1 Грузик массой 0, 1 кг, привязанный к нити длиной 1 м, вращается в горизонтальной плоскости по окружности радиусом 0, 2 м. Момент силы тяжести грузика относительно точки подвеса равен 1) 0, 2 Нм 2) 0, 4 Нм 3) 0, 8 Нм 4) 1, 0 Нм
2 Груз массой 0, 1 кг, привязанный к нити длиной 1 м, совершает колебания в вертикальной плоскости. Чему равен момент силы тяжести груза относительно точки подвеса при отклонении нити от вертикали на угол 30°? 1) 0, 25 Нм 2) 0, 50 Нм 3) 0, 75 Нм 4) 1, 00 Нм
3 При выполнении лабораторной работы ученик установил наклонную плоскость под углом 60° к поверхности стола. Длина плоскости равна 0, 6 м. Момент силы тяжести бруска массой 0, 1 кг относительно точки О при прохождении им середины наклонной плоскости равен 1) 0, 15 Нм 2) 0, 45 Нм 3) 0, 30 Н м 4) 0, 60 Н м
4 Однородный куб опирается одним ребром о пол, другим о вертикальную стену. Плечо силы трения Fтр относительно точки О равно 1)0 2) OA 3) О 1 О 4) О 1 А О О 2
5 На рисунке изображен рычаг. Каков момент силы F 1? 1) F 1∙OC 2) F 1/OС 3) F 1∙AO 4) F 1/AO
6 На рисунке изображен рычаг. Какой отрезок является плечом силы F 2? 1)ОВ 2)BD 3)OD 4)АВ
7 На рисунке схематически изображена лестница АС, опирающаяся о стену. Каков момент силы тяжести F, действующей на лестницу, относительно точки С? 1) F∙ОС 2) F∙OD 3) F∙АС 4) F∙DC
8 На рисунке схематически изображена лестница АС, опирающаяся о стену. Каков момент силы трения Fтр, действующей на лестницу, относительно точки С? 1) 0 3) Fтр∙AB 2) Fтр∙ВС 4) Fтр∙CD
9 На рисунке схематически изображена лестница АС, опирающаяся о стену. Каков момент силы реакции опоры N, действующей на лестницу, относительно точки С? l) N∙OC 2) 0 3) N∙AC 4) N∙BC
10 Тело А под действием трех сил находится в равновесии. Чему равна сила упругости нити АВ, если силы F 1= ЗН и F 2 = 4 Н перпендикулярны другу? 1) З Н 3) 5 Н 2) 4 Н 4) 7 Н
11 Два груза массами 2 m и m закреплены на невесомом стержне длиной L. Чтобы стержень оставался в равновесии, его следует подвесить в точке О, находящейся на расстоянии X от массы 2 m. X равно 1) L/3 2) L/4 3) L/4 4) 2 L/5
12 С помощью нити ученик зафиксировал рычаг. Масса подвешенного к рычагу груза равна 0, 1 кг. Сила F натяжения нити равна 1) 1/5 Н 2) 2/5 Н 3) 3/5 Н 4) 4/5 Н
13 Каким должен быть вес груза А колодезного журавля, чтобы он уравновешивал вес ведра, равный 100 Н? (Рычаг считайте невесомым.) 1) 20 Н 2) 25 Н Л 3) 400 Н 4) 500 Н
14 Мальчик взвесил рыбу на самодельных весах с коромыслом из легкой рейки. В качестве гири он использовал батон хлеба массой 1 кг. Масса рыбы равна 1) 5 кг 3) 0, 4 кг 2) 3 кг 4) 1 кг В списке нет правильного ответа! Рыба весит 2, 5 кг.
