Школьный конкурс "Лучший по физике".

Школьный конкурс «Лучший по физике»

Краткая аннотация к разработке:

Данный конкурс предназначен для учеников общеобразовательных школ, колледжей, училищ. Позволяет привлечь всех заинтересованных физикой обучающихся и учеников, которые желают заработать дополнительные оценки по предмету.

Цель конкурса: выявить лучших учеников по физике среди обучающихся 7-11 классов.

Задачи конкурса:

1. Предоставить возможность всем обучающимся по физике принять участие в конкурсе.

2. Заинтересовать обучающихся предметом через нестандартные задания конкурса.

3. Отметить наиболее успешных учеников по физике дополнительными поощрениями.

(Объявление для участия в конкурсе)

Внимание всем желающим!

Объявляется конкурс «Лучший по физике».

В конкурсе могут принять участие ученики 7-11 классов. Конкурс будет проходить в этапа.

этап: отборочный. Будет проходить с 4 апреля по 7 апреля. Все желающие принять участие в конкурсе получают 20 вопросов, на которые отвечают в течение 4-ёх дней. 10 участников, набравших наибольшее количество баллов за ответы, проходят во этап конкурса.

этап: полуфинал. Будет проходить с 11 апреля по 13 апреля. В нём принимают участие 10 лучших учеников по физике. Они будут решать 6 экспериментальных задач. 4 участника с наибольшими баллами проходят в этап.

этап: финал. Он состоится 15 апреля. На этом этапе 4 участника ответят на шутливые физические вопросы, решат физические головоломки, заполнят чайнворд, проведут физический эксперимент. На этом этапе определится победитель конкурса «Лучший по физике в школе», а также «Лучший по физике в классе», «Лучший по физике в своей параллели».

Всем, принявшим участие в конкурсе, будут выставлены оценки в соответствии с набранными баллами (за каждые набранные при решении задач 5 баллов будет выставлена оценка «5» в журнале). 10 лучших по физике получат оценку «5» в V четверти (для 7-9 классов) и во полугодии (для 10-11 классов).

4 участника финала будут иметь право: вместо итоговой контрольной работы по физике написать реферат или выполнить презентацию по любой выбранной теме.

Вопросы к конкурсу «Лучший по физике»

этап.

(Все ответы на вопросы должны быть пояснены с физической точки зрения, можно сделать пояснения с помощью рисунка, схемы, формул, законов. При верном решении, участник получит определённое количество баллов, которые указаны рядом с каждым вопросом)

1. Почему лыжник не проваливается на рыхлом снегу? (1балл)

2. Когда весы верно показывают ваш вес? (2 балла)

3.Космонавту, находящемуся в открытом космосе, необходимо вернуться на корабль. Как же космонавту сдвинуться с места, если оттолкнуться ногами не то чего? (2 балла)

4. Как вытащить клубок пряжи или катушку ниток, закатившиеся под диван, не залезая под него и не отодвигая? (3 балла)

5. При выстреле из винтовки в круто сваренное яйцо, пуля пробивает в нём сквозное отверстие, а если выстрелить в сырое яйцо, то оно разбивается вдребезги. Объясни это явление. (3 балла)

6. Почему мыло смывает грязь? (4 балла)

7. Что труднее: идти пешком или ехать на велосипеде? Рассмотри два случая: а) ровная асфальтированная дорога, б)дорога неровная, с ухабами и кочками? (5 баллов)

8. Как с помощью магнита можно очистить семена культурных растений от сорняков? Подсказка: сорняки обладают ворсистыми семенами, а семена культурных растений гладкие. (5 баллов)

9.Чтобы лучше видеть своё лицо в зеркале, куда надо поместить лампу: впереди себя или позади себя? (5 баллов)

10. Будут ли затоплены материки Мировым океаном, если весь плавающий в нём лёд по каким-нибудь причинам растает? (6 баллов)

11. Почему зимой в сильные морозы реки не промерзают до дна? (6 баллов)

12. Как образуется ледяная сосулька? (7 баллов)

13. Можно ли с помощью льда добыть огонь? (7 баллов)

14. Как с помощью обыкновенной линейки определить высоту дерева в солнечный день? (8 баллов)

15. Какие стаканы более пригодны для горячего чая: толстостенные или тонкостенные? (9 баллов)

16. Как определить знаки полюсов аккумулятора, имея при себе: а) два проводника и стакан с водой; б) две медных проволоки и картофелину? (10 баллов)

17. Почему кошка, из какого бы положения ни начала падать, всегда приземляется на лапы? (10 баллов)

18. Почему птицы садятся на провода высоковольтной передачи, и их не поражает током? (10 баллов)

19. Если просверлить земной шар по диаметру и в образовавшуюся сквозную шахту бросить гирю, то что произойдёт с ней в центре Земли? Сопротивление воздуха не учитывать. (10 баллов)

20. Как надо прорыть туннель сквозь гору, чтобы дождевая вода его не затопила? Подсказка: используй закон всемирного тяготения. (10 баллов)

Вопросы к конкурсу «Лучший по физике»

этап.

