Мастер общестроительных работ

13.01.10 Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования

15.01.05 Сварщик электросварочные и газосварочные работы

23.01.08 Слесарь по ремонту строительных машин

в соответствии с Положением о самостоятельной работе студентов.

 

 

Разработчик: И.Д. Хаматов, преподаватель.

Содержание

	Пояснительная записка
	Структура и содержание внеаудиторной самостоятельной работы студентов
	Дидактический материал контроля результатов внеаудиторной самостоятельной работы
	Список рекомендованной литературы для выполнения внеаудиторной самостоятельной работы

Пояснительная записка

Организация внеаудиторной самостоятельной работы студентов является одним из важнейших вопросов в условиях реализации компетентностной модели образования.

Внеаудиторная самостоятельная работа проводится с целью углубления знаний по дисциплине. Студенты изучают отдельные вопросы по темам дисциплины, используя рекомендованную преподавателем литературу, Интернет-ресурсы, а также самостоятельно осуществляют поиск необходимого материала.

Внеаудиторная самостоятельная работа по дисциплине «Физика» предусматривает:

· Выполнение самостоятельных работ;

· Выполнение контрольных и лабораторных работ, составление схем, диаграмм;

· Решение задач;

· Работу со справочной, методической и научной литературой;

· Защиту выполненных работ;

· Собеседование, коллоквиумы; деловые игры, дискуссии, конференции;

· Тестирование и т.д.

Планирование времени на внеаудиторную самостоятельную работу, необходимого на изучение настоящей дисциплины, студентам лучше всего осуществлять на весь семестр, предусматривая при этом регулярное повторение пройденного материала.

Методические рекомендации по организации внеаудиторной самостоятельной работы студентов по учебной дисциплине «Физика» содержат перечень видов самостоятельной работы по темам, дидактических единиц (вопросов), выносимых на самостоятельное изучение, форм контроля результатов самостоятельной работы.

 

2. Структура и содержание внеаудиторной самостоятельной работы студентов по дисциплине «Физика»

