07 Апр

описания работ физпрактикума

1. Введение (измерения и погрешности измерений)

экспериментальная, физика- наука количественная.

   Измерение- это нахождение числового значения физической величины опытным путем с помощью средств измерений (линейки, вольтметра, часы и т.д.).

   Измерения могут быть прямыми и косвенными.

   Прямое измерение- это нахождение числового значения физической величины непосредственно средствами измерений. Например, длину — линейкой, атмосферное давление- барометром.

определяемыми прямыми измерениями. Например сопротивление проводника определяют по формуле R=U/I, где U и I измеряются электроизмерительными приборами.

   Рассмотрим пример измерения.

 

Измерим длину бруска линейкой (цена деления 1 мм). Можно лишь утверждать, что длина бруска составляет величину между 22 и 23 мм. Ширина интервала “неизвестности составляет 1мм, те есть равна цене деления. Замена линейки более чувствительным прибором, например штангенциркулем снизит этот интервал, что приведет к повышению точности измерения. В нашем примере точность измерения не превышает 1мм.

приближенный. Неопределенность в измерении характеризуется погрешностью — отклонением измеренного значения физической величины от ее истинного значения.

   Перечислим некоторые из причин, приводящих к появлению погрешностей.

   1. Ограниченная точность изготовления средств измерения.

2. Влияние на измерение внешних условий (изменение температуры, колебание напряжения …).

   3. Действия экспериментатора (запаздывание с включением секундомера, различное положение глаза…).

   4. Приближенный характер законов, используемых для нахождения измеряемых величин.

   Перечисленные причины появления погрешностей неустранимы, хотя и могут быть сведены к минимуму. Для установления достоверности выводов, полученных в результате научных исследований существуют методы оценки данных погрешностей.

при измерениях делятся на систематические и случайные.

   Систематические погрешности- это погрешности, соответствующие отклонению измеренного значения от истинного значения физической величины всегда в одну сторону (повышения или занижения). При повторных измерениях погрешность остается прежней.

   Причины возникновения систематических погрешностей:

   1) несоответствие средств измерения эталону;

   2) неправильная установка измерительных приборов (наклон, неуравновешенность);

   3) несовпадение начальных показателей приборов с нулем и игнорирование поправок, которые в связи с этим возникают;

).

   Случайные погрешности- это погрешности, которые непредсказуемым образом меняют свое численное значение. Такие погрешности вызываются большим числом неконтролируемых причин, влияющих на процесс измерения (неровности на поверхности объекта, дуновение ветра, скачки напряжения и т.д.). Влияние случайных погрешностей может быть уменьшено при многократном повторении опыта.

Для количественной оценки качества измерений вводят понятия абсолютной и относительной погрешностей измерений.

   Как уже говорилось, любое измерение дает лишь приближенное значение физической величины, однако можно указать интервал, который содержит ее истинное значение:

А

— значение физической величины, полученное экспериментально, если измерение проводилось многократно, то среднее арифметическое этих измерений.

)*100%.

определение длины световой волны), выполняются с точностью миллионных долей процента.

 

 4. Погрешности средств измерений

А.

   Если сведений о допустимой погрешности не имеется (например у линейки), то в качестве этой погрешности можно принять половину цены деления.

При взвешивании абсолютная инструментальная погрешность складывается из инструментальных погрешностей весов и гирь. В таблице приведены допустимые погрешности наиболее часто

встречающихся в школьном эксперименте средств измерения.

0.16 В

5. Класс точности электроизмерительных приборов

прибора показывает, сколько процентов составляет абсолютная погрешность от всей шкалы прибора.

)*100% .

Например абсолютная инструментальная погрешность прибора класса 2,5 составляет 2,5% от его шкалы.

   Если известен класс точности прибора и его шкала, то можно определить абсолютную инструментальную погрешность измерения

)/100.

   Для повышения точности измерения стрелочным электроизмерительным прибором надо выбирать прибор с такой шкалой, чтобы в процессе измерения располагались во второй половине шкалы прибора. 

6. Погрешность отсчета

большинстве случаев абсолютную погрешность отсчета принимают равной половине цены деления. Исключения составляют измерения стрелочными часами (стрелки передвигаются рывками).

А

начального положения стрелки прибора с 0 и пр. должны быть исключены.

   Полная абсолютная погрешность прямого измерения должна включать в себя все три вида погрешностей.

