Исследовательская работа по теме "Какой предмет катится с горки быстрее?"

Направление: физика
Тема: «Какой предмет катится с горки быстрее?»

Степанов Егор
«Лянторская СОШ № 6»,  Сургутского района
5 класс

Научный руководитель:

Веселова В.И.

г. Лянтор, 2015/2016 учебный год

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1.      Актуальность проекта

2.      Цели, задачи, гипотеза проекта

ГЛАВА I: ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.      Что такое физика

2.      Физические понятия

ГЛАВА II: ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.      Эксперимент №1

2.      Эксперимент №2

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Какой предмет катится с горки быстрее?

Степанов Егор,

Россия, ХМАО, Тюменская область, Сургутский район,

 г. Лянтор, МБОУ «Лянторская СОШ №6», 5-г класс

Аннотация

Мы все катались с горки, но никогда не задумывались над тем, кто скатывается быстрее – тот, кто тяжелее, или тот, кто легче?

Введение

Объект исследования: изменение времени спуска предмета по наклонной плоскости

Предмет исследования: зависимость времени спуска предмета по наклонной плоскости от массы предмета.

Гипотеза: предположим, что предмет быстрее катится вниз по наклонной плоскости, если его масса больше.

Цель работы: выяснить, как увеличение массы предмета влияет на время скатывания по наклонной плоскости.

Задачи:

1.      Изучить физические термины: «движение», «скорость», «масса», «время» на основе литературных источников и ресурсов Интернет

2.      Провести эксперимент, доказывающий, как влияет изменение массы на время скатывания предмета

3.      Провести эксперимент, показывающий, на какой поверхности предмет быстрее скатывается с горки.

4.      Проанализировать полученные результаты.

Методы исследования: обзор литературных источников и ресурсов интернет, эксперимент, обобщение информации.

Приемы: выдвижение гипотезы, практическая работа, сравнение, наблюдение, обобщение, выводы.

В результате исследования было установлено, что:

1.      Время скатывания предмета зависит от его массы (чем больше масса предмета, тем быстрее он катится по наклонной плоскости)

2.      На время скатывания предмета влияют различные поверхности.

3.      Кататься с горки вдвоем или втроем на клеенке или пластмассе будет интереснее и быстрее.

ГЛАВА I. Теоретическая часть.

Что изучает физика

При подготовке данной работы нам потребовалось изучить некоторые понятия, которые входят в предмет «Физика». Оказалось, физика интересная наука!

Эрнест Резерфорд (известный британский физик) говорил: «Науки делятся на две группы – на физику и собирание марок». (Приложение I)

Действительно: физика – это наука о природе в самом общем смысле. Она изучает вещество (материю) и энергию, а также движение материи. То есть законы физики лежат в основе всего естествознания. Физику называют «фундаментальной наукой», потому что другие естественные науки (биология, геология, химия) изучают лишь узкую часть мира и описывают процессы, которые подчиняются законам физики.

Физика тесно связана с математикой. Математика предоставляет аппарат, с помощью которого физические законы могут быть точно сформулированы. Но самое замечательное, что физика – это экспериментальная наука. Что может быть интереснее эксперимента!

Для проведения экспериментов мы познакомились с некоторыми физическими терминами: движение, скорость, время, масса. (Приложение I)

ГЛАВА II. Практическая часть

Для того, чтобы выяснить, как увеличение массы предмета влияет на время скатывания по наклонной плоскости, мы решили провести эксперимент.

Для эксперимента потребуется:

1.      Программа LoggerLite.

2.      Датчик расстояния (входящий в состав школьного технопарка).

3.      Три бруска одинаковой массы.

4.      Штатив.

5.      Наклонная плоскость.

Эксперимент №1

1.      Настроим датчик расстояния на сбор данных (Приложение II)

2.      Запустим программу LoggerLite.

3.      Соорудим наклонную плоскость (Приложение II)

4.      Установим датчик расстояния.

Опыт №1

-  Установим 1 брусок в исходное положение. (Приложение II)

- Чтобы начать сбор данных, нажмем кнопку «Сбор данных»

- Услышав пощелкивание датчика, отпускаем брусок.

