Содержание

Тест по физике Способы изменения внутренней энергии тела 8 класс

Тест по физике Способы изменения внутренней энергии тела для учащихся 8 класса с ответами. Тест включает в себя 7 заданий с выбором ответа.

1. В каком из приведенных случаев внутренняя энергия тела из­меняется?

1) Камень, сорвавшись с утеса, падает все быстрее и быстрее
2) Гантели подняты с пола и положены на полку
3) Электроутюг включили в сеть и начали гладить белье
4) Соль пересыпали из пакета в солонку

2. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?

1) Приведением его в движение
2) Совершением телом или над ним работы
3) Подняв его на некоторую высоту
4) Путем теплопередачи

3. Изменение внутренней энергии какого тела происходит в ре­зультате теплопередачи в названных ситуациях?

1) Нагревание сверла, когда делают отверстие с помощью дрели
2) Понижение температуры газа при его расширении
3) Охлаждение пачки масла в холодильнике
4) Нагревание колес движущегося поезда

4. В каком примере внутренняя энергия тела изменяется в ре­зультате совершения механической работы?

1) Чайная ложка опущена в стакан с горячей водой
2) При резком торможении грузовика от тормозов пошел за­пах гари
3) В электрочайнике закипает вода
4) Замерзшие руки человек согревает, прижав их к теплому радиатору

5. Металлические бруски (см. рис.) имеют разную температу­ру. Два из них надо соединить торцами так, чтобы их вну­тренняя энергия не изменилась. Какие это должны быть бруски?

1) № 1 и № 2
2) № 1 и № 3
3) № 3 и № 4
4) № 2 и № 4

6. В контакт с каким бруском следует привести брусок № 1, что­бы возникла теплопередача, при которой его внутренняя энер­гия уменьшится?

1) № 2
2) № 3
3) № 4
4) С любым

7. При соединении с каким из приведенных на рисунке в предыдущем задании брусков возникнет процесс теплопереда­чи, при котором внутренняя энергия бруска № 2 будет воз­растать?


1) № 1
2) № 3
3) № 4
4) Такого бруска на рисунке нет

Ответы на тест по физике Способы изменения внутренней энергии тела
1-3
2-24
3-3
4-2
5-2
6-3
7-4

Тест по физике на тему «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» (8 класс)

Способы изменения внутренней энергии тела.

К учебнику: Физика. 8 класс.  Перышкин А.В. М.: 2013 — 240с. Тема в учебнике: § 3 Способы изменения внутренней энергии тела. Количество вопросов: 10

Вопрос 1.При повышении температуры внутренняя энергия тела…

А. увеличивается

Б. уменьшается

В. не меняется

Г. колеблется

Вопрос 2.В каком из приведенных случаев внутренняя энергия тела из­меняется?

А. Камень, сорвавшись с утеса, падает все быстрее и быстрее

Б. Гантели подняты с пола и положены на полку

В. Электроутюг включили в сеть и начали гладить белье

Г. Соль пересыпали из пакета в солонку

Вопрос 3.Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?

А. Приведением его в движение

Б. Совершением телом или над ним работы

В.  Подняв его на некоторую высоту

Г. все варианты ответа верны

Вопрос 4.Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется__________________________________

Вопрос 5.Какие тела обладают внутренней энергией?

А. газы

Б. все тела

В. жидкости

Г. твердые тела

Вопрос 6.Как изменилась  внутренняя энергия воды после её нагревания в чайнике?

А. Уменьшилась в результате теплопередачи.  

Б. Уменьшилась за счёт совершения работы. 

В. Увеличилась за счёт теплопередачи.

Г. Увеличилась за счёт совершения работы.

Вопрос 7.Какой способ теплопередачи возможен в вакууме?

А. теплопроводность

Б. конвекция

В. излучение

Г. теплопередача

Вопрос 8.Как изменилась  внутренняя энергия коньков при трении о лед?

А. Уменьшилась в результате теплопередачи. 

Б. Уменьшилась за счёт совершения работы. 

В. Увеличилась за счёт теплопередачи.

Г. Увеличилась за счёт совершения работы.

Вопрос 9.Какое вещество обладает наибольшей теплопроводностью?

А. сталь

Б. воздух

В. стекло

Г. вода

Вопрос 10.Выберите из предложенных пар веществ ту, в которой скорость диффузии при одинаковой температуре будет наименьшая.

А. раствор медного купороса и вода

Б. крупинка перманганата калия (марганцовки) и вода

В. пары эфира и воздух

Г. свинцовая и медная пластины

Тест по физике 8 класс «Внутренняя энергия и способы ее изменения»

Ф.И._______________________________________ 8 — «___» кл

Внутренняя энергия и способы ее изменения

Вариант 1

1. Внутренняя энергия тела зависит…

А. От скорости движения тела.

Б. От энергии движения частиц, из которых состоит тело.

В. От энергии взаимодействия частиц, из которых состоит тело.

Г. От энергии движения частиц и от энергии их взаимодействия.

2. Первый стакан с водой охладили, получив от него 1 Дж количества теплоты, а второй стакан подняли вверх, совершив работу в 1 Дж. Изменилась ли внутренняя энергия воды в первом и втором стаканах?

А. Ни в одном стакане не изменилась.

Б. В 1 — уменьшилась, во 2 — не изменилась.

В. В 1 — не изменилась, во 2 — увеличилась.

Г. В обоих стаканах уменьшилась.
Д. В 1 — уменьшилась, во 2 — увеличилась.

3. После того как распилили бревно, пила нагрелась. Каким способом изменили внутреннюю энергию пилы?

А. При совершении работы. Б. При теплопередаче.

4. Чтобы увеличить внутреннюю энергию автомобильной шины, нужно…

А. Выпустить из шины воздух.
Б. Накачать в шину воздух.

5. Два одинаковых пакета с молоком вынули из холодильника. Один пакет оставили на столе, а второй перелили в кастрюлю и вскипятили. В каком случае внутренняя энергия молока изменилась меньше?

А. В обоих случаях не изменилась.

Б. В обоих случаях изменилась одинаково.

В. В первом случае.

Г. Во втором случае

Ф.И._______________________________________ 8 — «___» кл

Внутренняя энергия и способы ее изменения

Вариант 2

1. Каким способом можно изменить внутреннюю энергию тела?

А. Только совершением работы.

Б. Совершением работы и теплопередачей.

В. Только теплопередачей.

Г. Внутреннюю энергию тела изменить нельзя.

2. Первая пластина перемещалась по горизонтальной поверхности и в результате действия силы трения нагрелась, а вторая пластина была поднята вверх над горизонтальной поверхностью. В обоих случаях была совершена одинаковая работа. Изменилась ли внутренняя энергия пластин?

А. У первой пластины не изменилась, у второй увеличилась.

Б. У обеих пластин увеличилась.

В. У первой пластины увеличилась, а у второй не изменилась.

Г. Не изменилась ни у первой, ни у второй пластин.

3. Сок поставили в холодильник и охладили. Каким способом изменили внутреннюю энергию сока?

А. При совершении работы. Б. При теплопередаче.

4. Резиновую нить слегка растянули. Чтобы внутренняя энергия нити увеличилась ее надо…

А. Растянуть сильнее. Б. Отпустить.

5. Два алюминиевых бруска массами 100 и 300 г, взятых при комнатной температуре, нагрели до одинаковой температуры. У какого бруска внутренняя энергия изменилась больше?

A. У обоих не изменилась.

Б. У обоих одинаково.

B. У первого бруска.

Г. У второго бруска.

Ф.И._______________________________________ 8 — «___» кл

Внутренняя энергия и способы ее изменения

Вариант 3

1. Внутренней энергией тела называют…

A. Энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.

Б. Энергию движущегося тела.

B. Энергию взаимодействия молекул.

Г. Энергию тела, поднятого над Землей.

Д. Энергию движения молекул.

2. Два одинаковых камня лежали на земле. Первый камень подняли и положили на стол, а второй подбросили вверх. Изменилась ли внутренняя энергия камней?

А. У первого камня не изменилась, у второго – увеличилась.
Б. У обоих камней увеличилась.

В. У первого камня увеличилась, а у второго не изменилась.
Г. У обоих камней не изменилась.

3. Чайник с водой поставили на огонь и вскипятили воду. Каким способом изменилась внутренняя энергии воды?

А. При теплопередаче. Б. При совершении работы.

4. В сосуде находится газ. Чтобы внутренняя энергия газа уменьшилась, нужно…

A. Сжать газ. Б. Увеличить объем газа.

5. В две одинаковые кастрюли налили одинаковое количество воды. В первой кастрюле воду довели до кипения, а во второй слегка подогрели. В каком случае внутренняя энергия воды изменилась меньше?

А. В обоих случаях не изменилась.

Б. В первой кастрюле.

B. Во второй кастрюле.

Г. В обоих случаях одинаково.

Ф.И._______________________________________ 8 — «___» кл

Внутренняя энергия и способы ее изменения

Вариант 4

1. От чего зависит внутренняя энергия тела?

А. От энергии взаимодействия частиц, из которых состоит тело.

Б. От энергии движения этих частиц.

В. От энергии движения частиц и от энергии их взаимодействия.
Г. От скорости движения тела.

2. Один стакан с водой подняли вверх, совершив работу 1 Дж, а второй нагрели, передав ему 1 Дж количества теплоты. Изменилась ли внутренняя энергия воды в каждом стакане?

А. В обоих стаканах увеличилась.

Б. В первом стакане уменьшилась, во втором увеличилась.

В. Нигде не изменилась.

Г. В первом увеличилась, во втором не изменилась.
Д. В первом не изменилась, во втором увеличилась.

3. При затачивании топор нагревается. Каков способ изменения внутренней энергии топора?

А. При теплопередаче. Б. При совершении работы.

4. В каком из перечисленных случае внутренняя энергия воды не меняется: 1) воду несут в ведре; 2) воду переливают из ведра в чайник; 3) воду нагревают до кипения.

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 1 и 2. Д. 1 и 3. Е. 2 и 3. Ж. 1, 2, 3.

5. Два медных бруска массами 400 и 200 г, взятых при комнатной температуре, охладили до одной и той же температуры. У какого бруска внутренняя энергия изменилась больше?

А. У первого бруска.

Б. У второго бруска.

В. У обоих одинаково.

Г. У обоих не изменилась.

Ф.И._______________________________________ 8 — «___» кл

Внутренняя энергия и способы ее изменения

Вариант 5

1. Каким способом можно изменить внутреннюю энергию тела?

А. Совершением работы и теплопередачей.

Б. Внутреннюю энергию тела изменить нельзя.

В. Только совершением работы.

Г. Только теплопередачей.

2. Первую пластину подняли вверх над горизонтальной поверхностью, а вторую несколько раз изогнули, в результате чего она нагрелась. Работа в обоих случаях была совершена одинаковая. Изменилась ли внутренняя энергия пластин?

А. У первой пластины увеличилась, а у второй не изменилась.

Б. Нигде не изменилась.

В. У первой не изменилась, а у второй увеличилась.

Г. У обеих пластин увеличилась.

3. Кувшин с молоком отнесли в погреб, где оно охладилось. Каким способом изменилась внутренняя энергия молока?

А. При совершении работы. Б. При теплопередаче.

4. Пружину слегка сжали. Что нужно сделать, чтобы увеличить внутреннюю энергию пружины?

А. Сжать пружину сильнее. Б. Отпустить пружину.

5. Одну из двух одинаковых серебряных ложек опустили в стакан с кипятком, а другую в стакан с тёплой водой. В каком случае внутренняя энергия ложки изменится меньше?

А. В обоих случаях не изменится.

Б. И обоим случаях одинаково.

В. В первом случае.

Г. Во втором случае.

Ф.И._______________________________________ 8 — «___» кл

Внутренняя энергия и способы ее изменения

Вариант 6

1. Энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называют…

A. Механической энергией.

Б. Кинетической энергией.

B. Потенциальной энергией.

Г. Внутренней энергией.

2. Два камня лежали на столе. Первый камень начал падать со стола, а второй взяли и положили на землю. Изменилась ли внутренняя энергия камней?


А. У первого увеличилась, а у второго не изменилась.

Б. У обоих камней уменьшилась.

В. У первого не изменилась, а у второго уменьшилась.

Г. Ни у одного камня не изменилась.

3. После того как деталь обработали напильником, деталь нагрелась. Каким способом изменили внутреннюю энергию детали?

А. При совершении работы. Б. При теплопередаче.

4. В каком из перечисленных случаев внутренняя энергия чашки не изменилась: 1) чашку переставили из шкафа на стол; 2) чашку передвинули по столу; 3) в чашку налили горячий чай.

А. 1,2, 3. Б. 1. В. 2. Г. 3. Д. 1 и 2. Е. 1 и 3. Ж. 2 и 3.

