Конкурсная работа по физике. Всероссийская олимпиада «Познание и Творчество» (креативный тур)


Конкурсная работа по физике
Всероссийская олимпиада
«Познание и Творчество»
(креативный тур)
Выполнил: Жимспаев Дамир
ученик 7 класса
МБОУ лицей №1 г Сургут
Куратор: Бабчик И.И.
Учитель физики
МБОУ лицей №1 г Сургут
2013 г
Задание 1. Разгадайте кроссворд
1.ПА С С А Т Ы2.Х А РИ Т О Н 3.Б РИ З4.Л О М О Н О С О В 5.М А РИ Я 6.ЮН Г 7.И О Ф Ф Е 8.Э Л Е К Т РО Н
Пассаты – ветры, дующие между тропиками круглый год, в Северном полушарии с северо-восточного, в Южном — с юго-восточного направления, отделяясь друг от друга безветренной полосой.
Харитон Ю. Б. – выдающийся советский и российский физик-теоретик и физик-химик. Трижды Герой Социалистического Труда (1949, 1951, 1954).
Бриз – ветер, который дует на побережье морей и больших озёр. Направление бриза меняется дважды в сутки: дневной (или морской) бриз дует с моря на разогретое дневными лучами Солнца побережье. Ночной (или береговой) бриз имеет обратное направление.
Ломоносов М. В. – первый русский учёный - естествоиспытатель мирового значения, энциклопедист, химик и физик; он вошёл в науку как первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, и предначертал обширную программу физико-химических исследований; его молекулярно-кинетическая теория тепла во многом предвосхитила современное представление о строении материи и многие фундаментальные законы, в числе которых одно из начал термодинамики; заложил основы науки о стекле
Склодовская-Кюри, Мария – польско-французский учёный-экспериментатор (физик, химик), педагог, общественный деятель. Дважды лауреат Нобелевской премии: по физике (1903) и по химии (1911), первый дважды нобелевский лауреат в истории. Основала Институты Кюри в Париже и в Варшаве.
Юнг Томас – английский физик, врач, астроном и востоковед, один из создателей волновой теории света.
Иоффе А. Ф. – российский и советский физик, организатор науки, обыкновенно именуемый «отцом советской физики», академик (1920), вице-президент АН СССР (1942—1945), создатель научной школы, давшей многих выдающихся советских физиков, таких как А. Александров, М. Бронштейн, Я. Дорфман, П. Капица, И. Кикоин, Б. Константинов, И. Курчатов, Н. Семёнов, Я. Френкель и другие.
Электрон – стабильная, отрицательно заряженная элементарная частица, одна из основных структурных единиц вещества. Является фермионом (то есть имеет полуцелый спин). Относится к лептонам (единственная стабильная частица среди заряженных лептонов). Из электронов состоят электронные оболочки атомов, где их число и положение определяет почти все химические свойства веществ. Движение свободных электронов обусловливает такие явления, как электрический ток в проводниках и вакууме.
Задание 2. Каким прибором измеряют температуру? Опишите принцип его действия. Назовите максимальную и минимальную температуру окружающего воздуха этой зимой в вашем городе. Где больше молекул: при -20оС или при +20оС?
Термометр — прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее.

Принцип действия стеклянных жидкостных термометров основан на тепловом расширении жидкостей. При изменении температуры изменяется объем термометрической жидкости, при этом изменяется положение уровня жидкости в капилляре, по которому отсчитывается значение температуры. Жидкостные термометры изготавливаются из различных марок стекла резервуаров и наполняются различными термометрическими жидкостями или ртутью. Большим преимуществом последней является то, что она не смачивает стекло и легко может быть получена химически чистой.
Максимальная температура зимой 2012-2013 года была в Сургуте: t=-37°СМинимальная температура зимой 2012-2013 в Сургуте была: t=-4°СОт температуры зависит скорость движения молекул воздуха. Чем больше температура, тем больше скорость движения молекул, но число молекул от температуры не зависит.
477837548641000Задание 3. Возьмите самую толстую книгу или пачку бумаги. Измерьте длину, ширину и толщину книги (пачки). Определите (в см3) объем (V1) одного листа, если их количество известно. Рассчитайте массу одного листа, если плотность бумаги известна.
Возьмем книгу потолще, например:
Большой справочник школьника 5-11 класс.
Дано:
a = 26, 5 см.
b = 20, 5 см.
c = 4 см.
n = 552 листа
ρ(бумаги) = 800 кг./м3 = 0,8 г./см3 Решение: найдем общий объем книги, измерив ее длину, ширину и высоту:
Vобщий = a*b*c (м)3. Сосчитаем число листов.
V общий = 26, 5 см.*20, 5 см.*4 см. = 2173 (см)3
V1 = V общ./n (объем одного листа)
V1 = 2173 см.3/552 = 3,9365 см.3
Масса одного листа:m1 = V1* ρ
m1 = 3, 9365 см.3* 0,8 г./см.3 = 3,1492 г=0, 0031492кг.Вес одного листа: Р1= m1*g =0, 0031492кг * 10 Н/кг =0,031492Н
Ответ: объем листаV1 равен 3,9365 см.3;масса листа m1 = 3,1492 г. Вес листа Р1 =0,031492Н.
V1 –? ;m1 -?Р1-? Задание 4. Определите плотность пластилина. Все необходимые измерения проведите
самостоятельно. Почему он липкий? Объясните это явление с учетом молекулярного строения вещества.
Для определения плотности пластилина проведем опыт: возьмем весы, мензурку, гири и пластилин.
Начальный объем воды в мензурке 70 мл.