(Все ответы на вопросы должны быть пояснены с физической точки зрения, можно сделать пояснения с помощью рисунка, схемы, формул, законов. При верном решении, участник получит определённое количество баллов, которые указаны рядом с каждым вопросом)

1. Каким образом можно найти ёмкость любой кастрюли, имеющейся у вас на кухне, если есть весы и набор гирь? (5 баллов)

2. Имеется стакан цилиндрической формы, до краёв наполненный жидкостью. Как разделить содержимое стакана на две равные части, имея ещё один сосуд произвольной формы и меньшего размера?

Подсказка: нарисуй чертёж и укажи на нём плоскость, разделяющую цилиндр на две равные части. (5 баллов)

3. Два товарища стояли на балконе и размышляли над тем, как определить, в чьей коробке осталось меньше спичек, не открывая коробок. Объясни, как это сделать. (10 баллов)

4. Каким образом определить, как можно точнее, диаметр тонкой проволоки, имея для этого только листок (тетрадь) в клетку и карандаш

Подсказка: намотай на карандаш вплотную проволоку. (5 баллов)

5. Можешь ли ты с помощью пустой консервной банки и секундомера измерить высоту своего дома? Подсказка: если банку сбросить с крыши дома, то звук удара банки об асфальт будет отчётливо слышен. (5 баллов)

6. Как узнать массу и длину медного проводника, из которого сделана обмотка катушки электромагнита, не разматывая её? У тебя в наличии имеются источник тока, амперметр, вольтметр и микрометр. Подсказка: сопротивление и масса проводника зависят от его диаметра и длины. (10 баллов).

7. Зачем рыбам нужны продольно расположенные и ориентированные гребни, лунки, шипы и бугорки на чешуе? (5 баллов)

8. Какую роль при плавании рыбы играет её пузырь? (5баллов)

9. Зачем, прежде чем варить яйцо, в его тупом конце делают прокол тонкой иглой?(5 баллов)

10. Как заставить картофель свариться быстрее и при этом сохранить больше питательных веществ? (5 баллов)

11. В жаркий летний день ты отдыхаешь на берегу реки. Тебе захотелось искупаться, а может, и переплыть реку. Не торопись! Надо хотя бы примерно знать ширину реки, чтобы правильно рассчитать свои силы. Как это сделать, разумеется, приблизительно, с помощью сорванной на берегу травинки.

Подсказка: вспомни правило подобных треугольников. (10 баллов)

12. Как с помощью одной лишь линейки, не

имеющей делений, определить положение

центра тяжести однородной металлической

пластины, все углы у которой прямые? (см. рис.)

(10 баллов)

13. В распоряжении имеются штатив, пружина, линейка и единственная гиря известной массы. Как с помощью этих предметов можно определить массу других тел?

Подсказка: воспользуйся законом Гука.(10 баллов)

Ответы к конкурсу «Лучший по физике»

этап.

1. Почему лыжник не проваливается на рыхлом снегу? (1балл)

Ответ. Потому, что давление тела зависит от площади опоры, на которую оно давит : p= , т.е.чем больше площадь опоры, тем меньше давление, и наоборот. Площадь обуви лыжника гораздо меньше, чем площадь лыж, поэтому давление на снег будет меньше и лыжник не проваливается.

2. Когда весы верно показывают ваш вес? (2 балла)

Ответ. Только тогда, когда вы стоите на платформе весов совершенно неподвижно. Если вы нагибаетесь, то мускулы, пригибающие верхнюю часть тела, подтягивают в то же время нижнюю часть тела вверх, уменьшая тем самым давление на весы. Когда вы прекращаете сгибание туловища, то усилие мышц направлено на «расталкивание» обеих частей тела в исходное положение, и вес тела увеличивается. Даже поднятие или опускание руки вызывает колебание весов. Таким образом, если вы хотите знать свой истинный вес, стойте смирно на платформе весов и не дышите! А вот действием внутренних сил мы можем увеличить или уменьшить его.

