Физический практикум

10 

11  класс

Уроки №49-53

Физический практикум

Практическая работа №1

Исследование движения тела под действием силы тяжести

Вставьте пропущенные слова:

Сила тяжести - это сила, с которой тело притягивается к   . Сила притяжения направлена по вертикали   к Земле, прилагаемая к   тела.

Сила тяжести – это   величина, измеряется в  зависит от  

тела и  . Под действием силы тяжести тело двигается  . Тело, брошенное под углом к горизонту, двигается по   . Дальность полета тела зависит от   .

АЛГОРИТМ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1 Подготовьте в тетради такую таблицу:

Угол вылета шарика	20	30	40	45	50	60	70
Средняя дальность полета шарика, см

2 Ознакомьтесь со строением и действием баллистического пистолета.

3 На краю стола закрепите баллистический пистолет. Установите пистолет под углом 45 градусов, приблизительно обозначьте место падения шарика, закрепите в этом месте бумагу, подложите копировальный лист.

4 Устанавливая пистолет под разными углами ( см. таблицу), сделайте по 3-4 выстрела для каждого угла.

5 Измеряйте среднюю дальность полета шарика для каждого угла. Результаты измерений запишите в таблицу.

6 Дайте ответы на контрольные вопросы ( см. дополнение)

При отсутствии пистолета опыт можно выполнить, подталкивая толчком пальца резиновую тёрку с края стола в горизонтальном направлении, а затем под углом к горизонту.

Сделайте вывод о проделанной работе с указанием зависимости дальности полёта от величины угла броска

Практическая работа №2

Исследование механического движения с учётом закона сохранения энергии

Алгоритм выполнения работы

1.  Подбросьте на некоторую высоту мяч.

2.  Опишите его дальнейший путь.

3.  Какие превращения энергии происходят при этом.

4.  Как выполняется закон сохранения энергии?

5.  Сделайте вывод о проделанной работе.

Практическая работа №3

Определение коэффициента поверхностного натяжения

Цель: Соблюдая правила техники безопасности, определить

коэффициент поверхностного натяжения воды одним из

способов:

а) методом отрыва капель и методом поднятия воды в

капилляре;

б) методом отрыва петли;

в) методом рычага при отрыве петли.

Развивать умения учащихся самостоятельно выполнять

экспериментальные задания, получать и обрабатывать

полученные данные, сравнивать полученный результат с

табличным.

Воспитывать бережное отношение к оборудованию,

аккуратность, настойчивость в достижении цели.

СПОСОБ 1. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО

НАТЯЖЕНИЯ ВОДЫ МЕТОДАМИ ОТРЫВА КАПЕЛЬ И ПОДНЯТИЯ ЖИДКОСТИ В КАПИЛЛЯРЕ

Оборудование: весы учебные со штативом, гири, штангенциркуль, клин

измерительный из жести размером 1×10 см, игла, линейка измерительная, колба коническая, стакан низкий, воронка конусообразная, трубка с краном и стеклянным наконечником, штатив для лабораторных работ, вода дистиллированная.

Содержание и метод выполнения работы

Поверхностное натяжение определяется отношением модуля силы поверхностного натяжения F , действующего на границу поверхностного слоя жидкости, к длине этой границы l:

σ = (1)

Поверхностное натяжение жидкости зависит от природы граничных сред и температуры жидкости.

В данной работе поверхностное натяжение воды необходимо измерить двумя методами: методом отрыва капель и методом поднятия жидкости в капилляре.

Для измерения σ первым методом собирают установку по рисунку 1.

В воронку наливают дистиллированную воду и с помощью крана регулируют ее вытекание так, чтобы вода отдельными каплями падала в подставленный стакан.

Рис. 1

В момент отрыва капли модуль силы поверхностного натяжения F равен модулю силы тяжести Fтяж., действующей на каплю массой m:

F = Fтяж. или σ·π·д = mg

Отсюда следует, что

σ = (2)

Для повышения точности измеряют массу n капель и вычисление ведут по формуле:

σ = (3)

где M – масса вылившейся воды, – модуль ускорения свободного падения, n – число капель, д – внутренний диаметр стеклянной трубки-наконечника.

При измерении σ вторым методом капиллярную трубку опускают в стакан с водой и измеряют высоту поднятия воды h в капилляре (рис. 2).

Рис. 2

Жидкость поднимается в капилляре до тех пор, пока сила поверхностного натяжения F не уравновесит силу тяжести Fтяж., действующую на поднятую воду:

σ·π·д =

Отсюда следует, что

σ = (4)

где ρ – плотность жидкости, – модуль ускорения свободного падения, h – высота поднятия жидкости в капилляре, д – диаметр капилляра.

Массу воды измеряют с помощью весов, внутренний диаметр стеклянной трубки – измерительным клином и штангенциркулем, высоту поднятия воды в капилляре – измерительной линейкой, диаметр капилляра – иглой и штангенциркулем.

Порядок работы

Задание №1. Метод отрыва капель

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

№	д, м		M, кг	σ, Н/м	∆ σ	ε =

2.Соберите установку по рис. 1.

3.С помощью измерительного клина и штангенциркуля измерьте внутренний диаметр стеклянной трубки-наконечника (3).

4.Измерьте массу пустого стакана с точностью до 0,001г.

5.Закройте кран (2) по рис. 1 и налейте в воронку дистиллированную воду. Подставьте под трубку колбу и, постепенно открывая кран, добейтесь, чтобы вода из трубки вытекала отдельными каплями с частотой 30-40 капель в минуту. В этом случае можно считать, что отрывание капель происходит только под действием силы тяжести.

6.Подставьте под трубку пустой стакан и, отсчитав 80-100 капель, отодвиньте его.

7.Вторично взвесьте стакан и вичислите массу вылившейся воды.

8.Вычислите поверхностное натяжение воды по формуле 3.

9.Вычислите относительную и абсолютную погрешности измерений по формулам:

ε = = +

∆σ = ε · σ

10.Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

СПОСОБ 2.

Задание №2. Метод поднятия жидкости по капилляру

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

№	ρ, кг/м	, м	д, м	σ, Н/м	∆ σ	ε =

2.С помощью иглы и штангенциркуля измерьте диаметр капилляра.

3.Опустите капилляр в воду и измерьте высоту ее поднятия в капилляре.

4.Вычислите поверхностное натяжение воды по формуле 4.

5.Повторите измерение несколько раз и найдите среднее значение σср.. Результаты измерений запишите в таблицу.

В данной работе провести оценку погрешности измерений достаточно сложно (подумайте почему?). Целесообразно выполнить сравнение полученного вами значения с табличным.

Сравните результаты измерений различными методами и сделайте вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Почему в работе используют дистиллированную воду?

2.Какой метод измерения поверхностного натяжения дает более точный результат?

3.Какая из измеряемых в работе величин больше всего влияет на относительную погрешность?

ВЫВОДЫ:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Практическая работа №4

Определение модуля упругости вещества

Алгоритм выполнения работы

1.  Что такое модуль упругости вещества и от чего он зависит?

2.  Разработай свой план действий для определения модуля упругости обычной резинки. Запишите цель и оборудование работы.