15 Тело массой 0, 2 кг подвешено к правому плечу невесомого рычага. Груз какой мaccы надо подвесить ко второму делению левого плеча рычага для достижения равновесия? 1) 0, 1 кг 2) 0, 2 кг 3) 0, 3 кг 4) 0, 4 кг
16 На рычаг, находящийся в равно весии, действуют силы F 1=10 Н и F 2= 4 Н. С какой силой рычаг давит на опору? Массой рычага пренебречь. 1) 14 Н 2)10 Н 3) 6 Н 4) 4 Н
17 Где следует поставить опору под линейку длиной 1, 5 м, чтобы подвешенные к ее концам грузы массами 1 кг и 2 кг находились в равновесии? Массой линейки пренебречь. 1) на расстоянии 1 м от груза массой 1 кг 2) на расстоянии 1 м от груза массой 2 кг 3) на середине линейки 4) на расстоянии 0, 5 м от груза массой 1 кг
18 К левому концу невесомого стержня прикреплен груз массой 3 кг. Стержень расположили на опоре, отстоящей от груза на 0, 2 длины. Груз какой массы надо подвесить к правому концу, чтобы стержень находился в равновесии? 1) 0, 6 кг 2) 0, 75 кг 3) 6 кг 4) 7, 5 кг
19 Рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F 1 = 4 Н чему равна сила F 2, если плечо силы F 1 равно 15 см, а плечо силы F 2 равно 10 см? 1) 4 Н 2) 0, 16 Н 3) 6 Н 4) 2, 7 Н
20 На рисунке изображены три сосуда с водой. Площади дна сосудов равны. Сравните давления р1 , р2 и р3 на дно сосуда. 1) P 1 = P 2 = Р 3 3) р1 = р3 р2
21 Чему примерно равно давление, созданное водой, на глубине 2 м? 1) 200 Па 2) 2000 Па 3) 5000 Па 4) 20 000 Па
22 На рисунке изображены три сосуда с водой. Площади дна сосудов равны. Сравните силы давления F 2 и F 3 жидкости на дно сосуда. 1) F 1 = F 2 = F 3 3) F 1 = F 2 F 3
23 На рисунке изображены три сосуда Площади дна сосудов равны. В первом сосуде находится вода (ρ =1 г/см 3), во втором - керосин (ρ=0, 8 г/см 3), в третьем - спирт (ρ =0, 8 г/см 3). Сравните давления р1 , р2 и р3 жидкостей на дно сосуда. 1) р1 = р2 = р3 2) р2 = р3 > р1 3) р2 = р3 > р1 4) р1 > р2 = р3
24 На какую максимальную высоту может поднимать воду насос, если создаваемый им перепад давления равен 200 к. Па? 1) 0, 02 м 2) 20 м 3) 2∙ 105 м 4) 200 м
25 В широкую (U образную трубку с вертикальными прямыми коленами налиты керосин плотностью ρ1 вода и вода плотностью ρ2 = 1, 0∙ 103 кг/м 3. На рисунке b= 10 см, Н = 30 см. Расстояние h равно 1) 16 см 2) 20 см 3) 24 см 4) 26 см
26 В широкую U образную трубку с вертикальными прямыми коленами налиты неизвестная жидкость плотностью 1 и вода плотностью ρ2 = 1, 0∙ 103 кг/м 3. На рисунке b = 10 см, h = 24 см, H = 30 см. Плотность жидкости ρ1 равна 1) 0, 6∙ 103 кг/м 3 2) 0, 7∙ 103 кг/м 3 3) 0, 8∙ 103 кг/м 3 4) 0, 9∙ 103 кг/м 3
27 Аэростат объемом 1000 м 3 заполнен гелием. Плотность гелия, 0, 18 кг/м 3. Плотность воздуха 1, 29 кг/м 3. На аэростат действует выталкивающая сила 1) 1, 29 к. Н 2) 12, 9 к. Н 3) 180 к. Н 4) 1, 8 к. Н
28 Пластиковый пакет с водой объемом 1 л полностью погрузили в воду. На него действует выталкивающая сила, 1) 0 3) 9 Н 2) 1 Н 4) 10 Н
29 Во время опыта по исследованию выталкивающей силы, действующей на полностью погруженное в воду тело, ученик в 3 раза уменьшил глубину его положения под водой. При этом выталкивающая сила 1) не изменилась 2) увеличилась в 3 раза 3) уменьшилась в 3 раза 4) увеличилась в 9 раз
30 Однородное тело плавает, частично погрузившись в воду, если его плотность 1) равна плотности воды 2) больше плотности воды 3) меньше плотности воды 4) равна или меньше плотности воды
31 Четыре одинаковых пластиковых листа толщиной L каждый, связанные в стопку, плавают в воде так, что уровень воды приходится на границу между двумя средними листами. Если в стопку добавить еще один такой же лист, то глубина ее погружения увеличится на 1) L/4 2) L/3 3) L/2 4) L
32 В сосуде находятся три жидкости, не смешивающиеся между собой. Кусочек льда, брошенный в сосуд, будет плавать на уровне 1) 1 1 3) 3 3 2) 2 2 4) 4 4
ОПЫТЫ по теме «Архимедова сила»
Наука - это чудесно, интересно и весело. Но в чудеса со слов верится плохо, их надо потрогать собственными руками.