Наименование темы	Виды заданий	Дидактические единицы (вопросы), выносимые на самостоятельное изучение	Количество часов	Форма контроля результатов самостоятельной работы
Кинематика	1. Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов	1. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Механическое движение». 2. Сообщение по теме: «Практическое применение законов кинематики»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Динамика. Силы в природе	1. Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов	1.Решение задач с техническим содержанием по теме: «Плотность вещества. Сила тяжести. Сила упругости» 2.Решение задач с техническим содержанием по теме: «Сложение сил. Сила трения» 3.Сообщение по теме: «Практическое применение законов динамики»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Законы сохранения в механике	1. Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов	1.Решение задач с техническим содержанием по теме: «Механическая работа. Мощность» 2.Решение задач с техническим содержанием по теме: «Простые механизмы» 3.Решение задач с техническим содержанием по теме: «Потенциальная и кинетическая энергия» 4.Сообщение по теме: «Применение реактивного движения в освоении космического пространства»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Основы молекулярно-кинетической теории	1. Подготовка рефератов, докладов; 2. Решение задач и упражнений по образцу.	1. Подготовить доклад – сообщение по теме: «Экспериментальные методы измерения скорости молекул газа»; 2. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Молекулярная физика».		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Жидкие и твёрдые тела	1. Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов; 3. Составление таблиц для систематизации учебного материала	1. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Давление жидкости на дно и стенки сосудов» 2. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Закон Паскаля. Использование разности давлений для перекачки жидкости» 3. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Давление. Сила давления» 4. Составить сравнительную таблицу: «Характеристики различных агрегатных состояний вещества»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Термодинамика	1.Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов;	1. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Способы передачи теплоты. Количество теплоты» 2. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Превращение энергии в тепловых процессах». 3. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Тепловые двигатели» 4. Подготовить доклад – сообщение по теме: «Охрана природы и окружающей среды»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Электростатика	1.Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов;	1. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Электризация тел. Дискретность электрического заряда». 2. Доклад – сообщение по теме: «Применение конденсаторов»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Постоянный электрический ток	1.Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов;	1. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Электрический ток. Источники тока». 2. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Сила тока. Напряжение. Сопротивление».		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Электрический ток в различных средах	1.Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов;	1. Доклад – сообщение по теме: «Применение полупроводниковых приборов»; 2. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Электролиз»
Магнитное поле и электромагнитная индукция	1.Решение задач и упражнений по образцу;	Решение задач с техническим содержанием по теме: «Электромагнетизм»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Механические колебания и волны	1. Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов	1.Подготовить доклад – сообщение по теме: «Ультразвук и его применение» 2.Решение задач на определение периода колебаний математического и пружинного маятника		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Электромагнитные колебания и волны	1.Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов;	1. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Электромагнитные явления». 2. Подготовить доклад – сообщение по теме: «Практическое применение различных видов электромагнитных излучений для развития радио- и телекоммуникаций».		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Производство, передача и использование электрической энергии	1.Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов;	1. Решение задач с техническим содержанием по теме: «Электромагнитные колебания».		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Световые волны	1. Подготовка рефератов, докладов;	Подготовить доклад – сообщение по теме: «Практическое применение интерференции и голографии»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Элементы теории относительности	1. Подготовка рефератов, докладов;	Подготовить доклад – сообщение по теме: «Биография Эйнштейна»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Световые кванты	1.Решение задач и упражнений по образцу;	Решение задач по теме: «Законы внешнего фотоэффекта. Излучение и поглощение энергии»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Излучения и спектры	1.Решение задач и упражнений по образцу; 2. Подготовка рефератов, докладов;	Решение задач по теме: «Законы внешнего фотоэффекта. Излучение и поглощение энергии»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Строение атома. Физика атомного ядра	1. Подготовка рефератов, докладов;	Сообщение- доклад: «Квантовые генераторы и их применение», «Радиоактивные изотопы и их применение в медицине, сельском хозяйстве, промышленности», «Проблемы ядерной энергетики»		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов
Эволюция Вселенной	1. Подготовка рефератов, докладов;	Сообщение- доклад: «Строение Вселенной».		1.Проверка письменных отчетов; 2.Проверка рефератов и письменных докладов

3. Дидактический материал контроля результатов самостоятельной работы

Кинематика

Цель: Закрепить знания по теме «Кинематика», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, вывод физической величины из формулы.

Теория:

Кинема́тика – раздел механики, изучающий математическое описание (средствами геометрии, алгебры, математического анализа…) движения идеализированных тел (материальная точка, абсолютно твердое тело, идеальная жидкость), без рассмотрения причин движения (массы, сил и т. д.). Исходные понятия кинематики — пространство и время. Например, если тело движется по окружности, то кинематика предсказывает необходимость существования центростремительного ускорения без уточнения того, какую природу имеет сила, его порождающая. Причинами возникновения механического движения занимается другой раздел механики- динамика.
Главной задачей кинематики является математическое (уравнениями, графиками, таблицами и т. п.) определение положения и характеристик движения точек или тел во времени. Любое движения рассматривается в определённой системе отсчёта. Также кинематика занимается изучением составных движений (движений в двух взаимно перемещающихся системах отсчёта).

СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ

Движение тел в безвоздушном пространстве под действием силы тяжести называют свободным падением.

Свободное падение - это равноускоренное движение. Ускорение свободного падения в данном месте Земли постоянно для всех тел и не зависит от массы падающего тела: g = 9,8 м/с ² .

Для решения различных задач из раздела "Кинематика" необходимы два уравнения:

Задача№1: Тело, двигаясь равноускоренно из состояния покоя, за пятую секунду прошло путь 18 м. Чему равно ускорение и какой путь прошло тело за 5 с?

За пятую секунду тело прошло путь s = s ₅ - s ₄ и s ₅ и s ₄ - расстояния, пройденные телом соответственно за 4 и 5 с.