3.Космонавту, находящемуся в открытом космосе, необходимо вернуться на корабль. Как же космонавту сдвинуться с места, если оттолкнуться ногами не то чего? (2 балла)

Ответ. Чтобы космонавту сдвинуться с места, ему необходимо отбросить от себя какой-нибудь предмет. Если его не окажется, положение космонавта станет трагическим. Если предмет будет брошен, тогда по закону сохранения импульса МV=mυ ,где М и m – массы человека и отброшенного предмета, V и υ – скорости космонавта и предмета. Тогда, человек приобретает скорость, равную V = ·υ. Подобным же образом движется в космическом пространстве и сама ракета. Она отбрасывает продукты горения в одну сторону, а сама движется за счёт этого в другую сторону.

4. Как вытащить клубок пряжи или катушку ниток, закатившиеся под диван, не залезая под него и не отодвигая? (3 балла)

Ответ. Надо потянуть нить в горизонтальном положении относительно пола. Вращающий момент, вызванный действием силы натяжения нити, будет направлен в ту же сторону, куда направлена сила, поэтому катушка будет двигаться в вашу сторону. А если потянуть нить под углом к катушке, то катушка спрячется ещё дальше.

5. При выстреле из винтовки в круто сваренное яйцо, пуля пробивает в нём сквозное отверстие, а если выстрелить в сырое яйцо, то оно разбивается вдребезги. Объясни это явление. (3 балла)

Ответ. По закону Паскаля давление жидкости по всем направлениям передаётся одинаково. Поэтому сырое яйцо (жидкость) передаёт удар пули (давление) во все стороны с одинаковой силой, и яйцо разлетается. Твёрдое тело передаёт давление только в одном направлении – в направлении действующей силы. Поэтому в круто сваренном яйце образуется только сквозное отверстие.

6. Почему мыло смывает грязь? (4 балла)

Ответ. Потому, что пузырёк мыльной пены захватывает частичку грязи. При намыливании образуется пена – множество мельчайших мыльных пузырьков. Частички грязи, не растворимые в воде, соприкасаясь с оболочкой воздушного пузырька, пристают к ней или обволакиваются, и вода смывает мыльную пену вместе с грязью. Более наглядно действие мыла видно, когда моешь руки в тазу. Крупинки грязи вместе с мыльной пеной всплывают на поверхность воды: каждый пузырёк пены как воздушный шар поднимает частицу грязи.

7. Что труднее: идти пешком или ехать на велосипеде? Рассмотри два случая: а) ровная асфальтированная дорога, б) дорога неровная, с ухабами и кочками? (5 баллов)

Ответ. По ровной дороге лучше ехать на велосипеде, а по ухабам и кочкам легче идти пешком.

а) Правило механики гласит: для того, чтобы увеличить скорость, нужно затратить больше энергии. Поэтому проехать 5 км за 15 мин. на велосипеде менее затруднительно, чем пройти тот же путь за 1 час. Почему? А потому, что кроме механики, рассматривающей тебя как движущееся тело, есть ещё биомеханика, присущая человеку как живому организму. Прежде чем переместиться вперёд на полметра, ты должен оторвать пятку от земли с помощью икроножной мышцы и поднять все свои килограммы примерно на 5 сантиметров. Следовательно, ходьба состоит в попеременном приподнимании тела то на одной ноге, то на другой. А поднимать тяжести утомительнее, чем катиться на велосипеде.

б) Но достаточно встретить на дороге пригорок, и станет ясно, что способ передвижение, изобретённый природой, все-таки более экономичный. Неровности пути легко преодолеваются благодаря мускулатуре ног – вы их и не заметите. А вот колесить по ухабам и в гору на велосипеде намного труднее.

8. Как с помощью магнита можно очистить семена культурных растений от сорняков? Подсказка: сорняки обладают ворсистыми семенами, а семена культурных растений гладкие. (5 баллов)

Ответ. Сорняки имеют ворсистые семена, а семена полезных трав гладкие. Если засоренные семена культурных растений обсыпать железным порошком, то крупинки железа плотно облепят семена сорняков, но не пристанут к гладким семенам полезных растений. Затем эту смесь помещают в поле действия сильного электромагнита. Смесь семян при этом автоматически разделяются на чистые семена и сорную примесь: магнит вылавливает из смеси все те семена, которые облеплены железными опилками.

9.Чтобы лучше видеть своё лицо в зеркале, куда надо поместить лампу: впереди себя или позади себя? (5 баллов)

Ответ. Лампу надо поместить впереди себя, тогда ты увидишь в зеркале отражение своего освещённого лица. Если лампу поместить позади себя, то ты увидишь в зеркале освещённое отражение своего затемнённого лица.

10. Будут ли затоплены материки Мировым океаном, если весь плавающий в нём лёд по каким-нибудь причинам растает? (6 баллов)

Ответ. Нет. Вес льда будет равен весу воды, получившейся из него при таянии, потому (по закону плавания тел) вода займёт объём погруженной части льда и уровень Мирового океана не изменится.

11. Почему зимой в сильные морозы реки не промерзают до дна? (6 баллов)

Ответ. Вода при температуре +4⁰С имеет наибольшую плотность и находится у дна реки. Благодаря этому прекращается конвективное перемещение воды в вертикальном направлении, и дальнейшее остывание воды не происходит.

12. Как образуется ледяная сосулька? (7 баллов)

Ответ. Чтобы могли образоваться ледяные сосульки, необходимо наличие двух температур: таяние снега – выше нуля и замерзание воды – ниже нуля. Идеальным местом для такого процесса является покатая крыша: снег на склоне крыши тает под действием солнечных лучей, нагретый до температуры выше нуля, а стекающие капли воды у края крыши замерзают, потому что здесь температура ниже нуля. Даже на морозе в 1-2⁰ С снег на крыше может растаять, т.к. здесь солнечные лучи падают на крышу не полого, как на землю, а круче, под углом. Но под крышей температура ниже нуля, и капля замерзает. На замёрзшую каплю натекает следующая и тоже замерзает. Постепенно образуется ледяной бугорок, который со временем удлиняется и образует ледяную сосульку.

13. Можно ли с помощью льда добыть огонь? (7 баллов)

Ответ. Да. Известно, что с помощью двояковыпуклой линзы, фокусируя солнечные лучи, можно поджечь сухой листик, соломинку и т.д. Для добывания огня может служить и лёд, если он достаточно прозрачен. Правда, лёд достаточно хрупкий при обработке, поэтому трудно изготовить прозрачную ледяную линзу идеальной формы. Но можно поступить следующим образом: налить чистую воду в чашу надлежащей формы и заморозить, а затем, слегка подогрев чашу, вынуть из неё готовую линзу. Лёд, преломляя лучи, сам не нагревается и не тает. Показатель преломления льда (1,3), и лишь немногим меньше, чем у воды (1,34) и стекла (1,5 – 1,6), поэтому с помощью льда можно смело добывать огонь.

14. Как с помощью обыкновенной линейки определить высоту дерева в солнечный день? (8 баллов)

Ответ. Так как Солнце находится далеко от Земли, то солнечные лучи примем за параллельные прямые. Тогда треугольник АВС подобен треугольнику А₁В₁С₁ (см. рис.). В подобных треугольниках соответствующие стороны пропорциональны. = , где АВ - высота дерева; А₁В₁ – длина поставленной вертикально линейки; ВС – длина тени дерева; В₁С₁ – длина тени линейки на земле. Тогда высота дерева равна: АВ = ВС (1). Следовательно, чтобы определить высоту дерева, не влезая на него, надо: поставить линейку вертикально недалеко от дерева: отметить длину тени дерева и тени линейки и измерить их той же линейкой. Полученные данные подставить в формулу (1).

А

А₁

В С В₁ С₁

15. Какие стаканы более пригодны для горячего чая: толстостенные или тонкостенные? (9 баллов)

Ответ. Для горячего чая более пригодны тонкостенные стаканы. Все знают, что стаканы часто трескаются от горячей воды. Причина – неравномерное расширение стекла. Горячая вода, налитая в стакан, прогревает его стенки не сразу: сначала нагревается внутренний слой стенок, в то время как наружный слой ещё не успевает прогреться. Нагретый слой стекла начинает расширяться и давит изнутри на менее прогретые слои. Происходит разрыв – стекло лопается. И чем толще такая стенка, тем более неравномерно прогреваются, а значит, и расширяются её слои. Поэтому толстые стаканы являются самыми непрочными: они лопаются чаще, чем тонкие. А вот тонкая стенка стакана прогревается быстрее. Надо только помнить, что тонкими у стакана должны быть не только стенки, но и дно.

16. Как определить знаки полюсов аккумулятора, имея при себе: а) два проводника и стакан с водой; б) две медных проволоки и картофелину? (10 баллов)

Ответ. а) Следует соединить проводники с полюсами батареи, свободные концы опустить в стакан с водой. В стакане начнётся электролиз воды, который можно наблюдать по пузырькам газов, выделяющихся у каждого свободного конца проводников. Т.к. молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (Н₂О), то водорода выделяется в два раза больше. Понаблюдав, на каком электроде выделяется больше пузырьков, можно установить, где выделяется водород. Т.к. ионы водорода имеют положительный заряд (Н⁺), то они должны выделяться на катоде – отрицательном полюсе батареи.