5. Два железных бруска массами 200 и 300 г, взятых при комнатной температуре, охладили до одинаковой температуры. У какого бруска внутренняя энергия изменилась больше?

А. У первого бруска.

Б. У второго бруска.

В. У обоих не изменилась.

Г. У обоих одинаково.

ОТВЕТЫ НА ТЕСТ

Тест. Внутренняя энергия тела и способы её изменения

Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!

Список вопросов теста

Вопрос 1

Внутренняя энергия — это 

Варианты ответов
  • сумма кинетической энергии теплового движения частиц, из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия.
  • разность между кинетической энергии теплового движения частиц, из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия.
  • сумма кинетической энергии тела и его потенциальной энергии.
  • такой энергии не существует
Вопрос 2

Внутренняя энергия тела зависит от

Варианты ответов
  • температуры тела
  • агрегатного состояния вещества
  • массы тела
  • расположения молекул в теле
  • скорости движения тела
Вопрос 3

Внутренняя энергия тела не зависит:
 

Варианты ответов
  • от его механического движения.
  • от его взаимодействия с другими телами.
  • от температуры тела.
  • от скорости движения молекул в теле.
Вопрос 4

Может ли у тела отсутствовать внутренняя энергия? В ответе запишите да или нет.

Вопрос 5

Сопоставьте утверждения и их истинность.

Варианты ответов
  • внутренняя энергия тела не изменяется при совершении работы;
  • если тело совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается;
  • если тело совершает работу, то его внутренняя энергия увеличивается;
  • если над телом совершается работа, то его внутренняя энергия увеличивается.
Вопрос 6

Это способ изменения внутренней энергии тела, при котором энергия передаётся от одной части тела к другой или от одного тела к другому без совершения работы. В ответе запишите слово. 

Вопрос 7

Укажите истинность или ложность высказываний.

Варианты ответов
  • Процесс теплопередачи происходит в определённом направлении — от более нагретых тел к менее нагретым.
  • Процесс теплопередачи происходит в неопределённом направлении.
  • При выравнивании температуры тел теплопередача прекращается.
  • При выравнивании температуры тел теплопередача продолжается в обратном направлении.
Вопрос 8

Единица измерения внутренней энергии в системе СИ.

Варианты ответов
  • Джоуль
  • Ньютон
  • Ватт
  • метр в секунду
Вопрос 9

Изменить внутреннюю энергию тела можно…

Варианты ответов
  • путём совершения механической работы.
  • теплопередачей.
  • среди ответов нет правильного.
  • внутреннюю энергию тела изменить нельзя.
Вопрос 10

На рисунке изображён процесс изменения внутренней энергии тела путём…

Варианты ответов
  • совершения механической работы.
  • теплопередачи.
  • совершения механической работы и теплопередачей.
  • среди ответов нет правильного

Способы изменения внутренней энергии тела. 8 класс

Чайная ложка опущена в стакан с горячей водой.

При резком торможении грузовика от тормозов пошел запах гари.

В электрочайнике закипает вода.

Замерзшие руки человек согревает, прижав их к теплому радиатору.

Тест по теме «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии. Виды теплопередачи» | Тест по физике (8 класс) на тему:

                   Тест по теме «Внутренняя энергия. Виды теплопередачи»

Вариант______________

1. Какие тела обладают внутренней энергией?

 А) твердые тела   Б) газы   В) жидкости   Г) все тела  

2. Внутренняя энергия тела зависит

А) только от температуры этого тела

Б) только от скорости движения этого тела

В) только от агрегатного состояния вещества

Г) от температуры и агрегатного состояния вещества

3. После того как пар, имеющий температуру 120 °С, впустили в воду при комнатной температуре, внутренняя энергия

А) и пара, и воды уменьшилась

Б) и пара, и воды увеличилась

В) пара уменьшилась, а воды увеличилась

Г) пара увеличилась, а воды уменьшилась

4.  Как изменилась  внутренняя энергия коньков при трении о лед и за счет чего?

А) уменьшилась в результате теплопередачи

Б) уменьшилась за счёт совершения работы

В) увеличилась за счёт теплопередачи

Г) увеличилась за счёт совершения работы

5. Какое вещество обладает наименьшей теплопроводностью?

А) сталь     Б) воздух    В) ртуть    Г) алюминий

6. При каком способе теплопередачи происходит передача энергии в результате переноса вещества?

А) теплопроводность    Б) конвекция    В) излучение     Г) все перечисленные

     

7. При нагревании столбика спирта в термометре

А) уменьшается среднее расстояние между молекулами спирта

Б) увеличивается среднее расстояние между молекулами спирта

В) увеличивается объём молекул спирта

Г) уменьшается объём молекул спирта

8. Выберите из предложенных пар веществ ту, в которой скорость диффузии при одинаковой температуре будет наибольшая.

А) раствор медного купороса и вода

Б) крупинка перманганата калия (марганцовки) и вода

В) пары эфира и воздух

Г) свинцовая и медная пластины

9. Мальчик поднес снизу руку к «подошве» нагретого утюга, не касаясь ее, и ощутил идущий от утюга жар. Каким способом, в основном, происходит процесс передачи теплоты от утюга к руке?

А) путем теплопроводности

Б) путем конвекции

В) путем излучения

Г) путем теплопроводности и конвекции

10. Из холодильника вынули закрытую крышкой кастрюлю с водой, имеющую температуру +5 °С. Чтобы подогреть воду, кастрюлю с водой можно:

I. поставить на газовую горелку;

II. освещать сверху мощной электрической лампой.

 

В каком (-их) из вышеперечисленных случаев вода в кастрюле нагревается в основном путём конвекции?

А) только I

Б) только II

В) и I, и II

Г) ни I, ни II

11. Почему двойные оконные рамы меньше пропускают холод, чем одинарные?

12. Какой чайник быстрее остывает – блестящий или темный? Почему?


Тест по теме «Внутренняя энергия. Виды теплопередачи»

Вариант______________

1. Выбери возможные способы изменения внутренней энергии

А) теплопередача   Б) работа   В) теплопередача и работа   Г) движение

2. Как изменилась  внутренняя энергия воды после её нагревания в чайнике? За счет чего произошло это изменение?

А) уменьшилась в результате теплопередачи

Б) уменьшилась за счёт совершения работы

В) увеличилась за счёт теплопередачи

Г) увеличилась за счёт совершения работы

3. Какое из веществ обладает наибольшей теплопроводностью?

А) сталь     Б) воздух    В) вакуум    Г) вода

4. На каком способе теплопередачи основано нагревание воздуха в помещении?

  1. А) теплопроводность   Б) работа    В) излучение     Г) конвекция

5. Какой способ теплопередачи возможен в вакууме?

А) теплопроводность    Б) конвекция     В) излучение   Г) все перечисленные способы

6. В какой цвет окрашивают наружную поверхность предметов (тел), чтобы избежать их перегрева?

А) в светлый, серебристый цвет    

Б) в темный цвет

В) не имеет значения

Г) не окрашивают

7. В каких телах теплопередача не может происходить путем конвекции?

А) в воде    Б) в металле    В) в воздухе      Г) в подсолнечном масле

8. Какой(-ие) из видов теплопередачи осуществляется(-ются) без переноса вещества?

А) излучение и теплопроводность

Б) излучение и конвекция

В) только теплопроводность

Г) только конвекция

9. При охлаждении столбика спирта в термометре

А) увеличивается среднее расстояние между молекулами спирта

Б) уменьшается объём каждой молекулы спирта

В) увеличивается объём каждой молекулы спирта

Г) уменьшается среднее расстояние между молекулами спирта

10. Лёд начали нагревать, в результате чего он перешёл в жидкое состояние. Молекулы воды в жидком состоянии

А) находятся в среднем ближе друг к другу, чем в твёрдом состоянии

Б) находятся в среднем на тех же расстояниях друг от друга, что и в твёрдом состоянии

В) находятся в среднем дальше друг от друга, чем в твёрдом состоянии

Г) могут находиться как ближе друг к другу, так и дальше друг от друга, по сравнению с твёрдым состоянием

11. Весной в солнечную погоду грязный снег тает быстрее, чем чистый. Почему?

12. Какое ватное одеяло теплее – новое или старое, слежавшееся? Почему?

Самостоятельная работа по физике Способы изменения внутренней энергии тела для 8 класса

Самостоятельная работа по физике Способы изменения внутренней энергии тела для 8 класса с ответами. Самостоятельная работа включает 2 варианта, в каждом по 5 заданий.

Вариант 1

1. Почему при обработке детали напильником деталь и напильник нагреваются?

2. Каким способом и как изменяется внутренняя энергия продуктов, положенных в холодильник?

3. Молоток будет нагреваться, когда им забивают гвозди, а также когда он лежит на солнце. Каким образом меняется внутренняя энергия молотка в этих случаях?

4. Как древние люди добывали огонь? А как вы поступаете в походе?

5. Каким образом происходит нагревание двигателя и его охлаждение при движении автомобиля?

Вариант 2

1. Почему мы на морозе трём ладони?

2. Каким способом и как изменяется внутренняя энергия воды в бассейне солнечным утром?

3. Газ в сосуде, нагреваясь, поднимает поршень. Чем отличается внутренняя энергия газа в начале и в конце процесса?

4. Как можно разделить медную проволоку на части, не имея ножниц?

5. Обрабатываемая на станке деталь нагрелась. Что нужно сделать, чтобы она остыла?

Ответы на самостоятельную работа по физике Способы изменения внутренней энергии тела для 8 класса
Вариант 1
1. Над телом совершается работа, внутренняя энергия тела увеличивается, следовательно, увеличивается температура.
2. Внутренняя энергия продуктов изменяется путем теплопередачи, она уменьшается.
3. В первом случае совершается работа и внутренняя энергия молотка увеличивается при ударе. Если молоток лежит на солнце, то нагревается он в процессе теплопередачи, внутренняя энергия возрастает.
4. Люди натирали деревянную палочку, т.е. совершали работу. Внутренняя энергия палочки увеличивалась, когда она достигала определенного значения, происходило воспламенение. Сейчас используют спички, при трении серной головки об коробок появляется искра.
5. Нагревается двигатель потому, что от сгоревшего топлива происходит теплопередача. Охлаждается двигатель путем естественной конвекции. Также с помощью радиатора, отводящего избыточное тепло от двигателя.
Вариант 2
1. Когда мы трем ладони, то совершаем работу, внутренняя энергия увеличивается и ладони нагреваются.
2. В процессе теплопередачи внутренняя энергия воды в бассейне увеличивается и вода нагревается.
3. Внутренняя энергия газа сначала увеличивается при нагревании, при совершении работы уменьшается.
4. Несколько раз согнуть и разогнуть ее в одном и том же месте. Будет совершена работа, внутренняя энергия увеличится и проволока нагреется. После чего разломается.
5. Надо опустить ее в воду, внутренняя энергия детали уменьшится, она отдаст тепло воды.

Разработка трехуровневого диагностического теста тепла, температуры и внутренней энергии

Предпосылки Заблуждения являются серьезным препятствием для изучения физики, а понятия тепла и температуры — одни из распространенных заблуждений, с которыми можно столкнуться в повседневной жизни. Поэтому важно разработать действенные и надежные инструменты для определения неправильных представлений учащихся об основных концепциях термодинамики. Трехуровневые тесты — эффективные инструменты оценки для выявления неправильных представлений в физике.Несмотря на то, что в литературе обсуждается ограниченное количество трехуровневых тестов на тепло и температуру, нет отчетов, посвященных трехуровневым тестам, которые одновременно учитывают тепло, температуру и внутреннюю энергию. Цель Целью этого исследования является разработка действительного и надежного трехуровневого теста для определения неправильных представлений учащихся о тепле, температуре и внутренней энергии. Образец Выборка состоит из 462 учеников 11-х классов средней школы Анатолии. 46,8% участников составляли женщины и 53,2% — мужчины.Дизайн и методы Это исследование принимает форму опросного исследования. Первоначально был разработан тест с множественным выбором. К каждому вопросу с множественным выбором был добавлен один открытый вопрос, в котором учащимся предлагалось объяснить свои ответы. Затем этот тест был проведен среди 259 старшеклассников, и данные были проанализированы как количественно, так и качественно. Ответы учащихся на каждый открытый вопрос были проанализированы и использованы для создания вариантов ответов на вопросы второго уровня теста. В зависимости от этих результатов был разработан трехуровневый диагностический тест нагрева, температуры и внутренней энергии (HTIEDT) путем добавления второго уровня и индекса реакции достоверности к каждому элементу.Этот трехуровневый тест был проведен на выборке из 462 старшеклассников. Полученные результаты Альфа-надежность Кронбаха для теста была оценена для правильного и неправильного представления как 0,75 и 0,68, соответственно. Результаты исследования показали, что HTIEDT можно использовать в качестве действительного и надежного теста для определения неправильных представлений о концепциях тепла, температуры и внутренней энергии.