Ответ: тело, двигаясь с ускорением 4 м/с ² , за 5 с прошло 50 м.

 



Задача№2: С подводной лодки, погружающейся равномерно, испускаются звуковые импульсы длительностью t₁ = 30,1 с. Длительность импульса, принятого на лодке после его отражения от дна, равна t₂ = 29,9 с. Определите скорость погружения лодки v. Скорость звука в воде с = 1500 м/с.

Решение.

Звуковой импульс не является материальной частицей, однако уравнения движения звукового импульса такие же, как и у материальной точки, поэтому можно применять законы кинематики материальной точки.

За время t₁ лодка переместится на расстояние vt₁, поэтому расстояние в воде между началом импульса и его концом равно

L = ct₁ – vt₁.

Такая длина сигнала сохранится и после отражения от дна. Прием импульса закончится в тот момент, когда лодка встретится с задним концом импульса. Поскольку скорость их сближения равна с + v, то продолжительность приема равна

t₂ = L/(c + v)

Решая эти уравнения совместно, получим

v = = 5 м/с. Ответ: 5 м/с

 

Задания:

1. Движение тел задано уравнениями: х₁ =3t, x₂ =130-10t. Когда и где они встретятся?

2. Координата тела меняется с течением времени согласно формуле х=10-4t. Чему равна координата тела через 5 с после начала движения?

3. При равноускоренном прямолинейном движении скорость катера увеличилась за 10 с от 2 м/с до 8 м/с. Чему равен путь, пройденный катером за это время?

4. Вертолёт и самолёт летят навстречу друг другу: первый – со скоростью v, второй – со скоростью 3v. Какова скорость вертолёта относительно самолёта?

5. Может ли человек на эскалаторе находиться в покое относительно Земли если эскалатор поднимается со скоростью 1 м/с?

6. Ускорение шайбы, соскальзывающей с гладкой наклонной плоскости, равно 1,2 м/с² . На этом спуске её скорость увеличилась на 9м/с. Определите полное время спуска шайбы с наклонной плоскости.

7. Камень брошен с некоторой высоты вертикально вниз с начальной скоростью 1м/с. Какова скорость камня через 0,6 с после бросания?

8. Мотоциклист, двигаясь по хорошей дороге с постоянной скоростью 108 км/ч, проехал 4/7 всего пути. Оставшуюся часть пути по плохой дороге он проехал со скоростью 15 м/с. Какова средняя скорость мотоциклиста на всём пути?

9. Автомобиль двигался по окружности. Половину длины окружности он проехал со скоростью 60 км/ч, а вторую – ехал со скоростью 40 км/ч. Чему равна средняя скорость автомобиля?

10. Шар, двигаясь из состояния покоя равноускоренно, за первую секунду прошёл путь 10см. Какой путь (в сантиметрах) он пройдёт за 3 с от начала движения?

11. С балкона дома на высоте 5 м вверх подбросили мяч со скоростью 4 м/с. Какой будет скорость мяча через 0,4 с?

12. Автомобиль, трогаясь с места, движется с ускорением 3м/с² . Какова будет скорость автомобиля через 5 с?

13. Колесо равномерно вращается с угловой скоростью 4π рад/с. За какое время сделает колесо 100 оборотов?

Литература:

· Г.Я.Мякишев, Физика учебник 10 кл. 2010 г.

· А.П.Рымкевич. Сборник задач по физике 10-11 кл. 2010 г.

· С.А.Смирнов. Сборник задач по физике.2010 г

Динамика. Силы в природе.

Цель: Закрепить знания по теме «Динамика», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её вывод из формулы.

