Швайбович Ирина Николаевна

учитель физики

МБОУ «СОШ № 12 им. В.Д.Волошиной»

г. Кемерово

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ НА УРОКАХ ФИЗИКИ

Курс физики занимает особое место в школьном процессе преподавания учебных

дисциплин,

т.к.

он

обладает

большим

политехническим

потенциалом

и

дает

непосредственный выход на конкретные отрасли промышленности. Профориентационный

материал, который можно использовать на уроках физики, очень разнообразен:

знакомство с основами угольной промышленности, ее основными характеристиками,

перспективами развития; подтверждение материала, изученного на уроках физики,

примерами местного производства, рассказ о физических и физико-химических процессах

угольной промышленности и т.д.

Практика показывает, что профессиональную ориентацию необходимо включать в

учебный процесс. Делать это надо по той обоснованной причине, что, чем лучше

школьник осознает свои способности и видит возможности их целесообразного

применения, тем более активно он относится к обучению, тем больший смысл

приобретает для него будущая деятельность. Уроки физики, как и других дисциплин,

могут и должны становиться началом формирования профессиональных интересов:

можно пробудить и усилить интерес к предмету, к определенной профессии, познакомить

учащихся

с

конкретными

отраслями

народного

хозяйства,

с

предприятиями,

учреждениями, с условиями труда и другими вопросами, необходимыми для осознанного

выбора профессии.

Первооткрывателем Кузбасса является крепостной крестьянин-рудоискатель

Михайло Волков. Это он в 1721 году обнаружил «горелую гору» на берегу в том месте,

где сейчас расположен областной центр – город Кемерово. Интересной особенностью

региона является тот факт, что это единственный в мире угольный бассейн, где добыча

ведется всеми известными способами: подземным, открытым, гидравлическим и

подземной газификации.

Кузбасс (Кузнецкий угольный бассейн) является одним из

крупных месторождений угля в мире. В Кемеровской области добывают около 60%

российского угля и более 80% наиболее ценных коксующихся марок.

1

Кузбасс – индустриальная область и в ней, как ни в какой другой преобладают

профессии, труд людей которых направлен прежде всего на технические объекты

(машины, механизмы, материалы, виды энергии).

Решение

задач

на

уроках

физики

является

одной

из

форм

включения

профориентационного материала в учебный процесс. Факты, содержащие определённую

информацию о месте производства, характеристики тех или иных современных машин,

информацию о профессиях и пр., используемые в содержании задачи, всегда вызывают

особый интерес у школьников. Задачи, требующие дополнительного пояснения, содержат

большую профориентационную информацию, но и требуют большого учебного времени.

Поэтому подобные задачи должны быть тщательно продуманы и отработаны. Содержание

профориентационного материала должно органически сливаться с основным учебным

материалом по физике, ни в коей мере не подменяя его.

Предлагаемые ниже задачи составлены по материалам народного хозяйства

Кузбасса:

угольной

промышленности,

металлургии,

энергетики,

машиностроения,

строительства, сельского хозяйства.

Задачи по физике по материалам народного хозяйства Кузбасса

1.

МЕХАНИКА

Кинематика

1.

Проходческий комбайн ПК-7 проходит горную выработку сечением 7 м

2

со средней

скоростью 4 м/с. Сколько вагонеток ВР-5 потребуется для вывозки породы в течение

смены (5 ч работы комбайна). Грузоподъемность вагонетки 5 т, плотность угля в лаве

1500 кг/м

3

.

2.

Речной теплоход, имеющий в стоячей воде скорость 15 км/ ч, должен переправиться

через Томь в районе Кемерово по кратчайшему пути (ширина реки 400 м). Сколько

времени займет переправа? Под каким углом к берегу он должен двигаться? Средняя

скорость течения Томи 3 км/ч.

3.

Какова скорость в км/ч ленты шахтного конвейера «ЛБ-120», если он движется со

скоростью 6 м/с?

4.

Горизонт шахты «Чертинская – Коксовая» имеет глубину 180 м. Сколько времени идет

подъем клети, если ее скорость 7, 6 м/с?

2

5.

На Кемеровском бетонном заводе жидкий бетон транспортируется по трубам

диаметром 200 мм. Определить скорость движения бетона при производительности

бетононасоса С-290 40 м

3

/ч.

6.

Валковая навесная жатка ЖВН-6 имеет рабочую скорость 10 км/ч, а скорость

транспортерной ленты 3 м//с. Определить скорость срезанных стеблей относительно

земли.