The Best AP® Physics 1 Review Guide на 2021 год

Навигация на экзамене AP® Physics 1 может быть трудной для любого студента.Вот почему мы написали это подробное учебное пособие по AP® Physics 1.

В этом посте мы рассмотрим ключевые вопросы, которые могут у вас возникнуть об экзамене, о том, как подготовиться к AP® Physics 1, а также о том, какие обзорные заметки и практические ресурсы использовать, когда вы начинаете готовиться к экзамену.

Вы готовы? Пойдем!

Каков формат экзамена AP® Physics 1?

На экзамене AP® Physics 1 есть два типа вопросов: вопросы с множественным выбором (MCQ) и вопросы со свободным ответом (FRQ).Бумажные и цифровые экзамены немного отличаются по структуре, как показано ниже:

Бумажная версия | 2021 AP® Physics 1 Экзамен
Раздел Вопросы Время % результатов экзамена
1: Множественный выбор 50 MCQ (45 — с одним выбором; 5 — с множественным выбором) 1 час 30 минут 50%
2: Бесплатный ответ 5 FRQ 1 час 30 минут 50%

Цифровая версия | 2021 AP® Physics 1 Экзамен
Раздел Вопросы Время % результатов экзамена
1: Множественный выбор 50 MCQ (45 — с одним выбором; 5 с множественным выбором) 1 час 30 минут 50%
2: Множественный выбор и свободный ответ 25 MCQ
2 FRQ
1 час 30 минут 50%

Как видите, экзамен digital включает больше MCQ и меньше FRQ, чем экзамен paper .

Как долго длится экзамен AP® Physics 1?

Экзамен AP® Physics 1 длится 3 часа.

Сколько вопросов у AP® Physics 1?

Для экзаменационного сезона 2021 года бумажная версия экзамена AP® Physics 1 содержит 55 вопросов (50 MCQ и 5 FRQ). В цифровой версии экзамена 77 вопросов (75 MCQ и 2 FRQ).

Вернуться к содержанию

Какие темы рассматриваются на экзамене AP® Physics 1?

Экзамен AP® Physics 1 охватывает шесть важных идей:

  1. Большая идея 1: Системы — Объекты и системы обладают такими свойствами, как масса и заряд.
  2. Большая идея 2: Поля — Поля, существующие в космосе, могут объяснить взаимодействия.
  3. Большая идея 3: Силовые взаимодействия — Силы могут описывать взаимодействия между объектами.
  4. Большая идея 4: Изменение — Системные взаимодействия приводят к изменениям в этих системах.
  5. Большая идея 5: Сохранение — Законы сохранения определяют взаимодействия.
  6. Большая идея 6: Волны — Энергия и импульс могут передаваться волнами.

Совет колледжа объявил, что на экзамене AP® Physics 1 будут охвачены только темы с от 1 до 7 (краткий обзор курса здесь).Это означает, что темы модулей 8, 9 и 10 будут охвачены на экзамене AP® Physics 1 как , а не , поскольку эти разделы уже охвачены экзаменом AP® Physics 2.

Блок инструкции Взвешивание экзамена для вопросов MC
Блок 1: Кинематика 10-16%
Блок 2: Динамика 12-18%
Блок 3: Круговое движение и гравитация 4-6%
Блок 4: Энергия 16-24%
Блок 5: Импульс 10-16%
Блок 6: Простая гармоника Движение 2-4%
Блок 7: крутящий момент и вращательное движение 10-16%
Блок 8: Электрический заряд и электрическая сила * 4-6%
Блок 9: Цепи постоянного тока * 6-8%
Блок 10: Механические волны и звук * 12-16%

* Важное примечание : Начиная с экзамена 2021 года, блоки 8–10 НЕ БУДУТ проверять БОЛЬШЕ в AP® Physics 1.Блоки 1–7 будут представлены на экзамене AP® Physics 1 примерно в той же пропорции, что и их относительный вес, как указано в описании курса и экзамена.

Используйте следующую таблицу, чтобы подготовиться к любой теме, с которой вы можете столкнуться на экзамене AP® Physics 1.

Блок Темы Ресурсы
Блок 1: Кинематика
  • применять кинематические уравнения для решения сценариев с линейным движением
  • интерпретировать и переводить между графиками положение-время, скорость-время и время ускорения
  • применять кинематические уравнения для решения сценариев, включающих движение снаряда
  • интерпретировать или разработать эксперимент для изучения поведения
Кинематика Резюме темы

Альберт Практические вопросы: Блок 1

Блок 2: Динамика
  • представляют силы как векторы с величиной и направлением
  • использует первый закон Ньютона для предсказания поведения в ситуациях, связанных с инерцией
  • применяет второй закон Ньютона к ситуациям, связанным с силой, массой и / или ускорением (что очень важно в остальной части курса)
  • использует третий закон Ньютона для определения пар сил
  • : создание и интерпретация диаграмм свободного тела, включая общие силы, такие как гравитация, нормаль, приложенная сила, растяжение и трение. 2} {2} в ситуациях, связанных с круговым движением
Albert Practice Que Разделы: Блок 3
Блок 4: Энергия
  • определяет открытые и закрытые системы в части сохранения энергии
  • делать прогнозы об изменениях кинетической энергии на основе сил, приложенных к объекту
  • рассчитать работу с использованием силы и смещения и использовать ее для определения изменений кинетической энергии
  • вычислить потенциальную энергию объекта или системы и использовать ее для определения полной энергии
  • предсказывать изменения общей энергии системы из-за изменений положения и скорости объектов или фрикционных взаимодействий
  • применяют сохранение энергии и теорему работы-энергии для определения изменений кинетической, потенциальной или внутренней энергии системы
Альберт Практические вопросы: Блок 4
Блок 5: Импульс
  • прогнозировать или вычислять изменение количества движения объекта на основе приложенной силы
  • объясняют взаимосвязь между изменениями количества движения объекта, средней силы, импульса и времени взаимодействия
  • анализировать данные для характеристики изменения импульса объекта
  • разработать план сбора данных для исследования взаимосвязи между изменениями количества движения и средней силой, действующей на объект с течением времени
  • рассчитать изменение количества движения, используя график силы-времени
  • определяет открытые и закрытые системы, как это имеет отношение к разговору об импульсе
  • предсказывать поведение систем объектов во время столкновений, используя обмен импульсом (количественно для 1D, качественно для 2D)
  • различают упругие и неупругие столкновения и какие количества сохраняются во время каждого
  • предсказывает скорость центра масс системы, когда нет внешнего взаимодействия, но есть внутреннее взаимодействие
Альберт Практические вопросы: Блок 5
Блок 6: Простое гармоническое движение
  • предсказать, какие свойства определяют движение простого гармонического осциллятора и какова зависимость движения от этих свойств
  • вычисляет величины, связанные с простым гармоническим движением маятника и пружины (т.е., сила, перемещение, ускорение, скорость, период движения, частота, жесткость пружины, длина струны, масса)
  • анализировать данные для определения взаимосвязей между заданными значениями и переменными, связанными с объектами в колебательном движении
  • предсказывает изменения энергии объекта или системы из-за простого гармонического движения (обычно пружины)
Альберт Практические вопросы: Блок 6
Блок 7: Крутящий момент и вращательное движение
  • применяют кинематические уравнения вращения для решения сценариев, включающих вращательное движение
  • различать и преобразовывать вращательное и круговое движение
  • применить вращательный эквивалент второго закона Ньютона, используя крутящий момент для описания силы вращения
  • понимать качественный смысл того, как распределение массы влияет на инерцию вращения (запоминание формул не требуется)
  • рассчитать крутящие моменты двухмерной системы в статическом равновесии, исследуя представление или модель
  • предсказывает поведение ситуаций вращательного столкновения с помощью тех же процессов, которые используются для анализа ситуаций линейного столкновения
  • применяет взаимосвязь между крутящим моментом и угловым моментом для прогнозирования изменений угловой скорости или количества движения
  • применить сохранение количества движения для прогнозирования изменений в системе в ситуации, когда нет чистого внешнего крутящего момента.
Крутящий момент и вращательное движение Сводка темы

Альберт Практические вопросы: Блок 7

Блок 8: Электрический заряд и электрическая сила
  • определяют открытые и закрытые системы для повседневных ситуаций и применяют концепции сохранения энергии, заряда и количества движения к этим ситуациям.
  • заявляют о природных явлениях, основанных на сохранении электрического заряда
  • соединить концепции гравитационной силы и электрической силы, чтобы сравнить сходства и различия между силами
Электрический заряд и электрическая сила Краткое изложение темы

Альберт Практические вопросы: Блок 8

Блок 9: Цепи постоянного тока
  • выбрать и обосновать выбор данных, необходимых для определения удельного сопротивления для данного материала
  • построить или интерпретировать график изменений энергии в электрической цепи только с одной батареей и резисторами, включенными последовательно и / или, самое большее, в одной параллельной ветви, как приложение сохранения энергии (правило петли Кирхгофа).
  • применяют сохранение электрического заряда (правило соединения Кирхгофа) для сравнения электрического тока в различных сегментах электрической цепи с одной батареей и резисторами, включенными последовательно и, самое большее, в одной параллельной ветви, и прогнозируют, как эти значения изменятся, если конфигурации схемы изменены
Цепи постоянного тока Краткое содержание темы

Альберт Практические вопросы: Блок 9

Блок 10: Механические волны и звук
  • описать представления поперечных и продольных волн
  • описывает звук с точки зрения передачи энергии и импульса в среде и соотносит концепции с повседневными примерами
  • использовать графическое представление периодической механической волны для определения амплитуды волны
  • объяснить и / или качественно предсказать, как энергия, переносимая звуковой волной, соотносится с амплитудой волны, и / или применить эту концепцию к реальному примеру
  • использовать представления отдельных импульсов и строить представления для моделирования взаимодействия двух волновых импульсов для анализа суперпозиции двух импульсов
Механические волны и звук Краткое содержание темы

Практические вопросы Альберта: Блок 10

Вернуться к содержанию

Разделы с множественным выбором и свободным ответом экзамена AP® Physics 1 также оцениваются по научной практике (научная практика 3 не оценивается ни в одном из разделов).

Раздел 1: Множественный выбор

Научная практика Взвешивание экзамена
1. Моделирование 28-32%
2. Математические процедуры 16-20%
4. Экспериментальный метод 2-4%
5. Анализ данных 10-12%
6. Аргументация 24-28%
7.Выполнение соединений 10-16%

Раздел 2: Бесплатный ответ

Научная практика Взвешивание экзамена
1. Моделирование 22-36%
2. Математические процедуры 17-29%
4. Экспериментальный метод 8-16%
5. Анализ данных 6-14%
6.Аргументация 17-29%
7. Установление соединений 2-9%

Шесть научных практик представлены только в 5 вопросах бесплатного ответа (на бумажном экзамене), поэтому вам обязательно нужно убедитесь, что вы освоили научные практики 1,2 и 6.

Вернуться к содержанию

Как выглядят вопросы экзамена AP® Physics 1?

Вопросы к экзамену с выбором нескольких вариантов ответа

Давайте рассмотрим некоторые проблемы, классифицируем их и подумаем о некоторых стратегиях, которые помогут вам ответить на различные типы вопросов.

Изменение / Сравнение (25-35% вопросов)

Это самый распространенный вопрос с множественным выбором AP® Physics. Ожидайте использования как минимум двух уникальных мыслительных процессов, чтобы прийти к окончательному ответу. Эти проблемы могут требовать сравнения во время сценария, сравнения двух сценариев при изменении значений переменных или ранжирования в рамках сценария.

В этой задаче сравниваются силы в одной точке сценария.

Источник: CollegeBoard CED

В этом примере, как и во многих других задачах, третий закон Ньютона является ключевой концепцией для первого шага.Вы будете довольно часто использовать этот и Первый закон при анализе вопросов. Сила на блок X, оказываемая блоком Y, равна силе, действующей на блок Y, со стороны блока X, и противоположна ей. Немедленно зачеркните варианты B и C. Теперь представьте, что, поскольку верхний блок на мгновение останавливается перед движением вверх, происходит ускорение вверх. Восходящая сила, действующая на блок Y, должна быть больше, чем его вес. Это дает вам A в качестве ответа.

Вот пример задачи ранжирования.

Источник: CollegeBoard CED

Для этого у вас есть выбор из двух стратегий.Первый — рассчитать каждый ток и затем ранжировать их. Если вы сомневаетесь в проблеме ранжирования, это всегда работает. Другой вариант — применить то, что вы знаете о схемах. Резистор W получает весь ток, исходящий от батареи.