Теория: Динамика исследует причины движения тел. Известно, что любое тело изменяет свою скорость в результате взаимодействия с другими телами. Сила есть характеристика взаимодействия. Обычно сила обозначается буквой F. Если на тело действует несколько сил, то они складываются как векторы. Сумма всех сил действующих на тело, называется равнодействующей R Масса есть характеристика инертности. Обычно масса обозначается буквой m. Масса — суть скаляр, сила — суть вектор. В основе динамики лежат три закона Ньютона. Первый закон Ньютона утверждает, что существуют такие системы отсчета, в которых, если на тело не действуют никакие внешние силы, оно движется равномерно и прямолинейно. Такие системы отсчета называют инерциальными. Второй закон Ньютона утверждает, что, если на тело массой m действует сила F, то ускорение тела а будет равно

Третий закон Ньютона утверждает, что, если на тело A со стороны тела B действует сила F_BA, то на тело B со стороны тела A действует сила F_ab, причем

Виды сил:

1. Сила упругости. Эта сила возникает при деформации тела. Свойство силы упругости F таково, что при небольших деформациях Δх, F пропорционально Δx и направлена против деформации. Коэффициент пропорциональности к носит название коэффициента жесткости. Таким образом,

2. Гравитационная сила. Известно, что все тела притягиваются друг к другу с силой F пропорциональной массе каждого тела m₁ и m₂ и обратно пропорциональной квадрату расстояния R между телами.

G = 6,672⋅10^-11 Нм²/кг².

где R₀ — радиус Земли, M — масса Земли. Ускорение свободного падения g не зависит от массы притягиваемого тела, поэтому все тела падают с одинаковым ускорением. На поверхности Земли, где Н равно нулю, g≈9,8 м/с².

3. Вес тела. Весом тела P называют силу, которая давит на опору или растягивает подвес. Эта сила вообще приложена не к телу, а к опоре или подвесу; на тело же действует нормальная реакция опоры или сила натяжения нити. Вес тела может быть равен силе тяжести, а может быть и не равен. Например, если тело лежит на горизонтальной плоскости, то вес тела равен силе тяжести, а если на наклонной, то нет.

4. Сила трения. Силой трения F_TP называют силу, которая препятствует движению, т.е. направлена против скорости, и равна

Задача: На тело массой 2160 кг, лежащее на горизонтальной дороге, действует сила, под действием которой тело за 30 секунд пройдет расстояние 500 метров. Найти величину этой силы.

Дано: m=2160кг t=30c S=500м F-?

Решение: F=ma ;

Ответ: 2400 Н

Задания:

 

1. После удара теннисной ракеткой мячик массой 5 г получил ускорение 12 м/с². Какова сила удара?

2. Брусок массой 5 кг равномерно скользит по поверхности стола под действием силы 15 Н. Определите коэффициент трения между бруском и столом.

3. Две силы по 200 Н каждая направлены под углом 120⁰ друг к другу. Найдите равнодействующую силу.

4. С каким ускорением будет двигаться тело массой 1 кг под действием двух взаимно перпендикулярных сил 3Н и 4 Н?

5. С каким ускорением будет двигаться тело массой 20 кг, на которое действуют три равные силы по 40 Н каждая, лежащие в одной плоскости и направлены под углом 120⁰ друг к другу?

6. Под действием некоторой силы первое тело приобретает ускорение а. Под действием вдвое большей силы второе тело приобретает ускорение в 2 раза меньше, чем первое. Как относится масса первого тела к массе второго?

7. Если пружина изменила свою длину на 6 см под действием груза массой 4 кг, то как бы она растянулась под действием груза массой 6 кг?

8. Сила 10 Н сообщает телу ускорение 0,4 м/с² . Какая сила сообщит этому же телу ускорение 2 м/с² ?

9. Мальчик массой 50 кг, скатившись на санках с горы, проехал по горизонтальной дороге до остановки 20 м за 10 с. Найдите силу трения.

10. Чему равен модуль равнодействующей сил, приложенных к телу массой 2 кг, если зависимость его координат от времени имеет вид x(t)=4t² +5t-2 и y(t)=3t² +4t+14?

11. Тело массой 5,6 кг лежит на наклонной плоскости, составляющей угол 30⁰ с горизонтом. Коэффициент трения скольжения 0,7. Чему равна сила трения, действующая на тело?

