фЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА
ИМЕНИ а. н. рАДИЩЕВА
Г. кУЗНЕЦК - 12
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ФИЗИКЕ
10 КЛАСС
2011
1. Измерение модуля начальной скорости и времени торможения тела, движущегося под действием силы трения
Приборы и материалы: 1) брусок от лабораторного трибометра, 2) динамометр учебный, 3) лента измерительная с сантиметровыми делениями.
Порядок выполнения работы:
1. Положите брусок на стол и заметьте его начальное положение.
2. Толкните слегка брусок рукой и заметьте его новое положение на столе (см. рис.).
3. Измерьте тормозной путь бруска относительно стола._________
4. Измерьте модуль веса бруска и вычислите его массу.__
_________________________________________________________________.
5. Измерьте модуль силы трения скольжения бруска по столу.___________________________________________________________
6. Зная массу, тормозной путь и модуль силы трения скольжения, вычислите модуль начальной скорости и время торможения бруска.______________________________________________
_________________________________________________________________.
7. Запишите результаты измерений и вычислений.__________
__________________________________________________________________
2. Измерение модуля ускорения тела, движущегося под действием сил упругости и трения
Приборы и материалы: 1) трибометр лабораторный, 2) динамометр учебный с фиксатором.
Порядок выполнения работы
1. Измерьте модуль веса бруска с помощью динамометра._______
_________________________________________________________________.
2. Зацепите динамометр за брусок и положите их на линейку трибометра. Указатель динамометра установите на нулевое деление шкалы, а фиксатор — около упора (см. рис.).
3. Приведите брусок в равномерное движение вдоль линейки трибометра и измерьте модуль силы трения скольжения. ________
_________________________________________________________________.
4. Приведите брусок в ускоренное движение вдоль линейки трибометра, подействовав на него силой, большей модуля силы трения скольжения. Измерьте модуль этой силы. __________________
_________________________________________________________________.
5. По полученным данным вычислите модуль ускорения бруска._
_________________________________________________________________.
6. Запишите результаты измерений и вычислений.__________
__________________________________________________________________
3. Измерение механической работы
Приборы и материалы: 1) трибометр лабораторный, 2) динамометр учебный, 3) лента измерительная с сантиметровыми делениями, 4) грузы массой по 100 г с двумя крючками — 2 шт. 5) угольник ученический.
Порядок выполнения работы
Вариант 1.
1. Положите брусок на линейку трибометра, а на брусок — два груза массой по 100 г. За крючок бруска зацепите динамометр (см. рис.).
 |
2. Переместите брусок с грузами равномерно вдоль линейки трибометра и запишите показания динамометра с точностью до 0,1 Н.__________________________________________________________.
3. Измерьте модуль перемещения бруска с точностью до 0,005 м
относительно стола. ___________________________________________.
4. Вычислите работу силы тяги по перемещению бруска относительно стола._______________________________________________
__________________________________________________________________
5. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерения работы._______________________________________________
__________________________________________________________________
6. Запишите результаты измерений и вычислений.__________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Ответьте на вопросы:
1. Как направлен вектор силы тяги относительно вектора перемещения бруска?_____________________________________________
_________________________________________________________________.
2. Какой знак имеет работа, совершенная силой тяги по перемещению бруска?____________________________________________
__________________________________________________________________
Вариант 2.
1. Положите брусок с двумя грузами на линейку трибометра. За крючок бруска зацепите динамометр, расположив его под углом 30° к линейке (см. рис.). Угол наклона динамометра проверьте с помощью угольника.
 |
2. Переместите равномерно брусок с грузами по линейке, сохраняя первоначальное направление силы тяги. Запишите показания динамометра с точностью до 0,1 Н.____________________
_________________________________________________________________.
3. Измерьте модуль перемещения бруска с точностью до 0,005 м относительно стола._______________________________________________
__________________________________________________________________.
4. Вычислите работу силы тяги по перемещению бруска относительно стола._______________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________.
5. Запишите результаты измерений и вычислений.__________
__________________________________________________________________
Ответьте на вопросы:
1. Как направлен вектор силы тяги относительно вектора перемещения бруска? ____________________________________________
_________________________________________________________________.
2. Какой знак имеет работа силы тяги по перемещению бруска?
_________________________________________________________________.
_________________________________________________________________
4. Измерение КПД подвижного блока
Приборы и материалы: 1) блок, 2) динамометр учебный, 3) лента измерительная с сантиметровыми делениями, 4) грузы массой по 100 г с двумя крючками – 3 шт., 5) штатив с лапкой, 6) нить длиной 50 см с петлями на концах.
Порядок выполнения работы
1. Соберите установку с подвижным блоком, как показано на рисунке. Через блок перебросьте нить. Один конец нити зацепите за лапку штатива, второй — за крючок динамометра. К обойме блока подвесьте три груза массой по 100 г.
2.Возьмите динамометр в руку, расположите его вертикально так, чтобы блок с грузами повис на нитях, и измерьте модуль силы натяжения нити._____________
___________________________________________
3.Поднимите равномерно грузы на некоторую высоту и измерьте модули перемещений грузов и динамометра относительно стола. ___________________________________________________________
_________________________________________________________________.
4.Вычислите полезную и совершенную работы относительно стола. ___________________________________________________________
__________________________________________________________________
5.Вычислите КПД подвижного блока. ________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________
Ответьте на вопросы:
1.Какой выигрыш в силе дает подвижный блок?______________
___________________________________________________________________________________________________________________________________.
2.Можно ли при помощи подвижного блока получить выигрыш в работе? _______________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________
3.Как повысить КПД подвижного блока?_____________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
5. Измерение момента силы
Приборы и материалы: 1) желоб лабораторный, 2) динамометр учебный, 3) лента измерительная с сантиметровыми делениями, 4) петля из прочной нити.
Порядок выполнения работы
1.Наденьте петлю на конец желоба и зацепите ее динамометром, как показано на рисунке. Поднимая динамометр, поворачивайте желоб вокруг горизонтальной оси, проходящей через другой его конец.
2.Измерьте модуль силы, необходимой для вращения желоба._
____________________________________________________________. 3.Измерьте плечо этой силы. ________________________________.
4.Вычислите момент этой силы.______________________________
__________________________________________________________________.
5.Передвиньте петлю в середину желоба, и снова измерьте модуль силы, необходимой для вращения желоба, и ее плечо.______
___________________________________________________________________________________________________________________________________.
6.Вычислите момент второй силы. ___________________________
_________________________________________________________________.
7.Сравните вычисленные моменты сил. Сделайте вывод. _____
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
6. «Измерение жесткости пружины.
Цель работы: найти жесткость пружины.
Материалы: 1) штатив с муфтами и лапкой; 2) спиральная пружина.
Порядок выполнения работы:
Закрепите на штативе конец спиральной пружины (другой конец пружины снабжен стрелкой - указателем и крючком).
Рядом с пружиной или за ней установите и закрепите линейку с миллиметровыми делениями.
Отметьте и запишите то деление линейки, против которого приходится стрелка-указатель пружины. __________________________
Подвесьте к пружине груз известной массы и измерьте вызванное им удлинение пружины.________________________________
___________________________________________________________________
К первому грузу добавьте второй, третий и т. д. грузы, записывая каждый раз удлинение /х/ пружины. По результатам измерений заполните таблицу _____________________________________
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________.
:
6. По результатам измерений постройте график зависимости силы упругости от удлинения и, пользуясь им, определите среднее значение жесткости пружины kcр. ________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
7. Измерение коэффициента трения скольжения.
Цель работы: определить коэффициент трения.
Материалы: 1) деревянный брусок; 2) деревянная линейка; 3) набор грузов.
Порядок выполнения работы
1. Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.
2. Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Заметьте при этом показание динамометра. ______________________________________
_______________________________________________________________.
3. Взвесьте брусок и груз.______________________________________
________________________________________________________________.
4.К первому грузу добавьте второй, третий грузы, каждый раз взвешивая брусок и грузы и измеряя силу трения. _______________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
По результатам измерений заполните таблицу:
 |
5. По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы давления и, пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения μ ср. ______________________________-
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Лабораторная работа
Измерение жесткости пружины
Цель работы: найти жесткость пружины с помощью измерения удлинения пружины при уравновешивании силы тяжести груза силой упругости пружины и построить график зависимости силы упругости данной пружины от ее удлинения.
Оборудование: набор грузов; линейка с миллиметровыми делениями; штатив с муфтой и лапкой; спиральная пружина (динамометр).
Вопросы для самоподготовки
1. Как определить силу тяжести груза?_________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2. Как рассчитать силу упругости пружины? ____________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. Как рассчитать жесткость пружины? _________________________
__________________________________________________________________
4. Груз неподвижно висит на пружине. Что можно сказать в этом случае о силе тяжести груза и о силе упругости пружины? _________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Как с помощью указанного оборудования можно измерить жесткость пружины? _____________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
6. Как, зная жесткость, построить график зависимости силы упругости от удлинения пружины?________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Примечание. Примите ускорение свободного падения равным (10 ±0,2) м/с2, массу одного груза (0,100 ± 0,002) кг, массу двух грузов — (0,200±0,004) кг и т. д. Достаточно сделать три опыта.
Лабораторная работа
«Измерение коэффициента трения скольжения»
Цель работы: определить коэффициент трения.
Материалы: 1) деревянный брусок; 2) деревянная линейка; 3) набор грузов.
Порядок выполнения работы
Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.
Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Заметьте при этом показание динамометра. ____________________________________________________
__________________________________________________________________
Взвесьте брусок и груз._________________________________________
К первому грузу добавьте второй, третий грузы, каждый раз взвешивая брусок и грузы и измеряя силу трения._________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
По результатам измерений заполните таблицу:
 |
5. По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы давления и, пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения μ. ________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
6. Сделайте вывод.
Лабораторная работа
Изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным натяжением жидкости.
Цель работы: измерить средний диаметр капилляров.
Оборудование: сосуд с подкрашенной водой, полоска фильтровальной бумаги размером 120 х 10 мм, полоска хлопчатобумажной ткани размером 120 х 10 мм, линейка измерительная.
Содержание работы.
Смачивающая жидкость втягивается внутрь капилляра. Подъём жидкости в капилляре происходит до тех пор, пока результирующая сила, действующая на жидкость вверх, Fв не уравновесится силой тяжести mg столба жидкости высотой h:
Fв = mg.
По третьему закону Ньютона сила Fв, действующая на жидкость, равна силе поверхностного натяжения Fпов, действующей на стенку капилляра по линии соприкосновения её с жидкостью:
Fв = Fпов.
Таким образом, при равновесии жидкости в капилляре (рисунок 1)
Fпов = mg. (1)
Будем считать, что мениск имеет форму полусферы, радиус которой r равен радиусу капилляра. Длина контура, ограничивающего поверхность жидкости, равна длине окружности:
l = 2πr.
Тогда сила поверхностного натяжения равна:
Fпов = σ2πr, (2)
где σ – поверхностное натяжение жидкости.
|
m = ρV = ρ πr2h. (3)
Подставляя выражение (2) для Fпов и массы (3) в условие равновесия жидкости в капилляре, получим
σ2πr = ρ πr2hg,
откуда диаметр капилляра
D = 2r = 4σ/ ρgh. (4)
Порядок выполнения работы.
Полосками фильтровальной бумаги и хлопчатобумажной ткани одновременно прикоснитесь к поверхности подкрашенной воды в стакане (рисунок 2), наблюдая поднятие воды в полосках.
Как только прекратится подъём воды, полоски выньте и измерьте линейкой высоты h1 и h2 поднятия в них воды.
Абсолютные погрешности измерения Δ h1 и Δ h2 принимают равными удвоенной цене деления линейки.
Δ h1 = 2 мм; Δ h2 = 2 мм.
Рассчитайте диаметр капилляров по формуле (4).
D1 = 4σ/ ρgh1
D2 = 4σ/ ρgh2.
Для воды σ ± Δσ = (7, 3 ± 0, 05)х10-2 Н/ м.
Рассчитайте абсолютные погрешности Δ D1 и Δ D2 при косвенном измерении диаметра капилляров.
|
Δ D2 = D2(Δσ/ σ + Δ h2/ h2).
Погрешностями Δ g и Δ ρ можно пренебречь.
Окончательный результат измерения диаметра капилляров представьте в виде
D1 ± Δ D1 =
D2 ± Δ D2 =