Он разделен между двумя ветвями, поэтому ток W имеет наибольший ток. Ветвь с двумя резисторами и удвоенным эквивалентным резистором имеет меньший ток, чем ветвь с одним резистором. Вы также знаете, что оба последовательно подключенных резистора имеют одинаковый ток.Решите, какому методу вы доверяете больше и какой самый быстрый для вас. Вариант D правильный.

Лучшие представители (15-25% вопросов)

Это следующая по распространенности категория типа вопросов. Эти проблемы позволяют выбрать график или модель, которые соответствуют исходному графику или сценарию. Иногда дается график, и вы выбираете сценарий. Знайте модели и то, как они соотносятся с уравнениями по теме.

Обязательно обратите особое внимание на метки осей на графике.График зависимости скорости от времени или положения от времени? Смещение против времени или энергия против времени? Возможно, вы захотите продумать описание того, что означает каждый раздел графика, если разделов несколько. Вот несколько примеров:

В этом первом примере есть графики, которые соответствуют сценарию. Следует рассмотреть три различных предложения. Вы можете сразу удалить любой ответ без трех разных движений. Ускорение представляет собой параболу на первом участке, прямую с положительным наклоном на втором и прямую с отрицательным наклоном на третьем.Знайте модели графиков движения и сил!

Обязательно зачеркните график, который не возвращается в исходную точку. Вариант B — правильный выбор.

В нашем следующем примере граф сопоставляется с другим графом. Ответ снова B. Для простого гармонического движения скорость равна нулю, когда амплитуда наибольшая, и скорость максимальна, когда положение равно нулю. Силы восстанавливают пропорцию сил и направление, противоположное перемещению. Вы обязательно увидите эти отношения, поэтому просмотрите их перед тестом.

Расчет (10-20% вопросов)

На этот тип задач приходится только 10-20% теста AP® Physics. Стратегия — это именно то, что написано — рассчитать, поэтому ищите это слово. Используйте формулу, может быть, две. Обычно проблема требует наиболее близких совпадений для учета незначительных различий, поэтому, если вы округляете по-другому, вы можете ошибиться в последнем десятичном разряде. Посмотрите на формулу и достаньте калькулятор.

Вот два примера из Образцов экзаменационных вопросов.Они касаются двух тем, которые появляются в каждом тесте, так что знайте их холодно: сохранение энергии и движение снаряда.

Источник: CollegeBoard CED

Задача № 5 в образце экзамена относится к этому типу, использует сохранение энергии, и правильный ответ — C. Сумма кинетической и потенциальной энергии постоянна.

Источник: CollegeBoard CED

Задача № 7 — это задача о снаряде, в которой вертикальное движение ускоряется силой тяжести, а горизонтальное движение имеет постоянную скорость.Помните о независимости перпендикулярного направления, и ответ будет C. В верхней части траектории снаряда вертикальная скорость равна нулю, но общая скорость равна горизонтальной составляющей.

Обоснование / Пояснение (10-15% вопросов)

Далее мы видим вопрос другого типа, в котором вы должны выбрать правильное обоснование или объяснение. Внимательно прочтите подсказку и все возможные ответы. Эти слова будут четко указаны в подсказке.Часто у этого есть ответ и объяснение. Если вы уверены в ответе, вам будет легко избавиться от неправильного выбора. Другие проблемы требуют объяснения или обоснования утверждения.

Вот пример необходимости давать ответ и обоснование. Вы должны точно знать, что означают эти термины, чтобы выбрать правильный. Обратите внимание, что есть 4 уникальных ответа и 4 уникальных объяснения. Иногда будет только два возможных «ответа» с множеством объяснений.Вариант B — правильный ответ на приведенную ниже проблему. Сохранение Импульса и Сохранение Энергии действует во всех столкновениях; Сохранение кинетической энергии действует только при упругих столкновениях. Поймите разницу этих важных понятий.

Вот еще один тип объяснения; однако в этом случае весь ответ — это объяснение. Обязательно прочитайте каждый ответ полностью. Часть ответа может быть правильной, а часть — неправильной. Например, в задаче ниже для варианта B избыточный заряд на вас не исходит от электрической системы автомобиля.Вариант А — правильный ответ на этот пример.

Верное / правильное заявление (10-15% вопросов)

Задача такого типа указывается прямо в подсказке. Он говорит вам напрямую выбрать верное или верное утверждение. Еще раз внимательно прочтите вопрос. Ищите такие слова, как «всегда», «постоянно», «никогда» и подобные им термины, которые являются абсолютными.

Эта проблема может сочетаться с объяснением, как в этой проблеме.Вариант А — правильный ответ. Вариант C неверен из-за слова «никогда». Изоляторы не разделяют заряд легко, но некоторый заряд может быть получен или потерян.

Верное / правильное утверждение также может быть частью проблемы, когда вы «выберите два ответа», как в:

Источник: CollegeBoard CED

Не забывайте, что для получения балла должны быть выбраны два варианта: КАЖДЫЙ . Внимательно прочтите как вопрос, так и четыре ответа.Выполняйте множество практических задач, подобных этой, при проверке на AP® Test, поскольку они, как правило, непростые. Посмотрите на абсолюты в этой проблеме, чтобы направлять свое мышление. Здесь B и D — правильный выбор.

Вернуться к содержанию

Отсутствует информация (<10% вопросов)

Этот тип вопросов связан с экспериментальным планом и может быть объединен в набор с таким типом задач. Вспомните свои лабораторные опыты в классе.Какое оборудование вы использовали? Какие типы данных вы собирали?

Обязательно ознакомьтесь со всеми оцененными лабораторными отчетами за год и отзывами учителя. Хранение их в отдельном портфолио — хорошая стратегия для обзора лабораторного компонента курса. Обращайте внимание на отзывы учителя, чтобы не допускать подобных ошибок в тесте. В приведенном ниже примере правильный ответ — C.

.
Экспериментальная (<10% вопросов)

Наша последняя категория вопросов фокусируется на анализе реальных данных, собранных в лабораторных условиях, а не на процедуре или сборе данных.Передовой опыт подсказывает вам графически отображать данные . Линеаризуйте график, чтобы сделать правильные выводы и значения. Другой стратегии обработки данных нет. Не включайте значения в уравнения.

Вариант D использует этот подход с первой точкой данных и является неверным. Однако детали построения графика зависят от отношения и модели, используйте уравнения, чтобы направлять свое мышление, чтобы построить график правильно. В этом примере соотношение между временем и положением квадратично.

Если вы наносите данные на график без линеаризации данных, вы можете взять наклон, но это средняя скорость, а не ускорение.Возведите время в квадрат по оси x и постройте положение по оси y. Наклон связан с ускорением — подтвердите это анализом размеров. Теперь посмотрите на уравнение, и вы увидите коэффициент, равный половине. Наклон составляет половину ускорения свободного падения, поэтому удвойте значение, прежде чем выбирать ответ.

Графики, линеаризация и модели являются здесь важнейшими стратегиями.

Общие элементы в этих вопросах включают внимательное прочтение проблемы и ответов, поиск ключевых слов, построение графиков данных и знание моделей.Просмотрите ключевые темы, такие как движение снаряда, законы Ньютона, законы сохранения в механике и сохранение заряда, простые отношения гармонического движения, основные схемы и правила Кирхгофа.

Просмотрите свой лист формул и убедитесь, что вы знаете, когда применима каждая формула.

Вернуться к содержанию

Примеры бесплатных ответов

Пример 1: Экзамен AP® Physics 1 2018, FRQ # 5

Эта задача — отличный пример того, как AP® Physics 1 проверяет ваше концептуальное понимание физики, а не ваши вычислительные способности.Для части (а) вас просят вычислить числовое значение отношения \ dfrac {T_ {PQ}} {T_P}, несмотря на то, что в задаче не указаны числовые значения. Это требует понимания вашей формулы для периода T_s = 2 \ pi \ sqrt {\ dfrac {m} {k}} и знания того, как заменить 3m вместо m в вашем периоде для блоков P и Q, учитывая добавляемые дополнительные 2m веса. После настройки этих выражений вы используете алгебраические навыки (комбинирование радикалов, деление дробей и упрощение общих множителей), чтобы получить значение \ sqrt {3}.

Для части (b) вам нужно выбрать правильное сравнение, а затем объяснить свои рассуждения в абзаце. Вам необходимо затронуть все эти моменты:

  • Сохранение количества движения при столкновении
  • Амплитуда пружины, представленной растяжением или сжатием
  • Растяжение / сжатие струны, определяемое потенциальной энергией
  • Потенциальная энергия, на которую влияет кинетическая энергия

Вы получаете все 6 баллов в этом разделе за точное соединение всех этих пунктов и подробное описание того, как изменение одного из них повлияет на другое.Как и раньше, для этой задачи очень мало расчетов, и она основана на твердом понимании фундаментальных принципов физики и эффективных коммуникативных навыках.

См. Инструкции по выставлению оценок, примеры ответов и полное видео-решение, подготовленное «Репетитором по математике и физике» для пошагового руководства.

Пример 2: Экзамен AP® Physics 1 2019, FRQ № 2

Эта более длинная задача FRQ состоит из частей (a) — (e) и нескольких частей для каждой, включая объяснения ускорения, построение диаграммы свободного тела, вывод уравнения и мысленные эксперименты по изменению массы и натяжения.Как и раньше, основное внимание уделяется пониманию и передаче сил, действующих на объекты, а не длительным расчетам с использованием физических формул.

Это отличный пример задачи, которую можно разобрать с помощью видеорешений Bothell STEM для тренеров и рекомендаций по выставлению оценок на 2019 год. Вы можете видеть, что оценщики AP® ожидают кратких и точных ответов, а также четко обозначенных диаграмм. На решение этой задачи отводится 25 минут, но большую часть этого времени следует потратить на обдумывание и планирование ответов, а не на письмо.

Ответы на все практические вопросы с несколькими вариантами ответов и бесплатные ответы доступны на странице «Описание курса и экзамена» (CED) и на странице экзамена AP® Physics 1. Определенно стоит потратить время на ознакомление с руководствами по решениям вопросов с бесплатным ответом, поскольку именно здесь большинство студентов обычно не справляются с экзаменом AP® Physics 1.

Вернуться к содержанию

Чем отличается экзамен 2021 AP® Physics 1?

Пандемия COVID вызвала множество изменений в сезоне экзаменов AP® 2021 года.

  • Теперь существует трех разных дат испытаний для AP® Physics 1.
  • Существует две версии теста: бумажная версия и цифровая версия.
  • Студенты могут сдать экзамен либо в очно (в школе) , либо в дома .

Согласно Совету колледжей, школы будут принимать все решения о том, какие экзамены предлагаются, а также о конкретных датах, версиях и местах проведения каждого экзамена. Студенты , а не смогут выбирать даты экзаменов самостоятельно.

Подробнее о датах и ​​версиях экзамена AP® Physics 1 в 2021 году читайте здесь.

Что можно принести на экзамен AP® Physics 1?

Для сдачи экзамена digital необходимо использовать портативный компьютер (Mac, Windows или Chromebook, управляемый учебным заведением). Поскольку для полноформатных цифровых экзаменов AP® требуются бесплатные машинописные ответы, экзамены нельзя сдавать на смартфонах. Для получения более подробной информации, вот полные спецификации цифрового экзамена AP® от College Board.

Если вы едете на место тестирования, чтобы сдать экзамен лично, приезжайте пораньше. Если вы тестируете в цифровом виде из дома, убедитесь, что все данные для цифрового входа подтверждены заранее.

Эти рекомендации, приведенные ниже, помогут вам определить, что брать с собой на очный экзамен AP® Physics 1 в бумажной версии, а что НЕ брать с собой! Мы рекомендуем упаковать сумку накануне вечером, чтобы вы могли расслабиться утром перед экзаменом.

Политика

AP® в отношении калькуляторов: Четырехфункциональные, научные или графические калькуляторы разрешены в обоих разделах экзамена.Пожалуйста, ознакомьтесь с правилами использования калькуляторов и утвержденными калькуляторами здесь.

Что вам следует взять с собой на экзамен по физике AP®

Если вы лично сдаете бумажный экзамен AP® Physics 1 в школе, вы должны принести:

  • Как минимум два заточенных карандаша № 2 для заполнения секции множественного выбора
  • Как минимум две ручки только с черными или синими чернилами . Они используются для заполнения определенных разделов обложек вашего экзаменационного буклета и для написания вопросов, на которые можно получить бесплатные ответы.Совет колледжа ясно дает понять, что ручки должны быть только с черными или синими чернилами, поэтому обязательно перепроверьте!
  • Если вас беспокоит, что в вашем смотровом кабинете могут не быть хорошо заметных часов, вам разрешается носить часы, если они не имеют доступа к Интернету, не издают звуковых сигналов и не издают другого шума и не имеют будильника. .
  • Если вы не посещаете школу, в которой сдаете экзамен , , вы должны принести государственное или школьное удостоверение личности с фотографией.
  • Если вы получили какие-либо условия для тестирования, не забудьте принести письмо College Board о размещении на твердотельных накопителях.

