Методичні рекомендації вчителям фізики по підготовці здібних учнів 8 класів до участі в олімпіадах та конкурсах різних рівнів

Відкрити, зберегти на свій комп'ютер або роздрукувати повний текст (формат PDF)

Методичні рекомендації вчителям фізики по підготовці здібних учнів 8 класів до участі в олімпіадах та конкурсах різних рівнів

 

Тема: «Взаємодія тіл»

 

Вдосконалення процесу навчання фізики, як і інших навчальних предметів, вирішальною мірою залежить від учителя, його здатності творчо розв’язувати завдання, які висуває сьогоднішнє життя. Вчитель повинен розуміти дітей, що означає стати в їх позицію. Це дає можливість повноцінного, невимушеного і не спотвореного спілкування з учнем, надання йому необхідної допомоги. Особливо це стосується вчителів, які працюють з обдарованими дітьми. Ці діти мають добру пам'ять, творчо мислять, дуже активні, хочуть навчатися і досягають у навчанні успіхів, що дає їм задоволення. Учні, здебільшого, зорієнтовані на здобуття знань, необхідних для успішного навчання у старшій профільній школі, для участі в предметних олімпіадах та конкурсах. Успіхів на цій ділянці роботи можна досягти лише тоді, коли ведеться добре продумана індивідуальна робота з найбільш здібними та обдарованими дітьми. Тому, для їх підготовки вчитель пропонує питання для узагальнювального повторення, що відповідає структурним елементам програмового матеріалу.   

Питання до теми «Взаємодія тіл»

 

1.     Взаємодія тіл.

2.     Результат взаємодії тіл.

3.     Інерція.

4.     Закон інерції.

5.     Інертність.

6.     Міра інертності тіла.

7.     Позначення, одиниця маси. Еталон маси.

8.     Залежність зміни швидкості при взаємодії тіл від їх маси.

9.     Сила. Позначення. Одиниця вимірювання.

10.                       Прилад для вимірювання сили.

11.                       Векторні та скалярні величини.

12.                       Види сил в механіці.

13.                       Графічне зображення сил.

14.                       Рівнодійна однаково напрямлених сил.

15.                       Рівнодійна протилежно напрямлених сил.

16.                       Сила тяжіння.

17.                       Коефіцієнт пропорційності між силою тяжіння і масою тіла.

18.                       Вага тіла.

19.                       Визначення маси тіла методом зважування.

20.                       Невагомість.

21.                       Всесвітнє тяжіння.

22.                       Види пружних деформацій.

23.                       Сила пружності.

24.                       Причина виникнення сил пружності.

25.                       Закон Гука.

26.                       Жорсткість. Одиниця жорсткості.

27.                       Графік залежності сили пружності від величини деформації.

28.                       Сила нормальної реакції опори.

29.                       Сила натягу підвісу.

30.                       Сила тертя.

31.                       Коефіцієнт тертя.

32.                       Від чого залежить сила тертя.

33.                       Види тертя.

34.                       Прості механізми.

35.                       Важіль.

36.                       Плече сили.

37.                       Умови рівноваги важеля.

38.                       Момент сили. Одиниця вимірювання.

39.                       Правило моментів для рівноваги важеля.

40.                       Блоки.

41.                       Призначення нерухомого блока.

42.                       Рухомий блок. Схема.

43.                       Призначення рухомого блока.

44.                       Похила площина.

45.                       Тиск. Одиниця тиску.

46.                       Способи збільшення (зменшення тиску).

47.                       Сила тиску.

48.                       Гідростатичний тиск (Тиск рідини на глибині h). (Вивести формулу).

49.                       Закон Паскаля.

50.                       Закон сполучених посудин.

51.                       Застосування сполучених посудин.

52.                       Атмосфера. Розміри атмосфери.

53.                       Атмосферний тиск.

54.                       Дослід Торрічеллі по вимірюванню атмосферного тиску.

55.                       Одиниці вимірювання атмосферного тиску.

56.                       Як перетворити тиск, виражений в мм. рт. ст.

57.                       Нормальний атмосферний тиск.

58.                       Зміна атмосферного тиску з висотою над поверхнею землі.

59.                       Прилад для вимірювання висоти.

60.                       Прилади для вимірювання атмосферного тиску.

61.                       Барометр-анероїд.

62.                       Манометри.

63.                       Гідравлічні машини.

64.                       Приклади гідравлічних машин.

65.                       Формула для гідравлічних машин (вивести та пояснити).

66.                       Насоси.

67.                       Виштовхувальна сила (вивести формулу).

68.                       Закон Архімеда.

69.                       Умови плавання тіл.

70.                       Гідростатичне зважування.

Відповіді на запитання до теми “Взаємодія тіл”

 

1.     Взаємодія тіл – це взаємна дія двох чи більше тіл одне на одного.

2.     Результати взаємодії тіл:

-         зміна стану спокою чи руху тіла;

-         деформація тіл.

3.     Інерція – це явище збереження швидкості руху тіл сталою коли на тіло не діють інші тіла або дія інших тіл компенсується.

4.     Закон інерції: тіло рухається рівномірно прямолінійно, якщо на нього не діють інші тіла або дії інших тіл скомпенсовані.

5.     Інертність – це властивість тіл, яка полягає в тому, що для зміни швидкості тіла інше тіло повинне подіяти на дане тіло протягом якогось проміжку часу.

6.     Мірою інертності тіла є його маса.

7.     Позначення маси: m або M. Одиниця маси: . Еталон маси – металевий циліндр, виготовлений з платино-іридієвого сплаву. Зберігається у Франції.

8.     При взаємодії двох тіл більшу швидкість матиме тіло меншої маси. Така залежність називається обернено пропорційною: .

9.     Сила – це фізична величина, що чисельно характеризує взаємодію тіл. Позначення: . Одиниця вимірювання: (Ньютон).

10.                       Динамометр – прилад для вимірювання сили.

11.                       Фізичні величини ділять на:

-         векторні (характеризуються чисельним значенням, що відповідає довжині вектора, та мають напрям, що вказується стрілкою). Приклади: сила, швидкість.

-         Скалярні (характеризуються лише чисельним значенням). Приклади: довжина, маса, час, густина, шлях.

12.                       Види сил, які вивчає механіка:

-         сила земного тяжіння (вага);

-         сила пружності (сила нормальної реакції опори, сила натягу підвісу);

-         сила тертя;

-         сила тиску;

-         виштовхувальна (архімедова) сила.

13.                       Графічно сили зображають у вигляді напрямлених відрізків (векторів), довжини яких у масштабі відповідають чисельному значенню сил. Точку від якої відкладають вектор називають точкою прикладання сили.

14.                       Якщо вектори сил лежать на одній прямій (чи паралельних прямих) і мають однаковий напрям, то рівнодійна (сума) цих сил напрямлена в тому ж напрямку а величина дорівнює сумі величин двох доданків.

15.                       Якщо вектори сил мають різні напрями, то для знаходження рівнодійної сил необхідно від більшої сили відняти меншу. Рівнодійна матиме напрям, що співпадає з напрямом більшої сили.

16.                       Сила тяжіння – це сила, з якою усі тіла, що знаходяться на поверхні чи поблизу поверхні Землі взаємодіють із планетою Земля.

Сила тяжіння прямо пропорційна масі тіла:

17.  - коефіцієнт пропорційності між масою і силою земного тяжіння. Дане число також означає, що за 1 секунду вільного падіння тіло збільшує свою швидкість на , тому це число також називають прискоренням вільного падіння.

18.Вага тіла – це сила, з якою тіло діє на горизонтальну опору, або вертикальний підвіс  в результаті притягання до Землі:

19.Оскільки вага тіла прямо пропорційна його масі, то масу тіл можна визначати методом зважування. При цьому терези повинні бути горизонтальними, а підвіс – вертикальним (виходячи з означення ваги тіла).

20.Невагомість – це стан, при якому тіло повністю або частково втрачає свою вагу. Наприклад, тіло при вільному падінні, космонавт на орбіті та ін.

21.Всесвітнє тяжіння – це сила,  з якою притягаються усі тіла Всесвіту.

22.Види пружних деформацій: розтягу, стиску, згину, кручення, зсуву.

23.Сила пружності – це сила, що виникає у тілах під час пружних деформацій і напрямлена проти деформації.

24.Причиною виникнення сил пружності є зростання сил притягання (під час розтягу) чи сил відштовхування (при стисканні) між молекулами даного тіла.

25.Сила пружності визначається за законом Гука:

     Де - жорсткість, - видовження (величина деформації), а знак “–“ вказує на те, що сила пружності завжди діє проти деформації. При розв’язуванні задач знак можна не враховувати при записі формули.

26.Жорсткість – це фізична величина, що показує, яку силу необхідно прикласти до тіла, щоб деформувати його (розтягти чи стиснути) на 1метр:    .  Одиниця вимірювання: . Жорсткість – це характеристика даного тіла (даної пружини).

27.Оскільки сила пружності прямо пропорційна видовженню, то графіком залежності є пряма. Причому при більшій жорсткості кут нахилу прямої до горизонтальної вісі буде більшим.

28.Сила нормальної реакції опори – це сила пружності, що виникає в опорі при дії на опору тіла силою земного тяжіння. Ця сила напрямлена перпендикулярно до опори. Якщо опора горизонтальна, то сила нормальної реакції опори чисельно дорівнює силі тяжіння (вазі тіла):

                                                         

29.Сила натягу підвісу – це сила пружності, що виникає у підвісі при дії на нього тіла силою земного тяжіння. Ця сила напрямлена проти розтягу підвісу. Якщо підвіс вертикальний, то сила натягу чисельно дорівнює силі тяжіння:                            

30.Сила тертя – це сила, що виникає на межі дотику поверхонь двох тіл, які притиснуті одне до одного, і протидіє їх взаємному переміщенню:

                                                        

     Де - коефіцієнт тертя, - нормальна реакція опори.

31.Коефіцієнт тертя показує, яку частину від нормальної реакції опори становить сила тертя: . Це безрозмірна величина (число, менше за одиницю). Коефіцієнт тертя залежить від роду поверхонь тертя.

32.Сила тертя залежить від коефіцієнту тертя та нормальної реакції опори.

33.Види тертя: тертя спокою, тертя ковзання, тертя кочення.

34.Прості механізми – це пристрої, що служать для перетворення сил (зміни напряму чи величини).

     До простих механізмів належать:

-         важелі та їх різновиди (блоки, коловороти);

-         похила площина та її різновиди (клин, гвинт).

35.Важіль – це жорсткий стержень, який має вісь обертання.

36.Плече сили – це найкоротша відстань від осі обертання до лінії дії сили.

 

 

 

37.Умова рівноваги важеля: важіль перебуває в рівновазі, якщо плечі сил

      обернено пропорційні значенням сил, що діють на нього:

                                         .

38.Момент сили – це фізична величина, що чисельно дорівнює добутку сили на її плече:           .

     Одиниця вимірювання:  .

 

39.Важіль перебуває в рівновазі, якщо алгебраїчна сума (з урахуванням

     знаків) моментів сил, що діють на важіль дорівнює нулю.

     Момент сили вважають додатнім, якщо він спричинює обертання важеля проти годинникової стрілки і від’ємним, якщо він спричинює обертання за годинниковою стрілкою.

 

40.Блок -  це колесо з жолобом, закріплене на обоймі. Блоки є рухомі і нерухомі.

 

41.Нерухомий блок змінює напрям сили, не даючи виграшу в силі.

 

42.Рухомий блок – це блок, вісь якого рухається разом з вантажем.

 

43. Рухомий блок змінює напрям сили та дає виграш у силі в 2 рази.

 

44.Похила площина – простий механізм, що дає виграш у силі в стільки разів, у скільки разів довжина похилої площини більша за її висоту.

 

45.Тиск – фізична величина, що дорівнює відношенню сили тиску до площі поверхні, на яку вона діє:  .      Одиниця тиску 1 Па (Паскаль). .

46.Тиск можна збільшити збільшивши силу тиску, або зменшивши площу поверхні.

 

47.Сила тиску визначається добутком тиску на площу поверхні: .

 

48.Гідростатичний тиск – це тиск рідин, зумовлений силою тяжіння: .

 

49.Закон Паскаля: тиск, створюваний зовнішніми силами на рідину або газ, передається рідиною або газом у всіх напрямках однаково.

    Відповідно до закону Паскаля, тиск усередині рідини на тому самому рівні однаковий в усіх напрямках. Тиск збільшується з глибиною. Тиск залежить від висоти, на якій знаходиться вільна поверхня рідини.

 

50.Закон сполучених посудин: у сполучених посудинах вільні поверхні однорідної рідини встановлюються на однаковому рівні.

 

51.Приклади застосувань сполучених посудин: лійка (чайник), артезіанські свердловини, водопровід, шлюзи.

 

52.Атмосфера – це повітряна оболонка Землі. До 80% всієї маси атмосфери зосереджено в межах 15 км над поверхнею Землі (тропосфера). Густина повітря на рівні моря за нормальних умов становить .  

53.Атмосферний тиск – тиск, який створює атмосфера на всі тіла внаслідок притягання до Землі.

 

54.Дослід по вимірюванню атмосферного тиску провів у 1643 році італійський учений Е. Торрічеллі. Використав скляну трубку, довжиною до 1м, запаяну з одного кінця, яку наповнив ртуттю. Закривши трубку, перевернув її і опустив у посудину з ртуттю. Гідростатичний тиск ртуті, що залишилась у трубці відповідає атмосферному тиску.

 

55.Позасистемною одиницею атмосферного тиску є 1 мм. рт. ст.

     В системі СІ одиницею атмосферного тиску є 1 Па.

 

56.1мм.рт.ст.=133,3Па.

 

57.Нормальний атмосферний тиск становить .

 

58.При підйомі над поверхнею Землі на 10-12 метрів атмосферний тиск зменшується на 1мм.рт.ст.

 

59.Альтиметр (висотомір) – прилад для вимірювання висоти над поверхнею Землі, принцип дії якого ґрунтується на залежності атмосферного тиску від висоти.

 

60.Прилади для вимірювання атмосферного тиску – барометри (рідинні, безрідинні).

 

61.Барометр-анероїд – безрідинний барометр, основною деталлю якого є кругла гофрована металева коробочка, яка деформується при зміні атмосферного тиску.

 

62.Манометри – прилади для вимірювання тиску (або різниці тисків) більших чи менших за атмосферний.

 

63.Гідравлічні машини – це пристрої, що служать для збільшення сили, принцип дії яких ґрунтується на застосуванні закону Паскаля.

 

64.Приклади гідравлічних машин: гідравлічний прес, гідравлічний домкрат, гідравлічне гальмо.

 

65.Сили тиску рідини на поршні гідравлічної машини прямо пропорційні площам поршнів: .

66.Поршневі (рідинні та повітряні) насоси – пристрої, що служать для накачування чи відкачування рідин (чи повітря) на основі дії атмосферного тиску.

 

67.Виштовхувальна (Архімедова) сила – сила, що діє на тіло, занурене в рідину або газ:

             

68.Закон Архімеда: на тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі рідини (газу), витісненої цим тілом.

 

69.Умови плавання тіл:

     - якщо сила тяжіння менша за Архімедову силу (або ), то тіло плаває на поверхні;

     - якщо сила тяжіння дорівнює архімедовій силі (або ), то тіло плаває всередині рідини;

     - якщо сила тяжіння більша за архімедову силу ( або ), то тіло потоне.

 

70.Гідростатичне зважування – це метод вимірювання густини рідини або твердого тіла, який грунтується на законі Архімеда:

              .

 

 

Підготував: вчитель фізики, вчитель вищої кваліфікаційної категорії, «Старший вчитель» Опішнянської спеціалізованої школи І-ІІІ ступенів Зіньківського району Полтавської області

Гаврільєв Станіслав Миколайович