Фізика і астрономія: Дистанційне навчання 11 клас

Сторінки

Повторення та узагальнення вивченого за рік

Повторення та узагальнення вивченого в ІІ семестрі.

Сучасні погляди на простір і час. Універсальність законів збереження.

Узагальнюючий урок фізичного практикуму

Практична робота № 1 «Дослідження руху тіла під дією сили тяжіння.»

Практична робота № 2 «Дослідження механічного руху тіл із застосуванням закону збереження енергії»

Практична робота №3 «Вивчення одного з ізопроцесів»

Практична робота №4 «Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини.»

Практична робота №5 «Визначення коефіцієнту жорсткості різних пружин.»

Практична робота №4 «Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини.»

Практична робота №3 «Вивчення одного з ізопроцесів»

Практична робота № 2 «Дослідження механічного руху тіл із застосуванням закону збереження енергії»

Перевірна контрольна робота

Практична робота № 1 «Дослідження руху тіла під дією сили тяжіння.»

Показ дописів із міткою Дистанційне навчання 11 клас. Показати всі дописи

Підсумуємо вивчене за рік .
Тема уроку
"Повторення та узагальнення вивченого за рік"

Опрацюйте карту тема "Механіка"

Розглянемо вправи

Домашнє завдання

Повторити тему "Механіка"

Підсумуємо вивчене в ІІ семестрі.
Тема уроку "Повторення та узагальнення вивченого в ІІ семестрі "

Пригадаємо тему

«Елементи спеціальної теорії відносності»

Пригадаємо тему

«Молекулярна фізика і термодинаміка»

Розглянемо вправу

Домашнє завдання

Повторити теми «Елементи спеціальної теорії відносності» та «Молекулярна фізика і термодинаміка»

Тема уроку "Сучасні погляди на простір і час.

Універсальність законів збереження."

Перейдіть за посиланням
Топ-8 відкриттів у фізиці 2019 року

Традиційно-філософське визначення простору завжди базувалося на постулатах евклідової геометрії, тобто мало розмірність: вимір довжини, площини тощо. З початком космічної ери, практичним використанням теорій А.Ейнштейна, геометрії М. Лобачевського появою засобів електронної комунікації з’явилось нове розуміння Простору -- без меж і кордонів.

За законами Ньютона, якщо на тіло діє сила, то воно рухається з прискоренням. Якщо напрямок дії сили збігається з напрямком руху, то швидкість тіла має необмежено зростати. Проте це твердження суперечить принципу СТВ, згідно з яким існує гранична швидкість передачі взаємодії— швидкість світла.

Як з'ясував А. Ейнштейн, щоб закони Ньютона були інваріантними в усіх інерціальних системах відліку і відповідали положенням СТВ, слід переглянути деякі класичні уявлення про рух і взаємодію тіл. Зокрема, за допомогою математичних перетворень формули другого закону Ньютона він встановив, що маса тіла залежить від швидкості його руху.

• Сучасна фізика ґрунтується переважно на двох теоретичних узагальненнях: квантовій гіпотезі М. Планка, висунутій ним у 1900 році, і постулатах теорії відносності, сформульованих у 1905 році А. Ейнштейном. Спеціальна теорія відносності переглянула насамперед спрощені класичні уявлення про простір і час як незалежні абсолютні субстанції. Вона дала більш глибоке, узагальнене їх тлумачення, об'єднавши в єдиний континуум — простір—час. Завдяки цьому в СТВ інакше характеризується одночасність події: дві події, що відбуваються в різних точках простору і є одночасними в одній системі відліку, не будуть одночасними в інших.

В основу спеціальної теорії відносності покладено два принципи:

1) в усіх інерціальних системах відліку, незалежно від стану їх руху, фізичні явища відбуваються за однаковими законами;

2) швидкість поширення світла є сталою для всіх інерціальних систем відліку і не залежить від їх руху; вона є граничною у передачі будь-якої взаємодії чи поширенні імпульсу.

Буття матерії характеризується не тільки системністю, рухом, але й формами її існування - простором і часом. У чому ж суть простору і часу?