   Если случайная погрешность мала по сравнению с наименьшим значением, которое может быть измерено данным средством измерения (по сравнению с ценой деления), то ее можно пренебречь и тогда для определения значения физической величины достаточно одного измерения. В противном случае теория вероятностей рекомендует находить результат измерения как среднее арифметическое значение результатов всей серии многократных измерений, погрешность результата вычислять методом математической статистики. Знание этих методов выходит за пределы школьной программы.

 

Окончательный результат измерения физической величины А следует записывать в такой форме;

)*100%.

А- полная абсолютная погрешность прямого измерения.

   Абсолютную погрешность обычно выражают одной значащей цифрой.

, пользуясь формулами, приведенными в таблице (без доказательств).

выражается десятичной дробью, а не в процентах.

   

 

Вычислим погрешность измерения коэффициента трения с помощью динамометра. Опыт заключается в том, что брусок равномерно тянут по горизонтальной поверхности и измеряют прикладываемую силу: она равна силе трения скольжения. 

=0,6 Н

=0,05Н, Погрешность отсчета (половина цены деления)

=0,05Н . Абсолютная погрешность измерения веса и силы трения 0,1 Н.

Относительная погрешность измерения (в таблице 5-я строчка)

абсолютная погрешность косвенного измерения μ составляет 0,22*0,33=0,074

1

ИЗМЕРЕНИЕ МАССЫ ТЕЛА МЕТОДОМ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ВЗВЕШИВАНИЯ.

динамометр школьный с заклеенной шкалой, измерительный цилиндр; тело неизвестной массы; штатив; сосуд с водой; линейка измерительная.

Задание

Отградуируйте пружину и измерьте массу тела с помощью полученных пружинных весов.

Теоретические основы работы.

этой же пружины при погружении груза в воду.

Запишем уравнение равновесия груза на пружине в воздухе:

(1)

— жесткость пружины) и уравнение равновесия этого же груза, опущенного в сосуд с водой:

, (2)

архимедова сила, действующая на груз. Она равна

(3)

— объем тела.

Измерив объем тела с помощью измерительного цилиндра, можно из выражений (1). (2) и (3) рассчитать жесткость пружины:

(4)

и искомую массу груза:

(5)

Порядок выполнения работы

1.Укрепите динамометр с заклеенной шкалой в штативе. Проведите линию, фиксирующую положение конца ненагруженной пружины.

пружины.

пружины.

груза.

пружины по формуле (4) и массу груза по формуле (5).

— цену деления измерительной линейки.

7. Результаты измерений и расчетов занесите в таблицу для записи результатов.

Отчетная таблица

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дополнительное задание.

период колебаний груза на пружине.

 

Контрольные вопросы.

1. Как можно измерить жесткость пружины, используя груз неизвестной массы?

2. Каким образом можно уменьшить погрешности измерений при выполнении работы описанным методом?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

ПРОВЕРКА УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ГАЗА.

 

стеклянная трубка, закрытая с одного конца; два стеклянных цилиндрических сосуда; барометр; линейка; термометр; горячая и холодная вода.

Задание

Изучите экспериментально связь между объемом, давлением и температурой воздуха.

.

При теоретическом выводе уравнения состояния допускается ряд упрощающих предположений, поэтому его применимость для описания состояния реальных газов нуждается в экспериментальной проверке.

) имеет вид:

(1)

 

Применимость этого уравнения для описания свойств воздуха можно проверить, измеряя температуру, давление и объем, занимаемый воздухом.

В опыте для нагревания и охлаждения постоянного количества воздуха можно использовать стеклянную трубку, запаянную с одного конца.

:

— длина столба воды в трубке (см. рис. 1).

Целью работы является проверка выполнения равенства

 

или

Порядок выполнения работы

горячей воды. Заткните трубку резиновой пробкой на нитке и опустите пробкой вниз в сосуд с холодной водой. Под водой выдерните пробку за нитку и опустите трубку до дна сосуда (см. рис. 1).

столбика воды в трубке.

.

4. Вычислите значения дробей:

и

5. Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу.

Отчетная таблица

№ опыта

К

, м

К

м

Па

,

Па

 

 

.Для обеих величин граница относительной погрешности рассчитывается по формуле:

.

].

Дополнительное задание.

Осуществите этот способ и вычислите значение выражения

Контрольные вопросы.

1. Почему в опыте трубку погружали сначала в сосуд с горячей водой, а потом в сосуд с холодной водой?

2. Почему в расчетах не учитывали давление насыщенного водяного пара во втором опыте?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОТЫ ПЛАВЛЕНИЯ ЛЬДА.

 

калориметр; термометр; сосуд с теплой водой; лед; измерительный цилиндр.

Задание.

Определите удельную теплоту плавления льда, используя калориметр с теплой водой.

Теоретические основы работы.

воды в калориметре, которая может быть определена из уравнения:

),

начальная температура калориметра.

значения температуры калориметра были одинаковыми. В этом случае уравнение теплового баланса принимает вид:

).

 

0 °С, то для удельной теплоты плавления льда получим:

.

Порядок выполнения работы

1. Приготовьте немного льда. Подержите лед некоторое время при комнатной температуре, чтобы его температура стала равной 0 °С. При этом часть льда должна растаять, оставшийся лед будет плавать в воде.

теплой воды в измерительном цилиндре. Перелейте теплую воду во внутренний стакан калориметра.

равного температуре воздуха в комнате.

растаявшего льда.

Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу.

.

Отчетная таблица

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольные вопросы

1. Почему при выполнении расчетов не учитывалась теплоемкость калориметра?

2. В каком случае погрешность измерений будет меньше:

при быстром выполнении всех операций или при медленном? Почему?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

Определение удельной теплоты парообразования воды

 

.

Процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называется теплообменом, или теплопередачей. В процессе теплообмена тело может либо принимать, либо отдавать энергию, которая называется количеством теплоты.

, где L – удельная теплота парообразования.

воды в пар. Тогда, согласно закону сохранения энергии, для этих двух процессов можно записать:

);

,

(1)

(2)

превратилась в пар.

Если вода находится в цилиндрическом сосуде, то ее массу можно определить по формуле:

,                         (3)

 – начальный уровень воды (рис. а), S – площадь дна сосуда. Аналогично можно определить массу воды, которая останется после испарения:

,            (4)            

, получим формулу для вычисления удельной теплоты парообразования воды:

цилиндрический сосуд (внутренний стакан калориметра); сосуд с водой; электрокипятильник; термометр; часы с секундной стрелкой; линейка с миллиметровыми делениями; лист поролона, скотч.

Ход работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

.

 = 100 °С и начнет кипеть.

, после чего выключите кипятильник.

 оставшейся в сосуде воды.

6. Удельную теплоту парообразования воды рассчитайте по формуле (5).

7. Сравните полученный результат с табличным значением и рассчитайте погрешность измерений.

Дополнительное задание. Используя предложенное оборудование, рассчитайте массу испарившейся воды и количество теплоты, которое пошло на ее испарение.

Контрольные вопросы

2. Какие потери энергии были допущены при проведении работы и как их можно было бы избежать?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА

катушка проволочная для определения температурного коэффициента сопротивления проводника; миллиамперметр; вольтметр; источник электропитания ИЭПП-2; термометр.

Задание

Выполните измерения электрического сопротивления медной проволоки при двух различных значениях температуры и вычислите температурный коэффициент электрического сопротивления меди.

Теоретические основы работы.

Движению свободных электронов в кристалле металла под действием электрического поля препятствует процесс рассеяния электронов на различных дефектах кристаллической решетки. Чем ближе структура кристалла к идеальной, тем меньше помех на своем пути встречают электроны и тем меньше электрическое сопротивление проводника.

При повышении температуры увеличивается средняя кинетическая энергия атомов кристаллической решетки, увеличиваются их хаотические колебания относительно узлов решетки. Эти смещения атомов являются дефектами кристаллической решетки, поэтому с повышением температуры электрическое сопротивление металлов увеличивается.

. Исключив из системы уравнений

,

образца при температуре 0 °С, получим выражение для температурного коэффициента сопротивления

 

В приборе для выполнения лабораторной работы медный провод намотан на картонный цилиндр, концы провода соединены с клеммами на пластмассовой панельке. В панельке имеется отверстие для термометра. Картонный цилиндр с проводом помещен в стеклянную пробирку. Нагревание медного провода можно осуществить проходящим по нему током.

Порядок выполнения работы

исследуемый образец).

 

образца:

образца:

4. Вычислите температурный коэффициент сопротивления меди.

 

Дополнительное задание

Измерьте электрическое сопротивление образца при температуре: 30, 40, 50, 60, 70 °С. Постройте график зависимости электрического сопротивления от температуры.

Контрольные вопросы

1. Почему при нагревании металлов их электрическое сопротивление увеличивается?

2. Каковы источники ошибок в предложенном методе определения температурного коэффициента сопротивления металлов?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА ЛИНЗЫ.

двояковыпуклая линза; штангенциркуль; линейка измерительная.

3адание

Теоретические основы работы.

стекла, из которого изготовлена линза, можно определить из формулы

(1)

— радиусы сферических поверхностей, образующих линзу.

и, следовательно,

(2)

откуда

(3)

ее сферических поверхностей.

от линзы до изображения. Из формулы линзы

(4)

→ ∞), то

(5)

имеем:

.

Проведя преобразования, получим

(6)

=

Следовательно,

(7)

 

 

Порядок выполнения работы

линзы.

.

Рис. 1

 

сферических поверхностей линзы по формуле (7).

стекла, из которого изготовлена линза, по формуле (3).

5. Результаты измерений и расчетов занесите в отчетную таблицу.

Отчетная таблица

 

 

Контрольные вопросы

от линзы до изображения?

2. Как можно измерить радиусы кривизны сферических поверхностей линз?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

.

рассеивающая линза; собирающая линза; источник тока; электрическая лампа; ключ; провода; экран; линейка измерительная; штатив.

Определите фокусное расстояние рассеивающей линзы.

.

Рассеивающая линза образует только мнимое изображение, которое нельзя получить на экране, т. е. нельзя измерить расстояние от линзы до изображения. Фокусное расстояние рассеивающей линзы можно определить, если использовать вторую собирающую линзу.

можно найти перемещением экрана.

, запишем формулу тонкой линзы с учетом правила знаков:

 

Отсюда для модуля фокусного расстояния линзы получим:

 

 

 

 

 

Порядок выполнения работы

 

а экране действительное изображение нити лампы.

от экрана до рассеивающей линзы.

3. Отодвигая экран от рассеивающей линзы, вновь получите на экране четкое изображение нити лампы.

от экрана до рассеивающей линзы.

рассеивающей линзы. Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу.

 

Отчетная таблица

 

 

1

2

 

 

5. Рассчитайте границы относительной погрешности измерения фокусного расстояния.

.

].

 

Дополнительное задание.

 

Проведите анализ полученной формулы для вычисления погрешности и проведите повторный опыт, обеспечивающий меньшую относительную погрешность измерений.

Контрольные вопросы

1. Как можно получить формулу тонкой линзы?

2. Сформулируйте правило знаков для тонкой линзы.

Каким образом определялось расстояние до мнимого изображения при выполнении задания?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Определение высоты предмета с помощью плоского зеркала

Высота классной комнаты определяется с помощью плоского зеркала.

откуда высота классной комнаты

Оборудование: плоское зеркало; измерительная лента; мел.

Ход работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

от пола до своих глаз. Для этого подойдите к доске и сделайте мелом отметку на уровне своих глаз. Затем измерительной лентой измерьте расстояние от пола до этой отметки.

 от центра зеркала до отметки на полу.

 от стены до центра зеркала.

5. Подставьте результаты в формулу (1) и вычислите высоту H классной комнаты.

 погрешности измерений.

7. Измерьте высоту потолка в классной комнате непосредственно измерительной лентой. Сравните результаты и сделайте вывод.

. Разработайте метод определения размеров предмета (картины на стене, форточки и т.п.) с помощью измерительных линейки, ленты и зеркала.

Контрольные вопросы

3. Каковы границы применимости геометрической оптики?

.

Определение скорости света в различных веществах с помощью сферических линз

Содержание и метод выполнения работы.

 м/с – скорость света в вакууме.

колба с водой; такая же колба с глицерином или растительным маслом; измерительная линейка с миллиметровыми делениями; экран (лист белой бумаги); нитка.

Ход работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

2. При помощи линзы (колбы с водой) получите на экране изображение окна. Измерьте расстояние от центра линзы до изображения – это и есть приблизительно фокусное расстояние F. Оно будет измерено тем точнее, чем дальше находится экран от окна.

R рассчитайте радиус кривизны колбы R.

4. Вычислите показатель преломления воды по формуле (1) и скорость света в среде по формуле (2).

5. Повторите опыт для глицерина (масла).

6. Оцените погрешность измерений, сравнив полученный результат с табличным значением.

7. Сделайте вывод о зависимости скорости света от оптической плотности среды.

Предложите другой способ определения фокусного расстояния линзы и ее радиуса кривизны.

Контрольные вопросы

3. Как влияет толщина стекла колбы на результат измерений в данной работе?

 

 

 

.

ИЗМЕРЕНИЕ ЭДС И ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА

: амперметр, вольтметр, ключ, провода, реостат, источник тока.

Теоретическая часть работы.

­стве источника тока в схеме используется аккумулятор или батарейка от карманного фонаря.

­мерения ЭДС равна погрешности измерения напряжения.

­ления источника тока определяются по формулам

 

r

Подготовка к проведению работы

­ний.

Таблица 6

­ность подключения амперметра и вольтметра.

­том ключе.

Проведение эксперимента, обработка результатов

1. Измерьте ЭДС источника тока.

­ные о классе точности приборов.

­го сопротивления источника тока:

= …%;

= …%;

 

Контрольные вопросы

1. Почему показания вольтметра при разомкнутом и замкнутом ключе различны?

2. Как повысить точность измерения ЭДС источника тока?

­ния ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНА ГЕЙ-ЛЮССАКА.

~ 60 °С); стакан с водой комнатной температуры; пластилин, термометр, линейка.

Теоретическая часть работы:

. Это можно осуществить, используя воздух при атмосферном давлении.

. Это — первое состояние. Чтобы при

­ниях, если сечение трубки постоянно по всей длине

Поэтому в работе следует сравнить отношения. Длина воздушного столба измеряется линейкой, температура — термометром.

Подготовка к проведению работы

цу) для записи результатов измерений и вычислений

Таблица

 

2. Подготовьте стакан с водой комнатной температуры и сосуд с горячей водой.

Проведение эксперимента, обработка результатов

­ру воды в цилиндрическом сосуде.

.

) погрешности измерений этих отношений по формулам

 

 

.

5. Сделайте вывод о справедливости закона Гей-Люссака.

Контрольные вопросы

­стилина вода в трубке поднимается?

2. Почему при равенстве уровней воды в стакане и в трубке давление воздуха в трубке равно атмосферному?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

Изучение закона радиоактивного распада

 

Экспериментальным путем доказать существование статистической основы радиоактивного распада

Теоретическая часть работы

,

,

– число ядер в начальный момент времени,

Т – период полураспада.

Согласно данному закону за любой интервал времени распадается одна и та же доля имеющихся атомов (за период полураспада — половина атомов). Значит, с течением времени скорость полураспада нисколько не изменяется. Так, атомы радона возникающие при распаде радия имеют одинаковые шансы претерпеть радиоактивный распад как сражу же после своего образования, так и спустя 10 минут после этого. Для радиоактивных ядер не существует понятия возраста, для них можно определить лишь среднее время жизни. Конкретный смысл имеют только утверждения о поведении в среднем большой совокупности атомов, распадающихся за определенный интервал времени. Закон радиоактивного распада является статистическим. Так как в этом законе рассматривается всего два события «распался» и «не распался», то при помощи любых равновероятных событий можно проверить его справедливость. Возьмем два равновероятных события – выпадение «орла» или «решки» — и проверим закон радиоактивного распада с точки зрения статистики.

Коробка и монеты одного достоинства в количестве 128 штук

Ход работы

Поместить в коробок монеты (128 штук), встряхнуть их и высыпать на стол с некоторой высоты.

») вновь поместить в коробок, встряхнуть и также высыпать.

Убрать монеты, выпавшие тыльной стороной и опять оставшиеся положить в коробок.

Совершить от 5 до 15 бросаний. По результатам опыта заполнить таблицу.

Повторите измерения 3 раза.

. Соединить точки плавной кривой и сравнить полученную вероятностную кривую с данной кривой радиоактивного распада

 

Таблица. Результаты измерений и вычислений

Выпавшие «решкой» (N)

Выпавшие «орлом»

-N)

Выпавшие «решкой» (N)

Выпавшие «орлом»

-N)

Выпавшие «решкой» (N)

Выпавшие «орлом»

1.

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

5.

 

 

 

 

 

6.

 

 

 

 

 

7.

 

 

 

 

 

 

По результатам работы сделайте вывод:

Запишите формулу для радиоактивного распада.

Сделайте вывод о том, соответствует ли график «зависимости выпадения «орлом» от числа бросков» кривой радиоактивного распада.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ ОТ УГЛА ЕЕ НАКЛОНА

КАЧЕСТВЕННОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ПОДЪЕМА ТЕЛА ПО ШЕРОХОВАТОЙ НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ

 

Однако реальные наклонные плоскости оказывают сопротивление движению тел и, втягивая по ним эти тела, необходимо совершать дополнительную работу против сил трения. Если сила тяги при этом все равно оказывается существенно меньше силы тяжести, действующей на тело, то применять наклонную плоскость выгодно, хотя совершаемая работа превышает изменение потенциальной энергии тела.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ПОДЪЕМА ТЕЛА

ПО ШЕРОХОВАТОЙ НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ

 

 

;

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Экспериментально установить зависимость коэффициента полезного действия наклонной плоскости от угла ее наклона. Сравнить полученные результаты с теоретическими.

Оборудование: штатив, доска, динамометр, набор грузов, измерительная лента, транспортир.

ИДЕЯ РАБОТЫ

коэффициент полезного действия наклонной плоскости не должен зависеть от массы поднимаемого груза, но должен зависеть от угла наклона плоскости и коэффициента трения скольжения.

Чтобы исследовать интересующие нас зависимости, необходимо изменяя один из параметров(в нашем случае, угол наклона плоскости), оставлять остальные постоянными (в нашем случае, массу поднимаемого груза, род соприкасающихся поверхностей).

Таким образом, чтобы установить зависимость КПД от угла наклона плоскости, необходимо поднимать на наклоненную под разными углами плоскость одно и то же тело.

Для расчета значения коэффициента полезного действия наклонной плоскости необходимо будет воспользоваться формулой:

(**)

— масса поднимаемого по плоскости груза;

— высота наклонной плоскости;

— длина наклонной плоскости;

тела вверх вдоль наклонной плоскости.

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

И ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

При втягивании груза на наклонную плоскость следует следить, чтобы показания динамометра были примерно постоянными, значение силы, фиксируемой им, изменялось не скачкообразно (т.е. тянуть груз нужно равномерно).

2. В опытах при измерении силы тяги следует пользоваться чувствительным динамометром. Предварительно необходимо определить цену его деления.

яснее представится зависимость КПД от соответствующих параметров.

4. Чтобы брусок не переворачивался при движении, груз лучше устанавливать в крайнее отверстие бруска (как показано на схеме):

ЗАДАНИЯ

1. Изготовьте из предложенного оборудования наклонную плоскость, как показано на рисунке. В качестве поднимаемого тела используйте брусок.

).

Данные занесите в таблицу:

угол наклона

лоскости , град

масса бруска , кг

высота накл.

плоск., м

плоск.

, м

сила тяги

, Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. Постройте экспериментальный график зависимости КПД от угла наклона плоскости.

). Данные заносите в таблицу:

5. Постройте теоретический график зависимости КПД от угла наклона плоскости.

6. Сделайте выводы.

. Объясните полученные результаты.

 

 

 

 

 

Лабораторная работа № 14

 

Исследование зависимости периода и частоты колебаний пружинного маятника от массы груза.

: выяснить, как зависят период и частота свободных колебаний пружинного маятника от массы груза

: штатив с муфтой и лапкой, пружина, набор грузов, секундомер.

 

Порядок выполнения работы

 

Закрепите пружину в лапке штатива.

 

Прикрепляя к пружине грузы разной массы, определите время колебаний маятника в каждом случае, измерив, время 10 колебаний.

Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

 

№ опыта

, кг

N

, с

T, с

ν, Гц

 

 

Δt,с

ΔΤ,с

 

1

10

 

 

 

 

 

 

2

0,2

 

 

 

 

 

 

3

0,3

 

 

 

 

 

 

4

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

На основе полученных данных проверьте предположение о том, что при увеличении массы груза пружинного маятника в 4 раза, период его колебаний увеличивается в 2 раза.

.

 

Постройте график зависимости периода колебаний пружины от массы груза.

 

Сделайте вывод о том, как зависит период и частота колебаний пружинного маятника от массы подвешенного груза.

 


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *