Zajrzyj do środka - Sklep WSiP

21
Spis treÊci
I. Energia mechaniczna
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Praca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Moc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Maszyny proste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Energia potencjalna grawitacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Energia kinetyczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zasada zachowania energii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Karta pracy do filmów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tekst 1. Prawo zachowania energii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Test sprawdzajàcy do rozdzia∏u Energia mechaniczna . . . . . . . . . . . . . . . .
6
10
13
17
20
26
29
30
31
II. Ciep∏o jako forma przekazywania energii
7. Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Karta pracy do filmów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8. Przekazywanie energii wewn´trznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Karta pracy do filmu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9. Ciep∏o w∏aÊciwe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10. Ciep∏o a praca. Zmiany energii wewn´trznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Karta pracy do termogramów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11. Energia wewn´trzna i zmiany stanów skupienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tekst 2. Prawa termodynamiki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Test sprawdzajàcy do rozdzia∏u Ciep∏o jako forma przekazywania energii . .
36
39
41
43
45
50
51
53
56
58
III. Ruch i si∏y
12. Ruch jednostajny prostoliniowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13. Bezw∏adoÊç cia∏ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Karta pracy do filmu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14. Pierwsza zasada dynamiki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15. Opory ruchu. Tarcie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16. Ruch zmienny prostoliniowy. Przyspieszenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17. Ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18. Druga zasada dynamiki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Karta pracy do filmu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19. Spadanie swobodne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
*20. Ruch jednostajnie opóêniony prostoliniowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21. Trzecia zasada dynamiki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tekst 3. Prawa ruchu cia∏ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Test sprawdzajàcy do rozdzia∏u Ruch i si∏y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
64
.
69
.
71
.
72
.
74
.
77
.
81
.
90
.
92
.
94
.
96
.
99
. 102
. 104
Test podsumowujàcy cz´Êç 2/1 . . . . . . . . . . . . .
DoÊwiadczenia dodatkowe dla ch´tnych . . . . .
Zadania typu egzaminacyjnego . . . . . . . . . . . .
Odpowiedzi do testów sprawdzajàcych, cz. 2/1
.
.
.
.
3
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
109
116
120
127
Jak rozwiàzywaç zadania z fizyki?
1. Przeczytaj uważnie treść zadania.
2. Przeprowadź analizę zadania.
3. Wypisz dane i szukane.
4. Wykonaj rysunek, jeśli jest to potrzebne i pomoże w rozwiązaniu zadania.
5. Zapisz wzory, które będą ci potrzebne do rozwiązania zadania.
6. Jeśli trzeba, przekształć wzory.
7. Wykonaj obliczenia, pamiętając o jednostkach fizycznych.
8. Zapisz odpowiedź pełnym zdaniem.
Jak rozwiàzywaç testy z fizyki?
1. Czytaj uważnie każde zadanie.
2. Przypomnij sobie zjawiska, prawa fizyczne oraz potrzebne wzory.
3. Wykonaj obliczenia w brudnopisie, pamiętając o jednostkach fizycznych.
4. W każdym zadaniu podane są cztery odpowiedzi: a, b, c, d.
Zaznacz tylko jedną odpowiedź.
5. Jeśli się pomylisz, błędne zaznaczenie otocz kółkiem i zaznacz inną odpowiedź.
Regu∏a zaokràglania wyników obliczeniowych
Gdy zaokrąglamy wynik do dziesiątych części po przecinku, o wyniku decyduje cyfra
części setnych.
Jeżeli cyfra części setnych jest równa 5 lub większa od 5, wynik zaokrąglamy,
zwiększając cyfrę części dziesiątych o 1.
Jeśli cyfra części setnych jest mniejsza od 5, wynik zaokrąglamy, nie zmieniając
cyfry części dziesiątych.
Uwaga: tytu∏y doÊwiadczeƒ, które sà wymienione w Podstawie programowej,
zapisane sà kolorem niebieskim
4
6. Zasada zachowania energii
ARKUSZ BADAWCZY
AB
DOÂWIADCZENIE 1. Badanie przemian energii
Przyrzàdy i materia∏y: dwie jednakowe kulki metalowe lub drewniane z uchwytami,
nitki o długości około 15 cm.
1. Dwie jednakowe kulki zawieś na nitkach obok siebie.
2. Odchyl jedną kulkę w bok i puść ją tak, aby zderzyła się z drugą.
3. Opisz przebieg doświadczenia.
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
4. Jakie przemiany energii mechanicznej obserwujemy w tym doświadczeniu?
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
5. Dlaczego ruch kulek po pewnym czasie ustaje?
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
ARKUSZ OBLICZENIOWY
W obliczeniach przyjmij, że przyspieszenie ziemskie g jest równe 10 N/kg.
AO
Zadanie 1.
Piłka o masie 0,1 kg spada z wysokości 14 m. Uzupełnij tabelę, wpisując wartości Ep
i Ek piłki na różnych wysokościach. Pomiń opory ruchu.
WysokoÊç (m)
Ep (J)
14
10
5
0
27
Ek (J)
6. Zasada zachowania energii
Zadanie 2.
Chłopiec podniósł z ziemi piłkę o masie 0,2 kg i rzucił ją pionowo w górę na wysokość 3 m.
1. Oblicz energię potencjalną grawitacji piłki w najwyższym położeniu.
Szukane:
Dane:
Odpowiedź:
2. Jaką pracę wykonał chłopiec?
Dane:
Szukane:
Odpowiedź:
Zadanie 3.
Ciało o masie 25 kg spada z wysokości 24 m. Jaka jest jego energia kinetyczna w połowie wysokości? Pomiń opory powietrza.
Dane:
Szukane:
Odpowiedź:
28
6. Zasada zachowania energii
Skoki na batucie
Obejrzyj uważnie film pt. Skoki na batucie z płyty CD dołączonej do podręcznika
Ciekawa fizyka. Część 1. i odpowiedz na pytania.
1. Dzięki czemu możliwe są skoki na batucie?
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
2. Jakie przemiany energii można „dostrzec”, analizując kolejne fazy akrobacji?
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
3. Czy dwaj zawodnicy skaczący na batucie oddziałują na siebie? Jeśli tak, to
w jaki sposób?
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
Zale˝noÊç energii potencjalnej grawitacji
od wysokoÊci
Obejrzyj uważnie film pt. Zależność energii potencjalnej grawitacji od wysokości
z płyty CD dołączonej do podręcznika Ciekawa fizyka. Część 1. i odpowiedz na
pytania.
1. Jakie przemiany energii zachodzą podczas ruchu haczyka?
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
2. Dlaczego haczyk wystrzelony za pomocą trzech nici gumowych wznosi się najwyżej?
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
29
Tekst 1.
Przeczytaj uważnie tekst i odpowiedz na pytania.
Tekst 1.
Prawo zachowania energii
Prawo zachowania energii po prostu stwierdza, że w układzie izolowanym całkowita
ilość energii się nie zmienia. […]
Weźmy pod uwagę przykład, w którym rozważaliśmy dwie kule odepchnięte sprężyście wskutek zderzenia (układ ten możemy uważać za izolowany, jeśli pominiemy
tarcie kul o stół, działanie oporu powietrza przy ich ruchu i inne zewnętrzne czynniki wpływające na ich ruch). Widzieliśmy, że całkowita energia kinetyczna po zderzeniu była taka sama jak przed zderzeniem. Lecz jak wygląda sytuacja w momencie zderzenia? W tym momencie przecież obie kule zamarły w bezruchu. Innymi słowy, nie
miały wówczas energii kinetycznej.
Gdzie się podziała ta energia? Oczywiście, energia kinetyczna jako taka zniknęła
w momencie zderzenia. Lecz można „uratować” nasze prawo zachowania energii,
zwracając uwagę na fakt, że w momencie zderzenia obie kule były ściśnięte niczym
sprężyny. Ich energia kinetyczna przekształciła się w energię „sprężystą”. Wówczas
gdy się rozprężały, odepchnęły się. […]
Tego rodzaju eksperyment prowadzi nas do wniosku, że sprężyna, gdy jest ściskana, magazynuje w sobie energię. Tę zmagazynowaną energię nazywamy energią
potencjalną.