б) Присоединить медные проводки к клеммам аккумулятора, а свободные концы воткнуть в картофелину. Проходя по ней, ток вызовет электролиз воды, содержащейся в картофелине. У проводника, соединённого с отрицательным полюсом батареи, будет выделяться водород, , а около соединённого с положительным полюсом – кислород. Взаимодействуя с медью, кислород образует окислы и гидроокислы, которые окрашивают картофелину в голубовато-зелёный цвет. Около другого проводника окрашивания не будет. Т.о., проводник, рядом с которым картофелина зеленеет, соединён с положительным полюсом аккумулятора.

17. Почему кошка, из какого бы положения ни начала падать, всегда приземляется на лапы? (10 баллов)

Ответ. Причина в том, что мудрая природа заложила в кошку «знание» закона сохранения момента количества движения. «Замедленная» съёмка показывает, что в момент падения кошка начинает быстро вращать хвостом, в результате чего её туловище поворачивается в противоположную сторону. Вращение хвоста прекращается, когда лапки оказываются внизу. Т.о., своим хвостом кошка создаёт вращательный момент.

18. Почему птицы садятся на провода высоковольтной передачи, и их не поражает током? (10 баллов)

Ответ. Тело сидящей на проводе птицы представляет собой ответвление цепи, сопротивление которой, по сравнению с коротким участком между лапками птицы, огромно. Поэтому сила тока, проходящая по телу птицы по закону Ома, ничтожна и безвредна для птицы. Но если бы она, сидя на проводе, коснулась столба крылом, хвостом или клювом, то была бы мгновенно убита током, который устремился бы через её тело в землю. Птица могла бы быть убита током, если бы коснулась, например, хвостом, параллельного провода. К счастью, расстояние между параллельными проводами намного превышает размер даже самых крупных птиц.

19. Если просверлить земной шар по диаметру и в образовавшуюся сквозную шахту бросить гирю, то, что произойдёт с ней в центре Земли? Сопротивление воздуха не учитывать. (10 баллов)

Ответ. В центре Земли гиря будет невесомой, т.е. вес гири будет равен нулю. Согласно закону тяготения, земной шар притягивает внешние тела так, как если бы вся его масса была сосредоточена в центре. Тогда, углубляясь в недра Земли и приближаясь к центру, гиря должна весить больше. Это не верно: с углублением в Землю тела не увеличивают свой вес, а, наоборот, уменьшают. Это объясняется тем, что притягивающая сила Земли действует на тело не с одной стороны, а со всех сторон. Гиря в глубине Земли притягивается вниз частицами Земли, расположенными ниже гири, но в то же время притягивается вверх теми частицами, которые лежат выше её. Поэтому вес тела по мере углубления в Землю должен быстро уменьшаться. Достигнув центра Земли, тело совсем утратит вес и застынет в невесомости, т.к. окружающие его частицы будут притягивать гирю со всех сторон с одинаковой силой.

20. Как надо прорыть туннель сквозь гору, чтобы дождевая вода его не затопила? Подсказка: используй закон всемирного тяготения. (10 баллов)

Ответ. Чтобы вода не заливала туннель, его прорывают по прямым линиям, касательным к крайним точкам туннеля. На рисунке показаны три способа проведения туннелей сквозь горы.

1 2 3 Чтобы дождевая вода не скапливалась в туннеле и не затопляла его, надо его прорыть так, как показано на рисунке 1. Его прорывают по прямым линиям, касательным к земной поверхности в крайних точках туннеля и он сначала идёт немного вверх, затем вниз. Дождевая вода не застаивается в нём, а сама стекает к краям. Туннель, который изображён на рисунке 2, идёт по дуге, в каждой точке которой прямые образуют углы 90⁰ с направлением земных радиусов. Вода не вытекает из такого туннеля, т.к. находится в равновесии. Если проложить туннель по прямой линии (рис. 3), он будет с обоих концов иметь лёгкий наклон вниз к середине. Вода при этом не будет вытекать из туннеля, а скапливаться в средней, самой низкой его части.

Ответы на вопросы к конкурсу «Лучший по физике».

этап.

1. Каким образом можно найти ёмкость любой кастрюли, имеющейся у вас на кухне, если есть весы и набор гирь? (5 баллов)

Ответ. Объём кастрюли V=, где 𝓂₁- масса пустой кастрюли, 𝓂₂ - масса кастрюли с водой, ρ – плотность воды. Массу находим с помощью весов и гирь, а плотность чистой воды составляет 1000кг/м³.

2. Имеется стакан цилиндрической формы, до краёв наполненный жидкостью. Как разделить содержимое стакана на две равные части, имея ещё один сосуд произвольной формы и меньшего размера?

Подсказка: нарисуй чертёж и укажи на нём плоскость, разделяющую цилиндр на две равные части. (5 баллов)

Ответ.

N M N

М

а) б)

Проведём плоскость через точки МN (как на рисунке а). Она рассечёт цилиндр на две симметричные и равные по объёму фигуры. Теперь надо, постепенно наклоняя стакан, отливать жидкость до тех пор, пока чуть-чуть не покажется дно (рис.б). В этот момент в стакане останется ровно половина жидкости.

3. Два товарища стояли на балконе и размышляли над тем, как определить, в чьей коробке осталось меньше спичек, не открывая коробок. Объясни, как это сделать. (10 баллов)

Ответ. Надо одновременно уронить обе коробки с балкона. Та из них, которая достигнет земли раньше, содержит больше спичек. На падающий коробок действуют сила притяжения к Земле и сила сопротивления воздуха. Сила тяжести зависит от массы тела и для полного коробка больше. А сила сопротивления для обоих коробков одинакова. Поэтому для более полного коробка равнодействующая сил будет больше и, следовательно, он будет иметь большее ускорение. А значит, наберёт скорость быстрее и земли достигнет быстрее.

4. Каким образом определить, как можно точнее, диаметр тонкой проволоки, имея для этого только листок (тетрадь) в клетку и карандаш

Подсказка: намотай на карандаш вплотную проволоку. (5 баллов)

Ответ. В школьных тетрадках сторона каждой клеточки довольно точно равна половине сантиметра, поэтому можно довольно точно определить диаметр проволоки. Для этого надо плотно намотать проволоку на карандаш так, чтобы она занимала целое число клеток. При этом, чем большее число витков намотаешь, тем точнее получится результат. Потом надо разделить длину намотанной проволоки на число витков – получится величина диаметра проволоки.

5. Можешь ли ты с помощью пустой консервной банки и секундомера измерить высоту своего дома? Подсказка: если банку сбросить с крыши дома, то звук удара банки об асфальт будет отчётливо слышен. (5 баллов)

Ответ. Это можно сделать следующим образом: встать на крышу дома и выпустить банку из рук, одновременно засекая время падения банки до удара о землю. Если дом не очень высок, то высоту дома можно определить, учитывая, что банка движется равноускоренно, используя формулу h≈ , где ℊ- ускорение свободного падения, 𝓉- время падения банки.

6. Как узнать массу и длину медного проводника, из которого сделана обмотка катушки электромагнита, не разматывая её? У тебя в наличии имеются источник тока, амперметр, вольтметр и микрометр. Подсказка: сопротивление и масса проводника зависят от его диаметра и длины. (10 баллов).

Ответ. Надо собрать электрическую цепь, состоящую из источника тока, катушки, амперметра и вольтметра, который подключается к катушке. Замкнув цепь, определить по показаниям амперметра и вольтметра силу тока I и напряжение U в цепи. По закону Ома найдём сопротивление электромагнита:

R =

Затем с помощью микрометра измерить диаметр проволоки d, а потом рассчитать её длину по формуле: ℓ = = , где ρ – удельное сопротивление меди (определяется по справочнику); S – площадь сечения круглой проволоки (S=). Масса проволоки определяется по формуле:

m = DℓS = , где D – плотность меди (определяется по справочнику).

7. Зачем рыбам нужны продольно расположенные и ориентированные гребни, лунки, шипы и бугорки на чешуе? (5 баллов)

Ответ. Продольный рельеф на чешуе рыбы разбивает поток воды на отдельные струи. Когда тело движется в воде, за ним образуются вихри, которые препятствуют движению, тормозят его. Продольный рельеф на чешуе создаёт струйное течение, препятствующее образованию вихрей, а значит, рыба встречает меньшее гидродинамическое сопротивление, тратит меньше энергии на движение и, следовательно, плывёт быстрее.

8. Какую роль при плавании рыбы играет её пузырь? (5 баллов)

Ответ. Плавательный пузырь помогает рыбе сохранять положение равновесия и оставаться на определённой глубине. Т.к. рыба не может произвольно раздувать или сжимать свой плавательный пузырь, изменение его объёма происходят пассивно, под действием усиленного или ослабленного наружного давления, согласно закону Бойля-Мариотта: при постоянной температуре объём данной массы газа (воздуха в плавательном пузыре) обратно пропорционален его давлению. Когда рыба погружается, её тело испытывает большое давление со стороны воды и сжимается, сдавливая пузырь. При всплытии, наоборот, тело рыбы испытывает меньшее наружное давление и пузырь расширяется. Сжимать или расширять пузырь рыба не в состоянии, т.к. стенки её плавательного пузыря лишены мышечных волокон. Если же рыба хочет погрузиться или всплыть, она делает это с помощью плавников.

9. Зачем, прежде чем варить яйцо, в его тупом конце делают прокол тонкой иглой?(5 баллов)

Ответ. Прокалывают тупой конец яйца иглой, чтобы при нагревании скорлупа не лопнула. Когда яйцо нагревается, воздух внутри воздушного мешка, который находится в тупом конце яйца, расширяется и начинает давить на скорлупу, угрожая сломать её. И хотя в скорлупе имеются поры, обеспечивающие газообмен, при быстром нагревании эти «предохранительные» клапаны могут не выдержать. Именно по этой причине нельзя варить сырые яйца в скорлупе в микроволновой печи.

10. Как заставить картофель свариться быстрее и при этом сохранить больше питательных веществ? (5 баллов)

Ответ. Чтобы картофель сварился быстрее, надо перед варкой бросить в кастрюлю с картофелем и водой кусочек сливочного масла. Нагреваясь, оно растопится и покроет поверхность воды тонкой плёнкой. Эта защитная плёнка препятствует процессу испарения воды. А процесс испарения всегда сопровождается уменьшением температуры воды и её количества. Часто бывает: половина жидкости уже выкипела, а картофель ещё не сварился. Приходится доливать воду и варить дальше, а на это требуется лишнее время. Поэтому не стоит жалеть небольшой кусочек масла: он позволит сэкономить время, да и сам картофель при такой варке потеряет меньше питательных веществ.

11. В жаркий летний день ты отдыхаешь на берегу реки. Тебе захотелось искупаться, а может, и переплыть реку. Не торопись! Надо хотя бы примерно знать ширину реки, чтобы правильно рассчитать свои силы. Как это сделать приблизительно, с помощью сорванной на берегу травинки.

Подсказка: вспомни правило подобных треугольников. (10 баллов)

Ответ. Встань у самой реки, выбери на противоположном берегу, как можно ближе к воде, два хорошо заметных предмета. Найди травинку, чтобы она закрывала промежуток между выбранными предметами (один глаз при этом надо закрывать). После этого сложи травинку пополам и отходи от берега до тех пор, пока она вновь не закроет промежуток между теми же предметами. Затем измерь расстояние между точками, где ты стоял. Оно и будет примерно равно ширине реки.

12. Как с помощью одной лишь линейки, не

имеющей делений, определить положение центра

тяжести однородной металлической

пластины, все углы у которой прямые? (см. рис.)

(10 баллов)

Ответ. Разобьём мысленно пластину на прямоугольники, как показано на рисунке.

О О

1 2 3

Центр тяжести одного прямоугольника будет лежать в точке, где пересекаются его диагонали. Также найдём центр тяжести второго прямоугольника (рис. 1). Центр тяжести пластины должен находиться на прямой, соединяющей точки пересечений диагоналей. Аналогично находим центры тяжести для прямоугольников на рисунке 2. Но если центр тяжести одновременно должен лежать на двух прямых, то он должен совпасть с точкой пересечения линий на рисунках 1 и 2 (см. рис. 3).

13. В распоряжении имеются штатив, пружина, линейка и единственная гиря известной массы. Как с помощью этих предметов можно определить массу других тел?

Подсказка: воспользуйся законом Гука.(10 баллов)

Ответ. По закону Гука при не очень больших нагрузках (в области упругих деформаций) удлинение пружины 𝓍 прямо пропорционально приложенной силе F:

F=К𝓍, где К – коэффициент упругости (или жёсткости), зависящий от материала и размеров пружины. Под действием гири известной массы пружина испытывает растяжение 𝓍₁, а под действием тела, массу которого надо определить, пружина растягивается на 𝓍₂. Тогда по закону Гука имеем:

F₁=К𝓍₁, F₂=К𝓍₂.

F₁=𝓂₁ ℊ, а F₂=𝓂₂ ℊ, где 𝓂_{1 –} масса известной гири, 𝓂₂ – масса искомого тела. Тогда имеем два равенства:

𝓂₁ ℊ= К𝓍₁ и 𝓂₂ ℊ= К𝓍₂.аковые величин

Поделим почленно эти равенства:

= , сократив одинаковые величины, получим:

=, отсюда определим массу искомого тела: 𝓂₂₌ 𝓂₁.

Удлинение пружины измеряем линейкой, а масса 𝓂₁ нам известна.