- На панели инструментов нажимаем кнопку «Просмотр».

- Находим на графике время старта и время остановки, записываем данные в таблицу. (Приложение II)

- Из значения времени остановки вычитаем значение времени старта.

- Полученный результат – это время, которое понадобилось бруску, чтобы спуститься по наклонной плоскости. Записываем данные в таблицу. (Приложение II)

Опыт №2

- Установим 2 бруска в исходное положение, повторим действия. (Приложение II А)

- Находим на графике время старта и время остановки.

-  Записываем данные в таблицу. (Приложение II А)

Опыт №3

- Установим 3 бруска в исходное положение, повторим действия. (Приложение II Б)

- Находим на графике время старта и время остановки.

- Результаты записываем в таблицу. (Приложение II Б)

- Проанализируем значения времени. (Приложение II Б)

Результаты эксперимента:

Время спуска 1 бруска – 0,4 с

Время спуска 2 брусков – 0,3 с

Время спуска 3 брусков – 0,2 с

Вывод

Предмет быстрее катится вниз по наклонной плоскости, если его масса больше.

Эксперимент №2

Для того, чтобы выяснить, как влияет поверхность предмета на время скатывания по наклонной плоскости, мы решили провести эксперимент №2.

Для эксперимента №2 потребуется:

1.      Программа LoggerLite

2.      Датчик расстояния.

3.      Три бруска одинаковой массы.

4.      Штатив.

5.      Наклонная плоскость.

6.      Разные поверхности (картон, клеенка, линолеум, пластмасса).

Опыт №1

- Установим бруски на картон, включим датчик расстояния, отпустим.

- Находим на графике время старта и время остановки, записываем данные в таблицу. (Приложение III)

Опыт №2

- Установим бруски на линолеум, включим датчик расстояния, отпустим.

- Находим на графике время старта и время остановки, записываем данные в таблицу. (Приложение III)

Опыт №3

- Установим бруски на клеенку, включим датчик расстояния, отпустим.

- Находим на графике время старта и время остановки, записываем данные в таблицу. (Приложение III)

Опыт №4

- Установим бруски на пластмассу, включим датчик расстояния, отпустим.

- Находим на графике время старта и время остановки, записываем данные в таблицу. (Приложение III)

- Проанализируем значения времени. (Приложение III)

Результаты эксперимента:

Время спуска 3 брусков на поверхности из картона – 0,4 с

Время спуска 3 брусков на линолеуме – 0,2 с

Время спуска 3 брусков на клеенке – 0,1 с

Время спуска 3 брусков на поверхности из пластмассы – 0,1 с

Вывод

Предмет быстрее скатывается с горки, если его поверхность из клеенки или пластмассы.

Выводы

1.      Время скатывания предмета зависит от его массы (чем больше масса предмета, тем быстрее он катится по наклонной поверхности)

2.      На время скатывания предмета влияют различные поверхности.

3.      Кататься вдвоем или втроем и на поверхности из клеенки или пластмассы будет интереснее и быстрее.

Заключение

Таким образом, цель, поставленная в самом начале, была достигнута: мной были проведены два эксперимента, которые доказали, что предмет быстрее катится вниз по наклонной плоскости, если его масса больше. Значит, кататься с горки будет интереснее и веселее вдвоем или даже втроем! Второй эксперимент показал, что скользить будет лучше поверхность из клеенки или пластмассы. Поэтому, если нет санок – ледянок из пластмассы, то можно самим сделать их из клеенки. Результат будет одинаковый.

Список литературы

1.      Физика: учебник для 7 кл. общеобразоват. Учреждений / А.В.Перышкин – М.: Дрофа, 2012.

2.      Блохина М.Е., Мансуров Н.А., Мансуров Г.В. Физика. Энциклопедический словарь школьника. – М.: Цитадель, 1997

3.      Громов С.В. Энциклопедия элементарной физики. – М.: Издательство ВНИРО, 1995. – 304с.

