МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

1. Как определить при помощи масштабной линейки средний диаметр одинаковых швейных иголок?
2. Как измерить средний объем одинаковых маленьких шариков от шарико¬подшипника для велосипеда при помо¬щи мензурки?
3. В некоторой химической реакции выделяется газ, объем которого npи нор- мальных условиях требуется определить. Предложите конструкцию прибора для измерения объема газа.
4. В каком из двух одинаковых стаканов (рис.) налито больше чая?










1. Кладут вплотную 10—20 иголок, измеряют общую их толщину и делят на число иголок.
2. Наливают в мензурку жидкость (например керосин), отмечают уровень. Отсчитывают некоторое число шариков (чем больше, тем точнее будет ответ) и высыпают их в мензурку. Замечают новый уровень. Разделив изменение показаний мензурки на число шариков, получают искомый объем.
3. Одним из вариантов является следующая установка. Через трубку А газ поступает в сосуд В (рис), наполненный жидкостью, в которой газ не растворяется, и опрокинутый над проградуированным и открытым сосудом С (мензуркой).
Заполняя сосуд B, газ будет вытеснять воду в сосуд С. По изменению уровня воды в этом сосуде можно определить объем газа.




















4. В стакане А, так как уровни воды в обоих стаканах одинаковы, но в стакане В находится чайная ложка.

2. ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ ВЕЩЕСТВА

Строение вещества. Молекулы. Диффузия
5. Если смешать равные объемы ртути и воды, а затем — спирта и воды, то в первом случае получится удвоенный объем смеси, а во втором — меньше удвоенного объема. Почему?
6. Чем отличается движение одной и той же молекулы в воздухе и в вакууме?
7. Бросьте в воду кристаллик марганцовки. Через некоторое время вокруг него образуется фиолетовое облачко. Объясните явление.
8. Детские воздушные шарики обычно наполняют гелием. Почему они уже через сутки теряют упругость, сморщиваются и перестают подниматься?
9. Чем объясняется, что пыль не спадает даже с поверхности, обращенной вниз?
10. Почему скорость диффузии с повышением температуры возрастает?
11. Для чего при складывании полированных стекол между ними кладут бумажные ленты?
12. Почему нельзя соединить в одну две деревянные линейки, плотно приложив их друг к другу?
Три состояния вещества
13. Может ли быть поваренная соль жидкой, а углекислый газ твердым?
14. Какова будет форма жидкости, если перелить ее из стакана в колбу, в мензурку (рис.2)? Изменится ли при этом ее объем?















15. Почему не удается наполнить бутылку жидкостью, если воронка плот¬но прижата к стенкам горлышка бутылки?
16. Почему при сгибании прутика паяльного олова слышен характерный треск?

ОТВЕТЫ. ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ ВЕЩЕСТВА

4. В стакане А, так как уровни воды в обоих стаканах одинаковы, но в стакане В находится чайная ложка.
5. Молекулы спирта и воды взаимно проникают в имеющиеся между ними промежутки и вступают в химическое взаимодействие. Вследствие этого объем смеси воды и спирта меньше, чем сумма первоначальных объемов.
6. В вакууме молекула двигается рав¬номерно и прямолинейно. В воздухе вследствие столкновений с другими мо¬лекулами та же молекула движется по ломаной зигзагообразной линии с изменяющейся скоростью.
7. Вещество, растворяясь, диффундирует в воде, окрашивая ее фиолетовым цветом.
8. Гелий диффундирует сквозь оболочку шара.
9. Частички пыли удерживаются на поверхности силой взаимного притяжения молекул.
10. С повышением температуры увеличивается скорость движения молекул, следовательно, и скорость диффузии.
11. Чтобы стекла не слипались под действием сил взаимного притяжения молекул.
12. Вследствие неровностей поверхностей приложенных друг к другу линеек образуется малое количество точек соприкосновения, где проявляются силы молекулярного притяжения.
13. Да, при нормальном атмосферном давлении поваренная соль становится жидкой при температуре 800 °С (а углекислый газ твердым — при 250 °С.)
14. Жидкость принимает форму сосуда, в который ее помещают. Объем жидкости при этом не меняется.
15. Воздух занимает весь объем бутылки, а сила, с которой налитая в воронку вода давит на воздух, недостаточна, чтобы сжать его в значительной мере.
16. Разрушаются связи между кристалликами олова.