Задания 3 тура

1) Ответь на вопросы

1. Чему равно расстояние между двумя столкновениями школьников на перемене?

2. Какой кулон нельзя повесить на шею?

3. Каким метром нельзя измерить длину?

4. Какие кольца нельзя надеть на палец?

5.Какая моль не проедает одежду?

6. Какое поле нельзя засеять?

7. Какой проводник не принесёт вам чая в поезде?

8. Какую трубку нельзя выкурить?

9. Какое ядро нельзя вставить в пушку?

10. В какую камеру нельзя посадить преступника?

11. На каких волнах нельзя поплавать?

12. На какую катушку не наматывают нитки?

Ответы к заданиям 3 тура

1. Чему равно расстояние между двумя столкновениями школьников на перемене?

(длине свободного пробега)

2. Какой кулон нельзя повесить на шею?

(Кулон – единицу измерения электрического заряда)

3. Каким метром нельзя измерить длину?

(метр – наставник, учитель)

4. Какие кольца нельзя надеть на палец?

(кольца Ньютона)

5.Какая моль не проедает одежду?

(Моль – единица измерения количества вещества)

6. Какое поле нельзя засеять?

(электрическое, магнитное, гравитационное и т.д.)

7. Какой проводник не принесёт вам чая в поезде?

(электрический проводник)

8. Какую трубку нельзя выкурить?

(электронно-лучевую трубку)

9. Какое ядро нельзя вставить в пушку?

(атомное ядро)

10. В какую камеру нельзя посадить преступника?

(в камеру Вильсона – камера для наблюдения микрочастиц)

11. На каких волнах нельзя поплавать?

(на радиоволнах)

12. На какую катушку не наматывают нитки?

(на катушку индуктивности)

2) Реши чайнворд.

Чайнворд

(Чайнворд выполняется в виде «улитки», свёрнутой в спираль. Каждая последняя буква слова является началом следующего слова)

1. Произведение силы на перемещение. 2. Газообразная оболочка Земли. 3. Частица, из которой состоят молекулы. 4. Единица измерения длины в системе СИ. 5. Аппарат, выводящий спутник на орбиту. 6. Единица измерения силы тока в системе СИ. 7. Отрезок, соединяющий центр окружности или шара с любой точкой поверхности. 8. Единица измерения времени в системе СИ. 9. Учёный, в честь которого названа сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ. 10. Вещество, не пропускающее электрический ток. 11. Раздел физики, изучающий движение тел. 12. Прибор для измерения силы тока в сети. 13. Аппарат для приёма звуков, сигналов по радио. 14. Единица измерения электрического заряда в системе СИ. 15. Знаменитый английский учёный-физик 17 века. 16. Машина для накачивания или выкачивания жидкости или газа. 17. Видимая для человека часть электромагнитного спектра изучений. 18. Прибор для измерения температуры тела. 19. Фамилия учёного, обнаружившего лучи, которые используют в медицине для обнаружения переломов костей, заболеваний органов дыхания. 20. Название приставки к единицам измерения 10^-9. 21. Наблюдения, производящиеся с определённой целью и с помощью приборов. 22. Специальный сосуд для сохранения веществ при постоянной температуре. 23. Физическая величина, имеющая только числовое значение. 24. Один из простых механизмов. 25. Орган зрения. 26. Количество электричества. 27. Прибор для измерения силы. 28. Путь, пройденный телом. 29. Название цифры 1. 30. Управляемый воздушный шар.

Ответы к чайнворду:

1.Работа. 2. Атмосфера. 3. Атом. 4. Метр. 5. Ракета. 6. Ампер. 7. Радиус. 8. Секунда. 9. Архимед. 10. Диэлектрик. 11. Кинематика. 12. Амперметр. 13.Радиоприёмник. 14. Кулон. 15. Ньютон. 16. Насос. 17. Свет. 18. Термометр. 19. Рентген. 20. Нано. 21. Опыт. 22. Термос. 23. Скаляр. 24. Рычаг. 25. Глаз. 26. Заряд. 27. Динамометр. 28. Расстояние. 29. Единица. 30. Аэростат.

3) Выполни эксперимент и объясни его результат.

(оборудование готовится по количеству участников, прошедших в третий тур)

Оборудование: пустая бутылка с широким горлом (например, бутылка из под сока), яйцо, сваренное всмятку, длинная палочка с ватным тампоном на одном конце, спички).

Ход работы:

1. Очистить яйцо.

2. Зажечь палочку и опустить в бутылку на 15-20 секунд.

3. Вытащить из бутылки палочку и на горлышко бутылки положить яйцо.

4. Пронаблюдать явление и объяснить его с физической точки зрения.