Чего НЕ следует приносить на экзамен по физике AP®

Если вы сдаете бумажный экзамен AP® Physics 1 лично в школе, вы должны НЕ принести:

  • Электронные устройства. Телефоны, умные часы, планшеты и / или любые другие электронные устройства категорически запрещены как в экзаменационной комнате, так и в зонах отдыха.
  • Книги, словари, маркеры или заметки
  • Механические карандаши, цветные карандаши или ручки без черных / синих чернил
  • Собственная бумага для заметок
  • Справочные руководства
  • Часы, которые издают звуковой сигнал или имеют сигнал тревоги
  • Продукты питания или напиток

Этот список не является исчерпывающим.Проконсультируйтесь с учителем или на сайте тестирования, чтобы убедиться, что вы не приносите с собой никаких дополнительных запрещенных предметов.

Вернуться к содержанию

Как изучать AP® Physics 1: 7 шагов

1. Почувствуйте, каков настоящий тест (3 часа)

Хотя Совет колледжа не выпустил официального полноформатного экзамена по AP® Physics 1, вы можете пройти диагностический тест у Альберта.io и в режиме реального времени узнайте темп, затронутые темы, формат экзамена и другие лакомые кусочки.

Если вы уже приобрели обзорные книги, такие как Barron’s или Sterling Test Prep, в них также обычно есть несколько практических тестов, которые вы можете попробовать. Пришло время имитировать настройку в день тестирования и записать темы или разделы, которые являются особенно сложными.

2. Используйте свои результаты для определения приоритетных тем обучения (1-2 часа)

Экзамен AP® Physics 1 охватывает ряд конкретных понятий, включая кинематику, динамику, энергию и многое другое.Вы можете учиться более эффективно, сначала оценив свой диагностический тест и сузив круг тем, которые вам нужно практиковать больше всего.

Обязательно прочтите подробные сведения в правилах бесплатного выставления оценок и сделайте ошибку, если будете суровым и придирчивым оценщиком.

После того, как вы самостоятельно оценили тест, возьмите копию списка тем и отметьте темы, по которым вы прошли успешно. Обведите в кружок темы и навыки, которые были для вас наиболее сложными, так как именно они будут тем, над чем вы будете работать в первую очередь на сессиях обзора.

3. Отметьте даты обучения в календаре (20 мин.)

Подсчитайте количество дней, которое у вас есть до экзамена AP® Physics Exam, и каждый день выделяйте время для повторения. Это убережет вас от попыток выжать в последнюю минуту зубрежки, которая только утомляет вас.

Постарайтесь повторять хотя бы 30 минут в день (с выходным днем ​​или там), чтобы максимально увеличить практику и удержание контента. Еще лучше: найдите друга, который также сдает экзамен AP® Physics 1, и вместе спланируйте «даты учебы»!

4.Освежите сложные концепции физики с обзорами и видео лекций (2–5 часов)

Прочтите свой учебник или онлайн-страницы по физике (например, конспекты Деборы Хаутс), чтобы заново изучить материал, который вы, возможно, пропустили в первый раз. Если вы предпочитаете смотреть видео, каналы YouTube от Flipping Physics и Дэна Фуллертона — прекрасные ресурсы для начала.

Не забудьте сосредоточиться на более сложных темах, которые вы обвели на шаге № 2, и не стесняйтесь обращаться к учителям или друзьям, если у вас есть вопросы по поводу того, что вы изучаете.

5. Оттачивайте свои навыки с помощью МНОГО практических задач (10-15 часов)

Это золотой ключ к вашим учебным занятиям. Вам следует попрактиковаться в типовых вопросах AP® из определенных тем, проверяя каждый из них по ходу дела. С такими инструментами, как Albert.io, вы также получите подробные отзывы о правильных или неправильных ответах, что поможет вам лучше понять сложные концепции.

Или выберите задачи из выпущенных бесплатных вопросов для ответов AP® Physics 1 или из обзорных книг AP® Physics Review, чтобы увидеть вопросы, написанные различными создателями тестов.

Мы проделали за вас работу по разделению практических вопросов на конкретные блоки и категории тем. Щелкните ссылки в таблице ниже, чтобы получить доступ к различным практическим ресурсам:

Единицы Практические ресурсы
Единица 1: Кинематика

Блок 2: Динамика

Блок 3: Круговое движение и гравитация

Блок 4: Энергия

Блок 5: Импульс

Блок 6: Простое гармоническое движение

Блок 7: крутящий момент и вращательное движение

Блок 8: Электрический заряд и электрическая сила

Блок 9: Цепи постоянного тока

Блок 10: Механические волны и звук

Каждый из них разбит по темам и целям обучения, чтобы вы могли выбрать конкретные области для практики:

Полноформатные практические тесты

6.Найдите время для сдачи еще одного полного экзамена (3 часа)

Проверьте свои обновленные знания с помощью еще одного полноценного экзамена, уделяя особое внимание тайм-менеджменту при прохождении каждого раздела.

Вы должны выделить около 90 секунд на задачу с несколькими вариантами ответов, 13–15 минут на каждый вопрос с коротким ответом и 25 минут на каждый более длинный вопрос с бесплатным ответом.

После этого подумайте о том, где вы чувствовали себя комфортно и спешили, и определите разделы экзамена, которые вам, возможно, придется изучить или отложить напоследок.Например:

  • Вы тратите слишком много времени на построение точек и линий наилучшего соответствия для регрессионных моделей?
  • У вас возникают проблемы с поиском полезных формул на листе формул, когда это необходимо?
  • Есть ли у вас хорошая система для отметки неполных вопросов (или предположений), к которым вы можете вернуться в конце?

Знание своих сильных и слабых сторон может помочь вам составить план на тестовый день, чтобы вы ходили уверенно и полностью подготовились.

7.Накануне экзамена… расслабьтесь! (5 часов)

Вы можете циклически повторять шаги 4–6 во время учебных занятий столько раз, сколько хотите, но оставьте последний день для отдыха и самообслуживания.

Проведите время с друзьями, займитесь спортом, прогуляйтесь по пляжу, съешьте свою любимую (здоровую) пищу, сделайте легкий обзор с помощью карточек и, самое главное… получите полноценный ночной отдых !

Вы даже можете запланировать веселое празднование после экзамена — романтическую вечеринку или мороженое — чтобы подбодрить вас на другой стороне теста.

Вернуться к содержанию

Обзор AP® Physics 1: 15 советов по изучению, которые необходимо знать

Чтобы добиться успеха на уровне AP®, нужны преданность делу и практика. Будь то ваш первый курс AP® или пятый, этот список советов поможет вам успешно сдать экзамен AP® Physics 1.

5 AP® Physics 1 Советы по изучению дома

1. Попрактикуйтесь и проверьте свои математические навыки .

Физика — это более или менее прикладная математика, и оттачивание и оттачивание ваших математических навыков пригодятся вам в день экзамена AP® Physics 1. Это варьируется от манипулирования основными уравнениями до построения графиков линейных уравнений и применения тригонометрических функций.

В

Khan Academy есть отличные страницы обзоров по алгебраическим выражениям и тригонометрии с прямыми углами, которые вы можете использовать в дополнение к своему обзору. Albert.io также предлагает широкий выбор практических задач, которые вы можете использовать для развития своих математических навыков, связанных с экзаменом AP® Physics 1.

2. Купите калькулятор качества, который включает в себя все стандартные константы .

Мы рекомендуем CASIO fx-9860GII. Он разработан для поддержки студентов, обучающихся на нескольких курсах AP®, и имеет большой дисплей с высоким разрешением, который поможет вам быстро пройти экзамен. Легко вводить уравнения, функции графиков, загружать константы и иметь полную страницу приложения для работы с электронными таблицами.

Совет

Pro: вы можете запрограммировать множество часто используемых физических формул в свой калькулятор и сэкономить драгоценное время на решении этих простых задач.

3. Ознакомьтесь с удивительной и исчерпывающей таблицей уравнений, которую предлагает College Board здесь .

Как часть вашей практики, вы можете аннотировать таблицу формул и сопоставлять формулы с определенными темами или концепциями. Таким образом, вы создадите мысленную карту таблицы с уравнениями, которая будет легко доступна в день тестирования.

Ознакомьтесь с этой аннотированной версией, которая содержит подробные объяснения каждой формулы, то, что вы можете сделать своими словами для максимального эффекта.

4. Запомните общие формулы физики, которых НЕТ в таблице уравнений.

Например, сила тяжести при наклоне, центростремительная сила, сохранение углового момента и многое другое. Flipping Physics предоставил отличный обзор этих физических формул с сопровождающим видео объяснением каждой формулы.

Эти концепции являются неотъемлемой частью учебной программы AP® Physics 1, и хорошее понимание этих формул может дать вам огромное преимущество перед экзаменом.

5. Найдите время, чтобы ознакомиться с концепциями фундаментальной физики

Например, отношения сохранения, сила трения, угловой момент и многое другое. Вы можете использовать свой учебник или онлайн-ресурсы, такие как HyperPhysics и Flipping Physics, чтобы просмотреть и понять конкретные концепции физики, с которыми вы боретесь.

Не экономьте на этом! Экзамен AP® Physics 1 очень концептуален и потребует от вас знания тонкостей каждой темы. То же самое касается интерпретации диаграмм и графиков, включая их соответствующие оси, метки и масштабы.

5 AP® Physics 1 Советы по изучению множественного выбора

1. Рисуйте диаграммы для всего, особенно для задач, связанных с силовой и векторной алгеброй.

Нарисуйте оси координат и любые соответствующие векторы или составляющие векторы, пометив эти части соответствующими символами (например, a_x для ускорения в направлении x). Умение складывать и вычитать векторы, чтобы сформировать результирующий вектор из множества взаимодействующих сил, лежит в основе физики, и это то, что вы улучшите с практикой.

Получите удобное рисование диаграмм свободного тела для множества сценариев, с которыми вы сталкиваетесь во время тренировок, в том числе с участием белок-летягов и скатывания шариков по пандусу.

2. Прочтите вопрос и ВСЕ варианты ответа .

Не спешите, работая над вопросами с несколькими вариантами ответов. Внимательно прочитайте вопрос и ответы, чтобы не сделать ошибочный выбор, и выберите один из ответов, «отвлекающих».

Попытайтесь придумать ответ на вопрос, прежде чем рассматривать свой выбор, чтобы вас не обманули варианты с небольшими различиями.Это особенно важно для вопросов с множественным выбором, когда правильными являются ровно 2 варианта.

3. Освойте взаимосвязь между работой, энергией и мощностью — ключевые концепции сохранения энергии.

Работа совершается, когда сила вызывает движение, и она измеряется произведением силы на расстояние, пройденное в направлении силы: отсюда формула W = F \ cdot d \ cdot cos (\ theta). Для выполнения работы требуется энергия (кинетическая или потенциальная), а мощность — это скорость, с которой вы выполняете работу \ dfrac {W} {\ треугольник t}.

Вот отличный курс CrashCourse по этой фундаментальной концепции, хотя для ваших целей вы можете пропустить любые разговоры об интеграции и вычислениях. После этого проверьте свои знания по этой концепции с помощью некоторых практических задач от Альберта.

4. Отвечайте на все вопросы, даже угадывая, если нужно.

Вы не будете наказаны за неправильные ответы на экзамене AP® Physics 1, поэтому, внимательно прочитав вопрос и используя процесс исключения, чтобы сузить выбор ответов, сделайте предположение!

Та же самая логика применима к разделу бесплатных ответов, где вы можете получить частичную оценку нескольких правильных идей или небольших помеченных диаграмм проблемы.Никогда не оставляйте проблему пустой.

5. Сосредоточьте большую часть своей практики на тяжеловесных темах :

Например, эти темы чаще всего встречаются в разделе с множественным выбором.

  • Энергия (16-24%)
  • Динамика (12-18%)
  • Механические волны и звук (12-16%)

Другие темы, такие как круговое движение, гармоническое движение и электрический заряд, будут отображаться на экране. экзамен, но с гораздо меньшей частотой, чем перечисленные выше.

5 советов по исследованию AP® Physics 1 Free Response

Раздел бесплатных ответов на экзамене AP® Physics 1 включает 5 вопросов: два вопроса с 12 баллами и три вопроса с 7 баллами. Каждый экзамен включает в себя один вопрос по экспериментальному дизайну, один вопрос о количественном / качественном переводе, один вопрос с кратким ответом на абзац и два дополнительных вопроса с коротким ответом.

1. Сначала прочтите все 5 вопросов и выберите «самый простой».

Вы хотите максимально использовать импульс в этом тесте по физике (без каламбура) и использовать первый вопрос, чтобы укрепить уверенность и провести вас через сложный раздел.