4.      Багрова Л.А. Детская энциклопедия « Я познаю мир». Москва, ТКО «АСТ», 1995

5.      Касаткина Ю.Н. Энциклопедия. Я познаю мир. Астрель Москва, 2006

6.      Прохоров А.М. Советский энциклопедический словарь. Москва «Советская энциклопедия», 1985

7.      Современная мультимедиа – энциклопедия «Детская энциклопедия Кирилла и Мефодия 2006».

8.      Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов. Москва, Эксмо, 2007

9.      Энциклопедия для детей. Москва, «Аванта +», 2000

10.  Интернет – ресурсы

- physbook.ru – электронный учебник физики

- aslak.ru – школьная физика для учителей и учеников

- all-fizika.com – вся физика, физический энциклопедический словарь

- afizika.ru – занимательная физика

- sh-fizika.ru – школьная физика

- enter3006.narod.ru – сайт для тех, кто неравнодушен к физике.

Приложения

Приложение I

Движение

Движение тел мы наблюдаем повсюду: плывут облака, качаются ветки деревьев, падают снежинки, летит самолет и т.д. Когда мы говорим о движении предмета, то имеем в виду, что оно перемещается относительно других предметов.

Скорость

Мы часто говорим, что одни предметы движутся быстрее, другие медленнее. В физике величиной, характеризующей быстроту движения предметов, является скорость. Скорость при равномерном движении предмета показывает, какой путь он прошел в единицу времени.

Время

Понятие времени используется в физике и математике для решения физико-математических задач «на движение» в одной формуле со скоростью и расстоянием.

В физике время – это непрерывная величина, ничем не определяемая. В качестве основы измерения используется некая последовательность событий, которая признается эталоном некоторого промежутка времени. На этом основан принцип работы часов.

Масса

Физическая величина, одна из важнейших величин в физике, которая является мерой инертности предмета. (Чем меньше меняется скорость предмета при взаимодействии, тем большую массу оно имеет;  такой предмет называют более инертным.  Для всех предметов характерно свойство менять свою скорость при взаимодействии. Это свойство называют инертностью.

Приложение II

        Датчик расстояния

               Наклонная поверхность с установленным датчиком расстояния

       1 брусок в исходном положении

 Выполнение опыта №1  График №1

Таблица данных №1

Опыт №	Общий добавленный вес	Время старта	Время остановки	Общее время опыта = время остановки – время старта
№1	1 брусок	1,4	1,8	0,4

Приложение II (А)

  Выполнение опыта №2   График №2

Таблица данных №2

Опыт №	Общий добавленный вес	Время старта	Время остановки	Общее время опыта = время остановки – время старта
№2	2 бруска	0,8	1,1	0,3

Приложение II (Б)

  Выполнение опыта №3    График №3

Таблица данных №3

Опыт №	Общий добавленный вес	Время старта	Время остановки	Общее время опыта = время остановки – время старта
№3	3 бруска	0,4	0,6	0,2

Сводная таблица значений времени

Опыт №	Общий добавленный вес	Время старта	Время остановки	Общее время опыта = время остановки – время старта
№1	1 брусок	1,4	1,8	0,4
№2	2 бруска	0,8	1,1	0,3
№3	3 бруска	0,4	0,6	0,2

Приложение III

  Эксперимент №2

Результаты опыта №1

Таблица данных №1

Опыт №	Время старта	Время остановки	Общее время опыта
№1 (картон)	1,4	1,8	0,4

Результаты опыта №2

Таблица данных №2

Опыт №	Время старта	Время остановки	Общее время опыта
№2 (линолеум)	0,6	0,8	0,2

Результаты опыта №3

Таблица данных №3

Опыт №	Время старта	Время остановки	Общее время опыта
№3 (клеёнка)	1,0	1,1	0,1

Результаты опыта №4

Таблица данных №4

Опыт №	Время старта	Время остановки	Общее время опыта
№4 (пластмасса)	0,7	0,8	0,1

Сводная таблица значений времени

Опыт №	Время старта	Время остановки	Общее время опыта
№1 (картон)	1,4	1,8	0,4
№2 (линолеум)	0,6	0,8	0,2
№3 (клеёнка)	1,0	1,1	0,1
№4 (пластмасса)	0,7	0,8	0,1