12. Две силы 6 Н и 8 Н приложены к телу. Угол между векторами этих сил равен 90⁰ . Определите модуль равнодействующей этих сил.

13. Тело массой 6 кг начинает двигаться из состояния покоя под действием постоянной силы. За первую секунду тело перемещается на 5м. Определите величину этой силы.

Литература:

· Г.Я.Мякишев, Физика учебник 10 кл. 2010 г.

· А.П.Рымкевич. Сборник задач по физике 10-11 кл. 2010 г.

· С.А.Смирнов. Сборник задач по физике.2010 г

Закон сохранения импульса

Цель: Закрепить знания по теме «Законы сохранения в механике», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её вывода из формулы.

Теория:

Сила и импульс:

Закон сохранения импульса:

Механическая работа:

A = Fs cos α

Мощность:

Кинетическая энергия:

Теорема о кинетической энергии:

A = Ek2 – Ek1.

Потенциальная энергия:

Закон сохранения энергии в механических процессах:

Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2.

Задача: Взрыв изнутри раскалывает кусок скалы на три части. Два куска летят под прямым углом друг к другу. Масса первого обломка 100 килограмм, его скорость - 12 м/с, масса второго - 250 килограмм, его скорость 8 м/с. Третий обломок отлетел со скоростью 10 м/с. Какова его масса?

Решение
Наша механическая система состоит из трех тел. Поскольку изменение импульса системы может происходить только под действием внешних сил, запишем:
Dm₁v₁+ Dm₂v₂+ Dm₃v₃= (F₁+F₂+F₃)Dt. В этой задаче внешней силой является сила тяжести. Но, поскольку время разрыва очень мало, то импульс внешней силы посчитаем равным нулю. Таким образом, можно считать нашу систему замкнутой и применить к ней закон сохранения импульса. До разрыва тела, составляющие механическую систему, покоились, значит, суммарный импульс системы был равен нулю. По закону сохранения импульса имеем:
m₁v₁+m₂v₂+ m₃v₃=0.Для определения направления движения третьего куска выясним, как направлен его импульс (см. рисунок). Учитывая, что закон сохранения импульса имеет векторный характер, импульсы тел следует складывать как вектора.

m₁v₁=1200кг·м/сек.,
m₂v₂=2000кг·м/сек.,
m₃v₃=(1,44·10⁶+ 4·10⁶)^0.5=2332,38 кг·м/сек., откуда m₃=233,238 кг.

Ответ: 233,238 кг

 

Задания:

1.Два шара с одинаковыми массами m двигались навстречу друг другу с одинаковыми скоростями v. После неупругого соударения оба шара остановились. Чему равно изменение суммы импульсов двух шаров после столкновения?

2. Два шара с одинаковыми массами m движутся перпендикулярно другдругу одинаковыми скоростями v. Чему равен их суммарный импульс после неупругого удара?

3. Два шара с одинаковыми массами 3 кг движутся во взаимно перпендикулярных направлениях со скоростями 3 м/с и 4 м/с. Чему равна величина полного импульса этой системы?

4. На тело массой 2 кг, движущегося со скоростью 1 м/с, начала действовать постоянная сила. Каким должен быть импульс этой силы, чтобы скорость тела возросла до 6м/с?

5. Мальчик везёт санки с постоянной скоростью. Сила трения санок о снег равна 30 Н. Мальчик совершил работу, равную 30 Дж. Определите пройденный путь.

6.При открывании двери пружину жёсткостью 50 кН/м растягивают на 10 см. Какую работу совершает пружина, открывая дверь?

7. Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,3 м/с. Догоняет вагон массой 30 т, движущийся со скоростью 0.2 м/с. Найдите скорость вагонов после их взаимодействия, если удар неупругий.

8. Пуля массой 10 г попадает в деревянный брусок, лежащий на гладкой поверхности, и застревает в нём. Скорость бруска после этого становится равной 8 м/с. Масса бруска в 49 раз больше массы пули. Определите скорость пули до попадания в брусок.