Опустим пластилин в воду. Теперь объем воды с пластилином увеличился и равен 80 мл.

Нам нужно узнать массу пластилина. Взвешиваем его на весах и получаем массу 14 грамм.

Нами проведены расчетные опыты и мы можем решить задачу.
Дано:
V1 = 70 мл. = 70 см.3
V2 = 80 мл. = 80 см.3
m = 14 грамм Решение:
Объем куска пластилина:V = V2- V1
V = 10 см.3
Плотность пластилина:ρ = m/V
ρ = 14 гр./10 см.3 = 1,4 гр./см.3 = 1400кг./м.3
Ответ: плотность пластилина равна 1400 кг/м3
Ρ - ? Пластилин изготавливают на основе измельченного порошка глины, добавляя в него воск, растительный или животный жир и другие вещества, удерживающие влагу. Из-за такого состава пластилин и липкий. Добавляющееся раньше сало, делало пластилин более податливым, скипидар более вязким, а смола придаёт ему чёрный цвет и большую плотность. Растительные масла брали для смягчения массы, чтобы был липкий, для твёрдости брали канифоль, и чтобы масса не прилипала к рукам брали картофельную муку. Серый фон пластилину придаёт петролатум, имеющий тёмный цвет из - за содержащихся в нём примесей. Пластилин не ядовит и не портится при хранении.
Задание 5. Опустите кусок пластилина в высокий сосуд с водой. Какое явление вы наблюдаете? Рассчитайте скорость движения пластилина в м/с и км/ч.
При движении пластилина в воде мы наблюдаем явление механического движения. Чтобы узнать скорость пластилина, нам нужно снова провести опыты: возьмем мензурку, линейку, секундомер и пластилин. Высота столба воды в мензурке равна 33 см. Падая в воде, пластилин проходит такой же путь: 33 см.

Теперь нужно узнать, за сколько секунд пластилин упадет на дно. В задаче не сказано, какой формы должен быть пластилин, поэтому я взял 2 формы куска: прямоугольную и круглую. Пластилин с круглой формой падает на дно за 1,78 с., а с прямоугольной за 2,61 с.
У круглого куска пластилина обтекаемая форма, на него действует меньшая сила сопротивления со стороны воды и он падает быстрее, чем кусок прямоугольной формы, хотя силы тяжести одинаковы, так как одинаковы массы кусков пластилина.

Дано:
t1 = 1,78 с.
t2 = 2,61 с.
S = 33 см. = 0,33 м. Решение:
Скорость движения тела, если оно близко к равномерному движению: U = S/t
U1 = 0,33м./1,78 с. ≈ 0,1853 м./с. * 3,6 ≈ 0,66708 км./ч.
U2 = 0,33 м./2,61 с. ≈ 0,1264 м./с. * 3,6 ≈ 0,45504 км./ч.
Ответ: скорость куска пластилина круглой формы U1 = 0,1853 м./с.= 0,66708 км./ч.; скорость куска пластилина прямоугольной формы U2 = 0,1264 м./с.= 0,45504 км./ч.
U - ? Пластилин медленно начинает затвердевать, на нем появляются пузырьки газа.
Задание 6. Слепите из этого же пластилина лодочку, полый кубик, сплошной кубик и поместите их в сосуд с водой. Опишите свои наблюдения. Определите вес каждого тела. Какое минимальное количество спичек нужно вставить в пластилин, чтобы он не тонул. Найдите отношение количества спичек к массе пластилина и отношение массы спичек к массе пластилина.
Из этого же куска пластилина слепим сначала лодочку, потом сплошной и полый кубики. Опустим их на поверхность воды и пронаблюдаем их поведение. Лодочка и полый кубик плавают в воде, а сплошной падает на дно, тонет. Пластилин тонет в воде, т. к. его плотность больше плотности воды (ρпл > ρв), Сила тяжести, действующая на пластилин со стороны Земли: Fтяж = mg = V*ρпл*g. Сила Архимеда, действующая на пластилин со стороны воды: FA = ρв*V*g. Если Fтяж>FA, то тело тонет в жидкости. Поэтому сплошной кубик опустится на дно.