ДВИЖЕНИЕ И СИЛЫ

Механическое движение

17. Как движется пантограф (токо-приемник, расположенный на крыше вагона электропоезда) относительно вагона, воздушного провода?
18. Автомобиль и комбайн движутся прямолинейно, так что некоторое время расстояние между ними не меняется. Укажите, относительно каких тел каждый из них в это время находится в покое и относительно каких тел движется.
19. Человек, сидящий на вращающейся карусели, видит, что относительно нее он неподвижен, а окружающие его предметы и Земля движутся. Что является в данном случае телом отсчета?
20. Вперед или назад движется рама велосипеда относительно верхней части колеса?
21. Аэростат увлекается постоянным по силе и направлению ветром в северном направлении. Будут ли протягиваться при этом флаги на его гондоле?
22. Одинаковые ли пути проходят электровоз и хвостовой вагон при движении поезда?
23. Летчик-спортсмен сумел посадить самолет на крышу движущегося легкового автомобиля. При каком физическом условии это возможно?

Ответы. механическое движение

17. Относительно вагона пантограф находится в покое, относительно провода он движется со скоростью поезда.
18. Покоятся друг относительно друга; движутся относительно Земли.
19. Телом отсчета является карусель.
20. Назад.
21. Флаги свисают отвесно, как в безветренную погоду.
22. Одинаковые.
23. Если самолет относительно автомобиля неподвижен, т. е. движется почти горизонтально с той же скоростью относительно Земли, что и автомобиль

Взаимодействие тел. Масса тела

24. Почему трудно разбить орех на мягкой опоре и легко на твердой?

25. Для чего сапожник, прибивая подметку, надевает ботинок на железную лапку?

26. Лодочник, стоя одной ногой на пристани, другую ногу ставит в лодку и отталкивается от пристани. В каком случае ему удобнее сесть в лодку: когда она пустая или когда в лодке сидят люди?

Ответы. Взаимодействие тел. Масса тела

24. Чтобы разбить орех, надо при­ложить к его скорлупе две равные и про­тивоположно направленные силы, сжи­мающие ее настолько, что она разру­шается. Одну из сил создает ударяю­щее тело (молоток, камень и т. п.); дру­гая возникает при взаимодействии оре­ха с опорой. Если опора твердая и не­подвижная, условия, необходимые для раскалывания скорлупы, соблюдаются. В случае мягкой опоры сила реакции в основном идет на изменение скорости ореха - под действием силы удара он приобретает скорость, а затем, углуб­ляясь в опору, теряет ее. Скорлупа же почти не изменяет своей формы и поэ­тому не разрушается.

25. Чтобы создать условие взаимо­действия ботинка и молотка (см. ответ к задаче 24).

26. Чем больше в лодке людей, тем больше ее масса и тем меньше изме­нится ее скорость во время прыжка лодочника.

Плотность вещества

27. Три кубика — из железа, меди и свинца — имеют одинаковые размеры. Какой из них имеет наибольшую (наименьшую) массу?

28. Два одинаковых ящика наполнены дробью: в одном крупная, в другом мелкая. Какой из них имеет большую массу?

29. В двух одинаковых стаканах налита вода до одной высоты. В один стакан опустили однородный слиток стали массой 100 г, а в другой — серебра той же массы. Одинаково ли поднимется вода в обоих стаканах?

Ответы. Плотность вещества

27. Наибольшую — свинцовый кубик, наименьшую — железный.
28. Тот, в котором мелкая дробь.
29. Так как плотность серебра больше плотности железа, то объем слитка серебра меньше. Следовательно, уровень воды в первом стакане будет выше.

Инерция

30. Почему капли дождя при резком встряхивании слетают с одежды?
31. Положите на стакан почтовую открытку, а на нее — монету. Ударьте по открытке щелчком. Почему открытка от¬летает, а монета падает в стакан?
32. Есть два способа колки поленьев. В первом случае полено ударяют быстро движущимся топором. Во втором — слабым ударом загоняют топор в полено, а затем, взмахнув топором с насажанным поленом, бьют обухом о колод¬ку. Объясните механические явления, наблюдаемые при этом.
33. Почему удары о наковальню паровых молотов сотрясают почву гораздо меньше при тяжёлых наковальнях, чем при более легких?
34. Кирпич кладут на ладонь и ударяют по нему молотком. Почему рука, держащая кирпич, не ощущает боли от ударов молотка?
35. Мяч, спокойно лежавший на столе вагона при равномерном движении поезда, покатился: а) вперед по направлению движения поезда; б) на-зад против движения; в) вбок. На ка¬кое изменение в движении поезда указывает каждый из перечисленных случаев?
36. Всадник быстро скачет на лошади. Что будет со всадником, если лошадь споткнется?
37. В ряде случаев на горизонталь-ном участке пути автомобиль, мопед и другие машины довольно длительное время продолжают свое движение при неработающем двигателе. На каком механическом свойстве тел основан этот свободный ход машины?

