Задачи на движение тела по окружности 10 класс с решением: «Решение текстовых задач Задачи на движение по окружности.». Скачать бесплатно и без регистрации.

Содержание

Динамика. Равномерное движение тела по окружности. Решение задач.

Динамика.

Решение задач по теме:

«Равномерное движение тела по окружности»

Элементарные задачи

Задача 1 C какой скоростью велосипедист проходит закругление с радиусом 25 метров, если центростремительная скорость его движения равна 4 м/с?

Задача 2 Колесо радиусом 40 см делает один оборот за 0,4 секунды. Найти скорость точек на ободе колеса.

Задача 3 Колесо велосипедиста имеет радиус 40 см. С какой скоростью едет велосипедист, если колесо делает 4 оборота в секунду? Чему равен период вращения колеса?

Задача 4 С какой скоростью велосипедист должен проходить середину выпуклого моста радиусом 22,5 метра, чтобы его центростремительное ускорение было бы равно ускорению свободного падения?

Задача 5 Чему равно центростремительное ускорение тела, движущегося по окружности радиусом 50 см при частоте вращения 5 оборотов в секунду?

Задача 6 Скорость точек экватора Солнца при его вращении вокруг своей оси равно 2 км/с. Найти период вращения Солнца вокруг своей оси и центростремительное ускорение точек его экватора.

Задача 7 Какова скорость движения автомобиля, если его колесо радиусом 30 см делает 500 оборотов в минуту?

Задача 8 Чему равна центростремительная сила и центростремительное ускорение, действующие на пращу массой 800 г, вращающуюся на веревке длиной 60 сантиметров равномерно со скоростью 2 м/с?

Задача 9 Период обращения космического корабля вокруг Земли равен 90 минутам. Высота подъема корабля над поверхностью Земли составляет 300 км, радиус Земли равен 6400 км. Определить скорость корабля.

Задача № 10  Какова линейная скорость тела, движущегося по окружности радиусом 40 м с ускорением 2,5 м/с2 ?

Задача № 11  С какой наибольшей скоростью может двигаться автомобиль массой 1 т на повороте радиусом 100 м, чтобы его не «занесло», если максимальная сила трения 4 кН?

Задача № 12 Вентилятор вращается с постоянной скоростью и за две минуты совершает 2400 оборотов. Определите частоту вращения вентилятора, период обращения и линейную скорость точки, расположенной на краю лопасти вентилятора на расстоянии 10 см от оси вращения.

Задача № 13  Во сколько раз линейная скорость точки обода колеса радиусом 8 см больше линейной скорости точки, расположенной на 3 см ближе к оси вращения колеса?

Задача № 14 Велосипедист ехал со скоростью 25,2 км/ч. Сколько оборотов совершило колесо диаметром 70 см за 10 мин?

Задача № 15 Минутная стрелка часов в 1,5 раза длиннее часовой. Определите, во сколько раз линейная скорость конца часовой стрелки меньше, чем линейная скорость конца минутной стрелки.

Задача № 16 Автомобиль движется по закруглению дороги, радиус которой равен 20 м. Определите скорость автомобиля, если центростремительное ускорение равно 5 м/с2.

Задача № 17Шкив радиусом 30 см имеет частоту вращения 120 об/мин. Определите частоту, период обращения, угловую скорость шкива и центростремительное ускорение точек шкива, наиболее удаленных от оси вращения.

Задача № 18 Для точек земной поверхности на широте Санкт-Петербурга (60°) определите линейную скорость и ускорение, испытываемое ими вследствие суточного вращения Земли. Радиус Земли считайте равным 6370 км.

Дополнительные главы физики: кинематика. 9 класс: О курсе

Курс ориентирован на слушателей, владеющих школьной программой по физике 9 класса. В процессе обучения учащиеся познакомятся с основными принципами и методами кинематики, увидят, как довольно сложные движения можно свести к комбинации более простых, и научатся решать разнообразные задачи.

Курс состоит из 10 обязательных и 2 лекционных модулей, 51 видеолекций с конспектами, 181 обязательных упражнений и факультативных задач для самостоятельного решения.

Учебные модули

— Геометрия и физика
— Описание движения
— Ускорение
— Движение по окружности
— Малые приращения физических величин
— Движение тела, брошенного под углом к горизонту
— Криволинейное движение
— Кинематика плоского движения твердого тела
— Комбинация прямолинейных движений
— Кинематические связи
— Выбор системы отсчета
— Комбинация вращения и прямолинейного движения

Внутри каждого модуля есть:

— видео с кратким конспектом, где обсуждается теория и разбираются примеры решения задач,

— упражнения с автоматической проверкой, позволяющие понять, как усвоена теория,

— задачи для самостоятельного решения, которые не учитываются в прогрессе и не идут в зачет по модулю, но позволяют качественно повысить свой уровень.  

Каждый ученик самостоятельно определяет для себя темп и удобное время учебы. Часть модулей открыта сразу, следующие модули открываются после того, как получен зачет по предыдущим. В каждом разделе есть ответы на популярные вопросы, где можно уточнить свое понимание теории или условия задачи, но нельзя получить подсказки по решению.

По итогам обучения выдается электронный сертификат. Для его получения необходим зачет по всем учебным модулям, кроме лекционных. Условие получения зачета по модулю — успешное выполнение не менее 70% упражнений. Сертификаты могут учитываться при отборе на очные программы по направлению «Наука». 

Если ученик не успеет получить зачет по отдельным модулям, то он не сможет получить сертификат, но сможет возобновить обучение, когда курс стартует в следующий раз. При этом выполнять пройденные модули заново не потребуется (но может быть предложено, если соответствующие учебные материалы обновятся).

В следующий раз курс будет открыт осенью 2020 года.

Кинематика — Физика — Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

 

Основные теоретические сведения

Система СИ

К оглавлению…

Основные единицы измерения величин в системе СИ таковы:

  1. единица измерения длины — метр (1 м),
  2. времени — секунда (1 с),
  3. массы — килограмм (1 кг),
  4. количества вещества — моль (1 моль),
  5. температуры — кельвин (1 К),
  6. силы электрического тока — ампер (1 А),
  7. Справочно: силы света — кандела (1 кд, фактически не используется при решении школьных задач).

При выполнении расчетов в системе СИ углы измеряются в радианах.

Если в задаче по физике не указано, в каких единицах нужно дать ответ, его нужно дать в единицах системы СИ или в производных от них величинах, соответствующих той физической величине, о которой спрашивается в задаче. Например, если в задаче требуется найти скорость, и не сказано в чем ее нужно выразить, то ответ нужно дать в м/с.

Для удобства в задачах по физике часто приходится использовать дольные (уменьшающие) и кратные (увеличивающие) приставки. их можно применять к любой физической величине. Например, мм – миллиметр, кт – килотонна, нс – наносекунда, Мг – мегаграмм, ммоль – миллимоль, мкА – микроампер. Запомните, что в физике не существует двойных приставок. Например, мкг – это микрограмм, а не милликилограмм. Учтите, что при сложении и вычитании величин Вы можете оперировать только величинами одинаковой размерности. Например, килограммы можно складывать только с килограммами, из миллиметров можно вычитать только миллиметры, и так далее. При переводе величин пользуйтесь следующей таблицей.

Таблица дольных и кратных приставок в физике:

 

Путь и перемещение

К оглавлению…

Кинематикой называют раздел механики, в котором движение тел рассматривается без выяснения причин этого движения.

Механическим движением тела называют изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.

Всякое тело имеет определенные размеры. Однако, во многих задачах механики нет необходимости указывать положения отдельных частей тела. Если размеры тела малы по сравнению с расстояниями до других тел, то данное тело можно считать материальной точкой. Так при движении автомобиля на большие расстояния можно пренебречь его длиной, так как длина автомобиля мала по сравнению с расстояниями, которое он проходит.

Интуитивно понятно, что характеристики движения (скорость, траектория и т.д.) зависят от того, откуда мы на него смотрим. Поэтому для описания движения вводится понятие системы отсчета. Система отсчета (СО) – совокупность тела отсчета (оно считается абсолютно твердым), привязанной к нему системой координат, линейки (прибора, измеряющего расстояния), часов и синхронизатора времени.

Перемещаясь с течением времени из одной точки в другую, тело (материальная точка) описывает в данной СО некоторую линию, которую называют траекторией движения тела.

Перемещением тела называют направленный отрезок прямой, соединяющий начальное положение тела с его конечным положением. Перемещение есть векторная величина. Перемещение может в процессе движения увеличиваться, уменьшаться и становиться равным нулю.

Пройденный путь равен длине траектории, пройденной телом за некоторое время. Путь – скалярная величина. Путь не может уменьшаться. Путь только возрастает либо остается постоянным (если тело не движется). При движении тела по криволинейной траектории модуль (длина) вектора перемещения всегда меньше пройденного пути.

При равномерном (с постоянной скоростью) движении путь L может быть найден по формуле:

где: v – скорость тела, t – время в течении которого оно двигалось. При решении задач по кинематике перемещение обычно находится из геометрических соображений. Часто геометрические соображения для нахождения перемещения требуют знания теоремы Пифагора.

 

Средняя скорость

К оглавлению…

Скорость – векторная величина, характеризующая быстроту перемещения тела в пространстве. Скорость бывает средней и мгновенной. Мгновенная скорость описывает движение в данный конкретный момент времени в данной конкретной точке пространства, а средняя скорость характеризует все движение в целом, в общем, не описывая подробности движения на каждом конкретном участке.

Средняя скорость пути – это отношение всего пути ко всему времени движения:

где: Lполн – весь путь, который прошло тело, tполн – все время движения.

Средняя скорость перемещения – это отношение всего перемещения ко всему времени движения:

Эта величина направлена так же, как и полное перемещение тела (то есть из начальной точки движения в конечную точку). При этом не забывайте, что полное перемещение не всегда равно алгебраической сумме перемещений на определённых этапах движения. Вектор полного перемещения равен векторной сумме перемещений на отдельных этапах движения.

  • При решении задач по кинематике не совершайте очень распространенную ошибку. Средняя скорость, как правило, не равна среднему арифметическому скоростей тела на каждом этапе движения. Среднее арифметическое получается только в некоторых частных случаях.
  • И уж тем более средняя скорость не равна одной из скоростей, с которыми двигалось тело в процессе движения, даже если эта скорость имела примерно промежуточное значение относительно других скоростей, с которыми двигалось тело.

 

Равноускоренное прямолинейное движение

К оглавлению…

Ускорение – векторная физическая величина, определяющая быстроту изменения скорости тела. Ускорением тела называют отношение изменения скорости к промежутку времени, в течение которого происходило изменение скорости:

где: v0 – начальная скорость тела, v – конечная скорость тела (то есть спустя промежуток времени t).

Далее, если иное не указано в условии задачи, мы считаем, что если тело движется с ускорением, то это ускорение остается постоянным. Такое движение тела называется равноускоренным (или равнопеременным). При равноускоренном движении скорость тела изменяется на одинаковую величину за любые равные промежутки времени.

Равноускоренное движение бывает собственно ускоренным, когда тело увеличивает скорость движения, и замедленным, когда скорость уменьшается. Для простоты решения задач удобно для замедленного движения брать ускорение со знаком «–».

Из предыдущей формулы, следует другая более распространённая формула, описывающая изменение скорости со временем при равноускоренном движении:

Перемещение (но не путь) при равноускоренном движении рассчитывается по формулам:

В последней формуле использована одна особенность равноускоренного движения. При равноускоренном движении среднюю скорость можно рассчитывать, как среднее арифметическое начальной и конечной скоростей (этим свойством очень удобно пользоваться при решении некоторых задач):

С расчетом пути все сложнее. Если тело не меняло направления движения, то при равноускоренном прямолинейном движении путь численно равен перемещению. А если меняло – надо отдельно считать путь до остановки (момента разворота) и путь после остановки (момента разворота). А просто подстановка времени в формулы для перемещения в этом случае приведет к типичной ошибке.

Координата при равноускоренном движении изменяется по закону:

Проекция скорости при равноускоренном движении изменяется по такому закону:

Аналогичные формулы получаются для остальных координатных осей. Формула для тормозного пути тела:

 

Свободное падение по вертикали

К оглавлению…

На все тела, находящиеся в поле тяготения Земли, действует сила тяжести. В отсутствие опоры или подвеса эта сила заставляет тела падать к поверхности Земли. Если пренебречь сопротивлением воздуха, то движение тел только под действием силы тяжести называется свободным падением. Сила тяжести сообщает любым телам, независимо от их формы, массы и размеров, одинаковое ускорение, называемое ускорением свободного падения. Вблизи поверхности Земли ускорение свободного падения составляет:

Это значит, что свободное падение всех тел вблизи поверхности Земли является равноускоренным (но не обязательно прямолинейным) движением. Вначале рассмотрим простейший случай свободного падения, когда тело движется строго по вертикали. Такое движение является равноускоренным прямолинейным движением, поэтому все изученные ранее закономерности и фокусы такого движения подходят и для свободного падения. Только ускорение всегда равно ускорению свободного падения.

Традиционно при свободном падении используют направленную вертикально ось OY. Ничего страшного здесь нет. Просто надо во всех формулах вместо индекса «х» писать «у». Смысл этого индекса и правило определения знаков сохраняется. Куда направлять ось OY – Ваш выбор, зависящий от удобства решения задачи. Вариантов 2: вверх или вниз.

Приведем несколько формул, которые являются решением некоторых конкретных задач по кинематике на свободное падение по вертикали. Например, скорость, с которой упадет тело падающее с высоты h без начальной скорости:

Время падения тела с высоты h без начальной скорости:

Максимальная высота на которую поднимется тело, брошенное вертикально вверх с начальной скоростью v0, время подъема этого тела на максимальную высоту, и полное время полета (до возвращения в исходную точку):

 

Горизонтальный бросок

К оглавлению…

При горизонтальном броске с начальной скоростью v0 движение тела удобно рассматривать как два движения: равномерное вдоль оси ОХ (вдоль оси ОХ нет никаких сил препятствующих или помогающих движению) и равноускоренного движения вдоль оси OY.

Скорость в любой момент времени направлена по касательной к траектории. Ее можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Горизонтальная составляющая всегда остается неизменной и равна vxv0. А вертикальная возрастает по законам ускоренного движения vy = gt. При этом полная скорость тела может быть найдена по формулам:

При этом важно понять, что время падения тела на землю никоим образом не зависит от того, с какой горизонтальной скоростью его бросили, а определяется только высотой, с которой было брошено тело. Время падения тела на землю находится по формуле:

Пока тело падает, оно одновременно движется вдоль горизонтальной оси. Следовательно, дальность полета тела или расстояние, которое тело сможет пролететь вдоль оси ОХ, будет равно:

Угол между горизонтом и скоростью тела легко найти из соотношения:

Также иногда в задачах могут спросить о моменте времени, при котором полная скорость тела будет наклонена под определенным углом к вертикали. Тогда этот угол будет находиться из соотношения:

Важно понять, какой именно угол фигурирует в задаче (с вертикалью или с горизонталью). Это и поможет вам выбрать правильную формулу. Если же решать эту задачу координатным методом, то общая формула для закона изменения координаты при равноускоренном движении:

Преобразуется в следующий закон движения по оси OY для тела брошенного горизонтально:

При ее помощи мы можем найти высоту на которой будет находится тело в любой момент времени. При этом в момент падения тела на землю координата тела по оси OY будет равна нулю. Очевидно, что вдоль оси OХ тело движется равномерно, поэтому в рамках координатного метода горизонтальная координата изменятся по закону:

 

Бросок под углом к горизонту (с земли на землю)

К оглавлению…

Максимальная высота подъема при броске под углом к горизонту (относительно начального уровня):

Время подъема до максимальной высоты при броске под углом к горизонту:

Дальность полета и полное время полета тела брошенного под углом к горизонту (при условии, что полет заканчивается на той же высоте с которой начался, т. е. тело бросали, например, с земли на землю):

Минимальная скорость тела брошенного под углом к горизонту – в наивысшей точке подъёма, и равна:

Максимальная скорость тела брошенного под углом к горизонту – в моменты броска и падения на землю, и равна начальной. Это утверждение верно только для броска с земли на землю. Если тело продолжает лететь ниже того уровня, с которого его бросали, то оно будет там приобретать все большую и большую скорость.

 

Сложение скоростей

К оглавлению…

Движение тел можно описывать в различных системах отсчета. С точки зрения кинематики все системы отсчета равноправны. Однако кинематические характеристики движения, такие как траектория, перемещение, скорость, в разных системах оказываются различными. Величины, зависящие от выбора системы отсчета, в которой производится их измерение, называют относительными. Таким образом, покой и движение тела относительны. Классический закон сложения скоростей:

Таким образом, абсолютная скорость тела равна векторной сумме его скорости относительно подвижной системы координат и скорости самой подвижной системы отсчета. Или, другими словами, скорость тела в неподвижной системе отсчета равна векторной сумме скорости тела в подвижной системе отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной.

 

Равномерное движение по окружности

К оглавлению…

Движение тела по окружности является частным случаем криволинейного движения. Такой вид движения также рассматривается в кинематике. При криволинейном движении вектор скорости тела всегда направлен по касательной к траектории. То же самое происходит и при движении по окружности (см. рисунок). Равномерное движение тела по окружности характеризуется рядом величин.

Период – время, за которое тело, двигаясь по окружности, совершает один полный оборот. Единица измерения – 1 с. Период рассчитывается по формуле:

Частота – количество оборотов, которое совершило тело, двигаясь по окружности, в единицу времени. Единица измерения – 1 об/с или 1 Гц. Частота рассчитывается по формуле:

В обеих формулах: N – количество оборотов за время t. Как видно из вышеприведенных формул, период и частота величины взаимообратные:

При равномерном вращении скорость тела будет определяется следующим образом:

где: l – длина окружности или путь, пройденный телом за время равное периоду T. При движении тела по окружности удобно рассматривать угловое перемещение φ (или угол поворота), измеряемое в радианах. Угловой скоростью ω тела в данной точке называют отношение малого углового перемещения Δφ к малому промежутку времени Δt. Очевидно, что за время равное периоду T тело пройдет угол равный 2π, следовательно при равномерном движении по окружности выполняются формулы:

Угловая скорость измеряется в рад/с. Не забывайте переводить углы из градусов в радианы. Длина дуги l связана с углом поворота соотношением:

Связь между модулем линейной скорости v и угловой скоростью ω:

При движении тела по окружности с постоянной по модулю скоростью изменяется только направление вектора скорости, поэтому движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью является движением с ускорением (но не равноускоренным), так как меняется направление скорости. В этом случае ускорение направлено по радиусу к центру окружности. Его называют нормальным, или центростремительным ускорением, так как вектор ускорения в любой точке окружности направлен к ее центру (см. рисунок).

Модуль центростремительного ускорения связан с линейной v и угловой ω скоростями соотношениями:

Обратите внимание, что если тела (точки) находятся на вращающемся диске, шаре, стержне и так далее, одним словом на одном и том же вращающемся объекте, то у всех тел одинаковые период вращения, угловая скорость и частота.

Примеры решения задач — ЗФТШ, МФТИ

Пример 1. Какие силы действуют на человека во время ходьбы? Какая сила приводит его в движение?



Рис. 15

Решение: На человека всегда действует сила тяжести (mg→)(m\vec g). \circ к горизонту?












Рис. 16

Решение. Расставим силы. При расстановке сил пользуются, преимущественно, двумя моделями: 1) все силы прикладывают к центру масс тела, который символизирует материальную точку, в качестве которой рассматривается тело; 2) точки приложения сил изображают там, где сила приложена. Во втором случае требуется применять ряд дополнительных правил, которые на первых порах излишне усложняют решение. На данном рисунке 16 применены правила первой модели.

Далее запишем 2-ой закон Ньютона в векторной форме:

mg→+F→тр+N→+F→=ma→m\vec g + \vec F_\mathrm{тр} + \vec N + \vec F = m\vec a.

Теперь пишем проекции этого уравнения на оси OxOx и OyOy. Отметим, что оси удобнее всего выбирать из принципа удобства, что чаще всего соответствует направлению одной из осей вдоль ускорения, а второй оси перпендикулярно первой. 2}.

Рассмотрим способ с другими направлениями осей (рис. 18) (неудобными)

Ox:  -Fтр·cosα+N·sinα=ma·cosα,Ox:\quad -F_\mathrm{тр}\cdot\cos\alpha + N\cdot\sin\alpha = ma\cdot\cos\alpha,

Oy:  -mg+N·cosα=-a·sinαOy:\quad -mg+N\cdot\cos\alpha = -a\cdot\sin\alpha.

Добавим формулу Кулона-Амонтона: Fтр=μ·NF_\mathrm{тр} = \mu\cdot N.

Решение этой системы уравнений так же приведёт к тому же ответу (проверьте самостоятельно), но путь достижения цели будет и длиннее, и сложнее.

Пример показывает рациональность предлагаемого принципа удобства.












Рис. 19

Пример 4. Коэффициент трения между резиной и асфальтом 0,70,7. Какой должна быть ширина дороги, чтобы на ней смог развернуться мотоциклист без уменьшения скорости, если его скорость равна 54 км/ч54\ \text{км}/\text{ч}?

Если мотоциклист планирует развернуться, не уменьшая скорости, то движение его будет равномерным по окружности. 2}{\mu g};\quad l = 64,3\ \text{м}

Из ответа видим, что для разворота на реальной дороге необходимо сниизить скорость.

Пример 5. Два тела массами m1=2 кг, m2=3 кгm_1 = 2\ \text{кг}, \ m_2 = 3\ \text{кг} связаны нитью. Первое тело тянут вправо с силой F=15 НF = 15\ \text{Н} по поверхности с коэффициентом трения μ=0,1\mu = 0,1. Определите силу натяжения нити, связывающей тела. С каким ускорением движутся тела? Оборвётся ли нить, если поместить тела на поверхность с коэффициентом трения 0,30,3, а максимальная сила натяжения нити  10 Н10\ \text{Н}?

Решение. Расставим силы, действующие на тела (рис. 21):

Рис. 21

Выберем ось OxOx вдоль силы F→\vec F и ось OyOy перпендикулярно ей.

Второй закон Ньютона для двух тел в проекции на ось OxOx:

F-Fтр1-T+T-Fтр2=(m1+m2)aF — F_\mathrm{тр1} — T + T — F_\mathrm{тр2} = (m_1 + m_2)a,

для первого тела на ось OyOy:

N1-m1g=0, тогда Fтр1=μm1gN_1 — m_1g = 0,\ \mathrm{тогда}\ F_\mathrm{тр1} = \mu m_1 g;

для второго тела:

N2-m2g=0⇒ Fтр2=μm2gN_2 — m_2g = 0 \Rightarrow \ F_\mathrm{тр2} = \mu m_2g. \circ укреплён неподвижный блок. Через блок перекинута невесомая и нерастяжимая нить . К нити привязаны два тела: m1=3 кгm_1 = 3\ \text{кг} со стороны плоскости и m2=4 кгm_2 = 4\ \text{кг} с другой. Коэффициент трения при движении тела по поверхности равен 0,20,2. Какова сила натяжения нити и ускорения тел?

Решение. Силы, действующие на тела, представлены на рисунке 22.

 Рис. 22

Запишем 2-ой закон Ньютона для первого тела в проекциях:

Ox:  T1-Fтр-m1gsinα=m1a1Ox:\quad T_1 — F_\mathrm{тр} — m_1 g\sin \alpha = m_1 a_1,

Oy:  N-m1gcosα=0O_y:\quad N-m_1g\cos\alpha = 0.

С учётом, что Fтр=μNF_\mathrm{тр} = \mu N, получим T1-μm1gcosα-m1gsinα=m1a1T_1 — \mu m_1 g\cos\alpha — m_1g\sin\alpha = m_1 a_1.

Для второго тела в проекции на OzOz:

m2g-T2=m2a2m_2g — T_2 = m_2a_2.