W czasie, gdy sprężyna jest ściśnięta, układ zawiera tylko energię potencjalną.
Gdy sprężyna się rozpręży, istnieje tylko energia kinetyczna ciał znajdujących się
wskutek tego w ruchu. Gdy sprężyna znajduje się w stadium rozprężania, występuje
kombinacja energii kinetycznej i potencjalnej. A jeśli sytuację tę przeanalizujemy dokładniej, stwierdzimy, że suma energii potencjalnej i kinetycznej jest zawsze wielkością stałą. […] Tym, czego ilość się nie zmienia, nie jest szczególna postać energii,
lecz energia całkowita.
Tekst zaczerpni´ty z ksià˝ki Miltona A. Rothmana,
PRAWA FIZYKI
1. Jaką formę energii ma ściśnięta sprężyna?
............................................................................................................................................
2. W jaką formę energii zamienia się energia kinetyczna podczas zderzenia sprężystego metalowych kul?
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
3. Podaj treść prawa zachowania energii.
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
30
Test sprawdzajàcy do rozdzia∏u
Energia mechaniczna
Sprawdê, czy umiesz
W tym teście możesz uzyskać maksymalnie 10 punktów.
Na rozwiązanie testu masz 20 minut.
Poprawne odpowiedzi znajdziesz na stronie 127.
Zapisz uzyskaną liczbę punktów: ...................
W obliczeniach przyjmij g = 10 N/kg.
Zadanie 1. (0–1)
Podnosimy ze stałą prędkością pudełko o masie 4 kg na wysokość 2 m. Wykonana praca wynosi:
a) 80 J
b) 6 J
c) 20 J
d) 8 J
Zadanie 2. (0–1)
Silnik miksera o mocy 400 W pracował przez 5 min. Silnik wykonał pracę:
a) 300 J
b) 2000 J
c) 120 J
d) 120 000 J
Zadanie 3. (0–1)
Wartość siły działającej na ciało w kierunku przemieszczenia ciała zmieniała się tak,
jak na wykresie. Wykonana praca wynosi:
a) 26 J
b) 60 J
c) 120 J
d) 600 J
Zadanie 4. (0–1)
Energia potencjalna grawitacji ciała, które zostało podniesione na wysokość 2 m, wzrosła o 400 J. Ciało ma masę:
a) 200 kg
b) 100 kg
c) 20 kg
d) 800 kg
31
Test sprawdzajàcy do rozdzia∏u Energia mechaniczna
Zadanie 5. (0–1)
F1 ma wartość 4 N. Dźwignia dwustronna będzie w równowadze, jeżeli w punkcie
Siła F2 o wartości:
B będzie działać siła a) 12 N
b) 7 N
c) 2 N
d) 10 N
Zadanie 6. (0–1)
Energia potencjalna grawitacji piłki na poziomie 6 m jest równa 12 J. W czasie
spadania piłki z tego poziomu jej energia kinetyczna w połowie wysokości wynosi:
a) 6 J
b) 12 J
c) 3 J
d) 0,6 J
Zadanie 7. (0–1)
Ciało o masie 2 kg porusza się z prędkością 3 m/s. Jego energia kinetyczna
jest równa:
a) 3 J
b) 9 J
c) 18 J
d) 10 J
Zadanie 8. (0–1)
Jak zmieni się energia kinetyczna ciała, jeżeli prędkość tego ciała
a) wzrośnie dwukrotnie?
b) zmaleje dwukrotnie?
c) wzrośnie czterokrotnie?
d) zmaleje czterokrotnie?
Zadanie 9. (0–1)
Energia potencjalna grawitacji ciała o masie 6 kg wzrosła o 60 J po podniesieniu ciała
na wysokość:
a) 100 m
b) 10 m
c) 1 m
d) 2 m
Zadanie 10. (0–1)
Jeżeli mała metalowa kulka spada pionowo, to:
a) jej energia kinetyczna maleje, a potencjalna wzrasta.
b) jej energia kinetyczna nie zmienia się, a potencjalna maleje.
c) jej energia kinetyczna nie zmienia się, a potencjalna wzrasta.
d) jej energia kinetyczna wzrasta, a potencjalna maleje.
32
Test podsumowujàcy cz´Êç 2/1
Sprawdê, czy umiesz
W tym teście możesz uzyskać maksymalnie 20 punktów.
Na rozwiązanie testu masz 45 minut.
Poprawne odpowiedzi znajdziesz na stronie 127.
Zapisz liczbę uzyskanych punktów: ……
W obliczeniach przyjmij, że wartość przyspieszenia ziemskiego g = 10 m/s2.
Zadanie 1. (0–1)
Przekazywanie energii ze Słońca na Ziemię odbywa się poprzez:
a) przewodnictwo.
b) promieniowanie.
c) konwekcję.
d) przewodnictwo i promieniowanie.
Zadanie 2. (0–1)
Wykres zależności temperatury ciała od dostarczonego ciepła sporządzono podczas
ogrzewania trzech ciał wykonanych z różnych substancji, lecz o jednakowych masach.
Na podstawie wykresu porównaj ciepła właściwe tych substancji.
a) cw1 < cw2 < cw3
b) cw1 = cw2 = cw3
c) cw1 > cw2 > cw3
d) cw2 < cw1 < cw3
T (°C)
3
2
1
Q (J)
Zadanie 3. (0–1)
Równocześnie w dwóch naczyniach ogrzewano wodę. Korzystając z danych na rysunku, porównaj energię dostarczoną wodzie w każdym z naczyń.
1
b) Q2 = Q1
c) Q2 = Q1
d) Q2 = 1,5Q1
a) Q2 = 2Q1
2
109
Test podsumowujàcy cz´Êç 2/1
Zadanie 4. (0–1)
Pojazd porusza się ruchem jednostajnie
przyspieszonym prostoliniowym. Na wykresie przedstawiono zależność prędkości tego pojazdu od czasu ruchu. W czasie 10 s pojazd przebył drogę:
a) 150 m
b) 300 m
c) 1500 m
d) 3000 m
v (m
s)
3
t (s)
Zadanie 5. (0–1)
Tomek wlał do zlewki wodę i zmierzył
jej temperaturę początkową. Następnie
włożył do niej ogrzaną nad palnikiem
miedzianą sztabkę i zmierzył temperaturę wody po ogrzaniu (rysunek). Przyjmując, że ciepło właściwe wody jest
J
równe 4200
, możemy stwierkg · K
dzić, że energia wewnętrzna wody
po włożeniu gorącej sztabki wzrosła o:
a) 29 400 J
c) 30 000 J
b) 25 200 J
d) 22 050 J
Zadanie 6. (0–1)
Tomek rzucił pionowo do góry piłkę, nadając jej prędkość początkową 8 m/s. Korzystając z zasady zachowania energii, oblicz, na jaką wysokość wzniosła się piłka.
a) 32 m
b) 3,2 m
c) 6,4 m
d) 5 m
Zadanie 7. (0–1)
W czasie największych upałów zanotowano w Warszawie temperaturę 38◦ C. W skali
Kelvina jest to około:
a) 311 K
b) 373 K
c) – 235 K
d) 38 K
Zadanie 8. (0–1)
Silnik wykonał pracę 600 kJ w czasie 10 minut. Moc tego silnika wynosiła:
a) 0,1 kW
b) 1 kW
c) 2 kW
d) 10 kW
110
DoÊwiadczenia dodatkowe dla ch´tnych
DOÂWIADCZENIE 1. Ko∏yska Newtona
ZASADA ZACHOWANIA ENERGII
Przyrzàdy i materia∏y: 5 jednakowych stalowych kulek z uchwytami, cienka żyłka,
ramka z grubego drutu, drewniana podstawka o dużej masie.
1. Wykonaj przyrząd do obserwacji zderzeń
kul zwany kołyską Newtona według zamieszczonej fotografii. Na ramce zawieś
kulki na podwójnych zaczepach z nylonowej żyłki, tak aby się stykały.
2. Odchyl trzy kulki w bok, aby nie brały
udziału w zderzeniach.
3. Odchyl jedną kulkę w bok, puść ją i obserwuj zderzenia dwóch kulek. Zanotuj swoje
obserwacje.
4. Umieść 5 kulek razem, tak żeby stykały się ze sobą. Odchyl jedną z zewnętrznych
kulek z położenia równowagi o kąt około 45◦ , puść ją i obserwuj zderzenia kulek.
5. Powtórz doświadczenie, tym razem puszczając z jednej strony 2 kulki. Zapisz
swoje obserwacje.
6. Odchyl z położenia równowagi po jednej z kulek z przeciwnych stron na taką samą wysokość i puść je równocześnie. Zapisz swoje obserwacje.
7. Zaproponuj i wykonaj inne eksperymenty z kołyską Newtona.
DOÂWIADCZENIE 2. Badanie zjawiska konwekcji
PRZEKAZYWANIE ENERGII WEWN¢TRZNEJ
Przyrzàdy i materia∏y: dwa kawałki lodu (w jednym zamrożona metalowa nakrętka),
dwie probówki z ciepłą wodą zabarwioną esencją herbacianą.
1. Do obu probówek wrzuć kawałek lodu. W której części probówki znajduje się lód?
Wykonaj schematyczny rysunek.
2. Obserwuj, co dzieje się z wodą powstałą z topniejącego lodu. Opisz przebieg
zjawiska w obu probówkach.
3. Wyjaśnij różnice.
116
Zadania typu egzaminacyjnego
Przy rozwiązywaniu zadań przyjmij, że przyspieszenie ziemskie g = 10 m/s2.
Zadanie 1.
Tomek i Zosia siedzą na huśtawce, która jest w równowadze. Tomek ma masę 60 kg.
Oblicz masę Zosi, jeżeli wiesz, że Tomek siedzi w odległości 3 razy mniejszej od punktu podparcia huśtawki niż Zosia.
Zadanie 2.
Oblicz pracę, jaką wykona dźwig budowlany, podnosząc jednocześnie dwie płyty o masie 420 kg każda na wysokość 20 m.
Zadanie 3.
Oblicz energię kinetyczną samochodu o masie 800 kg, jadącego z prędkością 72 km/h.
Zadanie 4.
Uczestnicy obozu naukowego za pomocą liny wciągnęli ruchem jednostajnym prostoliniowym na wysokość 5 m skrzynię z materiałami i sprzętem obozowym. Całkowita
masa skrzyni wynosiła 400 kg. Oblicz pracę wykonaną przez uczestników obozu. Pomiń opory ruchu.
Zadanie 5.
Korzystając z wykresu zależności siły od przemieszczenia, oblicz i porównaj pracę wykonaną przez Jacka
i Zosię. Kierunek działania siły jest
zgodny z przemieszczeniem.
Zadanie 6.
Ciśnienie wody pod tłokiem pompy wynosi 600 Pa. Oblicz pracę wykonaną podczas
przesuwania tłoka o powierzchni 1 dm2 na odległość 40 cm.
Zadanie 7.
Chłopiec o masie 50 kg wchodzi po schodach na 10 piętro, czyli na wysokość 30 m.
a. Oblicz pracę wykonaną przez chłopca.
b. Oblicz moc chłopca, jeżeli wchodził po schodach przez 10 minut.
c. Ile razy wzrośnie moc chłopca, jeżeli wbiegnie on na 10 piętro w ciągu 5 minut?
120
Dobry sposób na egzamin!
Nowy zeszyt ćwiczeń
w wersji papierowej i elektronicznej
na
W zeszyc
zeszycie ćwiczeń
znajdziesz zadania, które
skutecznie pomogą ci
przygotować się do kartkówek,
przygotow
sprawdzianów i egzaminu.
sprawdzia
korzystać z ćwiczeń w wersji
Możesz ko
papierowej lub elektronicznej.
papierow
Ćwiczysz online, tak jak lubisz
chcesz. Zadania są zgodne
i kiedy ch
i wymaganiami
z podręcznikiem
podręc
egzaminu gimnazjalnego.
egzamin
Wejdź na
WYDAWNICTWA
SZKOLNE
I PEDAGOGICZNE
i sprawdź się!
wsip.pl infolinia: 800 220 555