7.

Шахтный электровоз 8АРП набрал скорость 9 км/ч через 1,5мин от начала движения.

Считая его движение равноускоренным, определить ускорение и путь разгона.

8.

На шахте им. Кирова (г. Ленинск-Кузнецкий) некоторые забои находятся на

расстоянии 3 км от ствола. За сколько минут до начала работы следует выезжать

горнякам на электровозе АРП13 (максимальная скорость 10 км/ч). Учесть, что скорость

поезда с людьми вдвое меньше максимальной.

9.

Самоходное шасси СШ-75, которое применялось в сельском хозяйстве области, имело

максимальную транспортную скорость 35 км/ч. При среднем ускорении 0,8 м/с

2

определить путь и время разгона шасси с места.

Динамика

10.

Подъемная машина ЦР-6 поднимает на поверхность скип с 8 т угля. Вес самого скипа

20 кН. Какое напряжение испытывает трос диаметром 50 мм на крюке скипа в начале,

середине и конце его подъема? Ускорение подъема принять равным 0,4 м/с

2

.

11.

Масса тяжеловесного состава на железных дорогах Кузбасса составляет 8100т. Какая

сила необходима для торможения этого состава на пути 5 км при скорости 60 км/ч и

коэффициенте трения 0, 0005?

12.

Тепловоз 2ТЭ10 Топкинского депо тянет состав из 50 одинаковых вагонов, развивая

силу тяги 400 кН. Определить, с какой силой натянуто сцепление между 30 и 31

вагонами от хвоста поезда?

13.

Сцепной вес маневрового тепловоза ТГМЗ (ст. Кемерово) равен 700 кН. Сколько

вагонов массой по 60 т может передвигать этот тепловоз, если коэффициент трения

состава 0,01, а коэффициент сцепления 0,25?

14.

Коэффициент трения подшипников скольжения букс железнодорожных вагонов

составляет 0,02-0,8, а роликовых 0,0025 – 0,01. Как это влияет на силу тяги поездов и

на расход топлива?

3

15.

В паровоздушном молоте (трест «Строймеханизация») ударная часть весом 30000Н

падает на сваю с высоты 1,3 м. Определить среднюю силу удара и мощность удара

при продолжительности его 0,05 с.

Плотность, давление.

16.

Производительность комбайна К-52м равна 100 тонн угля в час. Определить рабочую

скорость передвижения комбайна в лаве, если ширина захвата 0,5 м, а высота

выработки 1,6 м. Плотность угля в пласту равна 1500 кг/ м

3

.

17.

Сколько вагонеток ВГ-3,3, выпускаемых Киселевским ОАО "Машзавод им.Черных"

(емкость вагонетки ВГ-3,3 равна 3,3 м

3

), понадобилось для перевозки 1 млн 627 тыс.

тонн угля, добытого бригадой Героя Кузбасса Евгения Косьмина шахты имени В.Д.

Ялевского АО «СУЭК-Кузбасс» за август 2017 г ? Плотность добытого угля принять

равной 1300 кг/м

3

.

18.

Породопогрузочная машина ППМ4У имеет ковш емкостью 0,32 м

3

. За какое время

машина погрузит 10 т породы на конвейер, если рабочий цикл машины занимает 15

с, а плотность породы 2000 кг/м

3

?

19.

На Кедровском угольном разрезе экскаватор ЭКГ 35 (емкость ковша 26м

3

)

обслуживается мощным БелАЗ-75306 грузоподъемностью 220 тонн. За сколько

рабочих циклов наполняется кузов БелАЗа, если плотность добываемого угля 1400

кг/м

3

?

20.

Железобетонный блок Кемеровского ООО «ЗЖБИ» с объемной плотностью 2400 кг/

м

3

имеет размеры 2х1х0,5 м. Определить его давление в трех различных положениях.

Сравнить это давление с давлением обыкновенного кирпича.(размеры кирпича -

25х12х6 см, масса 350г)

Статика. Простые механизмы.

21.

Ленточный конвейер КЛ-1 транспортирует уголь при максимальном значении угла

наклона 20

0

. Определить коэффициент трения угля о ленту конвейера.

22.

На какой подъем на участке Белово- Киселевск может тянуть тепловоз ТЭ-3 состав

массой 35т, если тяга равна 400кН, а сила трения 100кН?

23.