9. Спортсмен поднимает гирю массой 16 кг на высоту 2 м, затрачивая на это 0,8 с. Какую мощность при этом развивает спортсмен?

10.Тело массой 100г движется по окружности со скоростью 0,4 м/с. Определите модуль изменения импульса за половину периода.

Литература:

· Г.Я.Мякишев, Физика учебник 10 кл. 2010 г.

· А.П.Рымкевич. Сборник задач по физике 10-11 кл. 2010 г.

· С.А.Смирнов. Сборник задач по физике.2010 г

 

 

Основы молекулярной физики

Цель: Закрепить знания по теме «Основы молекулярной физики», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её вывода из формулы.

Теория:

В основе молекулярно-кинетической теории лежат три основных положения:

1. Все вещества – жидкие, твердые и газообразные – образованы из мельчайших частиц – молекул

2. Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.

Масса одной молекулы m0 выражается формулой

Количеством вещества v называется отношение числа молекул N к числу Авогадро N_A:

Концентрацией молекул n называется отношение числа молекул N в объеме V к этому объему V:

Давление p можно выразить следующей формулой

Это уравнение носит название основного уравнения молекулярно кинетической теории (МКТ) газов. Это уравнение можно переписать в виде

Средняя кинетическая энергия где k—постоянная Больцмана.

уравнение Менделеева-Клапейрона

где — универсальная газовая постоянная.

Задача:

Электрическое поле

Цель: Закрепить знания по теме «Закон Кулона. Напряжённость», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её выражение из формулы.

Теория:

При покое зарядов их взаимодействие называют электростатическим (электрическим). При движении зарядов их взаимодействие будет отличаться от электростатического. Дополнительное взаимодействие зарядов, обусловленное их движением, называется магнитным. В общем случае при движении зарядов их взаимодействие является электромагнитным. Сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов прямо пропорциональна величине зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. , где q₁ - величина первого заряда (Кл), q₂ - величина второго заряда (Кл), r - расстояние между зарядами (м), k - коэффициент пропорциональности (k = 9·10⁹ Н·м² / Кл²).

Условия для выполнения закона Кулона:

1. Должны быть точечные заряды

2. Заряженные тела должны быть неподвижными.

Напряженность электрического поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд к этому заряду. .

Задача.

Конденсаторы

Цель: Закрепить знания по теме «Конденсаторы», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её выражение из формулы.

Теория:

ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ
- характеризует способность двух проводников накапливать электрический заряд.
- не зависит от q и U.
- зависит от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного расположения, электрических свойств среды между проводниками.

Единицы измерения в СИ: (Ф - фарад)

КОНДЕНСАТОРЫ

- электротехническое устройство, накапливающее заряд
(два проводника, разделенных слоем диэлектрика).

Обозначение на электрических схемах:

Электроемкость плоского конденсатора

Включение конденсаторов в электрическую цепь параллельное и последовательное

Тогда общая электроемкость (С):

при параллельном включении

.
при последовательном включении

ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО КОНДЕНСАТОРА

Конденсатор - это система заряженных тел и обладает энергией.
Энергия любого конденсатора:

Энергия конденсатора равна работе, которую совершит электрическое поле при сближении пластин конденсатора вплотную,
или равна работе по разделению положительных и отрицательных зарядов, необходимой при зарядке конденсатора.

Задача:

Площадь каждой пластины плоского конденсатора 401 см². Заряд пластин 1,42 мкКл. Найти напряженность поля между пластинами.

Дано:

Найти Е.

Решение.

Ответ: Е = 4000 кВ/м.

Задания:

1.Площадь каждой пластины плоского конденсатора 401 см² . Заряд пластин 1,42 мкКл. Найти напряжённость поля между пластинами.

2.Наибольшая ёмкость школьного конденсатора 58 мкФ. Какой заряд он накопит при его подключении к полюсам источника постоянного напряжения 50 В?

3.На конденсаторе написано: 100 пФ; 300В. Можно ли использовать этот конденсатор для накопления заряда 50нКл?