Есть опыт - занимательный!
И, если ты внимательный,
Умом самостоятельный
И с физикой на «ты»
То опыт занимательный -
Весёлый, увлекательный -
Тебе откроет тайны
И новые мечты!
1) Живая и мертвая вода
Поставьте на стол литровую стеклянную банку, заполненную на 2/3 водой, и два стакана с жидкостями: один с надписью «живая вода», другой - с надписью «мёртвая». Опустите в банку клубень картофеля (или сырое яйцо). Он тонет. Долейте в банку «живую» воду - клубень всплывёт, добавьте «мёртвую» - он опять утонет. Подливая то одну, то другую жидкость, можно получить раствор, в котором клубень не будет всплывать на поверхность, но и ко дну не пойдёт.
Секрет опыта в том, что в первом стаканчике - насыщенный раствор поваренной соли, во втором - обычная вода. (Совет: перед демонстрацией картофель лучше очистить, а в банку налить слабый раствор соли, чтобы даже незначительное увеличение её концентрации вызывало эффект).
2) Картезианский водолаз из пипетки
Наполните пипетку водой так, чтобы она плавала вертикально, практически полностью погрузившись в воду. Опустите пипетку - водолаза в прозрачную пластиковую бутылку, доверху наполненную водой. Герметично закройте бутылку крышкой. При нажиме на стенки сосуда, водолаз начнёт заполняться водой. Изменяя давление, добейтесь, чтобы водолаз выполнял ваши команды: «Вниз!», «Вверх!» и «Стоп!» (остановка на любой глубине).
3) Непредсказуемый картофель
(Опыт можно провести с яйцом). Опустите клубень картофеля в стеклянный сосуд, наполовину заполненный водным раствором поваренной соли. Он плавает на поверхности.
Что произойдёт с картофелем, если подлить в сосуд воды? Обычно отвечают, что картофель всплывёт. Подливайте осторожно воду (её плотность меньше плотности раствора и яйца) через воронку по стенке сосуда, пока он не наполнится. Картофель, к удивлению зрителей, остаётся на прежнем уровне.
4) Вращающийся персик
Налейте в стакан газированной воды. Диоксид углерода, растворённый в жидкости под давлением, начнёт выходить из неё. Поместите в стакан персик. Он сразу всплывёт на поверхность и … начнёт вращаться, как колесо. Вести себя подобным образом он будет довольно долго.
Для того чтобы понять причину этого вращения, присмотритесь, что происходит. Обратите внимание на бархатистую кожицу фрукта, к волоскам которой будут прилипать пузырьки газа. Так как на одной половинке персика всегда будет больше пузырьков, то на неё действует большая выталкивающая сила, и она поворачивается вверх.
5) Сила Архимеда в сыпучем веществе
На представлении «Наследие Архимеда» жители Сиракуз соревновались в «доставании со дна морского жемчужины». Аналогичную, но более простую демонстрацию можно повторить, используя небольшую стеклянную банку с пшеном (рисом). Положите туда теннисный шарик (или корковую пробку) и закройте её крышкой. Переверните банку так, чтобы шарик оказался в её нижней части под пшеном. Если создать легкую вибрацию (легонько потрясти банку вверх-вниз), то сила трения между зёрнышками пшена уменьшится, они станут подвижными и шарик через некоторое время под действием силы Архимеда всплывёт на поверхность.
6) Пакет полетел без крыльев
Поставьте свечу, зажгите её, подержите над ней пакет, воздух в пакете нагреется,
Отпустив пакет, убедитесь, как под действием силы Архимеда пакет полетит вверх.
7) Разные пловцы по-разному плавают
Налейте в сосуд воды и масла. Опустите гайку, пробку и кусочки льда. Гайка окажется на дне, пробка на поверхности масла, лёд окажется на поверхности воды под слоем масла.
Это объясняется условиями плавания тел:
сила Архимеда больше силы тяжести пробки - пробка плавает на поверхности,
сила Архимеда меньше силы тяжести, действующей на гайку - гайка тонет
сила Архимеда, действующая на кусок льда больше силы тяжести льда - пробка плавает на поверхности воды, но так как плотность масла меньше плотности воды, и меньше плотности льда - масло останется на поверхности над льдом и водой
8) Опыт, подтверждающий закон
К пружине подвесьте ведёрко и цилиндр. Объём цилиндра равен внутреннему объёму ведёрка. Растяжение пружины отмечено указателем. Целиком погружайте цилиндр в отливной сосуд с водой. Вода выливается в стакан.
Объём вылившейся воды равен о бъёму погружённого в воду тела. Указатель пружины отмечает уменьшение веса цилиндра в воде, вызванное действием в ыталкивающей силы.
Выливайте в ведёрко воду из стакана и увидите, что указатель пружины возвращается к начальному положению. Итак, под действием архимедовой силы пружина сократилась, а под действием веса вытесненной воды вернулась в начальное положение. Архимедова сила равна весу жидкости, вытесненной телом.
9) Исчезло равновесие
Сделайте бумажный цилиндр, подвесим вверх дном на рычаг и уравновесим.
Поднесем спиртовку под цилиндр. Под действием тепла равновесие нарушается, сосуд поднимается вверх. Так как сила Архимеда растёт.
Такие оболочки, наполненные теплым газом или горячим воздухом называют воздушными шарами и применяют для воздухоплавания.
ВЫВОД
Проделав опыты, мы убедились, что на тела, погружённые в жидкости, газы и даже сыпучие вещества, действует сила Архимеда, направленная вертикально вверх. Архимедова сила не зависит от формы тела, глубины его погружения, плотности тела и его массы. Сила Архимеда равна весу жидкости в объёме погружённой части тела.
Исследование архимедовой силы.
5-уровневая лабораторная работа.
1,2 уровень – воспроизводящий характер.
3,4 уровень – частично-поисковый.
5 – исследовательский.
Цель:
исследовать зависимость архимедовой силы сначала от объёма погружённой в жидкость части тела, а потом от плотности жидкости;
исследовать независимость архимедовой силы от глубины погружения, плотности и веса тела.
Приборы и материалы: динамометр, металлические цилиндры, стакан с водой, стакан с раствором соли.
I уровень.
Подвесьте стальной цилиндр к крючку динамометра. Медленно опуская цилиндр в стакан с водой, наблюдайте за показаниями динамометра. Зависит ли архимедова сила от объёма погружённой части цилиндра?
Вычислите архимедову силу, действующую на стальной цилиндр при полном погружении его в воду. Результат запишите в таблицу 1.
Таблица 1
Архимедова сила в пресной и солёной воде, действующая на одно и то же тело
|
жидкость |
|||
Перенесите стальной цилиндр в стакан с раствором соли и снова измерьте архимедову силу при полном погружении цилиндра в раствор. Зависит ли архимедова сила от плотности жидкости? Результаты занесите в таблицу 1.
Измерьте и вычислите архимедовы силы, действующие на алюминиевый и латунный цилиндры того же объёма при полном погружении их в воду. Численные значения архимедовой силы, действующей на каждый цилиндр, занесите в таблицу2. Зависит ли архимедова сила от плотности вещества, из которого сделано тело? Зависит ли архимедова сила от веса тела?
Таблица 2
Архимедова сила в пресной воде, действующая на тела одинакового объёма, но разной плотности
|
Стальной |
|||
|
Алюминиевый |
|||
|
Латунный |
II уровень
Выполните пункты 1-3 работы I уровня.
Подвесьте опять к крючку динамометра стальной цилиндр и опускайте его в воду постепенно: сначала на ¼ объёма, затем на 1/3 и т.д. Каждый раз вычисляйте архимедову силу, а результаты заносите в таблицу 3.
Таблица 3
Архимедова сила в зависимости от погружённой в жидкость части объёма тела
|
Часть объёма тела, погружённая в воду |
||||||
Сформулируйте и запишите выводы.
III уровень
Выполните пункты 1-5 предыдущих уровней.
Проанализируйте результаты, сформулируйте обобщённые выводы.
IV уровень
Проведите опыты по обобщённому плану:
Сформулируйте (уясните) цели исследования.
Выдвинете и обоснуйте гипотезу, на основе которой могут быть достигнуты эти цели.
Продумайте проект экспериментальной установки, сконструируйте её.
Определите порядок проведения эксперимента.
Проведите эксперимент, выполните необходимые наблюдения и измерения.
Произведите обработку результатов измерений.
Проанализируйте полученные результаты, сформулируйте выводы.
План проведения измерений
Определите цену деления прибора.
Уточните верхний и нижний пределы измерения.
Подготовьте прибор к работе в соответствии с правилами пользования.
Проведите измерения.
Определите точность измерения, абсолютную ошибку измерения: ошибку отсчёта, инструментальную ошибку, ошибку метода.
Запишите результат измерения с учётом абсолютной ошибки.
Рассчитайте относительную ошибку измерения.
V уровень
Ознакомьтесь с экспериментальными (творческими) заданиями в листе самоподготовки. Выберите одно из них.
Подберите нужные приборы и материалы.
Продумайте и оформите порядок выполнения работы.
Выполните работу.
Проанализируйте полученные результаты. Сделайте вывод.
Лист самоподготовки
Теоретическая подготовка
Кем и когда было установлено существование выталкивающей силы?
Какие явления, указывающие на существование выталкивающей силы вам известны?
По преданию, сиракузский царь Гиерон поручил ювелиру изготовить золотую корону. Когда корона была изготовлена, то возникло подозрение, что ювелир часть золота заменил равной по массе частью серебра. Как Архимеду удалось узнать правду?
Какой вы знаете опыт, с помощью которого можно определить значение архимедовой силы?
С помощью каких средств осуществляется постановка опыта? (приборы, материалы)
Уясните порядок проведения опыта.
Каковы основные результаты данного опыта?
Сформулируйте закон Архимеда.
Укажите, от каких из указанных факторов выталкивающая сила, действующая на тело целиком погружённое в жидкость или газ, не зависит: род жидкости; объём тела; форма тела.
Одинакова ли выталкивающая сила, с которой жидкость действует на погружённый в неё стальной шарик и стальную пластинку одной и той же массы?
Какое заключение можно сделать о величине архимедовой силы на Луне, где сила тяжести в 6 раз меньше, чем на Земле?
Контроль полноты усвоения материала.
Контроль глубины усвоения материала.
Практическая подготовка
Каким будет показание динамометра, если железную гирю объёмом 150 см 3 полностью погрузить в бензин?
Брусок размерами 2х5х10см помещён в воду сначала на глубину 10 см, а затем на глубину 30 см. Убедитесь путём расчетов, что выталкивающая сила, действующая на брусок в том и в другом случае, одинакова.
Отработка отдельных экспериментальных действий.
Повторение основ.
Напишите около каждого из нижеследующих утверждений имя учёного (Архимед, Б.Паскаль, Г.Галилей или Э.Торричелли), которому принадлежит указанный результат исследования:
Открыл законы падения тел и существование явления инерции…
Установил, что давление, оказываемое на жидкость или газ, передаётся по всем направлениям одинаково…
Первым измерил атмосферное давление…
Выяснил, что на тело, находящееся в жидкости или газе, действует выталкивающая сила…
Экспериментальные задания
Урок начинается с фронтального опыта по обнаружению выталкивающей силы
УрокСлайда обсуждается вопрос о природе архимедовой силы , формулировка закона Архимеда. ... . Слайд 8 Равны ли архимедовы силы , действующие на мячи? Почему... исследовать зависимость Архимедовой силы от плотности. Ход работы Результаты исследования Вывод 1. ...
Пробирка с кусочком пластилина плавает в жидкости. Изменится ли глубина погружения пробирки, если из неё вынуть пластилин и прикрепить его ко дну пробирки снаружи?
Исследование смешанного соединения проводников + Ф11С3 ...