Простір - є форма буття матерії, що характеризує її протяжність, структурність, співіснування і взаємодію елементів у всіх матеріальних системах. Загальне розуміння простору формується у людини в емпіричному досвіді при характеристиці матеріального об'єкту або множини таких об'єктів, що займають різне положення в просторі.

Час - є форма буття матерії, що виражає тривалість ЇЇ існування, послідовність зміни станів у змінюванні і розвитку всіх матеріальних систем. У природно-науковій літературі поняття час нерідко вживається як синонім поняття тривалість. На це звертав увагу англійський фізик і філософ Ісаак Ньютон. Поняття час виникає з порівняння різних станів одного і того ж об'єкту, який змінює свої властивості.

Простір і час нерозривно зв'язані між собою. їх єдність проявляється у русі і розвитку матерії. Прагнення глибоко пізнати суть простору і часу пронизує усю матеріальну і духовну культуру людства. Невипадково ще в «Рамаяні», пам'ятнику духовного життя Стародавньої Індії, знання простору і часу віднесено до властивостей, що визначають гідність людини. Філософи і вчені розходилися в міркуваннях стосовно природи простору і часу та їх відносин до матерії.

Сформувалися два основні підходи: субстанціальний і реляційний.

Представники субстанціального підходу (Демокріт, Ісаак Ньютон) трактували простір і час як самостійні сутності, що діють поруч з матерією і незалежно від неї. Відносини між простором, часом і матерією мислилися як відносини між двома видами самостійних субстанцій. Звідси висновок про незалежність властивостей простору і часу від характеру матеріальних процесів, що відбуваються у них. За ними визнавалися такі властивості: абсолютність, універсальність і незалежність. Простір і час і матеріальні об'єкти лише тоді прикладалися один до одного, але не взаємодіяли, тобто знаходилися у відриві, в протиставленні. Виходячи з такої концепції, Ісаак Ньютон будував фізичну модель світу. Ньютонові розуміння сутності простору і часу справило суттєвий вплив на пізнавальну активність. Перші світоглядні послідовники І. Ньютона, застосувавши його ідеї до історичного процесу, обґрунтували згодом філософію механіцизму, що визнає механічні форми руху матерії єдино об'єктивними.

Реляційна концепція спершу як опозиція субстанціональній сформульована в працях Платона і Аристотеля, а в XX ст. у природознавстві набула явного наукового підтвердження. Прихильники реляційної концепції розуміють простір і час не як самостійні сутності, а як системи відносин, що утверджуються взаємодіючими матеріальними об'єктами. Поза такою системою взаємодій простір і час вважаються неіснуючими. Реляційна концепція припускає залежність властивостей простору і часу від характеру взаємодії речей, властивостей і відносин. Разом з тим, багато її положень все ще потребують природно-наукового обґрунтування. Положення змінилось із створенням теорії відносності. її висновки і положення змусили учених і філософів переглянути традиційні уявлення про простір і час і відмовитися від субстанціональної концепції.

Сформульована в 1916 році Альбертом Ейнштейном (1879-1955pp.) теорія відносності складається з двох зв'язаних між собою теорій: спеціальної теорії відносності і загальної теорії відносності. Спеціальна теорія відносності переконливо довела, що численні просторово-часові властивості, що вважалися незмінними, абсолютними, у дійсності виступають відносними, релятивними (латин. - relativus - відносний). У спеціальній теорії відносності втрачали абсолютний характер такі просторово-часові властивості, як довжина, часовий інтервал, одномірність. Усі ці властивості виявились залежними від взаємного руху матеріальних об'єктів. Положення про те, що те чи інше фізичне явище або той чи інший фізичний процес розглядається як система, що формує свої просторово-часові відносини, стало безумовним досягненням теорії. У ній просторові і часові характеристики залежать від визначення системи як об'єкту фізичного дослідження. Правильність положень реляційної концепції простору і часу отримана і в загальній теорії відносності. Тут принцип відносності поширений на неінерційні системи, що привело до встановлення тісної залежності метричних властивостей

простору - часу від гравітаційних взаємодій між матеріальними об'єктами. Спеціальна теорія відносності встановлює, що геометричні властивості простору-часу залежать від розподілу в них гравітаційних мас. Поблизу важких об'єктів геометричні властивості простору починають відхиляться від евклідових, а темп протікання часу сповільнюється. Отже, теорія відносності, по-перше, дала неспроможність поняття абсолютності часу і абсолютності простору; по-друге, розкрила залежність просторово-часових властивостей від характеру руху і взаємодії матеріальних систем; по-третє, показала неспроможність суб'єктивістських, апріорних уявлень сутності простору і часу. Сам Альберт Ейнштейн на питання про суть теорії відносності відповів: «Суть така: раніше вважали, що коли, яким-небудь чудом усі матеріальні речі раптом зникли, то простір і час залишились би. Згідно теорії відносності разом з речами зникли б і простір і час».

Основні властивості простору: протяжність, однорідність, ізотропність, тривимірність. Час характеризується тривалістю, одно-мірністю, незворотністю, однорідністю. І простір і час всезагальні і об'єктивні. *Протяжність простору проявляється у здатності тіл існувати одне поруч з іншим, а тривалість часу означає здатність тіл змінюватись у просторі і існувати одне після іншого. Тривимірність простору - фундаментальна його властивість, що емпірично констатується, яка виражається у тому, що положення будь-якого об'єкта можна визначити за допомогою трьох незалежних величин: довжини, висоти, ширини. Час — одномірний, тому що для фіксування положення, факту, події у часі достатньо однієї величини. У науці використовується поняття багатомірного простору з будь-яким числом вимірів. Поняття багатомірності простору - продукт математичної творчості і використовується для опису різних фізичних процесів. Однорідність простору означає відсутність яких-небудь виділених точок, а ізотропність - рівноправність усіх можливих напрямків руху. Час же має тільки властивість однорідності, що означає рівноправність усіх його моментів. Специфічна властивість часу - незворотність, тобто неможливість повернення в минуле. Час тече з минулого через теперішнє в майбутнє. Деякі філософи обґрунтовують зв'язок незворотності часу з незворотністю термодинамічних процесів і з дією закону зростання ентропії (перетворення). Існують також космогонічні підходи до обґрунтування незворотності часу. Виділяють об'єктивно-реальний час, функціональний і концептуальний. Об'єктивно-реальний час - це функція усіх без винятку матеріальних речей, явищ, процесів, що утворюється ними з моменту їх виникнення і до зникнення. Концептуальний - це час, що вимірюється: вимірювання водяними, сонячними, пісочними, механічними, атомними та іншими годинниками. Функціональний - реальний час, що утворюється завдяки послідовній зміні станів конкретних матеріальних об'єктів; при чіткому підході його можна виміряти лише ідеальним годинником, здатним точно повторювати ритми і тривалість, що утворюються при послідовній зміні станів матеріальних об'єктів і їх самих.

Сьогодні підбиваємо підсумки виконаних практичних робіт.

Пригадайте теорію практичних робіт та виконайте тести до кожної роботи.

Вимірювання жорсткості пружини

Мета роботи: експериментально перевірити закон Гука, навчитися вимірювати жорсткість пружини.

Обладнання: симуляція Phet.

І. Готуючись до роботи, повторіть відповідний матеріал підручника.

ІІ. Дайте письмову відповідь на теоретичні питання.

1.Як формулюється закон Гука?

2.Який вигляд має математичний запис цього закону?

3.Для якого виду деформації виконується закон Гука?

4.Що таке жорсткість тіла? Який її фізичний зміст?

5.Яка одиниця вимірювання жорсткості?

ІІІ. Перегляньте відео

І. Визначення коефіцієнта пружності пружини.

1. Закріпіть у штативі кінець пружини, виміряйте її довжину (l₀).

2. До іншого кінця підвісьте важок відомої маси та плавно відпустіть.

3. Виміряйте довжину розтягнутої пружини (l).

4. Знаючи масу важка визначте його вагу, що і буде дорівнювати силі пружності, яка виникає при деформації пружини (F_пр),.

5. За законом Гука розрахуйте коефіцієнт пружності невідомої пружини.

6. Дослід повторіть з кількома важками 2 - 3 рази. Заповніть таблицю 1.

7. Дослід (пункти 1 - 6) проведіть для двох пружин.

Таблиця 1.

8. Зробіть висновок.

ІІ. Експериментальна перевірка закону Гука.

1. Закріпіть пружину на штативі. Виміряйте довжину недеформованої пружини (l₀)

2. До пружини, жорсткість якої (k) відома з завдання 1, підвісьте важок і плавно відпустіть.

3. Виміряйте довжину розтягнутої пружини (l) та силу пружності (F_{пр_}), що при цьому виникає. (Сила пружності буде дорівнювати вазі тіла, оскільки важок перебуватиме в рівновазі.)

4. Підвісьте надалі по черзі 2,3,4 важка і кожного разу виміряйте видовження пружини. Вимірювання та обчислення занесіть до таблиці 2.

5. Перевірте, чи дійсно сила пружності прямо пропорційна видовженню (тобто в скільки разів збільшується видовження, в стільки раз збільшується і сила пружності ). Проведіть відповідні обчислення і наведіть їх в звіті після таблиці 2.

Таблиця 2.

6. Дослід повторіть для 2-х пружин.

7. Зробіть висновок.

Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини

Мета: визначити коефіцієнт поверхневого натягу води сталагмометричним методом.

Обладнання: лінійка, склянка з водою, медичний шприц.

Виконання роботи:

Якщо не вдалося знайти медичний шприц ви можете скористатися підручними матеріалами наприклад чайну ложку, щоб виміряти об'єм води. Прийнято вважати, що одна чайна ложка вміщує об'єм, рівний 5 мл. Замінити трубку через, яку капає вода можна на корпус ручки, вийнявши попередньо стержень.

При повільному витіканні рідини з вертикальної трубки на її кінці утворюється крапля, яка повільно зростає. Коли сила тяжіння Fтяж = m0g, що діє на краплю масою m0, дорівнюватиме за модулем силі поверхневого натягу Fпов = πdσ, крапля відірветься. В момент відриву, Fпов = Fтяж тоді
де V0 – об’єм однієї краплі, d – внутрішній диаметр трубки.

Щоб визначити об’єм однієї краплі, об’єм рідини V, що витекла, ділять на кількість крапель N. Тоді остаточна формула для обчислення коефіцієнту поверхневого натягу:

Виконання роботи:

1. Лінійкою виміряти внутрішній діаметр вихідного отвору шприца d.
2. Набрати у шприц 5 мл води та, тримаючи шприц вертикально, потроху тиснути на поршень. Тиснути треба повільно так, щоб краплі відривалися під силою власної ваги.
3. Рахуючи краплі, накрапати у склянку води. Отриманий результат занесіть до таблиці.
4. За результатами вимірювання обчислити значення коефіцієнту поверхневого натягу води. Отриманий результат занесіть до таблиці.

5. Оцінити відносну похибку – відхилення експериментального значення коефіцієнта поверхневого натягу води від його табличного значення:

6. Зробити висновок, в якому зазначити: яку величину ви вимірювали; яким є результат вимірювання; у чому причина похибки вимірювання.

Контрольні питання:

1) Що таке поверхневий натяг рідини?

2) Що таке коефіцієнт поверхневого натягу рідини?

3) Від чого залежить поверхневий натяг? Чому він дорівнює?

4) Чому в момент відриву краплі шприц не можна струшувати?

5) Запропонуйте ще один спосіб вимірювання маси однієї краплі води.

6) Чому рідина прагне набути форми кулі?

7) Куди буде напрямлена сила поверхневого натягу мильної плівки, що має форму кулі?

Тема. Вивчення одного з ізопроцесів.

Мета: дослідити залежність об'єму газу від абсолютної температури; експериментально перевірити справедливість закону Гей-Люссака для ізобарного процесу.

Обладнання: термометр; високі циліндри з гарячою і холодною водою; довга скляна трубка, закрита з одного кінця; лінійка; пластилін.

Інструкція 👇👇👇

Виконання роботи

Заповнити звіт про виконану роботу

Тема. Дослідження механічного руху з урахуванням закону збереження енергії.

Мета: перевірити виконання закону збереження механічної енергії під час руху тіла.

Обладнання: терези, динамометр, лінійка, кулька на нитці, два штативи із муфтами і лапками, висок, аркуші білого та копіювального паперу.

Інструкція 👇👇👇

Заповнити звіт про виконану роботу

Сьогодні згідно розкладу у нас перевірна контрольна робота. Виконуємо завдання, заповнюємо форму та надсилаємо для перевірки. Якщо у вас виникли запитання пишіть у групі або консультації по телефону. Успіхів !!!

Практична робота № 1

Тема. Дослідження руху тіла під дією сили тяжіння

Мета: Дослідити рух тіла під дією сили тяжіння, виміряти початкову швидкість, надану тілу в горизонтальному напрямі, під час його руху під дією сили тяжіння.

Обладнання: лінійка з міліметровими поділками; штатив з муфтою та лапкою; дротяний жолоб для пускання кульок; кулька; папір; кнопки; копіювальний папір.

Теоретичні відомості:

На тіло, кинуте під кутом до горизонту діє сила тяжіння, направлена вертикально вниз, тому вздовж осі OYтіло рухається з прискоренням вільного падіння. Вздовж осі OX на тіло не діють сили (опором повітря нехтуємо), тому тіло вздовж горизонталі рухається рівномірно. Траєкторія руху тіла – парабола. Швидкість вздовж вертикальної осі OY знаходиться

, а вздовж горизонтальної осі OX -

. Координати тіла вздовж координатних осей:

Хід роботи

1. За допомогою штатива закріпіть дротяний жолоб. Висота основи штатива – 5 см, ціна поділки по висоті – 3 см; висота жолоба складає 21 см, довжина – 23 см. Загнутий кінець жолоба повинен бути горизонтально.

2. На стіл в місті можливого падіння кульки покладіть копіювальний папір, а на нього – звичайний.

3. Пустіть кульку вільно котитися по жолобу. Повторіть дослід чотири разів, пускаючи кульку з того самого місця жолоба.

4. Виміряйте висоту h і дальність польоту l. Результати запишіть у таблицю:

№	h	l	l_c	V_0c
1	0,37	0,28
2	0,37	0,275
3	0,37	0,286
4	0,37	0,29

5. Обчисліть середнє значення початкової швидкості за формулою:

. t= g 2h ; lc = (l1+ l2+ l3+ l4 )/4

6. За формулами x=v_0x∙t і

знайти координату x тіла (координату y вже обчислено) через кожні 0,05 с, запишіть її значення в таблицю.

T	0,05 с	0,10 с	0,15 с	0,2 с
X
Y	0,012 м	0,049 м	0,110 м	0,190 м

7. Побудуйте траєкторію руху на аркуші паперу.

8. За результатами дослідів зробіть висновок.

Висновок:

Пригадайте вивчений матеріал за допомогою контрольних запитань.

Контрольні запитання.

1. Траєкторія. Шлях і переміщення.

2. Рівномірний прямолінійний рух. Швидкість.

3. Рівноприскорений прямолінійний рух. Прискорення.

4. Швидкість і пройдений шлях під час рівноприскореного прямолінійного руху.

5. Доцентрове прискорення.

6. Вільне падіння, Прискорення вільного падіння.

7. Формули для вільного падіння з певної висоти.

8. Формули для тіла кинутого вертикально вгору.

9. Рівномірний рух по колу. Період, частота, кутова швидкість.

10. Закони Ньютона.

Довжина недефор-мованої пружини
l₀, м

Довжина деформо-ваної пружини
l, м

Видо-вження
, м

Сила пружності,
F_пр,Н

Коефіцієнт пружності,визначений за законом Гука
k, Н/м

Середнє значення коефіцієнта пружності
k_ср, Н/м