Для

вывозки

вскрышной

породы

на

карьерах

Кузбасса

применяются

опрокидывающиеся железнодорожные платформы – думпкары грузоподъемностью

100т. Определите силу, разгружающую платформу, при угле наклона 45

0

и

коэффициенте трения 0,3.

4

24.

Определить силу давления, испытываемую стрелой гидравлического подъемного

крана MATRIX 567325, расположенной под углом 60

0

к горизонту, при подъеме

груза массой 0,5 т.

25.

Определить ускорение скатывания кирпича с кузова самосвала ЗИЛ450850 при угле

наклона к горизонту 45

0

и коэффициенте трения 0,3.

Криволинейное и вращательное движение.

26.

На какое расстояние слетает по инерции уголь с конвейера КЛ-150 при скорости

ленты 1,8 м/с и высоте 0,8 м?

27.

Струя воды бьет из гидромонитора ГМН-250С под углом 30

0

к горизонту.

Определить максимальную высоту и дальность струи при напоре 15 атм. (начальная

скорость струи 17м/с)

28.

Определите угловую и линейную скорость лопастей шахтного центробежного

вентилятора ВЦ 4-70-5, если диаметр рабочего колеса 5 м, а скорость вращения 600

об/мин.

29.

Электровоз ВЛ80 идет со скоростью 110км/ч. Определить линейную и угловую

скорости точек обода колеса электровоза относительно оси. Диаметр колес ВЛ 80

равен 1200 мм.

30.

Диаметр валков прокатного «Стана-500» равен 500 мм, скорость проката – 20 м/с.

Определить частоту вращения, угловую и линейную скорость валков, если скорость

вращения двигателя 120 об/мин.

31.

Шаровая мельница для помола угля на Кемеровской ТЭЦ с диаметром барабана 2 м

делает 20 об/мин. Определить период вращения, угловую и линейную скорость

мельницы.

32.

Ротор молотковой дробилки делает 1400 об/мин и имеет диаметр 0,5 м. Масса

молотка 80 г. Определить угловую и линейную скорости движения молотка, а также

центростремительное ускорение и силу.

33.

Определить скорость вращения (в об/мин) ведущей звездочки диаметром 60 см у

трактора «Алтай», движущегося со скоростью 9 км/ч.

Работа, мощность, энергия.

34.

Рассчитать полезную и полную работу, необходимую для выдачи угля из шахты,

производительностью 3500 т/сутки и глубиной 160 м. Масса скипа 2 т, его

грузоподъемность 8т, масса погонного метра каната 7 кг.

5

35.

Углесос 12У10-М выдает на-гора из гидрошахты 700м

3

пульпы в час. Мощность

двигателя углесоса – 1000кВт, глубина гидроподъема – 200м, плотность пульпы –

1100кг/м

3

. Определите КПД углесоса.

36.

Рассчитать мощность водоотливной установки для шахты «Коксовая», если глубина

горизонта 360 м, а приток воды 800 м

3

/ч. КПД установки 60 %.

37.

Электровоз 13АРП с двумя электродвигателями по 15 кВт тянет равномерно состав с

углем со скоростью 9 км/ч. Определить силу тяги и вес состава. Коэффициент

трения 0, 02.

38.

В Кемеровском вагонном депо подъемник грузоподъемностью 25 т поднимает вагон

на высоту 0,4 м в течение 2,5 мин. Мощность электродвигателя 1 кВт. Определить

КПД подъемника.

39.

Найти мощность монитора ГМРЦ-3 Киселевского ОАО "Машзавод им.Черных",

если при напоре 30 атм он расходует 120 м

3

воды в час.

40.

Машинист ведет состав массой 3000 т на подъем с уклоном 0,0006 со скоростью 72

км/ч. Определить тяговую мощность электровоза ВЛ 80, если коэффициент трения

0,005.

41.

Бульдозер Д-259т мощностью 80 л.с. разравнивает строительную площадку со

скоростью 10км/ч. Определить среднюю силу сопротивления грунта.

42.

Строительная лебедка Т-40 треста «Строймеханизация» с диаметром барабана 230

мм равномерно поднимает со скоростью 40 м/мин груз. Мощность электродвигателя

12 кВт, КПД лебедки 60%.Определить тяговое усилие на тросе и угловую скорость

вращения барабана.

43.

Определить работу, совершаемую трактором ДТ- 75 при вспашке плугом ПН -4-35

на глубину 25 см земельного участка площадью 1 га. Удельное сопротивление почвы

6Н/см

2

(ширина захвата 4х35 см).

2.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

Тепловые явления

44.

Какое количество энергетического угля ежесуточно потребляет Беловская ГРЭС?

КПД установок станции 35%, удельная теплота сгорания топлива 1,5 *10

7

Дж/кг.

45.

Какое количество газа, вырабатываемого станцией «Подземгаз», потребуется для

нагревания на 70

0.

С 100 м

3

воды в котельной Киселевского ОАО "Машзавод

им.Черных"? Теплоту сгорания принять равной 4* 10

6

Дж/м

3

.

6

46.

Пневматический молот кузнечного цеха Кемеровского вагонного депо массой 200 кг

кует стальную болванку массой 80 кг со скоростью в момент удара 10 м/с. На

сколько градусов нагреется болванка за 10 ударов, если не ее нагревание идет

половина выделившегося при ударе тепла.

47.

На сколько градусов нагревается при забивке сваи стальной ударник свайного

молота С-276 (тест «Строймеханизация»), если масса ударника 3 т, высота падения

1,3 м, число ударов в минуту 30, время забивки сваи 2,5 мин? На нагревание

ударника идет 50% выделяющего при неупругом ударе тепла.

48.

Сколько вагонов Итатского угля потребуется для работы Итатской ГРЭС (5 млн

кВт)

в

течение

суток?

КПД

станции

40%,

теплота

сгорания

15МДж/кг,

грузоподъемность вагона 50 т.

49.

Мощность тепловоза ТЭЗ составляет 4000л.с., средняя скорость 70 км/ч, КПД 30%.

Определить расход дизельного топлива по маршруту Кемерово – Барзас (расстояние

50 км).

50.

Домна КМК класса 2000м

3

дает в сутки 15000т колошникового газа. Сколько воды,

взятой при 20

0

С, можно вскипятить за счет тепла, выделенного при сгорании этого

газа. (теплота сгорания 4 МДж/ м

3

)

51.

Домна металлургического комбината дает в сутки 4000т чугуна. Какое количество

теплоты отдает этот чугун при охлаждении до цеховой температуры 25

0

С?

52.

Какое количество водяного пара потребуется, чтобы бетонную плиту размером

6 х 1,2 х 0,3 м прогреть в пропарочной камере от 20

0

С до 85

0

С (сконденсированная

вода в процессе практически не участвует). Плотность бетона 2400 кг/м

3

.

Свойства газов

53.

Найти нормальный объем воздуха, подаваемого ежеминутно через фурму в домну,

если при температуре 900

0

С и давлении 4 атм его объем равен 5000 м

3

.

54.

В конвертор через фурму подают 60 м

3

кислорода на одну тонну стали при давлении

15 атм и температуре около 0

0

С. Определить объем кислорода, необходимого для

одной плавки (250т)

55.

Какова разность показаний барометра у основания и вершины башни Кемеровского

радиотелецентра РТРС? ( высота башни 180 м)

56.

Баллончик аспиратора «Кузбасс» объемом 3 л содержит сжатый воздух при

температуре 27

0

С и давлении 250 атм. Какова масса воздуха и его нормальный

объем?

7

Свойства твердых тел

57.

Какого наименьшего размера следует в условиях Кузбасса оставлять зазор между

длинномерными рельсами Р 75? Колебания температуры достигают значений от

+40

0

С до – 50

0

С. (Длина рельсов Р75 составляет 25 м)

58.

В вагонном депо для того, чтобы надеть бандаж с внутренним диаметром 1195 мм на

колесо диаметром 1200 мм, его нагревают. На сколько градусов нужно нагреть

бандаж?

59.

Какой максимальный груз выдержит кирпич марки 100 (размеры 25х12х6 см), если

его положить плашмя и распределить нагрузку равномерно по площади?

60.

При испытании на стенде балка при нагрузке в 2 т прогибается на 0,5 см. Какую

работу надо совершить, чтобы прогнуть балку на 2 см?

61.

Определить наименьший диаметр стального стержня, испытывающего разрыв при

действии домкрата ДГС-63 (усилием 630 кН)

3.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Законы постоянного тока

62.

На электрификацию однопутного участка железной дороги на каждый километр

расходуется до 3 т меди. Определить среднее сечение контактного провода и его

электрическое сопротивление.

63.

Для электрического освещения

пассажирские вагоны оборудованы подвагонным

генератором, дающим ток 70 А при напряжении 50 В. Сколько ламп сопротивлением

по 100 Ом может питать такой генератор и какова его мощность?

64.

В сибирских условиях зимой применяется электроподогрев бетона. Определить КПД

электроподогрева, если на нагрев 1 м

3

бетона на 20

0

С требуется 100 кВтч

электроэнергии. Плотность бетона 2500 кг/м

3

.

65.

Сварочный строительный трансформатор СТЭ-24 с номинальной мощностью 24 кВт

дает сварочный ток 500А при напряжении 30В. Определить КПД сварочного

трансформатора.

66.

Автомат для сварки под флюсом ТС-26 при напряжении 40 В потребляет сварной

ток 1500 А. Какое количество теплоты выделяется при сварке за минуту? Какая

часть выделившегося тепла идет на плавление электрода стальной проволоки

диаметром 6 мм при скорости подачи 5 м/мин?

67.

На ООО "ТД Кемеровская Птицефабрика" брудер для обогрева цыплят площадью

4 м

2

имеет нагреватель, потребляющий ток 5,5 А при напряжении 220 В. определить

количество тепла, получаемое каждым кв.м. обогреваемой поверхности за 5 ч.

8

68.

Определить КПД электронагревателя воды ВЭТ-200 на животноводческой ферме,

если нагревательный элемент, мощностью 5,4 кВт нагревает 200 л воды на 70

0

С в

течение 4 часов.

69.

Какое

количество

тепла

ежеминутно

дает

дуговая

печь

ОАО

«Кузнецкие

ферросплавы», если напряжение равно 160 В, сила тока 50кА. Каков расход энергии

на одну тонну ферросилиция, если в сутки печь дает 20 т сплава?

70.

Сколько цинка дает за сутки одна ванна при гидрометаллургическом способе

производства цинка? Каков расход электроэнергии на получение 1 кг цинка?

Исходные данные: напряжение – 2,4В, число пар электродов – 25, рабочая

поверхность одного электрода – 1,2 м

2

, плотность тока – 500 А/м

2

, выход цинка по

току – 50%.

Работа и мощность тока.

71.

Двигатель постоянного

тока прокатной серии

имеет

мощность 2МВт

при

номинальном напряжении 900В и КПД 90%. Определить потребляемый ток и

сечение подводящего кабеля при допустимой плотности тока 0,5 А/мм

2

.

72.

Электровоз ВЛ8 мощностью 4200 кВт ведет грузовой состав от ст.Тайга до ст.

Мариинск со средней скоростью 70 км/ч. Определить расход энергии на данном

пути (расстояние определить по карте)

73.

Троллейбус потребляет ток 160А при рабочем напряжении 550В и развивает

скорость до 60 км/ч. Определить силу тяги, приняв КПД равным 60%.

74.

Стартер СТ-0,8 автомобиля имеет мощность 1,7 л.с. Определить силу тока при

запуске двигателя, если напряжение аккумуляторной батареи 6 В и КПД установки

80%.

75.

Угольный комбайн К-52 имеет трехфазный электродвигатель мощностью 100 кВт и

линейным напряжением 380 В. Приняв соs

φ=0,8 определить наименьшее

допустимое сечение проводов подводящего медного кабеля при плотности тока 0,5

А/мм

2

.

76.

Породопогрузочная машина ППМ-4 с ковшом емкостью 0,25 м

3

имеет двигатель 18

кВт. Определить расход электроэнергии при погрузке 20 т породы, если рабочее

время одного цикла 20 с, плотность породы 1800 кг/м

3

.

9

Литература

1.

Бендюков, М. Азбука профориентации / М. Бендюков, И. Соломин, М. Ткачев. -

М.: Литера Плюс, 2018. – 336 c.

2.

Волков, Б. С. Выбираем профессию. Основы профориентации / Б.С. Волков. - М.:

Говорящая книга, 2017. - 662 c.

3.

Профориентация в школе. - М.: Красико-Принт, 2017. - 176 c.

4.

Фабрикант, В.А. Политехническое образование и профориентация учащихся в

процессе преподавания физики в средней школе / ред. А.Т. Глазунов, В.А.

Фабрикант. - М.: Просвещение, 2019. - 159 c.

5.

Черникова Профориентация старшеклассников / Черникова. - М.: Учитель, 2017.

- 385 c.

10