Решая совместно два уравнения, получим (учитывая, что a1=a2=aa_1 = a_2 = a и T1=T2=TT_1 = T_2 = T)

a=m2-m1sinα-μm1cosαm1+m2ga = \frac{m_2 — m_1\sin\alpha — \mu m_1\cos\alpha}{m_1 + m_2}g,

a≈2,83 м/с2a \approx 2,83\ \text{м}/\text{с}^2. 












Рис. 23

Из этих же уравнения получим силу натяжения нити:

T=gm1m2m1+m2(1+sinα+μcosα)T = g\frac{m_1m_2}{m_1 + m_2}(1 + \sin\alpha + \mu\cos\alpha)

T≈28,7 НT \approx 28,7\ \text{Н}.

Пример 7. Какую горизонтальную силу FF нужно приложить к тележке массой MM, чтобы бруски массой 2m2m и 3m3m (рис. 23) относительно неё не двигались? Трением пренебречь.

Решение. На рисунке 24 изображены силы, действующие на тела.

Рис. 24

Если трения нет и бруски неподвижны относительно тележки, то 2-й закон Ньютона в проекциях для тел примет вид:

1) для тележки:

Ox:  F-P1-T4=Ma0Ox:\quad F — P_1 — T_4 = Ma_0,

Oy:  N1+N2-Mg-P2-T3=0Oy:\quad N_1 + N_2 — Mg — P_2 — T_3 = 0;

2) для бруска 3m3m:

Ox:  T2=3ma2Ox:\quad T_2 = 3ma_2,

Oy:  N3-3mg=0,  N3=P2Oy:\quad N_3 — 3mg = 0,\quad N_3 = P_2;

3) для бруска 2m2m:

Ox:  N4=2ma1Ox:\quad N_4 = 2ma_1,

Oy:  T1-2mg=0,  N4=P1Oy:\quad T_1-2mg = 0, \quad N_4 = P_1;

4) T1=T2=T3=T4  (нить невесома),T_1 = T_2 = T_3 = T_4\quad \text{(нить невесома)},

5) a1=a2=a0  (нить нерастяжима)a_1 = a_2 = a_0\quad \mathrm{(нить}\ \mathrm{нерастяжима)} 

Решая совместно получим:











Рис. 25

F=a0(M+5m)F = a_0 (M+5m).

Рассматривая уравнения двух брусков совместно, получим:

3ma0=2mg или a0=23g.3ma_0 = 2mg\ \text{или}\ a_0 = \frac 23 g.

Тогда F=23g(M+5m)F = \frac 23 g(M+5m).

Пример 8. Горизонтальный диск вращают с угловой скоростью ω=20 рад/с\omega = 20\ \text{рад}/\text{с} вокруг вертикальной оси OO’OO’ (рис. 25). На поверхности диска в гладкой радиальной канавке находятся грузы 11 и 22 массами m1=0,2 кгm_1 = 0,2\ \text{кг} и m2=0,1 кгm_2 = 0,1\ \text{кг}, радиусы их вращения R1=0,1 мR_1 = 0,1\ \text{м}, R2=0,2 мR_2 = 0,2\ \text{м}. Найти силы натяжения н и тей.

Решение. Рассмотрим силы, действующие на тела, и ускорения тел (рис. 26). Уравнение 2-го закона в проекциях имеет вид:












Рис. 26

1) T1-T2=m1ω2R1T_1 — T_2 = m_1\omega^2R_1. 2(l_2+l_1\sin\beta + 3l_1\sin\beta)

ω=2gtg βl2+4l1sinβ\omega = \sqrt{\frac{2g\text{tg}\beta}{l_2 + 4l_1\sin\beta}}.












Рис. 29

Пример 10. Найдите ускорения тел системы, изображённой на рисунке 29. Сила FF приложена по направлению нити к одному из тел массы mm. Участки нити по обе стороны от лёгкого блока, прикреплённого к телу массы MM параллельны.

Решение. Силы, действующие на тела, изображены на рисунке 30.

Рис. 30

Для первого тела:

Ox:  F-T=ma1Ox: \quad F — T = m a_1.

Для второго тела:

Ox:  -T=-ma2Ox:\quad -T = -ma_2.

Для третьего тела:

Ox:  2T=Ma3Ox:\quad 2T = Ma_3.

Т. к. нить нерастяжима, то смещение второго тела к блоку (l2)(l_2) равно смещению первого тела от блока (l1)(l_1). Т. к. блок сам смещается с ускорением, то к смещению первого блока добавится смещение 2l32l_3:

a1=a2+2a3a_1 = a_2 + 2a_3.

Из (2) и (3) следует a1=a3M2ma_1 = a_3\frac{M}{2m}.

Тогда, решая совместно (1), (4) и (2), получим:

a3=FM+2ma_3 = \frac{F}{M+2m},

тогда

a2=F(M+2m)·M2m и a1=FM+2mM+4m2ma_2 = \frac{F}{(M+2m)}\cdot\frac{M}{2m}\ и\ a_1 = \left(\frac{F}{M+2m}\right)\left(\frac{M+4m}{2m}\right).

Презентация по теме «Равномерное движение по окружности» | Презентация к уроку по физике (10 класс) на тему:

Слайд 1

1 2 Равномерное движение по окружности — это такое движение при котором материальная точка за равные промежутки времени проходит равные по длине дуги окружности. Равномерное движение по окружности Решение зАдач 10 3 4 5 6 7 8 9 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск

Слайд 2

Период обращения 2 1 10 3 4 5 6 7 8 9 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск Время одного оборота по окружности называется периодом вращения T N — число оборотов, совершаемых за время t . Единица частоты обращения — 1 оборот в секунду (1 с -1 ) Частота обращения

Слайд 3

3 2 10 1 4 5 6 7 8 9 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск Угловая скорость

Слайд 4

4 2 10 3 1 5 6 7 8 9 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск Модуль вектора линейной скорости равен:

Слайд 5

5 2 10 3 4 1 6 7 8 9 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск Модуль вектора центростремительного ускорения равен:

Слайд 6

6 2 10 3 4 5 1 7 8 9 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск Задача. Какова линейная скорость точек на ободе колеса паровой турбины с диаметром колеса 1 м и частотой вращения 300 об/мин? Показать решение

Слайд 7

7 2 10 3 4 5 6 1 8 9 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск Задача. Во сколько раз изменится центростремительное ускорение тела, если оно будет двигаться равномерно по окружности вдвое большего радиуса с той же угловой скоростью? Показать решение

Слайд 8

8 2 10 3 4 5 6 7 1 9 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск Задача. Угловая скорость лопастей вентилятора 20π рад/с. Найти число оборотов за 30 мин. Показать решение

Слайд 9

1 Вариант 2 Вариант 1. Угловая скорость лопастей вентилятора 20π рад/с. Найти число оборотов за 30 мин. 2 . Частота вращения воздушного винта самолета 1500 об/мин. Сколько оборотов сделает винт на пути 90 км при скорости полета 180 км/ч 2 . Тепловоз движется со скоростью 60 км/ч. Сколько оборотов в секунду делают его колеса, если их радиус 50 см? 1 . На повороте вагон трамвая движется с постоянной по модулю скоростью 5 м/с. Чему равно его центростремительное ускорение, если радиус закругления пути 50 м. 9 2 10 3 4 5 6 7 8 1 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск

Слайд 10

ОТВЕТЫ 1 Вариант 2 Вариант 1 . 18000. 2 . 45000 2 . 5,31 [1/с] 1 . 0,5 м/с 2 . 1 2 10 3 4 5 6 7 8 9 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск

Слайд 11

1 2 10 3 4 5 6 7 8 9 Ляхович Е.Ю., МБВСОУ «ВСОШ №3», г. Нижнекамск Показать решение

Движение тела, брошенного под углом к горизонту

«Все это так не потому, что я такой умный.

Это все из-за того, что я долго не сдаюсь

при решении задач»

Альберт Эйнштейн

Сегодня мы с вами рассмотрим движение тела, брошенного под
углом к горизонту.

Задача 1. Советская 122-мм полковая самоходная гаубица
2С1 «Гвоздика» производит выстрел под углом 45о к горизонту.
Начальная скорость снаряда составляет 618 м/с. Определите: время и дальность
полета снаряда в горизонтальном направлении, его скорость в момент падения и
максимальную высоту подъема. Сопротивлением воздуха и баллистическими данными
снаряда можно пренебречь.



ДАНО:

РЕШЕНИЕ

Выпишем начальные условия движения снаряда в выбранной
системе координат

При t = 0:

Тогда движение снаряда будет описываться следующими
уравнениями:

Учитывая, что в верхней точке траектории полета υy = 0,
определим время подъема снаряда до этой точки:

Тогда максимальная высота подъема снаряда:

В
момент падения снаряда на Землю:

Тогда, с учетом этих условий, запишем уравнения для
определения координат снаряда

Находим время полета снаряда:

Тогда дальность полета:

Мгновенная скорость в любой точке траектории:

Прежде чем производит необходимые вычисления, выпишем все
необходимые формулы

Данные формулы являются основными при решении задач на
движение тела, брошенного под углом к горизонту





Ответ: tп
= 87 с; L = 38 км; υк
= 618 м/с; hmax=
9,5 км.

Задача 2. Стоя на холме, который образует с горизонтом
угол 60о, мальчик бросает камень со скоростью 12 м/с под углом 30о
к его поверхности. Определите время полета камня, а также его максимальное
удаление от поверхности холма. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.



ДАНО:

РЕШЕНИЕ:

Выпишем начальные условия движения камня

При t = 0:

Значение проекций скорости камня в момент времени t:

Координаты камня в момент времени t:

Время полета tп
найдем из условия, что в момент падения камня на Землю, его координата у
становится равной нулю.

Тогда:

Так как в верхней точке траектории координата камня по оси Оу
равна h, получим формулу, для определения этой
высоты

 

Задачи на движение | YouClever

Допустим, тебе надо проплыть \( \displaystyle10\) км.

Когда ты преодолеешь это расстояние быстрее? Когда ты будешь двигаться по течению или против?

Решим задачку и проверим.

Добавим к нашему пути данные о скорости течения – \( \displaystyle 3\) км/ч и о собственной скорости плота – \( \displaystyle 7\) км/ч. Какое время ты затратишь, двигаясь по течению и против него?

Конечно, ты без труда справился с этой задачей! По течению – \( \displaystyle 1\) час, а против течения аж \( \displaystyle 2,5\) часа!

В этом и есть вся суть задач на движение с течением. Несколько усложним задачу.

Пример №13

Лодка с моторчиком плыла из пункта \( \displaystyle A\) в пункт \( \displaystyle B\) \( \displaystyle 3\) часа, а обратно – \( \displaystyle 2\) часа. Найдите скорость течения, если скорость лодки в стоячей воде – \( \displaystyle 40\) км/ч.

Обозначим расстояние между пунктами, как \( \displaystyle AB\), а скорость течения – как \( \displaystyle x\).

Все данные из условия занесем в таблицу:

Путь S Скорость v, км/ч Время t, часов
A –> B (против течения) \( \displaystyle 40-x\) 3
B –> A (по течению) \( \displaystyle 40+x\) 2

Мы видим, что лодка проделывает один и тот же путь, соответственно:

\( \displaystyle \left( 40-x \right)\cdot 3\text{ }=\text{ }\left( 40+x \right)\cdot 2\)

\( \displaystyle 120-\text{ }\text{ }3x\text{ }=\text{ }80+2x\)

\( \displaystyle 40=5x\)

\( \displaystyle x=8\)

Что мы брали за \( \displaystyle x\)? Скорость течения. Тогда это и будет являться ответом:) Скорость течения равна \( \displaystyle 8\) км/ч.

Пример №14

Байдарка в \( \displaystyle 8:00\) вышла из пункта \( \displaystyle A\) в пункт \( \displaystyle B\), расположенный в \( \displaystyle 26\) км от \( \displaystyle A\).

Пробыв в пункте \( \displaystyle B\) \( \displaystyle 1\) час \( \displaystyle 20\) минут, байдарка отправилась назад и вернулась в пункт \( \displaystyle A\) в \( \displaystyle 20:00\).

Определите (в км/ч) собственную скорость байдарки, если известно, что скорость течения реки \( \displaystyle 5\) км/ч.

Итак, приступим. Прочитай задачу несколько раз и сделай рисунок. Думаю, ты без труда сможешь решить это самостоятельно.

Все величины у нас выражены в одном виде? Нет. Время отдыха у нас указано и в часах, и в минутах.

Переведем это в часы:

\( \displaystyle 1\) час \( \displaystyle 20\) минут = \( \displaystyle 1\frac{20}{60}=1\frac{1}{3}\) ч.

Теперь все величины у нас выражены в одном виде. Приступим к заполнению таблицы и поиску того, что мы возьмем за \( \displaystyle x\).

Пусть \( \displaystyle x\) – собственная скорость байдарки. Тогда, скорость байдарки по течению равна \( \displaystyle x+5\), а против течения равна \( \displaystyle x-5\).

Запишем эти данные, а так же путь (он, как ты понимаешь, одинаков) и время, выраженное через путь и скорость, в таблицу:

Путь S Скорость v,
км/ч
Время t,
часов
Против течения 26 \( \displaystyle x-5\) \( \displaystyle \frac{26}{x-5}\)
По течению 26 \( \displaystyle x+5\) \( \displaystyle \frac{26}{x+5}\)

Посчитаем, сколько времени байдарка затратила на свое путешествие:

\( \displaystyle 20.00-8.00\text{ }=\text{ }12\) часов.

Все ли \( \displaystyle 12\) часов она плыла? Перечитываем задачу.

Нет, не все. У нее был отдых \( \displaystyle 1\) час \( \displaystyle 20\) минут, соответственно, из \( \displaystyle 12\) часов мы вычитаем время отдыха, которое, мы уже перевели в часы:

\( \displaystyle 12-1\frac{1}{3}=10\frac{2}{3}\) ч байдарка действительно плыла.

Догадываешься, что мы делаем дальше? Правильно! Приравниваем полученное время к тому времени, которое мы выразили в таблице через путь и скорость.{2}}-25 \right)\)

Раскроем скобки и приведем подобные слагаемые. Далее решаем получившееся квадратное уравнение.

С этим, я думаю, ты тоже справишься самостоятельно. Какой ответ у тебя получился? У меня \( \displaystyle 8\) км/ч.

Веб-сайт класса физики

Круговое движение и гравитация: набор задач

Задача 1:

Во время экскурсии по физике в парк развлечений Тайлер и Мария взяли наездника на Вирлигиге. Поездка на Whirligig состоит из длинных качелей, которые вращаются по кругу на относительно высоких скоростях. В рамках своей лаборатории Тайлер и Мария подсчитали, что всадники путешествуют по кругу с радиусом 6.5 м и делайте один оборот каждые 5,8 секунды. Определите скорость всадников на Whirligig.

Задача 2:

Самое высокое колесо обозрения в мире находится в Сингапуре. Колесо обозрения высотой в 42 этажа и вместимостью до 780 пассажиров имеет диаметр 150 метров и совершает полный круг за 30 минут. Определите скорость гонщиков (в м / с и миль / час) на Singapore Flyer. ( GIVEN : 1,00 м / с = 2,24 миль / ч)

Задача 3:

Во время цикла отжима стиральной машины одежда прилипает к внешней стенке бочки, поскольку она вращается со скоростью до 1800 оборотов в минуту.Радиус ствола — 26 см.

а. Определите скорость одежды (в м / с), которая находится на стенке вращающегося барабана.
г. Определите ускорение одежды.

Задача 4:

Эльмира, штат Нью-Йорк, может похвастаться самой быстрой в мире каруселью. Карусель в парке Элдридж берет райдеров на скорость 18 миль / час (8,0 м / с). Радиус круга, по которому движутся внешние всадники, составляет примерно 7.4 мес.

а. Определяет время для внешних гонщиков, чтобы сделать один полный круг.
г. Определите ускорение гонщиков.

Задача 5:

Производитель приводов CD-ROM утверждает, что проигрыватель может вращать диск с частотой до 1200 оборотов в минуту.

а. Если вращается с такой скоростью, какова скорость внешней строки данных на диске; этот ряд расположен в 5,6 см от центра диска?
г. Каково ускорение внешней строки данных?

Задача 6:

В витрине магазина игрушек в местном торговом центре самолет с батарейным питанием подвешен на веревке и летит по горизонтальному кругу. Самолет весом 631 грамм делает полный круг каждые 2,15 секунды. Радиус круга 0,950 м. Определите скорость, ускорение и результирующую силу, действующую на самолет.

Задача 7:

Доминик — звездный метатель диска университетской команды по легкой атлетике Юга.В прошлогодних региональных соревнованиях Доминик развернул диск весом 1,6 кг по кругу радиусом 1,1 м, в конечном итоге достигнув скорости 52 м / с перед стартом. Определите чистую силу, действующую на диск в моменты перед запуском.

Задача 8:

Лэндон и Джоселин — партнеры по парному катанию. В минувшие выходные они усовершенствовали элемент смертельной спирали для включения в свои предстоящие соревнования. Во время этого маневра Лэндон держит Джоселин за руку и раскачивает ее по кругу, в то время как она удерживает лезвия на льду, вытянутые в почти горизонтальном положении.Определите чистую силу, которая должна быть приложена к Джоселин (m = 51 кг), если ее центр масс вращается по кругу с радиусом 61 см каждые 1,9 секунды.

Задача 9:

Пытаясь разогнаться до оборотов выше своего класса, мистер Х. проводит демонстрацию с ведром с водой, привязанным к веревке длиной 1,3 метра. Ведро и вода имеют массу 1,8 кг. Г-н H вращает ковш по вертикальному кругу так, чтобы его скорость составляла 3,9 м / с в верхней части петли и 6,4 м / с в нижней части петли.

а. Определите ускорение ковша в каждом месте.
г. Определите чистую силу, испытываемую ковшом в каждом месте.
г. Нарисуйте схему свободного тела ковша для каждого местоположения и определите силу натяжения струны для этих двух местоположений.

Задача 10:

Пилот весом 76 кг на авиасалоне выполняет петлю со своим самолетом. Внизу петли радиусом 52 м самолет движется со скоростью 48 м / с.Определите нормальную силу, действующую на пилота.

Задача 11:

Алексис едет на своей Toyota Camry и пытается свернуть на скоростную автомагистраль со скоростью 19,0 м / с. Радиус поворота горизонтальной кривой составляет 35,0 м. Ее машина имеет массу 1240 кг. Определите ускорение, полезную силу и минимальное значение коэффициента трения, которые необходимы для удержания автомобиля на дороге.

Задача 12:

Шейла (m = 62 кг) катается на американских горках «Демон». Радиус поворота верха петли — 12 м.Шейла перевернута вверх ногами в верхней части петли и испытывает нормальную силу, равную половине ее веса. Нарисуйте диаграмму свободного тела и определите скорость Шейлы.

Задача 13:

В 2002 году профессиональный скейтбордист Боб Бернквист стал первым, кто успешно прошел полный поворот на 360 °. Определите минимальную скорость, которая потребуется наверху кольцевой петли, чтобы пройти через трубу радиусом 1,8 м.

Задача 14:

Джастин едет на своем 1500-кг Camaro по горизонтальному повороту на ровной дороге со скоростью 23 м / с.Радиус поворота составляет 65 м. Определите минимальное значение коэффициента трения, которое потребуется для удержания машины Джастина на повороте.

Задача 15:

Петлевая трасса построена для автомобиля массой 938 кг. Это полностью круглая петля — 14,2 м в самой высокой точке. Водитель успешно завершает круг со скоростью входа (внизу) 22,1 м / с.

а. Используя функцию энергосбережения, определите скорость автомобиля на вершине петли.
г. Определите ускорение автомобиля на вершине петли.
г. Определите нормальную силу, действующую на автомобиль в верхней части петли.

Задача 16:

Тайрон и Миа имеют массу 84 кг и 59 кг соответственно. Они сидят на расстоянии 1,0 м друг от друга в передней части урока физики мистера Х. В течение некоторого времени каждый из них ощущал своего рода электричество в своих растущих отношениях. И вот, пройдя шесть единиц курса физики, они узнали, что их притягивает друг к другу гравитационное притяжение.Определите величину этой силы гравитационного притяжения.

Задача 17:

Определите силу гравитационного притяжения между Землей и Луной. Их массы составляют 5,98 x 10 24 кг и 7,26 x 10 22 кг соответственно. Среднее расстояние, разделяющее Землю и Луну, составляет 3,84 x 10 8 м. Определите силу гравитационного притяжения между Землей и Луной.

Задача 18:

Определите силу гравитационного притяжения между Землей и Солнцем.Их массы составляют 5,98 x 10 24 кг и 1,99 x 10 30 кг соответственно. Среднее расстояние между Землей и Солнцем составляет 1,50 x 10 11 м. Определите силу гравитационного притяжения между Землей и Солнцем.

Задача 19:

Определите ускорение Луны относительно Земли. (ДАННО: M Земля = 5,98 x 10 24 кг и расстояние Земля-Луна = 3,84 x 10 8 м)

Задача 20:

Определите ускорение Земли относительно Солнца.(ДАННО: M солнце = 1,99 x 10 30 кг и расстояние Земля-солнце = 1,50 x 10 11 м)

Задача 21:

Используйте закон всемирного тяготения Ньютона для определения ускорения 85-кг астронавта на Международной космической станции (МКС), когда МКС находится на высоте 350 км над поверхностью Земли. Радиус Земли — 6,37 х 10 6 м. (ДАННЫЙ: M Земля = 5,98 x 10 24 кг)

Задача 22:

Определите орбитальную скорость Международной космической станции, находящейся на высоте 350 км над поверхностью Земли.Радиус Земли — 6,37 х 10 6 м. (ДАННЫЙ: M Земля = 5,98 x 10 24 кг)

Задача 23:

Определите орбитальную скорость Земли, вращающейся вокруг Солнца. (ДАННО: M солнце = 1,99 x 10 30 кг и расстояние Земля-солнце = 1,50 x 10 11 м)

Задача 24:

Геркулес надеется вывести бейсбольный мяч на орбиту, бросив его горизонтально (по касательной к Земле) с вершины горы Ньютон на высоте 97 км над поверхностью Земли.С какой скоростью он должен бросить мяч, чтобы вывести его на орбиту? (ДАННЫЕ: M Земля = 5,98 x 10 24 кг; R Земля = 6,37 x 10 6 м)

Задача 25:

Ученые определяют массы планет, наблюдая за влиянием гравитационного поля этих планет на близлежащие объекты — в основном на их спутники. Измеряя период обращения и радиус обращения Луны вокруг планеты, законы движения Ньютона можно использовать для определения массы планеты.Фобос, спутник планеты Марс, был открыт в 1877 году. Радиус его орбиты составляет 9380 км, а период обращения — 0,319 дня (2,77 x 10 4 секунд). Определите массу Марса на основе этих данных.

Задача 26:

Геостационарные спутники — это спутники, которые вращаются вокруг Земли над экватором и совершают один полный оборот каждые 24 часа. Поскольку их орбитальный период синхронизирован с периодом вращения Земли, геостационарный спутник всегда можно найти в одном и том же положении на небе относительно наблюдателя на Земле.(ДАННЫЙ: M Земля = 5,98 x 10 24 кг)

а. Определите радиус орбиты геостационарного спутника.
г. Определите орбитальную скорость геостационарного спутника.
г. Определите ускорение геостационарного спутника.

Задача 27:

В 2009 году космический корабль НАСА «Посланник» стал вторым космическим кораблем, совершившим полет на орбите планеты Меркурий. Космический корабль находился на высоте 125 миль над поверхностью Меркурия.Определите орбитальную скорость и период обращения Мессенджера. (ДАННЫЕ: R Mercury = 2,44 x 10 6 м; M Mercury = 3,30 x 10 23 кг; 1 миля = 1609 м)

Вернуться к обзору

См. Аудиогид решения проблемы:

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27

Клеточные органеллы | Клетки: основные единицы жизни

2.4 Клеточные органеллы (ESG4Y)

Теперь мы рассмотрим ключевые органеллы, из которых состоит клетка. Важно помнить, что структура и функции тесно связаны между собой у всех живых систем. При изучении каждой органеллы убедитесь, что вы наблюдаете определенные структуры (по микрофотографиям), которые позволяют органелле выполнять свою определенную функцию.

Цитоплазма (ESG4Z)

Цитоплазма — это желеобразное вещество, заполняющее клетку. Он состоит из воды до \ (\ text {90} \% \).Он также содержит растворенные питательные вещества и продукты жизнедеятельности. Его основная функция — удерживать вместе органеллы, составляющие цитоплазму. Он также питает клетку, снабжая ее солями и сахарами, и обеспечивает среду для метаболических реакций.

ПЕРЕСМОТР Вы, возможно, встречали термины цитоплазма, нуклеоплазма и протоплазма ранее в 9 классе. Цитоплазма — это часть клетки, которая находится внутри клеточной мембраны и исключает ядро. Нуклеоплазма — это вещество ядра клетки, т.е.е. все в ядре, что не является частью ядрышка. Протоплазма — бесцветный материал, составляющий живую часть клетки, включая цитоплазму, ядро ​​и другие органеллы.

Все содержимое прокариотических клеток содержится в цитоплазме. В эукариотических клетках все органеллы содержатся в цитоплазме, за исключением ядрышка, которое содержится в ядре.

Функции цитоплазмы

  • Цитоплазма обеспечивает механическую поддержку клетки, оказывая давление на клеточную мембрану, что помогает сохранять форму клетки.Это давление известно как давление тургор давление.
  • Это место наибольшей активности клеток, включая метаболизм, деление клеток и синтез белка.
  • Цитоплазма содержит рибосомы, которые способствуют синтезу белка.
  • Цитоплазма служит хранилищем небольших молекул углеводов, липидов и белков.
  • Цитоплазма приостанавливается и может транспортировать органеллы по клетке.

Ядро (ESG52)

Ядро — самая большая органелла в клетке, содержащая всю генетическую информацию клетки в форме ДНК.Наличие ядра — это главный фактор, который отличает эукариот от прокариот. Структура ядра описана ниже:

Ядерная оболочка : две липидные мембраны, усыпанные специальными белками, которые отделяют ядро ​​и его содержимое от цитоплазмы.

Ядерные поры : крошечные отверстия, называемые ядерными порами, находятся в ядерной оболочке и помогают регулировать обмен материалами (такими как РНК и белки) между ядром и цитоплазмой.

Хроматин : тонкие длинные нити ДНК и белка.

Nucleolus : ядрышко превращает РНК в другой тип нуклеиновой кислоты.

Во время деления клетки ДНК сжимается и складывается, образуя отдельные структуры, называемые хромосомами. Хромосомы образуются в начале деления клетки.

Генетический материал эукариотических организмов отделен от цитоплазмы мембраной, тогда как генетический материал прокариотических организмов (например, бактерий) находится в прямом контакте с цитоплазмой.

Схематическая диаграмма Микрофотография
Рисунок 2.19: Схема, показывающая основные структуры ядра клетки животного.

Рис. 2.20: Электронная микрофотография ядра клетки, показывающая густо окрашенное ядрышко.

Митохондрии также содержат ДНК, называемую митохондриальной ДНК (мтДНК), но она составляет лишь небольшой процент от общего содержания ДНК клетки.Вся митохондриальная ДНК человека происходит по материнской линии.

Функции ядра

  • Основная функция ядра клетки — контролировать экспрессию генов и способствовать репликации ДНК во время клеточного цикла (о чем вы узнаете в следующей главе).
  • Ядро контролирует метаболические функции клетки, продуцируя мРНК, которая кодирует ферменты, например инсулин.
  • Ядро контролирует структуру клетки путем транскрипции ДНК, которая кодирует структурные белки, такие как актин и кератин.
  • Ядро является местом синтеза рибосомной РНК (рРНК), которая важна для построения рибосом. Рибосомы — это место трансляции белков (синтеза белков из аминокислот).
  • Признаки передаются от родителей к потомству через генетический материал, содержащийся в ядре.

Митохондрии (ESG53)

Митохондрия — это мембраносвязанная органелла, обнаруженная в эукариотических клетках. Эта органелла генерирует снабжение клетки химической энергией, высвобождая энергию, хранящуюся в молекулах из пищи, и используя ее для производства АТФ (аденозинтрифосфата).АТФ — это особый тип «энергоносителей».

Строение и функция митохондрии

Митохондрии содержат два фосфолипидных бислоя: внешнюю мембрану и внутреннюю мембрану. Внутренняя мембрана содержит множество складок, называемых кристами, которые содержат специализированные мембранные белки, которые позволяют митохондриям синтезировать АТФ. Внутри внутренней мембраны находится желеобразная матрица. От внешнего слоя до самого внутреннего отсека митохондрии перечислены следующие:

  • Наружная митохондриальная мембрана
  • Межмембранное пространство
  • Внутренняя митохондриальная мембрана
  • Кристы (складки внутренней мембраны)
  • матрица (желеобразное вещество во внутренней мембране)
Принципиальная схема Микрофотография

Рисунок 2.21: Основные структуры митохондрии в трех измерениях.

Рисунок 2.22: Электронная микрофотография митохондрии.

В таблице ниже каждая структура соотносится с ее функцией.

Структура Функция Адаптация к функции
Внешняя митохондриальная мембрана Перенос питательных веществ (например, липидов) в митохондрии. Имеет большое количество каналов для облегчения передачи молекул.
Межмембранное пространство Хранит крупные белки, обеспечивающие клеточное дыхание. Его положение между двумя избирательно проницаемыми мембранами позволяет ему иметь уникальный состав по сравнению с цитоплазмой и матрицей.
Внутренняя мембрана Хранит мембранные белки, которые позволяют производить энергию. Содержит складки, известные как кристы , которые обеспечивают увеличенную площадь поверхности, что позволяет производить АТФ (химическая потенциальная энергия).
Matrix Содержит ферменты, которые позволяют производить АТФ (энергию). Матрица содержит большое количество белковых ферментов, которые позволяют производить АТФ.

В науках о жизни важно отметить, что всякий раз, когда структура имеет увеличенную площадь поверхности, функционирование этой структуры увеличивается.

Эндоплазматическая сеть (ESG54)

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) — органелла, обнаруженная только в эукариотических клетках.ER имеет двойную мембрану, состоящую из сети полых трубок, уплощенных листов и круглых мешочков. Эти уплощенные полые складки и мешочки называются цистернами. ER расположен в цитоплазме и связан с ядерной оболочкой. Существует два типа эндоплазматической сети: гладкая и шероховатая ER.

Smooth ER : не имеет прикрепленных рибосом. Он участвует в синтезе липидов, в том числе масел, фосфолипидов и стероидов. Он также отвечает за метаболизм углеводов, регулирование концентрации кальция и детоксикацию лекарств.

Rough ER : покрыт рибосомами, придающими эндоплазматическому ретикулуму грубый вид. Он отвечает за синтез белка и играет роль в производстве мембран. Складки, присутствующие в мембране, увеличивают площадь поверхности, позволяя большему количеству рибосом присутствовать на ЭПР, тем самым обеспечивая большую продукцию белка.

ES

Рибосомы состоят из РНК и белка.Они находятся в цитоплазме и являются местами, где происходит синтез белка. Рибосомы могут встречаться в цитоплазме по отдельности или группами или могут быть прикреплены к эндоплазматическому ретикулуму, образуя грубый эндоплазматический ретикулум. Рибосомы важны для производства белка. Вместе со структурой, известной как информационная РНК (тип нуклеиновой кислоты), рибосомы образуют структуру, известную как полирибосома, которая играет важную роль в синтезе белка.

Принципиальная схема Микрофотография
Гладкий эндоплазматический ретикулум
Шероховатый эндоплазматический ретикулум

Диаграмма : Свободная рибосома Диаграмма : Полирибосома

Рисунок 2.23: свободные рибосомы, обнаруженные в цитоплазме.

Рис. 2.24: Схема нескольких рибосом, объединенных вместе на цепи мРНК с образованием полирибосомы.

Корпус Гольджи (ESG56)

Тело Гольджи находится рядом с ядром и эндоплазматической сетью. Тело Гольджи состоит из множества плоских мембранных мешочков, называемых цистернами. Цистерны в теле Гольджи состоят из ферментов, которые модифицируют упакованные продукты тела Гольджи (белки).

Принципиальная схема Микрофотография

Рисунок 2.25: Схема, показывающая тельца Гольджи, обнаруженные в клетках животных.

Рис. 2.26: ТЕМ-микрофотография тела Гольджи, видимого в виде стопки полукруглых черных колец около дна.

Тело Гольджи было обнаружено итальянским врачом Камилло Гольджи. Это была одна из первых органелл, обнаруженных и подробно описанных, поскольку ее большой размер облегчал наблюдение.

Функции тела Гольджи

Важно, чтобы белки транспортировались от места, где они синтезируются, туда, где они необходимы в клетке. Органелла, отвечающая за это, — Тело Гольджи. Тело Гольджи — сортирующая органелла клетки.

Белки транспортируются из грубого эндоплазматического ретикулума (RER) в Гольджи. В системе Гольджи белки модифицируются и упаковываются в пузырьки. Таким образом, тело Гольджи получает белки, произведенные в одном месте клетки, и переносит их в другое место внутри клетки, где они необходимы.По этой причине тело Гольджи можно рассматривать как «почтовое отделение» ячейки.

Везикулы и лизосомы (ESG57)

Пузырьки — это небольшие сферические мешочки, связанные с мембраной, которые способствуют метаболизму, транспортировке и хранению молекул. Многие везикулы образуются в теле Гольджи и эндоплазматическом ретикулуме или состоят из частей клеточной мембраны. Везикулы можно классифицировать по их содержимому и функциям. Транспортные везикулы транспортируют молекулы внутри клетки.

Лизосомы образуются телом Гольджи и содержат мощные пищеварительные ферменты, которые потенциально могут переваривать клетку. Лизосомы образуются тельцом Гольджи или эндоплазматическим ретикулумом. Эти мощные ферменты могут переваривать клеточные структуры и молекулы пищи, такие как углеводы и белки. Лизосомы в изобилии присутствуют в клетках животных, которые поглощают пищу через пищевые вакуоли. Когда клетка умирает, лизосома высвобождает свои ферменты и переваривает клетку.

Вакуоли (ESG58)

Вакуоли — это связанные с мембраной органеллы, заполненные жидкостью, которые встречаются в цитоплазме большинства растительных клеток, но очень малы или полностью отсутствуют в клетках животных.Растительные клетки обычно имеют одну большую вакуоль, которая занимает большую часть объема клетки. Селективно проницаемая мембрана, называемая тонопластом , окружает вакуоль. Вакуоль содержит клеточный сок , который представляет собой жидкость, состоящую из воды, минеральных солей, сахаров и аминокислот.

Рисунок 2.27: Вакуоль.

Функции вакуоли

  • Вакуоль играет важную роль в переваривании и выведении клеточных отходов и хранении воды, органических и неорганических веществ.

  • Вакуоль впитывает и выделяет воду путем осмоса в ответ на изменения в цитоплазме, а также в окружающей среде вокруг клетки.

  • Вакуоль также отвечает за поддержание формы растительных клеток. Когда клетка заполнена водой, вакуоль оказывает давление наружу, прижимая клеточную мембрану к клеточной стенке. Это давление называется тургорным давлением.

  • Если воды недостаточно, давление вакуоли снижается, и клетки становятся вялыми, вызывая увядание растений.

Центриоли (ESG59)

Клетки животных содержат особую органеллу, называемую центриолью. Центриоль представляет собой цилиндрическую трубчатую структуру, состоящую из 9 микротрубочек, расположенных по очень специфическому узору. Две центриоли, расположенные перпендикулярно друг другу, называются центросомой . Центросома играет очень важную роль в делении клеток. Центриоли отвечают за организацию микротрубочек, которые позиционируют хромосомы в правильном месте во время деления клетки.Вы узнаете больше об их функциях в следующей главе о делении клеток.

Рисунок 2.28: ПЭМ-микрофотография поперечного сечения центриоли в животной (крысиной) клетке.

Пластиды (ESG5B)

Пластиды — это органеллы, встречающиеся только в растениях. Есть три разных типа:

  1. Лейкопласты : белые пластиды, обнаруженные в корнях.
  2. Хлоропласты : Пластиды зеленого цвета, обнаруженные в растениях и водорослях.
  3. Хромопласты : содержат красные, оранжевые или желтые пигменты и часто встречаются в созревающих фруктах, цветах или осенних листьях.

Рис. 2.29. Пластиды выполняют множество функций на предприятиях, включая накопление и производство энергии.

Цвет цветков растений, таких как орхидея, контролируется специальной органеллой в клетке, известной как хромопласт.

Хлоропласт

Хлоропласт представляет собой двухмембранную органеллу. Внутри двойной мембраны находится гелеобразное вещество, называемое стромой. Строма содержит ферменты фотосинтеза. В строме подвешены структуры, похожие на стопку, называемые грана (единичное число = гранум).Каждая гранула представляет собой стопку тилакоидных дисков. Молекулы хлорофилла (зеленые пигменты) находятся на поверхности тилакоидных дисков. Хлорофилл поглощает энергию солнца, чтобы в хлоропластах происходил фотосинтез. Граны соединены ламелями (интергранами). Ламели удерживают стопки отдельно друг от друга.

Структура хлоропласта точно адаптирована к его функции по улавливанию и хранению энергии в растениях. Например, хлоропласты содержат высокую плотность тилакоидных дисков и многочисленные граны, что позволяет увеличить площадь поверхности для поглощения солнечного света, таким образом производя большое количество пищи для растений.Кроме того, ламели, разделяющие тилакоиды, максимизируют эффективность хлоропластов, позволяя, таким образом, поглощать как можно больше света на минимальной площади поверхности.

Принципиальная схема Микрофотография

Рисунок 2.30: Структура хлоропласта.

Рис. 2.31: Электронная микрофотография хлоропласта с грана и тилакоидами.

Различия между растительными и животными клетками (ESG5C)

Теперь, когда мы рассмотрели основные структуры и функции органелл в клетке, вы могли заметить, что есть ключевые различия между растительными и животными клетками.В таблице ниже приведены эти различия.

Клетки животных Клетки растений
Не содержат пластид. Почти все клетки растений содержат пластиды, такие как хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.
Без клеточной стенки. Имеют жесткую клеточную стенку из целлюлозы в дополнение к клеточной мембране.
Содержат центриоли. Не содержат центриолей.
У животных нет плазмодесм и ямок. Содержат плазмодесматы и ямки.
Мало вакуолей (если есть). Большая центральная вакуоль, заполненная клеточным соком в зрелых клетках.
Ядро обычно находится в центре цитоплазмы. Ядро находится у края клетки.
Межклеточные промежутки между клетками отсутствуют. Между некоторыми клетками обнаружены большие межклеточные воздушные пространства.

Изучение клеток растений под микроскопом

Цель

Для изучения микроскопических структур растительных клеток.

Аппарат

  • лук
  • лезвие
  • слайды и покровные стекла
  • щетки
  • составной микроскоп
  • папиросная бумага
  • зажим
  • капельница
  • раствор йода
  • часы
  • чашка Петри с водой

Метод

  1. Осторожно снимите самый внешний слой лука, используя пару щипцов.{2} $} \)).
  2. Удалите тонкую прозрачную кожицу с внутреннего изгиба небольшого кусочка сырого лука и поместите ее на каплю раствора йода на чистом предметном стекле.
  3. Закройте кожуру покровным стеклом, следя за тем, чтобы не образовывались пузырьки.
  4. С помощью куска тонкой бумаги сотрите излишки раствора йода, оставшиеся на предметном стекле.
  5. Наблюдайте за кожурой лука под малым увеличением микроскопа, а затем под большим увеличением.
  6. Нарисуйте аккуратную схему из 5-10 ячеек типичных ячеек, которые вы видите.

Рис. 2.32: Клетки лука, окрашенные метиленовым синим.

Мероприятие 3.1. Подготовка мокрого крепления

Перед тем, как учащиеся выполнят это практическое занятие, возможно, потребуется повторить детали и функции микроскопа, а также подготовить влажную монтировку.

Инструкции

  1. Лук необходимо окрасить, чтобы части лука были четко видны под микроскопом.
  2. Учащиеся увидят несколько близко расположенных ячеек в форме кирпича.
  3. Ученики рисуют 5-10 ячеек.
  4. Учащиеся должны нарисовать линии надписей, чтобы обозначить клеточную стенку, цитоплазму, ядро ​​и вакуоль.
  5. Ячейки имеют правильную форму, и каждая ячейка имеет клеточную стенку.

Примечание. В качестве дополнительного занятия учащиеся могут также провести подготовку мокрых клеток щеки. Метиленовый синий можно использовать для окрашивания щечных клеток.

Изучение клеток животных под микроскопом

Цель

Для изучения микроскопических структур клеток щек человека под сложным микроскопом.

Аппарат

  • наушник чистый
  • чистая горка
  • метиленовый синий
  • капельница
  • вода
  • папиросная бумага
  • зажим
  • микроскоп

Метод

  1. Поместите каплю воды на чистое предметное стекло.
  2. Протрите внутреннюю сторону щеки чистым наушником. Наушник будет собирать влажную пленку.
  3. Намажьте влажную пленку на каплю воды на чистом предметном стекле, создав на предметном стекле небольшой мазок.
  4. Используйте покровное стекло, чтобы аккуратно прикрыть предметное стекло.
  5. Нанесите одну или две капли пятна на сторону покровного стекла.
  6. Используйте кусок ткани, чтобы удалить излишки красителя.
  7. Наблюдайте за клетками щеки под малым увеличением, а затем под большим увеличением.

Вопросы

  1. Каковы формы эпидермальных клеток луковой шелухи и клеток щеки человека?
  2. Почему для окрашивания луковой шелухи используют йод?
  3. В чем разница между расположением клеток в клетках лука и клетках щек человека?
  4. Почему клетка считается структурной и функциональной единицей живых существ?

Рисунок 2.33: Эпителиальные клетки щеки.

Исследование клеток под микроскопом

Вопросы

  1. Каковы формы клеток эпидермиса луковой шелухи и клеток щеки человека?
  2. Почему для окрашивания луковой шелухи используют йод?
  3. В чем разница между расположением клеток в клетках лука и клетках щек человека?
  4. Почему клетка считается структурной и функциональной единицей живых существ?

Ответы

  1. Клетки лука имеют правильную форму — примерно прямоугольную.Клетки эпидермиса щеки имеют неправильную форму.
  2. В луковой шелухе глюкоза хранится в виде крахмала, а крахмал становится коричневым, раствор йода становится пурпурным. Используйте раствор йода в качестве красителя, потому что он окрашивает крахмал в пурпурный цвет, что делает клетки более заметными.
  3. В луковице клетки упорядочены, как кирпичи в стене. Клетки эпидермиса упакованы неравномерно — упаковка зависит от формы клеток в области, которые имеют неправильную форму.
  4. Клетка — наименьшая единица жизни.Он содержит ДНК, необходимую для создания целостного организма, и является основным строительным блоком, из которого состоят все ткани и организмы. Каждая клетка выполняет семь жизненных процессов, поэтому каждая клетка является живой.

Органеллы клетки

Вы должны составить отчет об одной из органелл, которые вы изучили в классе, или любой другой органелле по вашему выбору. Ваш отчет должен включать следующую информацию.

  • Прошлое

    • Открытие органеллы
    • Все прежние представления о структуре и / или функции органелл, которые теперь изменились
    • Важность открытия органелл для клеточной науки
  • Настоящее время

    • Понятная в настоящее время структура и функция органеллы
    • Двухмерное изображение органеллы, показывающее все соответствующие структуры органеллы
    • Изображение органеллы, полученное с помощью электронного микроскопа, показывающее структуру органеллы
    • Понимание важности органелл для выживания человека
  • Будущее

    • Что еще предстоит открыть или полностью понять?
    • Любая важная роль органелл потенциально может сыграть с развитием технологий будущего (т.е. в промышленности или медицине).
  • Любая другая дополнительная информация или интересные факты, которые вы хотите включить.

Презентация

  • Студенты должны представить результаты своих исследований в виде буклета.
  • Это должно быть аккуратно, но творчески изложено.
  • Он должен включать полную и правильно структурированную библиографию.

Учащиеся должны быть отмечены согласно прилагаемой рубрике.

Проект: Клеточные органеллы

Отметьте проект учащихся в соответствии со следующими рекомендациями.

4 Микрофотография органелл предоставлена ​​и достаточно подробная

49 важность открытия органелл для науки предоставлена ​​и понятна

7

7

Оценка знаний

Обнаружение идентифицированной органеллы

/5

История открытия органелл обсуждалась и понималась

Обсуждаемые и понятые будущие открытия относительно органелл

/5

Интерпретация знаний

Информация о существующей структуре и функции

обсуждаемой и понятой органелл

/5

Двухмерное изображение органеллы, предоставленное и достаточно подробное

/5

Трехмерное изображение органеллы, предоставленное и достаточно подробное

/5

/5

Дополнительная информация предоставлена ​​

/5

Понимание содержания в повседневной жизни

/5

Возможная будущая роль органеллы предоставлена, понятна и актуальна

/5

Исследование наука в прошлом

Прошлые теории / понимание органелл, которые изменились, обсуждаются

/5

Передача информации

Правильная ссылка на технику

/5

Чистая презентация

/5

Презентационная креативная

/5

/5

0

Схемы ячеек

Диаграммы клетки очень хорошо изучены, но они часто дают нам неправильное представление о том, насколько сложны клетки на самом деле.Это задание поможет вам понять сложность ячеек.

  1. Найдите и отправьте печатную копию \ (\ text {5} \) микрофотографий, показывающих различные клеточные органеллы.
  2. Нарисуйте и пометьте две органеллы, чтобы продемонстрировать свои навыки рисования, маркировки и интерпретации.

Обратите особое внимание на следующее:

  • Каждая органелла должна удобно занимать страницу формата A5.
  • Каждая органелла должна иметь заголовок, включающий вид, название и увеличение.
  • Рисунки должны соответствовать полученным вами навыкам рисования. Один рисунок должен быть того же размера, что и микрофотография, другой — ровно в два раза меньше.
  • На ваших рисунках должна быть правильная масштабная линия.
  • Укажите источник ваших микрофотографий в соответствии с Гарвардской конвенцией.
  • балла будут присуждены за аккуратность: представьте свою работу как единый комплект.
  • Вы должны тщательно выбирать бумажные копии, чтобы они были высокого качества и были легко узнаваемы.
  • Ваши изображения могут относиться к одной и той же органелле, но только в том случае, если на изображениях есть существенные различия.

Проект: Схемы ячеек

Оценка по следующим критериям:

  1. Следующие инструкции: размер, количество (5)
  2. Изображения: выбор, качество, заголовки, ссылки (10)
  3. Чертежи: точность, реалистичность, масштаб, маркировка (10)
  4. Усилие: аккуратность, профессионализм (5)

Пересмотрите все, что вы узнали о клетках, посмотрев это видео.

Видео: 2CPM

General_science_ (решения) для класса 7 по науке Глава 7

Страница № 50:
Вопрос 1:

Заполните пропуски соответствующими словами из скобок.
(стационарный, нулевой, изменяющийся, постоянный, смещение, скорость, скорость, ускорение, стационарный, но не нулевой, увеличивается)
(a) Если тело проходит расстояние прямо пропорционально времени, скорость тела равна…………….
(b) Если тело движется с постоянной скоростью, его ускорение составляет ………..
(c) ………….. — скалярная величина.
(d) …………. — это расстояние, пройденное телом в определенном направлении за единицу времени.

Ответ:

(a) Если тело преодолевает расстояние, прямо пропорциональное времени, скорость тела постоянная .
(b) Если тело движется с постоянной скоростью, его ускорение составляет ноль .
(c) Скорость — скалярная величина.
(d) Скорость — это расстояние, пройденное телом в определенном направлении за единицу времени.

Страница № 50:
Вопрос 2:

Посмотрите на рисунок и ответьте на вопросы.

Сачин и Самир стартовали на мотоцикле из точки A, повернули на B, выполнили задание в точке C, проехали по маршруту CD до точки D, а затем продолжили путь до E.В общей сложности на это путешествие ушло один час. Выясните фактическое пройденное ими расстояние и смещение от точки A до E. Из этого выведите их скорость. Какова была их скорость от A до E в направлении AE? Можно ли эту скорость назвать средней скоростью?

Ответ:

Фактическое расстояние, пройденное Сачином и Самиром от A до E = AB + BC + CD + DE = 3 + 4 + 5 + 3 = 15 км
Перемещение от A до E = AB + BD + DE = 3 + 3 + 3 = 9 км
Скорость мотоцикла от A до E = Общее расстояние, пройденное от A до E Общее время, затраченное от A до E = 151 = 15 км / ч
Скорость мотоцикла от A до E = Общее перемещение от A до E Общее затраченное время от A до E = 91 = 9 км / ч
Да, это можно назвать средней скоростью мотоцикла от A до E.

Страница № 50:
Вопрос 3:

Из групп B и C выберите подходящие слова для каждого слова в группе A.

А B С
Работа Ньютон эрг
Усилие Метр см
Рабочий объем Джоуль dyne
Ответ:
А B С
Работа Джоуль эрг
Усилие Ньютон dyne
Рабочий объем Метр см
Страница № 50:
Вопрос 4:

Птица, сидящая на проволоке, летит, кружится и возвращается на свое место.Объясните общее расстояние, которое он преодолел во время полета, и его возможное смещение.

Ответ:

Общее расстояние, пройденное птицей во время полета = 2 × (Расстояние между точкой, где сидела птица, и точкой, откуда она поворачивает)
Возможное смещение птицы равно нулю, когда она возвращается в исходную точку т.е. где он сидел.

Страница № 50:
Вопрос 5:

Объясните своими словами следующие понятия на повседневных примерах: сила, работа, перемещение, скорость, ускорение, расстояние.

Ответ:

Сила: Это любой вид толчка или тяги тела, создаваемый другим телом, когда тела взаимодействуют друг с другом. Это векторная величина. Например, человек применяет силу в форме толчка или тяги, чтобы открыть дверь.

Работа: определяется как работа, выполняемая силой, вызывающей смещение объекта. Это скалярная величина. Например, ребенок работает, когда тащит игрушечную машинку по земле.

Смещение: это кратчайшее расстояние между начальным и конечным положением объекта. Это векторная величина. Например, когда мы идем в торговый центр за покупками из нашего дома, а затем возвращаемся в дом, смещение будет равно 0, так как наше начальное положение (дом) и конечное положение (дом) одинаковы.

Скорость: Скорость определяется как скорость изменения смещения. Это векторная величина. Например, машина, едущая по прямой дороге, имеет некоторую скорость.

Ускорение: Скорость изменения скорости называется ускорением.Это векторная величина. Например, если автомобиль движется по прямой с переменной скоростью, он будет иметь некоторое ускорение. Если скорость автомобиля останется прежней, но направление движения изменится, автомобиль также будет ускоряться.

Расстояние: это фактическая длина пути, пройденного объектом во время его движения. Это скалярная величина. Например, когда мы идем в торговый центр за покупками из дома, а затем возвращаемся в дом, пройденное нами расстояние будет в два раза больше расстояния между нашим домом и торговым центром.

Страница № 50:
Вопрос 6:

Мяч катится из точки A в D по плоской и гладкой поверхности. Его скорость 2 см / с. Достигнув точки B, она непрерывно подталкивалась к точке C. При достижении точки D от точки C ее скорость стала 4 см / с. Ему потребовалось 2 секунды, чтобы перейти от точки B к точке C. Каково ускорение мяча при переходе от точки B к точке C?

Ответ:

Ускорение мяча между точками A и B равно нулю, поскольку скорость и направление мяча постоянны.После точки B применяется сила. Таким образом, мяч будет ускоряться.
Ускорение мяча от B до C = изменение скорости от B до C Время, взятое для этого изменения Ускорение мяча от B до C = 4-22 = 1 м / с2

Страница № 50:
Вопрос 7:

Решите следующие проблемы.
(a) Была приложена сила в 1000 Н, чтобы остановить автомобиль, который двигался с постоянной скоростью. Машина остановилась, проехав 10 м.Сколько стоит работа?
(b) Тележка массой 20 кг прошла 50 м по прямой по ровной и гладкой дороге, когда к ней приложили силу 2 Н. Сколько работы было проделано силовыми структурами?

Ответ:

(a) Работа, выполняемая силой для остановки автомобиля = F × S = 1000 × 10 = 10000 Дж

(b) Работа, выполняемая силой = F × S = 2 × 50 = 100 Дж

Просмотреть решения NCERT для всех глав класса 7

6 Стандартов научного содержания | Национальные стандарты естественнонаучного образования

Duschl, R.А., Р.Дж. Гамильтон, ред. 1992. Философия науки, когнитивной психологии и педагогической теории и практики. Олбани, штат Нью-Йорк: Государственный университет Нью-Йорка.

Глейзер, Р. 1984. Образование и мышление: роль знания. Американский психолог, 39 (2): 93-104.

Гросслайт, Л., К. Унгер, Э. Джей и К. Смит. 1991. Понимание моделей и их использование в науке: концепции учащихся средних и старших классов и экспертов. [Специальный выпуск] Journal of Research in Science Teaching, 28 (9): 799-822.

Hewson, P.W., and N.R. Торли. 1989. Условия концептуального изменения в классе. Международный журнал естественнонаучного образования, 11 (5): 541-553.

Ходсон, Д. 1992. Оценка практической работы: некоторые соображения по философии науки. Наука и образование, 1 (2): 115-134.

Ходсон, Д. 1985. Философия науки, естествознания и естественнонаучного образования. Исследования в области естественнонаучного образования, 12: 25-57.

Кайл, В. С. Младший, 1980.Различие между исследованием и научным исследованием и почему старшеклассники должны осознавать это различие. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 17 (2): 123-130.

Лонгино, Е. 1990. Наука как социальное знание: ценности и объективность в научных исследованиях. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета.

Mayer, W.V., ed. 1978. Справочник учителя биологии BSCS, третье издание. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья.

Metz, K.E. 1991 г.Развитие объяснения: постепенные и фундаментальные изменения в детских знаниях физики. [Специальный выпуск] Journal of Research in Science Teaching, 28 (9): 785-797.

NRC (Национальный исследовательский совет). 1988. Повышение показателей качества естественнонаучного и математического образования в классах K-12. Р.Дж. Murnane, S.A. Raizen, ред. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.

NSRC (Национальный центр научных ресурсов). 1996. Ресурсы для преподавания естественных наук в начальной школе.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.

Олссон, С. 1992. Познавательные навыки формулирования теории: забытый аспект научного образования. Наука и образование, 1 (2): 181-192.

Рот, К.Дж. 1989. Естественнонаучное образование: недостаточно «делать» или «относиться». Американский педагог, 13 (4): 16-22; 46-48.

Резерфорд, Ф.Дж. 1964. Роль исследования в преподавании естественных наук. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 2: 80-84.

Шаубле, Л., Л. Клопфер, К. Рагхаван. 1991. Переход студентов от инженерной модели к научной модели экспериментов. [Специальный выпуск] Journal of Research in Science Teaching, 28 (9): 859-882.

Schwab, J.J. 1958. Преподавание науки как исследования. Бюллетень ученых-атомщиков, 14: 374-379.

Schwab, J.J. 1964. Преподавание науки как исследования. В «Преподавании науки» Дж. Дж. Шваб и П.Ф. Брандвейн, ред .: 3-103. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

Welch, W.W., L.E. Клопфер, Г.С.Айкенхед и Дж. Робинсон. 1981. Роль исследования в естественно-научном образовании: анализ и рекомендации. Научное образование, 65 (1): 33-50.

Физические науки, науки о жизни, а также науки о Земле и космосе

AAAS (Американская ассоциация развития науки). 1993. Контрольные показатели научной грамотности. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

AAAS (Американская ассоциация развития науки).1989. Наука для всех американцев: отчет проекта 2061 по целям грамотности в науке, математике и технологиях. Вашингтон, округ Колумбия: AAAS.

групповая работа в классе: типы малых групп | Center for Teaching Excellence

Один из способов изменить темп обучения в классе — это выполнить задание в небольшой группе. Но какой тип малых групп вам следует использовать? Это зависит от размера вашего класса, продолжительности свободного времени, физических особенностей класса и характера группового задания.Вот несколько вариантов, которые вы можете попробовать. Проконсультируйтесь с советом по обучению Центра передового опыта «Групповая работа в классе: задачи в малых группах», чтобы получить идеи для задач.

Группы обновления

  • Размер класса : любой
  • Временной интервал : 3-10 минут
  • Настройка: без ограничений
  • Цель : генерировать идеи / ответы, повторно стимулировать интерес учащихся, оценивать понимание учащимися

Описание : Эти группы включают учащихся, участвующих в коротких неформальных обсуждениях, часто в ответ на конкретное начало предложения или вопрос.В переходный момент в классе попросите учащихся обратиться к 1-3 соседям, чтобы обсудить любые трудности в понимании, ответить на подготовленный вопрос, определить или привести примеры ключевых концепций или поразмышлять о том, что будет дальше в классе. Лучшие дискуссии — это те, в которых студенты выносят суждения относительно относительных достоинств, актуальности или полезности того или иного аспекта лекции (Brookfield & Preskill, 1999). Примеры вопросов включают: «Какое самое спорное утверждение вы слышали на сегодняшней лекции?» или «Какое самое необоснованное утверждение, которое вы слышали на сегодняшней лекции?» Снова соберитесь с классом и проведите общее обсуждение, в ходе которого учащиеся поделятся идеями или вопросами, возникшими в их подгруппах.

Комментарии: Этот метод очень гибкий: его легко реализовать в классе любого размера и в большинстве аудиторий, даже в самых формальных лекционных аудиториях. Подумайте, как вернуть внимание большой компании: выключение и включение света — один простой, но эффективный метод.

Think-Pair-Share

  • Размер класса : любой
  • Срок: 5-10 минут
  • Настройка: без ограничений
  • Цель : генерировать идеи, повышать уверенность студентов в своих ответах, поощрять широкое участие в пленарных заседаниях

Описание: Эта стратегия состоит из трех шагов.Во-первых, учащиеся индивидуально думают о конкретном вопросе или сценарии. Затем они объединяются, чтобы обсудить и сравнить свои идеи. Наконец, им предоставляется возможность поделиться своими идеями в большом классе.

Комментарии: Совместное мышление вынуждает всех учащихся попытаться дать первоначальный ответ на вопрос, который они затем могут прояснить и расширить в процессе совместной работы. Это также дает им возможность проверить свои идеи в небольшой группе, прежде чем упоминать их в большой группе, что может помочь застенчивым ученикам чувствовать себя более уверенно, участвуя.

Круг голосов

  • Размер класса : любой
  • Временной интервал: 10-20 минут
  • Установка: Подвижные стулья предпочтительно
  • Цель: генерировать идеи, развивать навыки слушания, привлекать всех учащихся к участию, выравнивать среду обучения

Описание: В этом методе учащиеся говорят по очереди. Студенты образуют кружки по четыре-пять человек. Предложите учащимся тему и дайте им несколько минут, чтобы систематизировать свои мысли по этому поводу.Затем начинается обсуждение, в котором каждому студенту дается до трех минут (или выбирайте другую продолжительность) непрерывного времени для выступления. В это время больше никому не разрешается ничего говорить. После того, как все выступят один раз, предоставьте слово в подгруппе для общего обсуждения. Укажите, что ученики должны основываться только на том, что сказал кто-то другой, а не на своих собственных идеях; Кроме того, на этом этапе они не должны вводить новые идеи (Brookfield & Preskill, 1999).

Комментарии: Некоторым застенчивым ученикам может быть неудобно говорить.Уменьшите их страх, сделав тему конкретной и актуальной или предоставив каждому человеку соответствующую цитату. Вариант этого метода, который побуждает студентов более внимательно слушать друг друга, включает требование, чтобы каждый человек начал с перефразирования комментариев предыдущего студента или с демонстрации того, как его или ее замечания соотносятся с замечаниями предыдущего студента. Для этого варианта студентам потребуется меньше времени на подготовку до начала «круга», но им может потребоваться больше времени между выступающими.

Вращающиеся тройки

  • Размер класса: 15-30
  • Временной интервал: 10 или более минут
  • Окружение: Достаточно места, удобны передвижные сиденья (они могут стоять) Цель: познакомить студентов со многими из их сверстников, выработать идеи

Описание: Эта стратегия предполагает, что учащиеся по очереди обсуждают проблемы со многими одноклассниками. Заранее подготовьте вопросы для обсуждения. В классе ученики образуют трио, сгруппированные в большой круг или квадрат.Задайте студентам вопрос и предложите каждому ответить по очереди. По прошествии подходящего периода времени попросите трио присвоить 0, 1 или 2 каждому из его участников. Затем направьте # 1, чтобы повернуть одно трио по часовой стрелке, # 2, чтобы повернуть два трио по часовой стрелке, и # 0, чтобы оставаться на том же месте; В результате получатся совершенно новые тройки. А теперь задайте новый, немного более сложный вопрос. Меняйте трио и задавайте новые вопросы столько раз, сколько хотите (Silberman, 1996).

Комментарии : Этот тип группы может быть организован в пары или по четыре человека и хорошо работает с большинством предметов, включая вычислительные вопросы.Однако это было бы сложно реализовать в большом классе.

Группы / пирамиды снежков

  • Размер класса: 12-50
  • Срок: 15-20 минут, в зависимости от того, сколько раз группы «снежком»
  • Настройка: требуется подвижное сиденье
  • Цель: генерировать хорошо проверенные идеи, сужать тему, развивать навыки принятия решений

D escription: Этот метод предполагает прогрессивное удвоение: ученики сначала работают в одиночку, затем в парах, затем по четыре и так далее.В большинстве случаев после работы вчетвером студенты собираются на пленарное заседание, на котором объединяются их выводы или решения. Обеспечьте последовательность усложняющихся задач, чтобы учащимся не наскучило повторное обсуждение на нескольких этапах. Например, попросите учащихся записать несколько вопросов, относящихся к теме класса. В парах ученики пытаются ответить на вопросы друг друга. Пары объединяются, чтобы составить четверки и определить, в зависимости от темы, либо оставшиеся без ответа вопросы, либо области разногласий, либо соответствующие принципы, основанные на их предыдущих обсуждениях.Вернувшись в большую классную группу, по одному представителю от каждой группы докладывают выводы группы (Habeshaw et al, 1984; Jaques, 2000).

Комментарии: Этот метод требует времени для развертывания, поэтому его следует использовать только тогда, когда обсуждаемые концепции требуют времени. Кроме того, в зависимости от количества отведенного времени студенты могут почувствовать, что некоторые нюансы их обсуждения потеряны.

Головоломка

  • Размер класса: 10-50
  • Временной интервал: 20 или более минут
  • Настройка: Требуется передвижное сиденье, желательно много места
  • Цель : углубленное изучение концепций, развитие командной работы, обучение студентов ученикам

Описание: Эта стратегия предполагает, что студенты становятся «экспертами» в одном аспекте темы, а затем делятся своим опытом с другими.Разделите тему на несколько составных частей («кусочков головоломки»). Сформируйте подгруппы по 3-5 человек и назначьте каждой подгруппе отдельную «часть» темы (или, если класс большой, назначьте две или более подгрупп для каждой подтемы). Задача каждой группы состоит в том, чтобы накапливать знания по своей подтеме путем мозгового штурма, разработки идей и, если позволяет время, исследований. Когда студенты станут экспертами по определенной подтеме, перемешайте группы так, чтобы члены каждой новой группы имели разные области знаний.Затем студенты по очереди делятся своим опытом с другими членами группы, тем самым создавая завершенную «головоломку» знаний по основной теме (см. Silberman, 1996). Удобный способ распределить разные области знаний — раздать раздаточные материалы разного цвета. На первом этапе групповой работы группы состоят из учеников с раздаточным материалом одного цвета; на втором этапе каждый член вновь сформированной группы должен иметь раздаточный материал разного цвета.

Комментарии: Головоломка помогает избежать утомительных пленарных заседаний, потому что большая часть информации делится в небольших группах.Этот метод можно расширить, предложив учащимся сначала изучить свои подтемы путем независимого исследования вне класса. Затем, когда они встречаются с теми, у кого такая же подтема, они могут уточнить и расширить свой опыт, прежде чем перейти в новую группу. Одним из потенциальных недостатков является то, что учащиеся слышат опыт только одной группы по определенной теме и не получают такой же пользы от понимания всего класса; Чтобы решить эту проблему, вы можете собрать письменный отчет о работе каждой группы и создать сводный документ — действительно полную головоломку — по этой теме.

Аквариум

  • C Размер класса: 10-50
  • Временной интервал: 15 или более минут
  • Установка: подвижные сиденья, желательно много места; при необходимости, попросите внутреннюю группу встать / сесть перед лекционным залом, а внешняя группа сядет на обычные места в лекционном зале
  • Цель : наблюдать за групповым взаимодействием, давать реальные иллюстрации концепций, предоставлять возможность для анализа

Описание: Этот метод предполагает, что одна группа наблюдает за другой группой.Первая группа образует круг и либо обсуждает проблему, либо тему, либо разыгрывает ролевую игру, либо разыгрывает короткую драму. Вторая группа образует круг вокруг внутренней группы. В зависимости от задачи внутренней группы и контекста вашего курса внешняя группа может искать темы, закономерности, обоснованность аргументов и т. Д. В обсуждениях внутренней группы, анализировать функционирование внутренней группы как группы или просто наблюдать и комментировать по ролевой игре. Обсудите с обеими группами в конце пленарного заседания, чтобы зафиксировать их опыт.См. Несколько вариантов этой техники у Jaques (2000).

Комментарии: Имейте в виду, что внешним членам группы может стать скучно, если их задача не будет достаточно сложной. Вы можете попросить группы поменяться местами и ролями, чтобы помочь в этом. Также обратите внимание, что внутренняя группа могла чувствовать себя подавленной наблюдателями; смягчите эту озабоченность, попросив добровольцев принять участие во внутреннем кругу или указав, что у каждого ученика будет возможность быть как внутренним, так и внешним членом группы.Хотя этот метод проще всего реализовать в небольших классах, вы также можете расширить его так, чтобы одновременно возникало несколько «аквариумов».

Учебные команды

  • Размер класса : любой
  • Временной интервал : любой
  • Настройка: без ограничений
  • Цель: наладить отношения между учащимися, повысить уверенность в участии

Описание: Для этого типа группы студенты делятся на группы в начале семестра.Если вы хотите включить в свой класс обсуждение в небольших группах или работу в команде, вы направите студентов в эти группы для долгосрочного обучения. Группы из четырех человек работают хорошо, потому что каждую четверку можно разделить на пары в зависимости от вида деятельности.

Комментарии: Студенты хорошо знакомятся с небольшим количеством своих одноклассников в течение семестра и могут приходить к своим товарищам по команде в качестве партнеров по учебе даже за пределами классной комнаты. Использование обучающих групп сокращает время, необходимое для организации учащихся в группы каждый раз, когда вы хотите использовать групповую работу.Однако, поскольку студенты будут работать друг с другом в течение длительного периода времени, будьте очень осторожны при распределении их по группам. Попросите учащихся представить карточки с данными о себе в начале семестра, возможно, даже заполнив краткую анкету. Вы можете попросить их также предложить имена двух или трех одноклассников, с которыми они хотели бы и не хотели бы работать.

Список литературы

  • Brookfield, S.D., & Preskill, S. (1999). Обсуждение как способ обучения: инструменты и методы для демократических классов .Сан-Франциско: издательство Jossey-Bass.
  • Habeshaw, S., Habeshaw, T., & Gibbs, G. (1984). 53 Интересные вещи, которые можно сделать на ваших семинарах и учебных пособиях. Бристоль: Technical and Educational Services Ltd.
  • Жак, Д. (2000). Обучение в группах: Руководство по улучшению групповой работы, 3-е изд. Лондон: Коган Пейдж.
  • Джонсон, Д. В., Джонсон, Р. Т., и Смит, К. А. (1991). Совместное обучение: повышение эффективности преподавания преподавателей колледжа. Отчет о высшем образовании ASHE-ERIC № 4. Вашингтон, округ Колумбия: Школа образования и человеческого развития, Университет Джорджа Вашингтона.
  • Race, P. (2000). 500 советов по групповому обучению. Лондон: Коган Пейдж.
  • Зильберман, М. (1996). Активное обучение: 101 стратегия преподавания любого предмета. Бостон: Аллин и Бэкон.
  • Славин Р. Э. (1995). Совместное обучение: теория, исследования и практика, 2-е изд. Бостон: Аллин и Бэкон.

Эта лицензия Creative Commons позволяет другим редактировать, настраивать и развивать нашу работу в некоммерческих целях при условии, что они ссылаются на нас и указывают, были ли внесены изменения.Используйте этот формат цитирования: Групповая работа в классе: типы малых групп. Центр передового опыта преподавания, Университет Ватерлоо .

7 динамических разминок

1. Окружности бедра

Встаньте на одну ногу, опираясь на столешницу, и осторожно поверните противоположную ногу по кругу в сторону. Выполните по 20 кругов в каждую сторону. Поменяйте ноги. Постепенно увеличивайте размер кругов по мере того, как вы становитесь более гибкими.

2. Круги рук

Встаньте, ноги на ширине плеч, руки в стороны, ладонями вниз, на уровне плеч.Аккуратно выполните по 20 кругов в каждую сторону. Постепенно увеличивайте размер кругов по мере того, как вы становитесь более гибкими.

3. Махи руками

Встаньте, вытяните руки вперед, параллельно полу, ладонями вниз. Идите вперед, одновременно махнув руками вправо, чтобы ваша левая рука оказалась перед грудью, а пальцы указывали вправо. Держите туловище и голову вперед — двигайтесь только в плечевых суставах. Поменяйте направление качелей (продолжая идти) на противоположную сторону.Повторите по пять раз с каждой стороны.

4. Высокий шаг

Встаньте, поставив ступни параллельно друг другу на ширине плеч. Сделайте шаг вперед левой ногой и поднимите правое колено высоко к груди (при необходимости используйте стену для равновесия) и обеими руками (или одной, если используете другую для баланса), потяните колено вверх дальше. Сделайте паузу и снова опустите правую ногу; повторите с другой стороной и продолжайте «высокие шаги» пять раз на каждой ноге, когда идете вперед.

5.Прогулка от пятки до носка

Встаньте, расставив ступни на ширине плеч, и сделайте небольшой шаг вперед, поставив пятку правой ступни на землю и перекатившись вперед на подушечку стопы, приподнявшись как можно выше (как если бы стояли на цыпочках), с одновременным выводом левой ноги вперед и тем же перекатом между пятками и носками. Повторите по пять раз на каждую ногу.

6. Выпады с поворотом

Встаньте, поставив ступни параллельно друг другу, и сделайте преувеличенный шаг вперед (при необходимости держите одну руку на стене для равновесия) правой ногой, полностью поставив ее на пол перед собой, позволяя сгибать колено и бедро. медленно; держите туловище в вертикальном положении.Держите правое колено прямо над лодыжкой — не позволяйте ему наклоняться вперед над вашей стопой. Слегка согните левое колено, опуская его к земле, пока оно не окажется на пару дюймов над полом (или насколько позволяет гибкость). В этом положении вытянитесь над головой (пропустите подъем над головой, если вы недавно перенесли операцию на плече) левой рукой и согните туловище в правую сторону, вернитесь в вертикальное положение и шагните вперед левой ногой. Повторите по пять раз с каждой стороны.

Примечание: не пытайтесь, если у вас проблемы с балансировкой.

7. Шаг вперед и вперед

Встаньте, ноги на ширине плеч, руки на бедрах (или слегка коснитесь стены перед собой для равновесия).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.