4. Во сколько раз изменится ёмкость конденсатора при уменьшении рабочей площади пластин в 2 раза и уменьшении расстояния между ними в 3 раза?

5. Найти ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух круглых пластин диаметром 20 см, разделённых парафиновой прослойкой 1 мм.

6. Площадь каждой пластины плоского конденсатора равна 520см² . На каком расстоянии друг от друга надо расположить пластины в воздухе, чтобы ёмкость конденсатора была равна 46 мкФ?

7. Плоский конденсатор состоит из двух пластин площадью 50см² каждая. Между пластинами находится слой стекла. Какой наибольший заряд можно накопить на этом конденсаторе, если при напряжённости поля 10МВ/м в стекле происходит пробой конденсатора?

8.В импульсивной фотовспышке лампа питается от конденсатора ёмкостью 800 мкФ, заряженного до напряжения 300 В. Найти энергию вспышки и среднюю мощность, если продолжительность разрядки 2,4мс.

9.Конденсатору ёмкостью 10 мкФ сообщили заряд 4 мкКл. Какова энергия заряженного конденсатора?

10.Площадь каждой из пластин плоского конденсатора 200 см² , а расстояние между ними 1 см. Какова энергия поля, если напряжённость поля 500 кВ/м?

Литература:

· Г.Я.Мякишев, Физика учебник 10 кл. 2010 г.

· А.П.Рымкевич. Сборник задач по физике 10-11 кл. 2010 г.

· С.А.Смирнов. Сборник задач по физике.2010 г

 

Проволочных резисторов.

ОБОРУДОВАНИЕ: ЛИП, вольтметр, 3 амперметра, 2 реостата, соединительные провода.

 

Теория:

1. сила тока в неразветвленном участке цепи равна сумме сил токов
во всех параллельно соединенных участках

I=I₁+I₂

2. напряжение на всех параллельно соединенных участках цепи одинаково

U=U₁+U₂
3. при параллельном соединении сопротивлений складываются величины, обратные сопротивлению:(R-сопротивлениепроводника,1/R - электрическая проводимость проводника)

Если в цепь включены параллельно только два сопротивления, т о:

Ход работы:

1. Расположите на столе приборы в соответствии со схемой.

2. Соберите цепь по схеме, соблюдая полярность подключаемых приборов.

 

 

 

 

3. Запишите показания трех амперметров и вольтметра.

4. Используя закон Ома для участка цепи

рассчитайте сопротивление:

ü 1 участка

ü 2 участка

ü общее сопротивление по двум формулам

 

и

5. Занесите результаты измерений и вычислений в таблицу:

 

I, A	I1, A	I2, A	U, B	R1, Ом	R2, Ом	, Ом	, Ом

 

6. Сравните результаты вычислений общего сопротивления и сделайте вывод.

 

ОТЧЁТ РАБОТЫ:

1. Произвести все расчёты лабораторной работы.

2. Сделать вывод работы.

3. Метод измерения силы тока, напряжения.

4. Единицы измерения силы тока, напряжения, сопротивления.

5. Закон Ома для участка цепи.

6. Формулы вычисления силы тока, напряжения и сопротивления при последовательном соединении проводников.

Литература:

· Г.Я.Мякишев, Физика учебник 10кл. 2010 г.

Задача.

Электромагнетизм

Цель: Закрепить знания по теме «Электромагнетизм», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её выражение из формулы.

Теория:

Закон электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром: = . Знак «минус» показывает, что ЭДС индукции и скорость изменения магнитного потока имеют разные знаки. Правило Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он был вызван. ЭДС индукции в движущихся проводниках: Е_i =vBlsin . Эта формула справедлива для любого проводника длиной l, движущегося со скоростью v в однородном магнитном поле. Магнитный поток: Ф=LI, L - индуктивность контура или коэффициент самоиндукции. Магнитный поток измеряется в Вб, индуктивность – Гн, сила тока – А. Энергия магнитног