Практикум по физике (стр. 8 )

ВНИМАНИЕ!

Лаборатория имеет крайне неудачные разъёмы для подключения кабелей, связывающих компьютер с датчиками. Если применить даже небольшую силу, пытаясь вставить разъём в компьютер или в датчик в неправильном положении, штырьки погнутся и замкнутся друг с другом. Затем такой кабель сжигает порты всех компьютеров, в которые его впоследствии включают.

ПЕРЕД ВКЛЮЧЕНИЕМ ЛЮБОГО КАБЕЛЯ ИЛИ ДАТЧИКА В КОМПЬЮТЕР ПОСМОТРИТЕ И УБЕДИТЕСЬ, ЧТО ШТЫРЬКИ РАЗЪЁМА НЕ ПОГНУТЫ И НЕ ЗАМКНУТЫ. ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО!

Если выявлен неисправный кабель, сообщите учителю и обязательно пометьте его (можно завязать узлами, можно приклеить бумажку с надписью).

Перед началом эксперимента откройте и изучите меню РЕГИСТРАТОР-НАСТРОЙКА – здесь можно увидеть, какие датчики определил компьютер, задать частоту замеров в эксперименте и их количество (а значит, и время записи, которое компьютер вычислит автоматически). Здесь же можно выбрать возможность измерять "непрерывно", в этом случае опыт закончится, когда вы нажмёте иконку остановки эксперимента.

4. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

4.1 Подключите к компьютеру датчик температуры.

Установите НАСТРОЙКИ - частота 10 замеров в секунду, число измерений 2000. (Легко посчитать время эксперимента, 200 секунд, через которое запись автоматически остановится, однако никто не мешает вам остановить опыт досрочно, нажав на иконку с красной рукой)

4.2 Запустите эксперимент. (Иконка с зелёным человечком.)

4.3 Используйте датчик температуры для измерения температуры своего тела, как обычный градусник. (Если это неудобно, просто зажмите и держите кончик датчика температуры между ладонями, но тогда вы получите не 36,6 градусов, а более низкую температуру.)

4.4 Наблюдайте, как выводится на экран график зависимости температуры от времени.

4.5 Сохраните полученный файл (научитесь делать это).

4.6 Попробуйте изменить масштаб графика по одной и по другой оси, двигая вдоль соответствующей оси.

4.7 Попробуйте выделить на графике фрагмент (используйте инструменты, иконки которых располагаются под графиком), выделенный фрагмент "растянется" на весь экран.

4.8 Масштаб иногда придётся задавать и "вручную", например, чтобы во время предстоящего опыта на экран сразу выводился "красивый", легко читаемый график. Для этого нужно зайти в "свойства графика", нажав на одну из иконок в нижнем ряду (два кружочка с черточками справа от них). Там имеются две вкладки: "Ось Х" и "Линии".

Для изменения масштаба по какой-либо оси нужна вкладка "Линии". Для выбранного параметра можно задать масштаб и цвет, которым он будет показан на графике. Таким образом, вы можете получить "красивую" и наглядную картинку.

Потренируйтесь делать это. Задайте перед опытом "удобный" диапазон температур, например, 32-37 градусов. Проведите измерение ещё раз, посмотрите, каким получится график.

Заметим, что во вкладке "Ось Х" можно изменить ось абсцисс: по умолчанию там стоит время, но можно выбрать и другой параметр. ( Например, есть опыт, в котором одновременно измеряют температуру и давление газа в сосуде. Чтобы построить график зависимости давления от температуры, а не от времени, надо выбрать параметр "температура" в качестве оси абсцисс. )

4.9 Задайте имя графику (меню ИНСТРУМЕНТЫ).

4.10 Подключите компьютер USB - кабелем к принтеру. ("Квадратный" разъём включите в компьютер", "плоский"- в принтер). Распечатайте полученный подписанный график температуры с правильным масштабом. Применяйте данные, описанные в материалах : "О графиках и правильных масштабах", "О построении графиков с помощью программы "Multilab". Если Вы ещё не знакомились с этими материалами, попросите их у учителя.

4.11 Попробуйте посмотреть полученные данные в виде таблицы (используйте иконки, которые располагаются в одном ряду с "зеленым человечком").

4.12 По графику оцените время установления теплового равновесия тела с датчиком.

Имеется в виду тот момент, когда разумно "вынимать" градусник, потому что дальнейшее "нагревание" его практически не изменяет результат. На графике, однако, таких тонкостей почти не видно. Поможет иконка под ним (линия с крестиком) – вывод курсора на график. После "нажатия" на иконку рядом с графиком появится стрелочка, также вы увидите значения координат, соответствующие точке, на которую показывает эта стрелочка. Стрелочку можно двигать стилусом вдоль графика.

Запишите (можно на листе с графиком) время, за которое установилось тепловое равновесие тела и датчика температуры. Объясните, почему вы решили, что время именно такое. Отметьте результат на графике. Обсудите результат с учителем.

4.13 Изучите, как работают другие иконки.

4.14 Используя меню ФАЙЛ - ОЧИСТИТЬ ВСЁ, освободите компьютер от данных проведенного эксперимента (это надо делать после обсуждения результатов с учителем).

В этой работе не нужен подробный отчёт - только распечатанный "красивый" график, ваша оценка времени установления теплового равновесия и заявление о том, что требующиеся действия у вас получились. Будьте готовы рассказать о том, как устанавливать различные частоты и продолжительность опыта, как масштабировать график, задавая минимум и максимум, "растягивать" его стилусом, делать на графике надписи, выбирать нужный фрагмент, считывать численные данные с графика, удалять файлы и сохранять их, распечатывать графики.

Покажите результаты учителю. Затем, если осталось время - выполните задание 6.

5. Закройте программу “Multilab” и выключите компьютер.

ВНИМАНИЕ! Если нажать кратковременно на чёрную кнопку, компьютер перейдет в ждущий режим, но не отключится, а батареи будут разряжаться. Чтобы выключить его, надо удерживать кнопку не отпуская более 4 секунд!

Уберите аккуратно стилус, компьютер, блок питания и датчики туда, откуда вы их брали.

7. Познакомьтесь с материалами : "Необходимо знать при работах с компьютерами "NOVA", "О графиках и правильных масштабах", "О построении графиков с помощью программы "Multilab".

6. ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ:

ЭТОТ РАЗДЕЛ МОЖЕТ ВЫПОЛНЯТЬСЯ В КАЧЕСТВЕ ОТДЕЛЬНОЙ РАБОТЫ.

Цель – научиться работать с различными датчиками.

Отчётность - обсуждение с учителем проведенных вами измерений в свободной форме.

По согласованию с учителем вы можете вместо описанных опытов или в дополнение к ним сделать свои. Можно распечатать понравившиеся графики. Экономить бумагу тоже надо, поэтому явно ненужные вещи не печатайте.

6.1 ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ВОЗДУХА

Подключите датчик расхода воздуха (трубку обмотайте чистым платком или кусочком чистой бумаги) и дышите через него нормально в течение 50 секунд. Постройте график зависимости расхода воздуха от времени. Можно проинтергрировать график и получить зависимость объёма воздуха от времени. Можно только выдыхать через датчик, а вдыхать мимо него, затем, проинтергрировав график, определить выдыхаемый за минуту объём воздуха.

6.2 ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЙ.

Работа с датчиком расстояния требует обязательного подключения компьютера к блоку питания!

Датчик расстояния излучает ультразвуковые импульсы, они отражаются от препятствия и возвращаются обратно. По времени, которое "путешествовал" звук, рассчитывается расстояние.

Подключите датчик. Закрепите его в штативе на высоте 10 см. от поверхности стола, направьте вдоль стола. Расположите на расстоянии не менее 40 см. от него книгу (перпендикулярно столу). Запустите опыт. Отодвигайте книгу. Положите метровую линейку или рулетку на стол. Проверьте, правильно ли датчик измеряет расстояния.

6.3 ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ

Подключите к компьютеру датчик силы, подвесьте датчик на штативе. Проверьте, показывает ли датчик 0, если нагрузки нет. Подвешивая грузы известной массы (можно вешать их на крючок или в полиэтиленовом пакетике) проверьте, правильно ли датчик измеряет силу тяжести.

Укрепите груз на «мягкой» пружине, заставьте его качаться вверх-вниз, постройте график зависимости силы, регистрируемой датчиком, от времени.

Девятиклассникам будет интересно определить, как зависит сила трения от веса тела и от поверхности (стол, пол). Для этого рекомендуется прицепить картонную коробочку проволочкой к датчику, затем положить в эту коробочку грузы 1 кг, 2 кг, и т. д. и "возить" её датчиком по столу, по полу. Тянуть надо медленно, движение должно быть равномерным!

Не забудьте записать результаты и поделиться ими с учителем!

6.4 МОЖНО ПОПРАКТИКОВАТЬСЯ И С ДРУГИМИ ДАТЧИКАМИ

Описание различных датчиков, их пределов измерений и принципа работы есть в конце руководства к лаборатории "Архимед"

, шк. 179 МИОО, 10 апреля 2011

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 для 8 класса

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ПЛАВЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВА

ОБОРУДОВАНИЕ

Кипяток, калориметр, (при выполнении работы большим количеством учащихся желательно иметь на одном из столов металлический стакан с постоянно кипящей на плитке водой).

NOVA, датчик температуры (улучшенный), пробирка со стеариновой кислотой.

Для улучшения теплообмена внутрь пробирки необходимо поместить спутанную тонкую медную проволоку. Эта проволока должна быть "пушистой", равномерно заполнять приблизительно 2 сантиметра пробирки и находиться в расплавленном изучаемом веществе. Она имеет высокую теплопроводность и обеспечит быстрое установление одинаковой температуры внутри пробирки.

Подставка для пробирки или штатив с лапкой для закрепления пробирки.

Датчик температуры не должен касаться дна и стенок пробирки. Чтобы датчик хорошо держался в пробирке, рекомендуется надеть на него шайбу из пенополиуретана.

Закрепляя пробирку в штативе, обмотайте её полоской бумаги, не раздавите!

ЦЕЛИ РАБОТЫ

Построить график зависимости температуры охлаждаемого вещества от времени.

Изучить и объяснить полученную зависимость. Определить температуру кристаллизации.

Дополнительное задание - выполнить аналогичное исследование для процесса плавления.