Не забудьте выделить около 25 минут на каждую задачу с полным бесплатным ответом и 13–15 минут на каждый вопрос с коротким ответом (соблюдайте предложенное время в тесте). Используйте часы, чтобы не сбиться с пути, и записывайте что-нибудь для каждой проблемы.

2. Подтвердите свои ответы подробными объяснениями.

Вопросы с бесплатными ответами требуют концептуального понимания содержания, и оценщики AP® проверит, знаете ли вы , как , а также , почему для каждой проблемы.

Это означает, что вы должны ссылаться на соответствующие графики, объяснять связи с законами и принципами физики и напрямую отвечать на поставленный вопрос со ссылкой на любые предоставленные источники. Вы также можете предоставить графики, диаграммы и уравнения для поддержки своей работы.

3. Разберитесь с глаголами задачи и выполняйте точно так, как просили.

Слова «Состояние», «Получение», «Набросок», «Объяснение» или «Подтверждение» имеют очень специфические значения в мире AP® Physics 1, и вам следует внимательно прочитать описание College Board, чтобы понять, что вам будет поручено.Эти слова дают отличные подсказки о том, как должно выглядеть ваше решение.

Знание того, должны ли вы написать быстрое предложение или дать длинный абзацный ответ, может помочь вам почувствовать себя непринужденно и эффективно пройти тест. Вот еще один замечательный документ, в котором более подробно объясняются слова экзамена.

4. Практикуясь, внимательно прочитайте правила выставления оценок.

Совет колледжа предоставляет здесь образцы бесплатных вопросов для ответов, а также рейтинговые оценки предыдущих экзаменов AP® Physics 1.Вопросы могут быть разными, но целевые навыки остаются неизменными, и понимание как полных, так и недостаточных решений является важной частью головоломки.

Альберт также предоставляет образцы вопросов с бесплатными ответами с подробными отзывами после каждого из них. После каждой практической задачи, если вы сможете сформулировать, ПОЧЕМУ вы дали неправильный ответ и как изменилось ваше понимание темы, вы будете на правильном пути к сдаче экзамена AP® Physics 1.

5. Если вы не можете ответить на вопрос (а) в вопросе, состоящем из нескольких частей и бесплатного ответа, продолжайте!

Вы можете придумать значение для (a) и использовать его для последующих частей или объяснить, каким был бы ваш процесс, если бы вы успешно ответили на часть (a).Кредит для каждой части присуждается независимо, поэтому вы все равно можете получить полную оценку для последующих частей.

Помните, экзаменаторы оценивают вашу работу комплексно и ищут области, в которых вы бы заслужили должное. Если вы организовываете свою работу и четко выражаете свое мышление, вы на правильном пути.

Для более полного списка советов см. Полный список советов AP® Physics 1 и 2.

Вернуться к содержанию

Экзамен AP® Physics 1: 5 советов по тестированию, которые следует запомнить
1.Собери все и приготовься к работе накануне вечером.

Вы не хотите карабкаться утром перед экзаменом! Убедитесь, что у вас есть все готово из нашего списка «Что вам следует взять с собой».

2. Убедитесь, что вы знаете, где находится ваш участок тестирования и как туда добраться .

Особенно, если вы сдаете экзамен не в своей школе. Если вас подвозит родитель или друг, заранее убедитесь, что они знают адрес.Если вы пользуетесь общественным транспортом, проверьте расписание еще раз.

Сдаете экзамен в собственной школе? Не расслабляйтесь — знайте номер комнаты. Это небольшая, но действенная вещь, которую вы можете сделать, чтобы уменьшить стресс утром перед экзаменом.

3. Хорошо ешьте утром перед экзаменом.

Каждый учитель говорит вам об этом, и не зря! Голодный желудок ведет к рассеянности ума. Правильное питание перед экзаменом поможет вам сосредоточиться и сосредоточиться на задаче.

4. Возьмите с собой жевательную резинку или мятный леденец.

Правила гласят, что вы не можете есть или пить в испытательной комнате, но мятные леденцы и / или жевательная резинка обычно разрешены, если это не противоречит правилам вашего испытательного центра. Если вы теряете фокус, положите мяту в рот!

Исследования показывают, что мята повышает концентрацию внимания. Если вы не верите, прочтите эту статью и убедитесь в этом сами.

5. Дыши! Просто дыши и доверяй себе.

Если вы следовали всем нашим советам, хорошо учились и слушали своего учителя, то вы обязательно добьетесь успеха.

Обзор AP® Physics 1 и ресурсы для практических тестов

Вот некоторые из лучших онлайн-ресурсов для ознакомления и практики:

Практические экзамены AP®

На этом сайте представлены заметки для занятий, обзорные листы, заметки в формате PDF и конспекты лекций. Это ваш универсальный магазин для всех заметок AP® Physics 1!

Используйте этот сайт, если : вам сложно делать заметки или вы хотите связать свои собственные заметки с другими форматами для создания заметок.

Не используйте этот сайт, если : вы уверены в своих навыках ведения заметок.

Флип с физикой

Вы предпочитаете видео-конспекты лекций? На этом сайте вы найдете все, что вам нужно!

Используйте этот сайт, если : вы лучше всего учитесь, просматривая и слушая лекции. Эти записи видеолекций являются прекрасным дополнительным ресурсом.

Не используйте этот сайт, если : вы лучше всего учитесь, читая материалы.

Web.MIT.Edu

MIT предлагает невероятно исчерпывающие практические пособия, которые включают практические задачи и ответы с подробными объяснениями.

Используйте этот сайт, если : вам нужен невероятно исчерпывающий ресурс с множеством вариантов практических задач, подобных тем, которые вы найдете на экзамене AP® Physics 1.

Не используйте этот сайт, если : вам не нужно тратить время на дополнительные практические задачи с несколькими вариантами ответов.

Вернуться к содержанию

Резюме: Руководство по обзору The Best AP® Physics 1

В этом обзорном руководстве по экзамену AP® Physics 1 мы рассмотрели много материала. Вот краткое изложение структуры нашего руководства по обзору:

  • Экзамен AP® Physics 1 состоит из двух частей и длится 3 часа.
  • Экзамен 2021 AP® Physics 1 имеет цифровую версию и бумажную версию .
  • Цифровая версия экзамена будет содержать больше MCQ и меньше FRQ, чем бумажная версия теста.

Помните, что основные затронутые темы:

  • Системы: Объекты и системы обладают такими свойствами, как масса и заряд.
  • Поля: Поля, существующие в космосе, могут объяснить взаимодействия.
  • Силовые взаимодействия: Силы могут описывать взаимодействия между объектами.
  • Изменение: Системные взаимодействия приводят к изменению этих систем.
  • Сохранение: законы сохранения определяют взаимодействия.
  • Волны: энергия и импульс могут передаваться волнами.

Для получения более подробной информации по каждой теме см. AP® Physics 1: Course and Exam Description.

Как изучать AP® Physics 1: 7 шагов

  1. Пройдите полный практический экзамен
  2. Расставьте приоритеты по темам обучения
  3. Отметьте даты учебы в календаре
  4. Изучите концепции физики с заметками и видео
  5. Выполните МНОГО практических задач
  6. Пройдите еще один полный тест, сосредоточив внимание на управлении временем
  7. Расслабьтесь за день до экзамена

Лучшие советы для AP® Physics:

  • Практика и повторение математических навыков, таких как манипулирование алгебраическими выражениями и тригонометрия прямоугольного треугольника
  • Хорошее понимание таблицы формул, а также важных физических формул, которые вам НЕ предоставляются на тесте
  • Овладейте взаимосвязью между работой, энергией и мощностью — ключевые концепции сохранения энергии
  • Нарисуйте диаграммы для всего, особенно для задач, связанных с силовой и векторной алгеброй
  • Поддержите свои ответы подробными объяснениями, включая любые соответствующие графики, диаграммы, уравнения и ссылки на источники

Мы надеемся, что вы сочли это руководство полезным в вашем стремлении сдать экзамен AP® Physics 1.Обязательно используйте ресурсы, представленные в этом руководстве, чтобы максимально увеличить количество учебных занятий и уверенно пройти тест. Не забывайте практиковаться, практиковаться, практиковаться. Удачи!

Понимание первого закона термодинамики

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в качестве ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Физика американских горок — Урок

(3 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 7 (6-8)

Требуемое время: 30 минут

Зависимость урока: Нет

Тематические области: Физические науки, физика

Ожидаемые характеристики NGSS:


Поделиться:

Резюме

Студенты изучают физику, используемую инженерами при проектировании современных американских горок, включая потенциальную и кинетическую энергию, трение и гравитацию.Во-первых, они узнают, что все настоящие американские горки полностью управляются силой тяжести и что преобразование потенциальной и кинетической энергии необходимо для всех американских горок. Во-вторых, они рассматривают роль трения в замедлении автомобилей на американских горках. Наконец, они исследуют ускорение американских горок при движении по трассе. Во время соответствующей деятельности учащиеся проектируют, строят и анализируют модели американских горок, которые они делают из пенопласта и мрамора (в качестве автомобилей). Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Студенты изучают самые основные физические принципы американских горок, которые имеют решающее значение для первоначального процесса проектирования для инженеров, создающих американские горки. Они узнают о возможностях и ограничениях американских горок в контексте энергосбережения, потерь на трение и других физических принципов.После урока учащиеся должны быть в состоянии проанализировать движение любых существующих горок с гравитационным приводом и спроектировать основы своих собственных моделей американских горок.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

  • Объясните, почему инженерам важно знать, как устроены американские горки.
  • Объясните с помощью физических терминов, как работают американские горки.
  • Обсудите влияние силы тяжести и трения в контексте их дизайна американских горок.
  • Используйте принцип сохранения энергии, чтобы объяснить расположение американских горок.
  • Укажите точки на трассе американских горок, в которых автомобиль имеет максимальную кинетическую энергию и максимальную потенциальную энергию.
  • Укажите точки на трассе американских горок, где автомобиль испытывает силу больше или меньше 1 g.
  • Укажите точки на трассе американских горок, где автомобиль ускоряется и замедляется.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными предметами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS

МС-ПС3-5.Сконструируйте, используйте и представьте аргументы в поддержку утверждения о том, что при изменении кинетической энергии объекта энергия передается к объекту или от него. (6-8 классы)

Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Комплексные концепции
Научные знания основаны на логических и концептуальных связях между свидетельствами и объяснениями.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Когда энергия движения объекта изменяется, неизбежно одновременно происходит какое-то другое изменение энергии.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергия может принимать разные формы (например, энергия полей, тепловая энергия, энергия движения).

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технологии
ГОСТ
Северная Каролина — наука
  • Понять характеристики передачи энергии и взаимодействия материи и энергии.(Оценка 6) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Понимать формы энергии, передачи, преобразования и сохранения энергии в механических системах.(Оценка 7) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Объясните, как кинетическая и потенциальная энергия влияют на механическую энергию объекта.(Оценка 7) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Объясните, как можно преобразовать энергию из одной формы в другую (в частности, потенциальную энергию и кинетическую энергию), используя модель или диаграмму движущегося объекта (например, американские горки, маятник или автомобили на пандусах).(Оценка 7) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Больше подобной программы

Предварительные знания

Понимание сил, особенно силы тяжести и трения, а также некоторое знакомство с кинетической и потенциальной энергией.Понимание второго закона движения Ньютона и основных концепций движения, таких как положение, скорость и ускорение.

Введение / Мотивация

Сегодняшний урок посвящен американским горкам и стоящим за ними науке и технике. Однако, прежде чем мы начнем говорить о физике, я бы хотел, чтобы вы поделились некоторыми своими впечатлениями от американских горок. (Послушайте, как несколько студентов описывают свои любимые американские горки.Укажите на некоторые уникальные особенности каждой горки, такие как холмы и петли, которые имеют отношение к уроку.)

Кто-нибудь знает, как устроены американские горки? Вы можете подумать, что у американских горок есть двигатели, которые толкают их по трассе, как автомобили. Хотя это верно для некоторых американских горок, большинство из них используют гравитацию для перемещения автомобилей по трассе. Кто-нибудь из вас помнит катание на американских горках, которое начиналось с большого холма? Если вы внимательно посмотрите на трассу американских горок (по которой движутся машины), вы увидите в середине трассы на первом холме цепь.Возможно, вы даже почувствовали, что это «зацепило» машины. Эта цепь цепляется за днище машин и тянет их к вершине этого первого холма, который всегда является самой высокой точкой американских горок. Как только автомобили достигают вершины холма, они освобождаются от цепи и едут по остальной части трассы, откуда и произошло название «американские горки».

Рис. 1. Пример настройки для быстрого демонстрационного урока. Copyright

Copyright © 2007 Программа K-PhD Engineering, Школа инженерии Pratt, Университет Дьюка

Как вы думаете, что произошло бы, если бы в центре трассы американских горок был холм, который был бы выше, чем первый холм американских горок? Смогут ли машины подняться на этот больший холм, используя только силу тяжести? (Проведите короткую демонстрацию, чтобы доказать свою точку зрения.Возьмите кусок изоляционной трубы из пенопласта, разрезанный пополам по длине, и сформируйте из него американские горки, приклеив его к классным предметам, таким как рабочий стол и учебник, как показано на рисунке 1. Затем, используя шарики для изображения автомобилей, покажите учащимся, что первый холм американских горок должен быть самой высокой точкой, иначе машины не дойдут до конца трассы. Дополнительные инструкции см. В разделе «Строительство американских горок».)

(Затем воспроизведите опыт других учеников на американских горках, чтобы продвинуть урок вперед, охватывая материал, представленный в разделах «Предпосылки урока» и «Словарь».Например, расскажите о точке на американских горках, где вы путешествуете быстрее всего, о том, как машины преодолевают петли и штопоры, и что заставляет пассажиров чувствовать себя невесомыми или очень тяжелыми в определенных точках на американских горках. Порядок, в котором вы преподаете эти, а возможно, и многое другое, не имеет решающего значения для урока. Кроме того, учащимся может быть интереснее задавать вопросы, основанные на их опыте использования американских горок, и позволять этим вопросам вести урок от одного пункта к другому.Все эти моменты можно продемонстрировать с помощью пенопласта и шариков, поэтому используйте их чаще, чтобы проиллюстрировать концепции урока.)

Предпосылки и концепции урока для учителей

Основным принципом всех американских горок является закон сохранения энергии, который описывает, как энергия не может быть ни потеряна, ни создана; энергия передается только из одной формы в другую. В американских горках две наиболее важные формы энергии — это гравитационная потенциальная энергия и кинетическая энергия.Гравитационная потенциальная энергия — это энергия, которую объект имеет из-за своей высоты, и она равна массе объекта, умноженной на его высоту, умноженную на гравитационную постоянную (PE = mgh). Гравитационная потенциальная энергия максимальна в самой высокой точке американских горок и, по крайней мере, в самой низкой точке. Кинетическая энергия — это энергия, которую объект имеет из-за своего движения, и она равна половине, умноженной на массу объекта, умноженную на квадрат его скорости (KE = 1/2 mv 2 ). Кинетическая энергия максимальна в самой нижней точке американских горок и минимум в самой высокой точке.Потенциальную и кинетическую энергию можно обменивать друг на друга, поэтому в определенных точках машины американских горок могут иметь только потенциальную энергию (на вершине первого холма), только кинетическую энергию (в самой низкой точке) или некоторую комбинацию кинетической энергии. и потенциальная энергия (во всех остальных точках).

Первый холм на американских горках всегда является наивысшей точкой американских горок, потому что трение и сопротивление немедленно начинают отнимать у машины энергию. На вершине первого холма энергия автомобиля почти полностью представляет собой гравитационную потенциальную энергию (потому что его скорость равна нулю или почти нулю).Это максимальная энергия, которая когда-либо будет у автомобиля во время поездки. Эта энергия может стать кинетической энергией (что происходит у подножия этого холма, когда автомобиль движется быстро) или комбинацией потенциальной и кинетической энергии (как на вершинах небольших холмов), но общая энергия автомобиля не может быть больше, чем было на вершине первого холма. Если бы более высокий холм был помещен в середину американских горок, он представлял бы больше гравитационной потенциальной энергии, чем первый холм, поэтому автомобиль не смог бы подняться на вершину более высокого холма.

Автомобили на американских горках всегда быстрее всего движутся по подножию холмов. Это связано с первой концепцией, заключающейся в том, что у подножия холмов вся потенциальная энергия была преобразована в кинетическую энергию, что означает большую скорость. Точно так же автомобили всегда движутся медленнее всего в самой высокой точке, то есть на вершине первого холма.

Веб-моделирование, демонстрирующее взаимосвязь между вертикальным положением и скоростью автомобиля на американских горках различных форм, предоставляется в MyPhysicsLab Roller Coaster Physics Simulation.На этом веб-сайте представлены числовые данные для смоделированных американских горок различной формы.

Трение присутствует во всех американских горках, и оно отнимает у них полезную энергию. В американских горках трение возникает из-за трения колес автомобиля о гусеницу и из-за трения воздуха (а иногда и воды!) О машины. Трение превращает полезную энергию американских горок (гравитационная потенциальная энергия и кинетическая энергия) в тепловую энергию, которая не служит цели, связанной с движением автомобилей по трассе.Трение — причина того, что американские горки не могут существовать вечно, поэтому минимизация трения — одна из самых больших проблем для инженеров американских горок. Трение также является причиной того, что американские горки никогда не смогут восстановить свою максимальную высоту после первоначального подъема, если где-то на трассе не будет установлен второй цепной подъемник.

Машины могут проезжать петли только в том случае, если у них достаточно скорости в верхней части петли. Эта минимальная скорость называется критической скоростью и равна квадратному корню из радиуса петли, умноженному на гравитационную постоянную (v c = (rg) 1/2 ).Хотя этот расчет слишком сложен для подавляющего большинства семиклассников, они интуитивно поймут, что, если машина движется недостаточно быстро на вершине петли, она упадет. В целях безопасности большинство американских горок имеют колеса по обеим сторонам трассы, чтобы машины не падали.

Большинство петель американских горок не имеют идеально круглой формы, а имеют форму капли, называемую клотоидой. Дизайнеры американских горок обнаружили, что, если петля круглая, гонщик испытывает наибольшую силу в нижней части петли, когда машины движутся с максимальной скоростью.После того, как многие райдеры получили травмы шеи, петлевые американские горки были оставлены в 1901 году и возродились только в 1976 году, когда Revolution на Six Flags Magic Mountain стали первыми современными петлевыми американскими горками, использующими форму клотоиды . В клотоиде радиус кривизны петли наибольший внизу, что снижает нагрузку на гонщиков, когда автомобили движутся наиболее быстро, и наименьший наверху, когда автомобили движутся относительно медленно. Это позволило сделать поездку более плавной и безопасной, а форма капли теперь используется на американских горках по всему миру.

Всадники могут испытывать невесомость на вершинах холмов (отрицательные перегрузки) и чувствовать тяжесть у подножий холмов (положительные перегрузки). Это ощущение вызвано изменением направления американских горок. На вершине американских горок автомобиль переходит от движения вверх к плоскому движению вниз. Это изменение направления известно как ускорение, и это ускорение вызывает у гонщиков ощущение, будто на них действует сила, выталкивающая их из сидений. Точно так же у подножия холмов всадники переходят от движения вниз к плоскому движению вверх, и, таким образом, они чувствуют, как будто сила толкает их на сиденья.Эти силы можно назвать гравитационными и они называются гравитационными силами или перегрузками. Один «g» — это сила, действующая под действием силы тяжести при нахождении на Земле на уровне моря. Человеческое тело привыкло существовать в среде 1 г. Если ускорение американских горок у подножия холма равно ускорению свободного падения (9,81 м / с 2 ), создается еще одна перегрузочная сила, и при добавлении к стандартному 1 g мы получаем 2 g. Если ускорение у подножия холма вдвое превышает ускорение свободного падения, общая сила составляет 3 gs.Если это ускорение действует вместо этого на вершине холма, оно вычитается из стандартного 1 g. Таким образом, он может быть менее 1 г, а может быть даже отрицательным. Если бы ускорение на вершине холма было равно ускорению свободного падения, общая сила была бы равна нулю gs. Если бы ускорение на вершине холма было вдвое больше ускорения свободного падения, результирующая общая сила была бы отрицательной 1 g. При нулевой g гонщик чувствует себя совершенно невесомым, а при отрицательной g — как будто сила поднимает его из сиденья.Эта концепция может быть слишком сложной для студентов, но они должны понимать основные принципы и то, где могут возникнуть перегрузки больше или меньше 1 g, даже если они не могут полностью связать их с ускорением американских горок.

Сопутствующие мероприятия

Словарь / Определения

ускорение: насколько быстро объект ускоряется, замедляется или меняет направление.Равно изменению скорости, деленному на время.

критическая скорость: скорость, необходимая на вершине петли для автомобиля, чтобы проехать петлю, не упав с трассы.

сила: любое толкание или тяга.

трение: сила, вызванная трением между двумя объектами.

g-force: сокращение от гравитационной силы. Сила, действующая на объект гравитацией Земли на уровне моря.2).

гравитация: сила, притягивающая любые два объекта друг к другу.

кинетическая энергия: энергия движущегося объекта, которая напрямую связана с его скоростью и массой.

потенциальная энергия: энергия, запасенная объектом, готовая к использованию. (В этом уроке мы используем потенциальную энергию гравитации, которая напрямую связана с высотой объекта и его массой.)

скорость: насколько быстро движется объект.Расстояние, которое проходит объект, деленное на время, которое он проходит.

скорость: сочетание скорости и направления, в котором движется объект.

Оценка

Оценка перед уроком

Перед уроком убедитесь, что учащиеся твердо владеют гравитацией, трением, потенциальной и кинетической энергией, а также основами движения. Это можно сделать в форме короткой викторины, разминки или краткого обсуждения.Примеры вопросов:

  • Что вызывает гравитацию?
  • Что такое трение?
  • Как различаются потенциальная и кинетическая энергия?
  • В чем разница между скоростью и скоростью?
  • Как ускорение связано со скоростью?

Итоги урока Оценка

Покажите студентам фотографию американских горок с холмом и петлей. Ожидайте, что они смогут идентифицировать:

  • Точки максимальной потенциальной и кинетической энергии.
  • Точки максимальной и минимальной скорости.
  • Точки, в которых действует перегрузка больше или меньше единицы.

Домашнее задание

Попросите учащихся спроектировать свои собственные американские горки или найти в Интернете существующие американские горки и определить их характеристики с точки зрения физических понятий, изученных на уроке. Это задание также служит введением в сопутствующее задание «Строительство американских горок».

использованная литература

Беннет, Дэвид. Американские горки . ООО «Аурум», 1999 г.

База данных американских горок. Авторское право 1996-2007. Дуэйн Марден. По состоянию на 03.05.2007. http://www.rcdb.com/

Американские горки Funderstand. Авторское право 1998. Финансирование. По состоянию на 03.05.2007. http://www.funderstanding.com/k12/coaster/

Петля (Американские горки). Последнее изменение: 9 апреля 2007 г. Википедия. По состоянию на 03.05.2007. http://en.wikipedia.org/wiki/Loop_%28roller_coaster)

Песковиц, Дэвид.Американские горки Физика. Авторское право 1998–1999. Encyclopedia Britannica, Inc., дата обращения 03.05.2007. http://search.eb.com/coasters/ride.html

Нойман, Эрик. Физическое моделирование американских горок. Авторское право 2004. MyPhysicsLab. По состоянию на 03.05.2007. http://www.myphysicslab.com/RollerSimple.html

Другая сопутствующая информация

Просмотрите концентратор учебной программы по физике, согласованный с NGSS, чтобы найти дополнительные учебные программы по физике и физическим наукам, посвященные инженерным наукам.

авторское право

© 2013 Регенты Университета Колорадо; оригинал © 2007 Университет Дьюка

Авторы

Скотт Лиддл

Программа поддержки

Техническая программа K-PhD, Инженерная школа Пратта, Университет Дьюка

Благодарности

Этот контент был разработан программой MUSIC (Понимание математики через науку, интегрированную с учебной программой) в Pratt School of Engineering в Университете Дьюка в рамках гранта GK-12 Национального научного фонда.DGE 0338262. Однако это содержание не обязательно отражает политику NSF, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 8 октября 2021 г.

Heat vs temperature — Energy Education

Heat и temperature — это тесно связанные темы, и поэтому разница между ними может немного сбивать с толку.Основное отличие состоит в том, что тепло связано с тепловой энергией, тогда как температура больше связана с молекулярной кинетической энергией.

Тепло — это передача тепловой энергии, а температура — это свойство объекта. [1]

В чем разница?

Heat описывает передачу тепловой энергии между молекулами внутри системы и измеряется в Джоулях. [2] Тепло определяет, как энергия движется или течет. Объект может нагреваться или терять тепло, но не может иметь тепла.Тепло — это мера изменения, а не свойство объекта или системы. Поэтому он классифицируется как переменная процесса.

Температура описывает среднее значение кинетической энергии молекул в материале или системе и измеряется в градусах Цельсия (° C), Кельвина (K), Фаренгейта (° F) или Ранкина (R). Это измеримое физическое свойство объекта, также известное как переменная состояния. Другие измеримые физические свойства включают скорость, массу и плотность, и это лишь некоторые из них. [3]

Сходства

Тепло — это передача тепловой энергии, вызванная разницей температур между молекулами.

Примечание:

Термическая энергия может пониматься иначе как полная микроскопическая кинетическая и потенциальная энергия системы.