FA действует на пластилин в воде снизу вверх, против силы тяжести Fтяж. Она зависит от V погруженного в жидкость тела (FA~Vтела). Для того, чтобы пластилин не тонул, надо увеличить его FA. Например, слепить из него лодочку, увеличив объем пластилина. Можно сделать из пластилина полое тело замкнутой формы, заполненное воздухом (сферу, куб). Средняя плотность этого тела уменьшиться и сила Архимеда возрастет. Тело будет плавать на поверхности воды.
Дано:
m = 14 гр. = 0,014 кг(масса куска пластилина).
g = 10 Н./кг. Решение: найдем вес куска пластилина:
P = m*g
P = 0,014 кг.* 10 Н./кг. = 0,14 Н.
Ответ: 0,14 Н. вес сплошного кубика и лодочки, а у полового кубика из-за воздуха, который находится в нем, вес будет чуть больше.
Р-?
Наложим на пластилин столько спичек, чтобы пластилин еще удерживался на поверхности воды. Сосчитаем их количество: 26 спичек.
Найдем отношение количества спичек к массе пластилина: 26 сп./14 г. ≈ 1,8571сп./г.
Масса одной спички ≈ 0,1 гр. Тогда масса всех спичек:2,6 г. Найдем отношение массы всех спичек к массе пластилина: 2,6 гр./ 14 гр. ≈ 0,1857 раз.
Задание 7. Катер прошел первую половину пути со средней скоростью в 2 раза большей, чем вторую. Средняя скорость на всем пути составила 4 км/ч. Какова скорость катера на первой половине пути?
Дано:
S1 = S2 = ½*S
U1 = 2*U2
Uср = 4 км./ч. Решение: Средняя скорость тела равна:
U = S/t = S/(t1*t2 )= = = = =
U = = ;
U = *U2 средняя скорость движения тела.
U2 = *U = *4= 3 скорость на втором участке пути.
U1 = 2*U2 = 2*3 = 6 км/ч – скорость на первом участке пути.
U1 - ? Ответ: скорость первой половины пути равна 6
Задание 8. Определите верхний предел измерений, цену деления и погрешность не менее 5-ти измерительных приборов и приспособлений, которые есть у вас дома. Опишите подробно, как вы находили цену деления шкалы каждого прибора.
Чтобы найти цену деления прибора нужно: вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.
Термометр

Цена деления: (40-20)/10 = 20/10 = 20С
Ответ: цена деления термометра 10С, предел измерения 1200С, погрешность равна 10С.
Гигрометр

Цена деления: (50-40)/10 = 10/10 = 1%
Ответ: цена деления гигрометра 1%, предел измерения 100%, погрешность равна 0,05 %.
Манометр

Цена деления: (2-1)/5 = 1/5 = 0,2bar
Ответ: цена деления манометра 0,2 bar, предел измерения 6 bar, погрешность равна 1 bar.
Барометр

Цена деления: (740-730)/10 = 10/10 = 1мм.рт.ст.
Ответ: цена деления барометра 1мм.рт.ст., предел измерения 800мм.рт.ст., погрешность равна 0,05 мм.рт.ст.
Медицинский градусник

Цена деления: (38-37)/10 = 1/10 = 0,10С. Погрешность измерения составляет половину цены деления прибора: 0,050С.
Ответ: цена деления градусника 0,10С, предел измерения 420С, погрешность равна 0,050С.
Задание 9. Скорость звука равна примерно 330 м/с. Что это означает? Какой должна быть скорость велосипедиста, чтобы он не слышал звука ударов пустой консервной банки, привязанной длинной веревкой к велосипеду?
Это значит, что за одну секунду звук распространяется на расстояние 330 м.
Скорость звука относительно велосипедиста при движении в одном направлении равна U = U1 – Uвел
Если скорость велосипедиста примерно равна Uвел = 15 км./ч. = 15 *10/36 ≈ 4,16 м./с, то скорость звука относительно велосипедиста будет равна:
U1 = 330 м./с. – 4,16 м./с. = 325,84 м./с. , т.к. скорость Uзвука больше скорости Uвел, то велосипедист услышит звук. Чтобы он его не слышал он должен развить скорость больше, чем Uзвука , а точнее больше 325,84 м./с.
Задание 10. Спираль-парашют Приготовьте для опыта две полоски тонкой бумаги 15 см длинной и 1-2 см шириной. Сверните их вместе на две третьи длины, изогните слегка направо и налево оставшиеся свободные концы в виде буквы «У». Отпустите его так, чтобы парашют падал с возможно большей высоты. Под действием каких сил и как происходит движение? Изготовим спираль – парашют.


Под действием силы тяжести, парашют падает вниз. На него действуют две силы. Первая: сила тяжести со стороны Земли, приложенная к центру тела и направленная вниз, к центру Земли. Вторая: сила сопротивления воздуха, приложенная к центру тела и направленная вверх, против скорости движения тела. Эти силы примерно равны, поэтому движение такого парашюта можно считать близким к равномерному движению.

Отзыв: В этом конкурсе я участвую уже второй раз, мне очень нравится! Особенно креативный тур, где много практических задач. Для их решения надо проводить опыты и делать измерения. Это очень интересно. Экспериментальные законы в физике открываются именно опытным путем. Спасибо организаторам за интересные задания. Поздравляю всех с праздником «масленицы»! Здоровья, успехов, прекрасного весеннего настроения!


Приложенные файлы

  • docx rabota. doc
    fail24
    Размер файла: 4 MB Загрузок: 3