Ответы. Инерция

30. Вследствие инертности капель воды.

31. Вследствие инертности монеты и недостаточного взаимодействия монеты и открытки.

32. В том случае, когда колют дро­ва, ударяя по полену топором, он, про­должая движение вследствие инертнос­ти, входит глубоко в неподвижное по­лено. Когда же ударяют обухом топо­ра, частично вошедшего в полено, о ко­лодку, на которой колют дрова, топор останавливается, а полено продолжает движение вследствие инертности и рас­калывается.

33. Тяжелые наковальни имеют большую массу и поэтому приобретают меньшую скорость при ударе молота.

34. Вследствие инертности кирпич за время удара не успеет значительно из­менить свою скорость и не будет до­полнительно давить на держащую его руку. Поэтому она не будет ощущать боли.

35. а) Поезд начал уменьшать ско­рость; б) увеличивать ее; в) сделал по­ворот.

36. При остановке лошади, двигаясь по инерции, всадник упадет вперед че­рез голову коня.

37. Свободный ход (движение маши­ны при неработающем двигателе) осно­ван на использовании свойства инерт­ности машины и тел, движущихся вмес­те с ней.

Сила. Явление тяготения. Сила тяжести

38. Какие тела взаимодействуют при падении камня, движении спутника, автомобиля, парусной лодки?
39. Масса второго тела вдвое боль-ше массы первого. Сравните силы тяжести, действующие на эти тела.
40. а) Если взвесить одно и то же тело на рычажных весах у подножия Эльбруса и на его вершине, то каков будет результат? Одинаков ли вес тела в этих двух местах?

б) На чувствительных пружинных весах взвесили тело А у подножия горы, а тело В на тех же весах — на ее вершине. Показания весов оказались одинаковыми. Сравните массы тел.
41. Барон Мюнхгаузен, герой известной повести Р.Э. Распе, привязав конец веревки к Луне, спускался по ней на Землю. В чем главная физическая несуразность такого передвижения?

Ответы. Сила. Явление тяготения. Сила тяжести

38. Камень и Земля, камень и воздух. Спутник и Земля, спутник и разреженный воздух. Автомобиль и воздух, колеса автомобиля и полотно дороги. Парус и воздух, корпус лодки и вода.

39. Сила тяжести пропорциональна массе тела.

40. а) Рычажные весы дадут одинаковые показания, хотя вес тела изменится (в такой же мере изменится и вес гири); б) вес тела определяется силой тяжести, которая зависит от массы тела и расстояния до центра Земли. Так как вес тел А и В одинаков, а тело В более удалено от центра Земли, то масса тела В больше массы тела А.

41. Герой повести никак не мог бы скользить по веревке к Земле, этому препятствовала бы сила притяжения его к Луне.

Вертикальное направление. Отвес

42. а) Укажите в комнате вертикальные и горизонтальные линии.
б) Укажите в комнате вертикальные и горизонтальные плоскости.
в) Можно ли на стене провести горизонтальную линию, наклонную, вертикальную?
г) Можно ли на полу провести вертикальную линию, горизонтальную?

43. а) Под каким углом наклонены друг к другу отвесные линии на полюсе и на экваторе?
б) Под каким углом наклонены друг к другу отвесные линии на полюсах Земли?

44. а) В землю воткнули шест. Как узнать, вертикально ли направление шеста?
б) Как проверить, верен уровень или нет?

45. Повторяет ли свободная поверхность океана шарообразную форму Земли?
Ответы. Вертикальное направление. Отвес

42. в) Можно; г) вертикальную — нельзя, горизонтальную — можно.

43. а) 90°; б) 180°.

44. а) С помощью отвеса. б) (С помощью исправного уровня. - Ред.)

45. Свободная поверхность воды в океане, перпендикулярная направлению силы тяжести в каждой точке, повторяет шарообразную форму Земли.