Второй закон термодинамики

Второй закон термодинамики — сложная тема, требующая интенсивного изучения в области термодинамики, чтобы по-настоящему понять.Однако для целей этой статьи необходимо понять только один небольшой аспект, а именно тот факт, что тепло всегда будет спонтанно перетекать от более горячих веществ к более холодным . Это простое утверждение объясняет, почему кубик льда не образуется на улице в жаркий день или почему он тает, если бросить его в миску с теплой водой.

Мысленный эксперимент

Представьте себе вышеупомянутый кубик льда, брошенный в миску с теплой водой — лед должен получать тепло (тепловую энергию) от воды в миске (см. Предыдущий параграф).Добавление тепловой энергии приводит к увеличению кинетической энергии молекулы льда и, следовательно, к повышению температуры. Это известно, потому что температура фактически является мерой средней кинетической энергии молекул. Кроме того, лед будет продолжать накапливать тепловую энергию, заставляя его молекулы двигаться быстрее и в конечном итоге разрывать свои межмолекулярные связи или таять.

В заключение, передача тепла или тепловой энергии обычно изменяет температуру вещества, , но не всегда ! Например, в момент, когда лед в чаше превращается в воду, эти молекулы воды будут иметь ту же температуру, что и когда они были льдом.В этом случае вместо тепловой энергии, выполняющей работу по увеличению кинетической энергии, она действительно работает, чтобы разорвать межмолекулярные связи, вызывая изменение состояния. Однако с течением времени температура недавно растаявшего льда будет увеличиваться, пока все в чаше не достигнет равновесия, что означает постоянную температуру повсюду.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Это было сделано внутри группы специалистов по энергетическому образованию.
  2. ↑ Р.Рыцарь, Физика для ученых и инженеров, 3-е изд. Пирсон, 2013, стр. 279
  3. ↑ Найт Р., Физика для ученых и инженеров, 3-е изд. Пирсон, 2013, стр. 445

Что такое первый закон термодинамики?

Первый закон термодинамики гласит, что тепло является формой энергии, и поэтому термодинамические процессы подчиняются принципу сохранения энергии. Это означает, что тепловая энергия не может быть создана или уничтожена. Однако ее можно переносить из одного места в другое и преобразовывать в другие формы энергии и обратно.

Термодинамика — это раздел физики, изучающий отношения между теплом и другими формами энергии. В частности, он описывает, как тепловая энергия преобразуется в другие формы энергии и из них, и как она влияет на материю. Основные принципы термодинамики выражаются в четырех законах.

«Первый закон гласит, что внутренняя энергия системы должна быть равна работе, которая выполняется в системе, плюс или минус тепло, которое течет в систему или выходит из нее, и любая другая работа, которая выполняется в системе. система «, — сказал Саибал Митра, профессор физики в Государственном университете Миссури.«Итак, это повторение принципа сохранения энергии».

Митра продолжил: «Изменение внутренней энергии системы — это сумма всех входов и выходов энергии в систему и из нее, аналогично тому, как все депозиты и снятия средств, которые вы делаете, определяют изменения в вашем банковском балансе». Математически это выражается следующим образом: Δ U = Q Вт , где Δ U — это изменение внутренней энергии, Q — тепло, добавленное к системе, а Вт — работа. сделано системой.

История

Ученые конца 18 и начала 19 веков придерживались теории калорийности, впервые предложенной Антуаном Лавуазье в 1783 году, а затем подкрепленной работой Сади Карно в 1824 году, согласно Американскому физическому обществу. Теория калорийности рассматривала тепло как своего рода жидкость, которая естественным образом перетекает из горячих регионов в холодные, так же как вода течет из высоких мест в нижние. Когда эта калорийная жидкость перетекала из горячего региона в холодный, ее можно было преобразовать в кинетическую энергию и заставить выполнять работу так же, как падающая вода может приводить в движение водяное колесо.Только когда Рудольф Клаузиус опубликовал «Механическую теорию тепла» в 1879 году, теория калорийности была окончательно остановлена.

Термодинамические системы

Энергия может быть разделена на две части, по словам Дэвида Макки, профессора физики Южного государственного университета Миссури. Один из них — макроскопический вклад в человеческий масштаб, такой как движение поршня и давление на систему газа. И наоборот, вещи происходят в очень крошечном масштабе, когда мы не можем отслеживать индивидуальный вклад.

Макки объясняет: «Когда я кладу два образца металла друг против друга, и атомы грохочут на границе, и два атома отскакивают друг от друга, и один из них отрывается быстрее, чем другой, я могу». t отслеживать это. Это происходит в очень маленьком масштабе времени и на очень маленьком расстоянии, и это происходит много-много раз в секунду. Итак, мы просто разделяем всю передачу энергии на две группы: то, что мы собираемся отслеживать, и то, что мы не собираемся отслеживать.Последнее из них мы называем теплом ».

Термодинамические системы обычно считаются открытыми, закрытыми или изолированными. Согласно Дэвису из Калифорнийского университета, открытая система свободно обменивается энергией и веществом с окружающей средой; замкнутая система обменивается с окружающей средой энергией, но не материей; и изолированная система не обменивается энергией или веществом со своим окружением. Например, котелок с кипящим супом получает энергию от плиты, излучает тепло от сковороды и испускает вещество в виде пара, который также уносит тепловую энергию.Это будет открытая система. Если мы закроем кастрюлю плотной крышкой, она все равно будет излучать тепловую энергию, но больше не будет выделять материю в виде пара. Это будет закрытая система. Однако, если бы мы налили суп в идеально изолированную термос и закрыли крышку, не было бы ни энергии, ни материи, входящей или выходящей из системы. Это была бы изолированная система.

Однако на практике полностью изолированных систем не может быть. Все системы передают энергию окружающей среде посредством излучения, независимо от того, насколько хорошо они изолированы.Суп в термосе будет оставаться горячим всего несколько часов, а к следующему дню достигнет комнатной температуры. В другом примере белые карлики, горячие остатки сгоревших звезд, которые больше не производят энергию, могут быть изолированы световыми годами почти идеального вакуума в межзвездном пространстве, но в конечном итоге они остынут с нескольких десятков тысяч градусов. почти до абсолютного нуля из-за потерь энергии из-за излучения. Хотя этот процесс занимает больше времени, чем нынешний возраст Вселенной, остановить его невозможно.

Тепловые двигатели

Наиболее частым практическим применением Первого закона является тепловая машина. Тепловые двигатели преобразуют тепловую энергию в механическую и наоборот. Большинство тепловых двигателей относятся к категории открытых систем. Основной принцип теплового двигателя основан на соотношении тепла, объема и давления рабочей жидкости. Эта жидкость обычно является газом, но в некоторых случаях она может претерпевать фазовые переходы из газа в жидкость и обратно в газ во время цикла.

При нагревании газ расширяется; однако, когда этот газ ограничен, его давление увеличивается.Если нижняя стенка камеры удержания является верхней частью подвижного поршня, это давление оказывает давление на поверхность поршня, заставляя его двигаться вниз. Затем это движение можно использовать для выполнения работы, равной суммарной силе, приложенной к верхней части поршня, умноженной на расстояние, на которое перемещается поршень.

Существует множество вариантов основного теплового двигателя. Например, паровые двигатели используют внешнее сгорание для нагрева резервуара котла, содержащего рабочую жидкость, обычно воду.Вода превращается в пар, а затем давление используется для приведения в действие поршня, который преобразует тепловую энергию в механическую. Однако автомобильные двигатели используют внутреннее сгорание, при котором жидкое топливо испаряется, смешивается с воздухом и воспламеняется внутри цилиндра над подвижным поршнем, движущим его вниз.

Холодильники, кондиционеры и тепловые насосы

Холодильники и тепловые насосы — это тепловые двигатели, преобразующие механическую энергию в тепло. Большинство из них относятся к категории закрытых систем.Когда газ сжимается, его температура повышается. Этот горячий газ может передавать тепло окружающей среде. Затем, когда сжатому газу позволяют расширяться, его температура становится ниже, чем была до его сжатия, потому что часть его тепловой энергии была удалена во время горячего цикла. Затем этот холодный газ может поглощать тепловую энергию из окружающей среды. Это принцип работы кондиционера. На самом деле кондиционеры не производят холода; они отводят тепло. Рабочая жидкость перекачивается механическим насосом наружу, где нагревается за счет сжатия.Затем он передает это тепло в окружающую среду, обычно через теплообменник с воздушным охлаждением. Затем его возвращают в помещение, где ему позволяют расшириться и охладиться, чтобы он мог поглощать тепло из воздуха в помещении через другой теплообменник.

Тепловой насос — это просто кондиционер, работающий в обратном направлении. Тепло сжатого рабочего тела используется для обогрева здания. Затем он переносится наружу, где расширяется и становится холодным, тем самым позволяя ему поглощать тепло из внешнего воздуха, который даже зимой обычно теплее, чем холодная рабочая жидкость.

В геотермальных или наземных системах кондиционирования воздуха и тепловых насосов используются длинные U-образные трубы в глубоких скважинах или массив горизонтальных труб, заглубленных на большой площади, через которые циркулирует рабочая жидкость, а тепло передается на землю или от нее. . В других системах для нагрева или охлаждения рабочей жидкости используется речная или океанская вода.

Дополнительные ресурсы

Вот еще три объяснения Первого закона термодинамики:

Страница не найдена — Chesterton Community College

  • Дом
  • Информация о Честертоне
    • Приветствие из головы
    • Блог директора школы
    • Наш колледж, этос
    • Список сотрудников
    • Контактная информация школы
    • Педагогическая школа
    • Слияние
  • Аренда помещений
    • Аренда помещения
    • Контакты для бронирования
    • Спортивный центр
  • Жизнь в Честертоне
    • Добро пожаловать в 6 год
    • Школьный день
    • Срок полномочий
    • LGBTQI +
      • Поддержка LGBTQI +
      • Награда «Радужный флаг»
    • Внешкольная программа
      • Внешкольная программа
      • DofE
      • 75 лет Дню Победы
        • Выставка VE Day 75
        • Coming Home — Radio Play
    • Образование для взрослых
  • Обучение в Честертоне
    • Информация об учебной программе
    • Ключевой этап Четыре пути
    • Информация об экзаменах
    • Экзамены DFE 2020 Пособия для студентов
    • Пост 16
    • Карьера
    • ПШЭ
    • Виртуальная библиотека
  • Информация для родителей
    • Приемная
    • Политики
    • Заявление о доступности
    • Политика в отношении файлов cookie
    • Политика конфиденциальности
    • Сообщение об отсутствии
    • Кейтеринг
    • Униформа и комплект PE
    • Схема планшета
    • Ресурсы для родителей
    • Родительское приложение
    • Шкафчики
    • Записи форума родителей
    • Ассоциация родителей и учителей
      • PTA Добро пожаловать
      • Поддержка PTA
      • Униформа для второй руки
      • Будущие встречи
      • Протокол
      • Проектов, которые мы финансируем
      • События
      • Формы
  • Нормативная информация и дополнительная информация для главного инспектора Ofsted
  • Охрана
    • Защита информации для родителей и учеников
    • Обеспокоены своим ребенком?
    • Информация по электронной безопасности
    • Студенты — Вы беспокоитесь о своем здоровье и благополучии?
  • Психическое здоровье
    • Поддержка благополучия во время летних каникул 2020
    • Поддержка психического здоровья и благополучия
    • Депрессия
    • Беспокойство
    • Напряжение
    • OCD
    • Расстройства пищевого поведения
  • Информация и протокол для губернатора
    • Информация для управляющего
    • Выборы губернатора
    • Техническое задание
    • Протокол местного самоуправления
    • Протокол комитета спорткомплекса
    • Протокол
    • Портал губернатора
  • Место для персонала
    • Онлайн-инструментарий активного обучения
    • Инструментарий учителя
    • Форма приема студентов
  • Вакансий
  • Пандемия Covid-19
    • План открытия март 2021 года
    • Оценка рисков в школе
    • Информация о тестировании на Covid в школе
    • Covid 19 Информация о домашнем тестировании
    • Изоляция и благополучие
  • Буклеты для домашних заданий
  • Ресурсы для редакции
    • Контрольные списки изменений
    • Введение в ревизию
    • Руководство для родителей к редакции
    • Прошлые статьи GCSE и практические вопросы
      • Французский
      • География
      • Немецкий
      • История
      • Латинский
      • Материалы по математике
      • Задания по математике и ответы
      • PE
      • Физика
      • Политика
      • Религиоведение
      • Английская литература
      • Английский язык
      • Испанский
  • Информация об экзаменах
  • Удаленное обучение
    • Политика дистанционного обучения
  • Виртуальный открытый вечер
    • Chesterton На пленке
    • Презентация

Ищи:

На основе веб-сайтов умных школ .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *