Лабораторная работа № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНЫ ДЕЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА
Цель работы: научиться определять цену деления измерительного цилиндра (мензурки), научиться пользоваться им и определять с его помощью
объем жидкости
Оборудование: измерительный цилиндр (мензурка), стакан с водой, химический стакан малый с носиком, небольшая колба и другие сосуды.
Ход работы
1.Рассмотрите измерительный цилиндр, обратите внимание на его деления. Ответьте на вопросы.
- Какой объем жидкости вмещает мензурка, если жидкость налита
а) до верхнего штриха? ______________________________________________
б) до первого снизу штриха, обозначенного цифрой, отличной от нуля?________________________________________________________________
- Какой объем жидкости помещается
а) между 2-м и 3-м штрихами, обозначенными цифрами?________________________
б) между соседними (самыми близкими) штрихами мензурки?__________________
2.Как называется последняя вычисленная вами величина?_________________________
Как определяют цену деления шкалы измерительного прибора? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.Рассмотрите рисунок и определите цену деления изображенной на нем мензурки. __________________________________________________________
4.Налейте в измерительный цилиндр воды, определите и запишите с учетом погрешности, чему равен объем налитой воды.
Примечание
Обратите внимание на правильное положение глаза при отсчете объема жидкости. Вода у стенок сосуда немного приподнимается, в средней же части сосуда поверхность жидкости почти плоская. Глаз следует расположить напротив деления, совпадающего с плоской частью поверхности (рисунок 2).
5.Определите вместимость химического стакана. Налейте полный стакан
воды, потом осторожно перелейте воду в мензурку. Определите и запишите с учетом погрешности, чему равен объем налитой воды. Вместимость стакана будет такой же.
6.Результат измерения запишите в таблицу:
№ опыта | Название сосуда | Объем | Вместимость | Погрешность |
7.Таким же образом определите вместимость колбы, аптечного пузырька и других сосудов, находящихся на вашем столе. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.
Лабораторная работа № 2
Тема: «Измерение размеров малых тел».
Цель работы: научиться определять размеры малых тел с помощью обыкновенной линейки.
Оборудование: линейка, шарики из подшипника, винт, горсть пшена, фотография золота в электронном микроскопе.
Предложите способ определения размеров мелких предметов, позволяющий
получить наименьшую погрешность: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
Задание 1. Измерение диаметра шарика
1.В пробирку положите 10-20 шариков.
2.Измерьте линейкой длину получившегося ряда шариков L.
3.Вычислите средний диаметр одного шарика d.
4.Зная цену деления линейки, определите погрешность измерения ∆L.
5.Вычислите погрешность, приходящуюся на один шарик ∆d.
Задание 2. Измерение шага резьбы винта
Измерьте длину всей резьбовой части винта L. Подсчитайте количество оборотов резьбы винта п. Вычислите шаг резьбы винта d. Результаты запишите в таблицу. Запишите в таблицу погрешность измерения ∆L. Вычислите и запишите погрешность, приходящуюся на один виток ∆d.Задание 3. Измерение диаметра зерен пшена
Горсть пшена подвиньте вплотную к линейке. Измерьте линейкой длину получившегося ряда зерен L. Подсчитайте количество п зерен лежащих вдоль линейки. Вычислите средний диаметр одного зернышка d. Результаты запишите в таблицу. Запишите в таблицу погрешность измерения ∆L. Вычислите погрешность, приходящуюся на одно зернышко ∆d.п | L, мм | d, мм | ∆L, мм |
|
шарик | ||||
шаг резьбы болта | ||||
зернышко пшена |
, ммЗадание 4.
Сравните погрешность∆ L с погрешностью∆ d и сделайте вывод. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дополнительные вопросы и задания:
Вопрос 1.
Как и во сколько раз изменится погрешность измерения ∆L, если
использовать линейку с ценой деления 0,5 см вместо миллиметровой?
Ответ: _____________________________________________________________________
Вопрос 2.
Как и во сколько раз изменится погрешность ∆d, если увеличить количество предметов в два раза?
Ответ:_____________________________________________________________________ Вопрос 3.
Определите, какой диаметр (в нанометрах) имеет атом золота. Изображение на фотографии, сделанной с помощью электронного микроскопа, увеличено в 20 раз (1 сантиметр на этой фотографии соответствует 0,5 нанометрам в действительности).
Ответ: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Лабораторная работа №3
Тема: «Измерение объема твердого тела».
Цель работы: научиться определять объем твердого тела с помощью измерительного
цилиндра.
Оборудование: измерительный цилиндр, отливной стакан, мензурка, болт, игрушечная машинка, камень, гайка, деревянный брусок.
Предложите способ определения объема твердого тела неправильной формы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
Задание 1.
Определение объема твердого тела с помощью измерительного цилиндра.
1 .Определите цену деления шкалы измерительного цилиндра.
2.Определите начальный объем жидкости в цилиндре Vo
3.Подвесьте первое тело на крючок и полностью погрузите его в жидкость.
4.Определите объем жидкости с погруженным в нее телом V2.
5.Вычислите объем тела Ут и запишите результат в таблицу в первую строку.
6.Повторите опыт для каждого тела.
Задание 2.
Определение объема твердого тела с помощью отливного стакана и мензурки.
Определите цену деления шкалы мензурки. Подвесьте первое тело на крючок и полностью погрузите его в жидкость. Определите объем жидкости, которая вылилась из отливного стакана. Определите объем погруженного в жидкость тела VT и запишите результат в таблицу вовторую строку. Перелейте жидкость обратно в стакан и повторите опыт для остальных тел.
№ | Болт | Машинка | Гайка | Брусок | Камень |
1 | VT, мл | ||||
2 | VT, мл |
Задание 3.
Сравнение двух методов измерения.
Напишите свой вывод о том, когда и какой метод лучше использовать._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дополнительные вопросы и задания:
Вопрос 1.
Какова цена деления шкалы в миллилитрах:
а) измерительного цилиндра?
б) мензурки?
а) Ответ: _________________________________________________________________
б) Ответ:____________________________________________________________________
Вопрос 2.
Какой минимальный объем жидкости может быть измерен с помощью:
а)измерительного цилиндра?
б) мензурки?
а) Ответ: _________________________________________________________________
б) Ответ: _________________________________________________________________
Вопрос 3.
Какой максимальный объем жидкости может быть измерен с помощью
а)измерительного цилиндра?
б) мензурки и отливного стакана?
а) Ответ:_________________________________________________________________
б) Ответ:_________________________________________________________________
Вопрос 4.
С помощью мензурки определите объем половинки бруска и вычислите
объем всего бруска.
Ответ:______________________________________________________________________
Лабораторная работа № 4
Тема: «Определение плотности вещества».
Цель работы: научиться определять плотность вещества твердого тела
Оборудование: весы с набором грузов, измерительный цилиндр, штатив с жестким подвесом, болт, игрушечная машинка, свеча.
Предложите способ определения плотности твердого тела неправильной формы: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
Задание 1.
Измерение массы тела.
С помощью весов определите массу парафиновой свечи и болта. Подумайте, как можно взвесить машинку или другой тяжелый предмет. Определите массу машинки. Результаты вычислений занесите в таблицу.Задание 2.
Определение объема твердого тела
Определите цену деления измерительного цилиндра. Определите начальный объем жидкости в цилиндре Vo. Подвесьте первое тело на крючок и полностью погрузите его в жидкость. Определите объем жидкости с погруженным в нее телом V2. Вычислите объем тела VT. Повторите опыт для остальных тел и запишите результаты в таблицу.Задание 3.
Определение плотности тела
По известной формуле вычислите плотности тел.
Используя таблицу плотностей, определите вещества, из которых сделаны тела.
Заполните таблицу
предмет | т, г | V, мл | р, г/см3 | вещество |
свеча | ||||
болт | ||||
машинка | Железо |
Задание 4.
Сравните полученную плотность железной машинки с табличным значением плотности
железа. Позволяет ли данный способ определить плотность вещества, из которого она
сделана? Почему?_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дополнительные вопросы и задания:
Вопрос 1.
Проверьте, правильно ли вы определили плотность
а)свечи
б)болта
а)Ответ:__________________________________________________________________
б)Ответ:____________________________________________________________________
Вопрос 2.
Если предположить, что машинка сделана из стали, какой объем этого
вещества она содержит? Плотность воздуха считать равной нулю.
Ответ:______________________________________________________________________
Лабораторная работа № 5
ГРАДУИРОВАНИЕ ПРУЖИНЫ И ИЗМЕРЕНИЕ СИЛ ДИНАМОМЕТРОМ
Цель работы: научиться градуировать пружину, получать шкалу с любой (заданной) ценой деления, пользоваться динамометром, измерять с его помощью силы.
Оборудование: динамометр, шкала которого закрыта бумагой, штатив с муфтой, лапкой и кольцом, набор грузов по 102 г, деревянная линейка, деревянный брусок с отверстиями.
I. Градуирование пружины динамометра
Ход работы
1.Укрепите динамометр с закрытой бумагой шкалой вертикально в лапке
штатива (рисунок 6). Не подвешивая грузы, отметьте горизонтальной чертой начальное положение указателя динамометра — это будет нулевое деление шкалы.
2.Подвесьте к крючку динамометра груз, масса которого 102 г. На этот груз действует сила тяжести, равная 1 Н. С такой же силой груз растягивает пружину динамометра. Эта сила уравновешивается силой упругости, возникающей в пружине при ее растяжении (деформации). Новое положение указателя динамометра также отметьте горизонтальной
чертой на бумаге.
Примечание
Грузы массой 102 г можно получить, прибавив 2 г (колечко из проволоки) к имеющимся грузам массой 100 г.
3.Подвесьте к динамометру второй, третий, четвертый грузы той же массы (102 г), каждый раз отмечая черточками на бумаге положение указателя.
4.Снимите динамометр со штатива и напротив горизонтальных черточек, начиная с верхней, поставьте числа 0, 1, 2, 3, 4,... Выше числа 0 поставьте единицу измерения - Н (ньютон).
5.Измерьте расстояния между соседними черточками. Одинаковы ли они? Почему? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6.Какова цена деления вашего динамометра?_____________________________
7.Как получить динамометр с ценой деления 0,2 Н?__________________________________________________________________________
8.На бумагу, прикрепленную к динамометру, нанесите черточки таким образом, чтобы цена деления динамометра была 0,1 Н.
Измерение сил динамометром
Ход работы
1.Возьмите груз массой 102 г на крючке, взвесьте его на динамометре.
Результат измерения запишите в таблицу:
№ опыта | Положение установки | Показание динамометра | Погрешность измерения |
1 | Груз массой 102 г | ||
2 | Грузы общей массой 204 г | ||
3 | Грузы общей массой 306 г | ||
4 | Брусок с грузом массой 102 г | ||
5 | Брусок с грузом массой 204 г | ||
6 | Брусок с грузом массой 306 г |
2.Подвесьте второй груз массой 102 г к первому, взвесьте оба груза на
динамометре. Результат измерения запишите в ту же таблицу.
3.Повторите измерение для трех грузов. Результат измерения запишите в таблицу.
4.На деревянную линейку положите деревянный брусок с отверстиями, поставьте на него груз массой 102 г. Динамометром равномерно тяните брусок с грузом по линейке, заметьте показание динамометра. Результат измерения запишите в таблицу.
5.Поставьте на брусок второй груз массой 102 г. Динамометром равномерно тяните брусок с грузом по линейке, заметьте показание динамометра. Результат измерения запишите в таблицу.
6.Повторите измерения, поставив на брусок третий груз массой 102 г.
Результат измерения запишите в таблицу.
7.Ответьте на вопросы.
- Какова природа силы, которая действует на тело, висящее на
динамометре?___________________________________________________________
- Каким прибором вы пользовались для определения силы?_____________________ Какова цена деления этого прибора?________________________________________ Какую минимальную силу можно измерить этим прибором?___________________ Какую максимальную силу можно измерить этим прибором?___________________ Сколько измерений надо сделать, чтобы точнее измерить силу?_________________ Как определить погрешность измерения?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Чему равна погрешность измерения?________________________________________
Лабораторная работа №6.
Тема: «Измерение выталкивающей силы».
Цель работы: определить выталкивающую силу, действующую на тело, погруженное в воду.
Оборудование: штатив, динамометр, измерительный стакан, набор грузов.
Ход работы:
Задание 1.
Измерения
Погрузите маленький алюминиевый цилиндр в измерительный стакан иопределите его объем V. Измерьте вес этого цилиндра в воздухе Ро Измерьте вес цилиндра, полностью погруженного в воду P1. Повторите измерения для двух других тел. Результаты измерений занесите в таблицу. Задание 2.
Вычисления
Для каждого тела вычислите выталкивающую (Архимедову) силу Fa какразницу между весом тела в воздухе Ро и в воде P1. Зная объем вытесненной воды вычислите ее вес для каждого из трех
цилиндров. Рводы =V∙ своды∙g, где своды =1г/см3 , а ускорение свободного
падения можем принять равным 10 (g=10 м/с2). Результаты вычислений занесите в таблицу.
Тело № | V, мл | Ро, Н | Р, Н | Fa, Н | Рводы, Н |
1 | |||||
2 | |||||
3 |
Задание 3.
Сравните для каждого тела вычисленные значения Fa и Рводы и попробуйте
сформулировать закон Архимеда, т. е. чему равна выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость.
Задание 4.
1.Сравните значения Архимедовой силы, вычисленные для каждого из цилиндров. 2.Сделайте вывод о зависимости этой силы от объема и веса полностью
погружаемых в жидкость тел.
Дополнительные вопросы и задания:
Вопрос 1.
Даны два тела одинакового объема. При этом у первого тела плотность в два раза
больше. Как и во сколько раз изменится выталкивающая сила, действующая на
первое тело по сравнению с выталкивающей силой, действующей на второе?
Ответ:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вопрос 2.
Объем первого тела в два раза больше объема второго тела. При этом плотность первого в три раза больше. Как и во сколько раз изменится выталкивающая сила, действующая на первое тело, по сравнению с выталкивающей силой, действующей на второе?
Ответ:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Лабораторная работа № 7
ВЫЯСНЕНИЕ УСЛОВИЙ ПЛАВАНИЯ ТЕЛА В ЖИДКОСТИ
Цель работы: на опыте выяснить условия, при которых тело плавает и при которых тонет.
Оборудование: весы с разновесами, мензурка, пробирка-поплавок с пробкой (либо аптечный пузырек с пробкой), проволочный крючок, сухой песок, сухая тряпка или бумажная салфетка.
Ход работы
1.Насыпьте в пробирку столько песка, чтобы она, закрытая пробкой, плавала в мензурке с водой в вертикальном положении, и часть ее находилась над поверхностью воды.
2.Определите выталкивающую силу, действующую на пробирку. Она равна весу воды, вытесненной пробиркой. Чтобы найти этот вес, определите сначала объем воды, вытесненной пробиркой. Для этого отметьте уровни воды в мензурке до и после погружения пробирки в воду. По объему вытесненной воды и ее плотности вычислите вес воды, вытесненной пробиркой. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Вычисленный результат (величину выталкивающей силы) запишите в таблицу:
№ опыта | Выталкивающая сила, | Вес пробирки | Поведение пробирки |
1 | |||
2 | |||
3 |
4.Выньте пробирку из воды, вытрите ее тряпкой. Определите массу пробирки на рычажных весах с точностью до 1 г и рассчитайте силу тяжести, действующую на нее. Она равна весу пробирки с песком в воздухе.
5.Вычисленный результат запишите в таблицу. Также отметьте в таблице, плавает пробирка или тонет.
6.Проделайте этот опыт несколько раз, досыпая песок в пробирку, до тех пор, пока пробирка с пробкой и песком не утонет.
7.Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
8.Сделайте вывод об условии плавания тел в жидкости. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9.Ответьте на вопросы.
- Каким прибором вы пользовались для определения веса пробирки? _____________________________________________________________________________________________________________________________________ Какова цена деления этого прибора?________________________________________ Какой минимальный объем можно измерить этим прибором? _________________ Какой максимальный объем можно измерить этим прибором?_________________ Как определить погрешность измерения? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Чему равна погрешность измерения?_____________________________________
Лабораторная работа №8.
Тема: «Выяснение условий равновесия рычага».
Цель работы: провести экспериментальную проверку правила моментов сил.
Оборудование: рычаг на штативе, набор грузов, линейка.
Предложите способ проверки правила моментов сил: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
Задание 1.
Подвесьте груз весом 2Н к левому плечу рычага на расстоянии ℓ1 = 18см от оси вращения.
Расположите на правом плече рычага груз весом 3Н так, чтобы рычаг находился в положении равновесия. Измерьте плечо ℓ2
Задание 2.
Подвесьте груз весом 2Н к левому плечу рычага на расстоянии ℓ1= 12см от оси вращения.
Расположите на правом плече рычага груз весом 3Н так, чтобы рычаг находился в положении равновесия. Измерьте плечо ℓ2 .
Заполните вторую строку в таблице.
ℓ1, м | F1,m | ℓ2, м | F2, м | M1, Н∙м | М2, Н∙м |
Задание 3.
Сравните полученные результаты и напишите свой вывод: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дополнительные вопросы и задания:
Вопрос 1.
Если закрепить груз весом ЗН в точке, удаленной на 12см от точки опоры, то на каком расстоянии нужно закрепить груз весом 4Н, чтобы уравновесить рычаг?
Ответ:______________________________________________________________________________________________________________________________________
Вопрос 2.
Если закрепить на левом плече рычага груз весом ЗН в точке, удаленной на 8см
от точки опоры и груз весом 2Н в точке, удаленной на 6см от точки опоры, то на
каком расстоянии надо закрепить груз весом 6Н, чтобы уравновесить рычаг?
Ответ:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вопрос 3.
Если закрепить на левом плече рычага груз весом ЗН в точке, удаленной на 8см от
точки опоры, а на правом плече закрепить груз весом 2Н в точке, удаленной на 6см
от точки опоры, то на каком расстоянии надо закрепить груз весом 6Н, чтобы уравновесить рычаг?
Ответ:__________________________________________________________________________________________________________________________________________
Лабораторная работа № 9
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД ПРИ ПОДЪЕМЕ ТЕЛА ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ
Цель работы: убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма (наклонной плоскости), меньше полной.
Оборудование: динамометр лабораторный, деревянная линейка (доска), деревянный брусок с отверстиями для грузов и крючком, набор грузов, измерительная лента (линейка), штатив с муфтой и лапкой.
Ход работы
Соберите экспериментальную установку (рисунок 9). 
2.Равномерно двигая брусок, измерьте силу тяги F. Результат измерения запишите в таблицу:
№ опыта | Р, н | h, м | Ап = Р ∙ h, Дж | F, H | S, м | А3 = F∙ S, Дж | з=АПAЗ∙100% |
1 | |||||||
2 | |||||||
3 | |||||||
4 |
3.Динамометром измерьте вес бруска Р. Результат измерения запишите в ту же таблицу.
4.Нагружая брусок одним, двумя, тремя грузами, измерьте в каждом случае силу тяги и вес. Учтите при этом, что в таблице нужно указать общий вес бруска и груза (грузов). Результаты измерений запишите в таблицу.
5.Измерьте путь S, который проделал брусок, и высоту h, на которую он поднялся. Результаты измерений запишите в таблицу.
6.Вычислите полезную работу АП = Р ∙ h, и затраченную А3 = F • S для всех
четырех случаев. Результаты вычислений запишите в таблицу.
7.Рассчитайте КПД наклонной плоскости для каждого случая. Результаты вычислений запишите в таблицу.
8.Ответьте на вопросы.
- Какова природа силы, которая действует на тело, висящее на динамометре? _______________________________________________________________ Какова природа силы, которая действует на тело, скользящее по деревянной линейке? ___________________________________________________________ Каким прибором вы пользовались для определения силы? ____________________ Какова цена деления этого прибора? ______________________________________ Какую минимальную силу можно измерить этим прибором? __________________ Какую максимальную силу можно измерить этим прибором?___________________
