конспект перечня лабораторных работ по физике (7-9 классы)

Комплект лабораторных работ по физике для 8-9 классов

 

Применяя данные тетради лабораторных работ  можно решать различные учебные задачи:

·  · иллюстрация (подтверждение справедливости) изучаемых зако­нов, например опытная проверка закона Бойля-Мариотта;

·  · овладение методами измерения физических величин, например измерение главного фокусного расстояния и оптической силы собирающей линзы;

·  · изучение связи между физическими величинами и установление закономерностей явлений, например изучение свободных колебаний груза на пружине и математического маятника;

·  · привитие умений пользования измерительными приборами;

·  · развитие у учащихся конструкторских способностей и техниче­ской смекалки;

·  · изучение устройства и принципа действия физических приборов.

Диапазон использования, подобранных и составленных мною, работ очень широк. Они могут быть использованы для разнообразных форм проведения урока, к которым приходится прибегать учителю физики,  для всестороннего развития учащих­ся средней школы. Представленные работы составлены так, что в зависимости от поставленной цели урока и в зависимости от степени подготовленности класса, они могут быть использованы по-разному, например:

- как введение к теме в виде небольших исследований для постановки проблемы при объяснении нового материала

- как иллюстрация к объясне­нию учителя и могут выполняться по подробным указаниям учителя или с большими элементами самостоятельности.

- так же некоторые работы можно проводить как повторение и обобщение пройденного ма­териала,

- как контроль приобретенных знаний, умений и навыков, в виде зачетного задания.

Все представленные в тетрадях работы имеют подготовительные (претворяющие работу) и контрольные (завершающие работу) вопросы. Это принципиально отличает данные тетради от уже имеющихся готовых тетрадей для лабораторных работ.

Вводные, подготовительные вопросы имеет целью выявить готовность учащихся к сознательному выполнению лабораторной работы. Акцентировать внимание учащихся на материале, знание которого необходимо для сознательного выполнения работы. Это позволяет сфор­мулировать цель работы. Контрольные вопросы имеют целью подведение ито­гов работы, и дают возможность применить полученные в работе или обобщенные с ее помощью знания.

Выпуск таких тет­радей (с предварительно подготовленным описани­ем установки и протоколом измерений) значительно сокращает учащимся рутинное время подготовки и выполнения работы. И вместо того, чтобы тратить время на стандартные записи, построение таблиц, не торопясь выполнять практическую часть, делать более тщательные измерения, производить расчет, делать выводы.

Благодаря готовым бланкам для лабораторных работ существенно упрощается процедура проверки отчетов учащихся. Оценка выполнения работы учащимися  заранее известна по определенному объему верно выполненных заданий. Например, оценку «3» получает тот, кто успешно справился с большинством заданий, без подсчета погрешности, и ответил на часть контрольных вопросов (номера вопросов озвучиваются заранее); оценку «4» —тот кто успешно справился с практическими заданиями,  подсчитал погрешности в выпол­ненных заданиях, и ответил на часть контрольных вопросов; оценку «5» —кто правильно выполнил все задания.

Нормы оценок детям заранее известны, поэтому каждый осуществляет выбор объема и содержания работы в соответствии с собственными учебными возможностями.

Представленные лабораторные работы ориентированы на простые, имеющиеся практически во всех школах приборы. Тетради можно использовать при работе и с другими учебниками.

 

 

 

Тема:    Энергия

Лабораторная  работа № 1.

Измерение  работы  при  перемещении  тела.

Цель:

 

 Рекомендуемые  приборы:

1)      1)      лента  измерительная,

2)      2)      динамометр,

3)      3)      брусок,

4)      4)      доска,

5)      5)      набор грузов,

________________________________

________________________________ 

                             

Подготовительные  вопросы.

1. Механическая  работа это –

 

 

2. Какие  силы  совершают  работу  при подъеме тела с, помощью динамометра, вертикально вверх на высоту h?

 

3. На  рисунке  указать   силы,  действующие  на  тело  при  подъёме и перемещение тела.

 

4. Какую силу можно измерить? Как определить вторую силу?

 

5. Чему равна работа  этих сил-

 

6. Какие  силы  совершают  работу  при перемещении  тела  по  доске?

 

7. На  рисунке  указать   силы,  действующие  на  тело  при перемещении  тела  по  доске.

 

 

 

8. Чему равна работа  этих сил-

 

 

Ход  работы:

I  Определение   работы силы по  подъёму  тела.

 

1. Измерьте  силу  тяжести,  действующую  на  брусок,  при  помощи  динамометра. (Результат  запишите  с  учетом  погрешности)

Fт =

 

2. Поднимите  брусок  на  высоту  h
3. Измерьте  при  помощи  ленты  высоту. Результат  измерений  запишите  с  учётом    погрешности.

h = 

4. Вычислите  работу,  совершённую  при  подъёме  груза. 

 

А₁= F*h                

А₁=

 

5. Повторить  опыт  2  раза,  нагружая   одним  и  двумя  грузами.
6. Результаты  опытов  занесите  в  таблицу.

№ п/п	Масса груза m, кг	Сила тяжести Fтяж, Н	Высота h, м	Работа, А, Дж

 

II Определение   работы  силы, совершаемой  при  перемещении  бруска  по  доске.

1. Положите  брусок  на  конец  доски  и  равномерно  переместите  его  на  расстояние S,  равное  длине  доски.

2. Запишите  показание  динамометра,  с  учётом  погрешности   измерения

                   F_тяги =

Расстояние           S =

Вычислите  работу  силы  тяги 

А₂ =  Fтяги*S

А₂ =

 

4. Повторите  опыт   2  раза,   нагружая   брусок   одним  и  двумя  грузами.

№ п/п	Количество грузов	Сила тяги, Fтяги, Н	Перемещение S, м	Работа А, Дж
	1
	2
	3

 

5. Сравните  значение  работы  сил.

 

     

III Сделайте  вывод о работе  силы 

а) работа  силы  зависит

б)  работа  силы  не зависит

6. Сравните  работу,  которая  совершается  при  подъёме  бруска  и перемещении  по горизонтальной  поверхности  на  одно  и  то  же  расстояние. В  каком  случае   совершается   большая  работа?

 

 

Контрольные  вопросы:

1. Почему  сила  упругости  (см.  схему 1) равна  силе  тяжести, сила  тяги- силе  трения (см.  схему 2).

 

2. Санки,  скатившись  с  горки, прошли  некоторое  расстояние  по  горизонтальному  участку,  а  затем   остановились. Совершилась  ли  работа  при  перемещении  по  горизонтальному  участку?  Если  да,  то какой  силой? Знак  работы?

 

 

3. Совершает  ли  человек  механическую  работу,  поднимаясь  на  верхний  этаж  здания  в  лифте?

 

 

Лабораторная работа №2

«Измерение КПД наклонной плоскости»

 

 

Рекомендуемые приборы:   

1.      1.      динамометр,

2.      2.      линейка,

3.      3.      брусок,

4.      4.      доска,

5.      5.      набор грузов,

6.      6.      штатив.

 

 

Подготовительные   вопросы.

            

1.      1.      Сформулируйте   Золотое  правило   механики  для  простых   механизмов.

 

2.      2.      Дают  ли  выигрыш  в  работе  простые  механизмы?

 

 

3.      3.      Как  определить  механическую  работу?

 

 

4.      4.      Дайте  определение  К.П.Д.  механизма.

 

 

5.      5.      Запишите  формулу  К.П.Д.

 

 

 

Ход работы

 

1. Доску при помощи штатива установите в наклонном положении, для этого верхний конец доски нужно зажать в лапке штатива, прихватив только ее край.

 

 

 

 

Схема опыта

 

 

2. На рисунке покажите силы, действующие на брусок, если его равномерно тянуть вверх по наклонной плоскости.
3. Нагрузив, брусок двумя грузами и прицепив к нему динамометр, равномерно тяните брусок вверх по наклонной плоскости.
4. При этом динамометр покажет значение силы F2

F2 =                           

5. Измерьте путь, который пройдет брусок в направлении действия силы F2

l =                                            

4. Вычислите полную работу

A2 = F2 l

A2 =                                  

6. С помощью динамометра определите, какую силу нужно приложить к бруску с двумя грузами, чтобы поднять его на высоту h (соответствующую  длине  l).

F1 =

7. Измерьте высоту h =
8. Вычислите полезную работу

                           A1 = F1 h1

9. Сравните полученные значения работ.

 

10. Какая из них больше?

 

 

11. Почему?

 

12. Определите коэффициент полезного действия (КПД) наклонной плоскости.

 

 

13. Сделайте вывод.

 

 

 

Контрольные вопросы

1. Дает ли выигрыш в силе наклонная плоскость.

 

2. Вычислите, какой выигрыш в силе был бы получен при выполнении вами лабораторной работы, если не учитывать трение?

 

3. Сравните высоту наклонной плоскости и результаты КПД, полученные другими группами учащихся.

 

4. Как зависит КПД наклонной плоскости от высоты подъема h?

 

Лабораторная работа № 3

Наблюдение расширения тел при нагревании.

 

Цель:

Рекомендуемое оборудование:

1.    1.    Стержень алюминиевый.

2.    2.    Деревянный брусок от трибометра.

3.    3.    Булавка с большой головкой и насаженной бумажной стрелкой.

4.    4.    Штатив с лапкой и муфтой.

5.    5.    Спиртовка со спиртом.

6.    6.    Пробирка с пробкой и стеклянной трубкой.

7.    7.    Стакан с водой.

8.    8.    Спички.

 

Ход работы:

1.      1.      Для наблюдения расширения твердых тел, закрепить один конец стержня в лапку штатива, а другой конец плотно прижать сверху к булавке, положенной на деревянный брусок (см. рисунок).

 

 

2.      2.      Зажечь спиртовку, поднести к стержню и наблюдать за поведением стрелки.

Что наблюдали?

 

3.      3.      Убрать спиртовку, снова наблюдать за поведением стрелки.

Что наблюдали?

 

4.      4.      Для наблюдения расширения жидкости пробирку, наполненную водой и плотно закрытую пробкой с трубкой, зажать в лапке штатива и подставить под нее спиртовку.

5.      5.      Зажечь спиртовку, наблюдать за изменением уровня воды в трубке.

Что наблюдали?

 

6.      6.      Убрать спиртовку, наблюдать за изменением уровня воды в трубке.

Что наблюдали?

 

 

7.      7.      Для наблюдения расширения газов пользуются той же пробиркой. Оставив в трубке 1 - 2 капли воды, плотно закрывают пробирку пробкой с трубкой, стараясь не нагревать ее рукой и закрепляют в лапке штатива в горизонтальном положении.

8.      8.      Нагреть пробирку рукой, наблюдая за перемещением столбика жидкости в трубке.

Что наблюдали?

 

9.      9.      Прекратить нагревание, наблюдать за перемещением жидкости в трубке.

Что наблюдали?

 

10.  10.  Сделать вывод.

 

 

 

Контрольные вопросы:

 

1.      1.      В каком состоянии вещества тепловое расширение будет наибольшим?

 

 

2.      2.      На каком физическом явлении основано действие термометра?

 

 

3.      3.      Когда балалайку вынесли из теплого помещения на мороз, ее стальные струны стали более натянуты. Какой вывод можно сделать о различии в тепловом расширении стали и дерева?

 

 

Лабораторная работа № 4

Сравнение количеств теплоты при смешивании горячей и холодной воды.

 

Цель

Рекомендуемое оборудование:

1.         1.         Калориметр.

2.         2.         Термометр.

3.         3.         Чайник с горячей водой (один на класс).

4.         4.         Мензурка.

5.         5.         Стакан с холодной водой

6.         6.         Фильтровальная бумага.

 

 

Подготовительные вопросы

1. Напишите формулу по которой вычисляется количество теплоты, необходимое для нагревания тела.

 

2. В каких единицах измеряется количество теплоты?

 

 

3. Что представляет собой калориметр? Объясните его строение.

 

4. Каково его назначение калориметра в данной работе?

 

 

 

Ход работы:

 

1.      1.      Измерить температуру холодной воды (t₁°).

2.      2.      В мензурку налить 100 мл холодной воды.

3.      3.      Налить в калориметр горячую воду примерно до половины внутреннего стакана калориметра и измерить температуру горячей воды (t₂°).

4.      4.      Не вынимая термометра, влить в калориметр холодную воду и, осторожно помешивая смесь термометром, следить за понижением температуры. Когда изменение температуры станет незаметным записать показания термометра (t°).

5.      5.      Вынуть термометр из воды, протереть его и убрать в футляр.

6.      6.      Результаты измерений  занести в таблицу

 

 

 

m1 (кг)	t1°C	m2 (кг)	t2°C	t°C	const
					С	r

 

7.      7.      Измерить общий объем воды в калориметре (V₀) и рассчитать его массу(m₀).

       V₀ =

 Расчет:

         m₁ =

         m₀ =

8.      8.      Определить массу горячей воды

      m₂ = m₀ - m₁

      m₂ =   

Результаты вычислений занести в таблицу.              

9.      9.      Рассчитать количество теплоты, отданное горячей водой при охлаждении .

      Q₂ =

10.  10.  Рассчитать количество теплоты, принятой холодной водой

.

Q₁ =

11.  11.  Округлить результат расчета пунктов (9) и (10) до двух значащих цифр.

12.  12.  Сравнить полученные результаты.

 

Вывод:

 

 

 

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Назовите, какие тела приняли участие в теплообмене (в данной лабораторной работе).

 

 

2.      2.      Определите коэффициент полезного действия теплопередачи (К.П.Д.).

 

 

3.      3.      Как можно увеличить К.П.Д. теплопередачи.

 

Лабораторная работа № 5

Измерение удельной теплоемкости твердого тела.

 

Цель:___________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Рекомендуемое оборудование:

1.        1.        Весы и разновесы

2.        2.        Термометр

3.        3.        Калориметр

4.        4.        Цилиндр металлический

5.        5.        Чайник с кипящей водой (один на класс)

6.        6.        Фильтровальная бумага

7.        7.        ____________________________________________________________________________________________

 

Подготовительные вопросы

1. Что называется удельной теплоемкостью? В каких единицах измеряется?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Как рассчитывают количество теплоты, полученное телом при нагревании, выделяющееся при охлаждении?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. В чем заключается закон сохранения энергии для тепловых процессов?

 

 

Ход работы:

1.      1.      Взвесить внутренний сосуд калориметра (m_с).

2.      2.      Налить во внутренний сосуд калориметра холодной воды примерно до половины сосуда.

3.      3.      Взвесить внутренний сосуд калориметра с водой (m_св).

4.      4.      Собрать калориметр.

5.      5.      Измерить температуру холодной воды (t_в°C).

6.      6.      Из чайника с кипящей водой берут твердое тело и быстро погружают его во внутренний сосуд калориметра.

7.      7.      Осторожно размешать термометром воду в калориметре и следить за повышением температуры воды. Когда температура перестанет изменяться, записать ее значение (t°C).

8.      8.      Вынуть цилиндр из воды, осушить его и взвесить.

9.      9.      Результаты измерений записать в таблицу.

 

mс (кг)	mсв (кг)	tв (°С)	tц (°С)	t (°С)	mц (кг)	const
						Св	Сс
						4200

10.  10.  Рассчитать удельную теплоемкость цилиндра.

Расчет:

m_в = m_св – m_с    ;   m_в =

Уравнение теплового баланса:

с_с m_с (t - t_в) + с_в m_в (t - t_в) = с_цил m_ц (t_ц - t)

 ;   

 

11.  11.  Оценить погрешность измерения удельной теплоемкости.

 

         

             

 

12.  12.  Записать ответ в форме С = Сцил ± DС

 

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Каков физический смысл найденного значения удельной теплоемкости?

 

 

2.      2.      Влияет ли на результат эксперимента выбор материала, из которого сделан калориметр?

 

 

3.      3.      Как влияет масса холодной воды, налитой в калориметр на погрешность измерения удельной теплоемкости?

 

 

Лабораторная работа № 6

Наблюдение понижения температуры жидкости при ее испарении

Цель:

Рекомендуемое оборудование:

1.    1.    Термометр;

2.    2.    Кусочки ваты;

3.    3.    Флакон с водой и одеколоном.

 

 

Подготовительные вопросы

1. Что такое испарение?

 

2. От чего зависит интенсивность испарения?

 

 

Ход работы:

1.      1.      Обернуть «носик» термометра кусочком ваты и смочить его в жидкости.

2.      2.      Наблюдать за показанием термометра.

 

3.      3.      Проделать опыт еще раз, используя другую жидкость.

 

4.      4.      Проведите опыт изменив интенсивность испарения.

 

 

5.      5.      Сделать вывод.

 

 

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Почему температура испаряющейся жидкости понижается?

 

2.      2.      Как зависит понижение температуры испаряющейся жидкости от интенсивности испарения?

 

Лабораторная работа № 7

Опытная проверка закона Бойля-Мариотта

 

Цель:___________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Рекомендуемое оборудование:

1.    1.    Стеклянная трубка длиной 30 – 40 см;

2.    2.    Стакан с водой;

3.    3.    Линейка;

4.    4.    Барометр (один на класс);

5.    5.    Пластилин.

6.    6.     

 

Подготовительные вопросы

1. Какой процесс называют изотермическим

 

2. Сформулируйте закон Бойля-Мариотта.

 

 

 

Ход работы:

1.      1.      Измерить длину трубки (L).

2.      2.      Опустить трубку в стакан с водой (рис. 1) (состояние I).

3.      3.      Измерить длину воздушного столба (L₁).

4.      4.      Закрыть пластилином верхний конец трубки и вынуть трубку из стакана (рис. 2) (состояние II).

5.      5.      Измерить длину воздушного (L₂).

6.      6.      Вычислить длину столбика воды, оставшегося в трубке

                  (h = L – L₂).

7.      7.      Измерить по барометру величину атмосферного давления (P₁).

8.      8.      Результаты измерений занести в таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ п/п	L (мм)	L1 (мм)	L2 (мм)	h (мм)	P1 (Па)	constanta
						1000	9,8

9.      9.      Рассчитать давление воздуха в трубке в состоянии II (P₂ = P₁ - rgh)

               P₂ =

10.  10.  Рассчитать произведения  и .

                P₁ × L₁ =

                P₂ × L₂ =

 

11.  11.  Оценить погрешность опытной проверки закона Бойля-Мариотта.

             Погрешность:

              

 

12.  12.  Сделать вывод.

 

 

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Почему объем воздушного столбика в трубке можно заменить его длиной?

 

 

2.      2.      Докажите, что давление воздуха во втором состоянии можно рассчитать по формуле:

 

 

3.      3.      Какие факторы влияют на результат опытной проверки закона Бойля-Мариотта?

 

 

Тема:    Электромагнитные явления

 

Лабораторная работа №8

Сборка электрической цепи.

 

Рекомендуемые приборы:

1.      1.      источник питания,

2.      2.      лампочка на подставке,

3.      3.      ключ,

4.      4.      соединительные провода.

 

 

Подготовительные  вопросы.

           

1. Каково  назначение  источника тока  в  электрической  цепи?   

 

 

2. Из  каких  частей  состоит  электрическая цепь?

 

 

3. Нарисуйте, как на  схеме  изображают:              

                       а) источник  тока

 

                       б) электрическая лампа

 

                       в) ключ

 

Указание к работе.

1)                                                                                                      1)     В обращении с приборами не следует применять очень большую силу, однако все соединения должны быть надежными.

2)                                                                                                      2)     При составлении цепи следует начинать соединение от одного из зажимов источника тока и заканчивать другим зажимом.

3)                                                                                                      3)     При разборке цепи надо в первую очередь отключить соединительные провода от зажимов источника, иначе освобожденные концы проводов могут случайно соединиться, накоротко замкнуть источник и вывести его из строя.

4)                                                                                                      4)     Перед уборкой оборудования все провода надо выровнять и аккуратно сложить.

 

Ход работы

1. Разместите на столе приборы в той последовательности, в которой они указаны на схеме.

Схема опыта

 

 

 

 

 

 

2. Соедините с помощью проводов соединительный зажим источника тока с ключом, ключ с лампочкой, лампочку с отрицательным зажимом источника тока.
3. Закончив, соединение нажмите кнопку ключа, лампочка загорится.
4. Изменится ли накал лампы, если её перенести в другое место цепи?

 

 

5. Начертите схему такой электрической цепи.

 

6. Ответ подтвердите опытом.

 

 

 

Контрольные вопросы

1. Какую электрическую цепь называют замкнутой? разомкнутой?

 

2. Какие потребители электрической энергии использованы в данной работе? Какие превращения энергии в них происходили?

 

3. Что представляет собой электрический ток в данной работе?

 

4. Что принято за направление электрического тока?

 

Лабораторная работа №9

«Знакомство с амперметром

и измерение силы тока в различных участках цепи»

 

 

 

Рекомендуемые приборы:  

1)      1)      источник питания,

2)      2)      амперметр,

3)      3)      лампочка на подставке,

4)      4)      ключ,

5)      5)      соединительные провода

                                                         _______________________________

                                                         _______________________________

                                                         _______________________________

 

 Внимание! Нельзя присоединять амперметр к зажимам источника без какого-либо приемника тока, соединенного последовательно с амперметром. Можно испортить амперметр!

.

Подготовительные  вопросы.

     

1. Перечислите  приборы, которые  лежат  у  вас  на  столе

 

 

2. Как  на  схеме  обозначаются:

а. источник  тока-

 

б. лампочка -

 

в. амперметр -

 

Ход работы

 

                                I.                                      I.      Знакомство с амперметром.

1.1.Возьмите амперметр в руки, обратите внимание на знаки «+» и «-», подставленные у зажимов прибора.

 Внимание!

1)      1)      У источника тока «+» и «-» значки электрических зарядов, находящихся на его полюсах, а у амперметра – эти значки показывают способ его включения в цепь.

2)      2)      Горизонтальная стрелка на шкале амперметра показывает, что при измерении прибор  должен находится в горизонтальном положении.

3)      3)      Стрелка в нерабочем состоянии должна быть установлена точно на нулевом штрихе шкалы.

2.2.Определите цену деления шкалы амперметра.

ц.д. =

 

                             II.                                   II.      Сборка электрической цепи и измерение силы тока амперметром.

1. Соберите цепь по схеме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Измерьте силу тока на участке цепи между лампочкой и источником тока

=

3. Начертите схемы цепи, расположив амперметр а) между лампочкой и выключателем; б)  между выключателем и источником тока.

            а)                                                                     б)

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Повторите опыт по п/п 1 и 2.

=

=

5. Сравните результаты измерений силы тока в трех опытах.

 

6. Сделайте вывод.

 

 

 

 

Контрольные  вопросы:

 

1.      1.      В каких единицах градуируют шкалу амперметра?

 

 

2.      2.      Как можно проверить правильность показаний амперметра с помощью другого амперметра, точность которого проверена?

 

 

 

3.      3.      Одинаковую ли силу тока покажут измерительные приборы, если их включить в цепь так, как показано на схеме. Какой из них покажет силу тока более точно? Почему?

mA

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №10

«Знакомство с вольтметром

и измерение напряжения на различных участках цепи»

 

 

 

Рекомендуемые приборы:

1)      1)      источник питания,

2)      2)      вольтметр,

3)      3)      лампочка на подставке,

4)      4)      реостат,

5)      5)      резистор,

6)      6)      ключ,

7)      7)      соединительные провода.

 

       

Подготовительные  вопросы.

1. В каких  единицах  измеряется  напряжение?

 

2. Как  на  схеме  изображается  вольтметр?

 

 

3. Каковы  правила  включения   вольтметра  в  цепь?

 

 

Ход работы

 

1. Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника тока, резистора, лампочки, реостата, ключа, соединив все приборы последовательно.
2. Соберите электрическую цепь.
3. Замкните цепь, выведите реостат, убедитесь в наличии тока по накалу нити лампы (очень слабому).
4. Включите реостат  и приступите к измерению напряжения на различных участках цепи, для чего подготовьте к измерению вольтметр.

 

а) Определить цену деления на шкале вольтметра.

ц.д. =

 

б) К зажимам вольтметра присоедините два провода достаточной длины.

5. Добавьте в  схему электрической цепи вольтметр для измерения напряжения на зажимах лампочки, на зажимах резистора, на полюсах источника тока, на участке состоящего из резистора и лампочки.

Внимание! Для измерения напряжения на концах какого-либо участка только прикасаются наконечниками проводов то вольтметров не закрепляя их под зажимы.

6. Измерьте напряжение

1)      1)      на зажимах лампочки U₁ =

2)      2)      на зажимах резистора U₂ =

3)      3)      на зажимах реостата U₃ =

4)      4)      на зажимах  ключа U₄ =

5)      5)      на концах соединительных проводов U₅ =

6)      6)      на полюсах источника тока U₆ =

7)      7)      на участках, состоящих из:

a)      a)      резистора и лампочки U_1-2 =

b)      b)      лампочки и реостата U_1-3 = 

7. Сравните напряжения:

U_1-2  и сумму напряжений  U₁ + U₂ =

 

U_2-3 и сумму напряжений   U₂ + U₃ =

 

8. Сделайте вывод:

 

 

 

9. Чему равно напряжение U5 на концах соединительных проводов? Какой практический вывод можно сделать на основе полученного результата?

 

 

 

Лабораторная работа №11

«Изучение закона Ома для участка цепи»

 

 

 

Рекомендуемые приборы:

1)    1)    амперметр,

2)    2)    вольтметр,

3)    3)    источник питания,

4)    4)    набор резисторов,

5)    5)    провода соединительные.

 

 

Подготовительные  вопросы.

От  чего  зависит  сила  тока  в  цепи?

 

 

Как  включается   в  цепь: а) амперметр; б) вольтметр. Почему именно так?

 

 

Единицы  измерения  силы  тока,  напряжения?

 

 

Ход работы

Работа делится на две части.

       I.                    I.            Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи.

 

Амперметр ц.д.=

Вольтметр ц.д.=

 

 

1. Собрать электрическую цепь по схеме.
2. Замкнуть цепь и при помощи реостата довести напряжение на зажимах резистора до 1В, затем до 2В и до 3В.

3.      3.      Измерить соответственно силу тока. Результаты измерений занести в таблицу. (Сопротивление участка постоянное.)

 

Напряжение U, В	1	2	3	4	5
Сила тока I, А

 

 

4. По результатам измерений построить график зависимости силы тока от напряжения.

 

Сделать вывод.

 

 

 

 

 

 

 

    II.                 II.            Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи.

1. Собрать цепь по схеме 1, включив в нее резистор, сопротивлением 1 Ом.
2. При помощи реостата установить на концах участка напряжение 2В.
3. Измерить силу тока в цепи.
4. Повторить опыт дважды с резистором сопротивлением 2 Ом и 4 Ом, каждый раз устанавливая при помощи реостата напряжение 2В.
5. Результаты измерений занести в таблицу.

Постоянное напряжение  U = 2В.

 

Сопротивление участка R, Ом	1	2	3	4	5
Сила тока I, А

 

6. Построить график зависимости силы тока от сопротивления участка при постоянном напряжении.
7. Сделать вывод о зависимости силы тока от сопротивления.

 

 

 

 

 

 

8. Сделать вывод о том, соответствуют ли результаты работы закону Ома для участка цепи.

 

 

 

Лабораторная работа №12

«Измерение сопротивления проводника

с помощью амперметра и вольтметра»

 

Цель работы:

Рекомендуемые  приборы: 

1.      1.      источник  тока, 

2.      2.      проводник,  

3.      3.      реостат, 

4.      4.      ключ, 

5.      5.      амперметр, 

6.      6.      вольтметр.

 

 

 

Подготовительные   вопросы.

 

1. От  чего и как зависит  сила  тока  в  цепи?

 

 

2. Как  называется   эта  зависимость?

 

3. В  чем  причина  того,  что  проводник  оказывает  сопротивление  электрическому  току?

 

 

4. Чем  определяется  сопротивление  проводника?

 

 

5. Для  чего  в  цепь  включают   реостат?

 

 

6. Формула  для  вычисления  R:

 

 

 

Ход работы

1. Вычертите схему  электрической цепи, состоящую из источника тока, амперметра, проводника, реостата, ключа. К концам исследуемого проводника присоедините вольтметр.

 

2. Соберите цепь.
3. Определите цену деления приборов

a)      a)      амперметр  ц.д.=

b)      b)      вольтметр  ц.д.=

4. Поставьте скользящий контакт реостата в среднее положение, замкните цепь, измерьте  силу  тока.
5. Измерения повторите дважды при различных положениях скользящего контакта реостата.
6. Результаты измерений занесите в таблицу.

 

№ опыта	Сила тока I, А	Напряжение U, В	Сопротивление R, Ом
1
2
3

 

7. Используя закон Ома: (формула)

 

 

 вычислите сопротивление проводника по данным каждого опыта

 

R =

 

R₁ =                                          R₂ =                                           R₃ =

 

Результаты вычислений занесите в таблицу.

8. Сравните полученные результаты и сделайте вывод.

 

 

 

 

Контрольные вопросы.

1. Как на опыте проверить, верно ли на реостате указано значение его наибольшего сопротивления?

 

 

 

2. По графикам зависимости силы тока от напряжения для проводников I и II определите, какой из них обладает большим сопротивлением? Почему?

 

 

 

 

 

 

 

 Лабораторная работа №13

«Измерение работы и мощности тока в электрической лампе».

 

Цель работы:

 

 

Рекомендуемые приборы:

1)      1)      амперметр,

2)      2)      вольтметр,

3)      3)      источник питания, ключ замыкания,

4)      4)      реостат,

5)      5)      лампочка на подставке,

6)      6)      часы с секундной стрелкой,

7)      7)      провода соединительные.

 

 

Подготовительные  вопросы.

1. Как  определить  работу  электрического  тока?

 

2. В  каких  единицах   измеряется    работа?

 

3. Как   определить  мощность  электрического  тока?

 

4. В каких  единицах  измеряется  мощность?  

 

5. Какие приборы   необходимо  иметь, чтобы  определить:

 

 

Ход работы:

1. Определите цену деления приборов:

амперметр   ц.д.=

вольтметр   ц.д.=

 

2. Начертите схему цепи, состоящей из источника тока, ключа, реостата, лампочки, амперметра и вольтметра, измеряющего напряжение на лампочке.

 

3. Соберите электрическую цепь.
4. Замкните цепь и регулируйте яркость свечения лампочки реостатом.
5. Когда напряжение достигнет 3,6В, определите силу тока и начинайте отсчет времени.
6. Результаты измерения

U=

I=

t=

7. Вычисления:

P=IU,           P=

A=IUt,         A=

                                                                                               

5. Проверьте, совпадают ли полученное значение мощности, с мощностью, указанной на лампе

а) совпадают

б) не совпадают, объяснить, почему нет совпадения.

 

Дополнительное задание

1. Ответьте на вопрос: останется ли постоянной мощность электрической лампочки при изменении напряжения на ней.

а) да                              б) нет

2. Правильность ответа проверьте на опыте. Объясните полученный результат.

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №14

«Изучение последовательного соединения проводников»

 

Цель работы:

 

Рекомендуемые приборы:

1)      1)      источник питания,

2)      2)      два проволочных резистора,

3)      3)      реостат,

4)      4)      ключ замыкания тока,

5)      5)      соединительные провода,

6)      6)      амперметр,

7)      7)      вольтметр.

 

                   

Подготовительные   вопросы.

1.      1.      Закон Ома.

 

2.      2.      Какое  соединение  называется   последовательным?

 

3.      3.      Запишите законы последовательного соединения проводников

 

 

 

4.      4.      Единицы измерения-

a)      a)      силы   тока 

 

 

Ход работы.

 

1.      1.      Начертите схему цепи, состоящей из последовательно соединённых: источника тока, ключа, реостата, амперметра, двух проволочных резисторов.

 

2.      2.      Соберите цепь по схеме.

3.      3.      Определите цену деления приборов

Амперметр  Ц.Д.=

Вольтметр   Ц.Д.=

4.      4.      С помощью реостата регулируйте силу тока в цепи, так, чтобы показание амперметра соответствовало бы целому числу делений.

5.      5.      Измерьте силу тока в цепи

     I =

6.      6.      Присоедините два свободных провода к клеммам вольтметра.

7.      7.      Прикоснитесь наконечниками проводов, идущих от вольтметра, к концам первого и второго резисторов.

U₁ =                                   U₂ =

8.      8.      Сумма  напряжений U₁ + U₂ =

9.      9.      Измерьте напряжение на участке, состоящем из двух резисторов, R₁ и R₂

U_1-2 =

10.  10.  Сравните полученные значения (U₁ + U₂)  и   U_1-2

 

11.  11.  Сделайте вывод

 

 

12.  12.  Зная, что сила тока в различных последовательно соединенных участках цепи одинакова I₁=I₂=I, определим сопротивление каждого резистора и сопротивление участка цепи из двух резисторов

Формулы для вычисления:                                Вычисления:

R₁=                                                           R₁=

R₂=                                                           R₂=

R_1-2=                                                         R_1-2=

                          R₁+ R₂=

 

13. Сравните полученные результаты:  (R₁+ R₂) и R_1-2

 

 

 

14. Сделайте вывод

 

 

 

 

 

Контрольные вопросы:

1.                                          1.      Как изменятся показания амперметра и вольтметра при перемещении ползунка реостата вверх? вниз?

 

 

 

 

 

2.                                          2.      Ученик по ошибке включил вольтметр вместо амперметра при измерении величины тока в лампе. Что при этом произойдет с накалом нити лампы? Почему?

 

 

 

3.                                          3.      Ученик по ошибке включил амперметр вместо вольтметра при измерении напряжения на горящей лампе. Объясните, что произошло с величиной силы тока в цепи.

 

 

Лабораторная работа №15

«Изучение параллельного соединения проводников»

 

Цель работы:

Рекомендуемые приборы:

1)      1)      источник питания,

2)      2)      два проволочных резистора,

3)      3)      реостат,

4)      4)      ключ замыкания тока,

5)      5)      соединительные провода,

6)      6)      амперметр,

7)      7)      вольтметр.

Подготовительные  вопросы.

 

1.      1.      Закон Ома для участка цепи.

 

2.      2.      Как используя закон Ома определить сопротивление проводника?

 

3.      3.      Какое  соединение  называется  параллельным?

 

4.      4.      Что можно сказать о напряжении при  параллельном  соединении проводников

 

5.      5.      Единицы  измерения: силы  тока, напряжения, сопротивления.

 

 

Ход работы.

1. 
   Соберите цепь по схеме

 

2. С помощью реостата регулируйте силу тока в цепи, так, чтобы показание амперметра соответствовало бы целому числу делений

                          I=

3. Переключите амперметр из основного участка, в ветви

a)      a)      с резистором  R₁, определите силу тока     I₁=                                        

b)      b)      с резистором  R₂ , определите силу тока     I₂=

4. Сравните числовые результаты. Сделайте вывод:

 

 

5. Измеряем  вольтметром напряжение между точками  а и в:

                                 U=

6. По закону Ома вычисляем сопротивление группы параллельно соединенных проводников:

a)      a)      R₁=

b)     b)     R₂=

c)      c)     R_общ=

7. Сравните полученные результаты.

 

 

8. Сделайте вывод:

                     При параллельном соединении:

а) сила тока …….

б) напряжение …..

в) сопротивление……

 

Контрольные вопросы:

1.                                                                                          1.      Проволоку сопротивлением 80 Ом разрезали на 4 равные части и полученные части скрутили вместе. Определите сопротивление образовавшейся проволоки.

 

 

 

2.                                                                                          2.      На рисунке изображены 2 схемы для измерения сопротивления R. Какую из них следует предпочесть когда измеряемое сопротивление велико? Когда оно мало?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №16

«Изучение магнитного поля проводника с током»

 

Цель работы:

 

Рекомендуемые приборы:

1.      1.      источник питания,

2.      2.      ключ,

3.      3.      компас,

4.      4.      моток проволочный,

5.      5.      экран с вырезом,

6.      6.      коробка – сито с железными опилками,

7.      7.      соединительные провода.

 

 

Подготовительные  вопросы:

1.      1.      Где возникает магнитное поле?

 

2.      2.      Как можно обнаружить магнитное поле?

 

3.      3.      Как  ведёт  себя  магнитная  стрелка  вблизи  проводника, когда  по  нему  пропускают  электрический  ток?

 

 

Ход работы

1. Вставим проволочный моток в вырез картонного экрана и через ключ соединим с источником тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. С помощью сита насыпьте на экран опилки.
3. Замкните цепь, на экране получится четкий магнитный спектр.
4. Разомкните цепь, зарисуйте магнитный спектр кругового тока, покажите направление тока в мотке (по полюсам источника тока).
5. Замкните цепь, поднесите к экрану кампос, стрелка компаса расположится вдоль магнитных силовых линий в направлении с юга на север, это направление укажите на рисунке.
6. Сопоставьте два найденных направления: тока и силовых линий магнитного поля с направлениями поступательного и вращательного движения винта.
7. Сделайте вывод

 

 

 

Контрольные вопросы

1. Изменится ли магнитный спектр кругового тока, если изменить направление тока?

 

2. Изменится ли направление магнитных силовых линий, если изменить направление тока?

 

3. Проверьте опытным путем правильность ответов на вопросы 1 и 2.

 

 

Лабораторная работа №17

«Сборка и испытание электромагнита»

 

Цель работы:

 

Рекомендуемые приборы:

1)      1)      источник питания,

2)      2)      ключ,

3)      3)      две катушки с железным сердечником,

4)      4)      компас,

5)      5)      основание электромагнита,

6)      6)      кольцо от штатива,

7)      7)      соединительные провода.

 

 

Подготовительные   вопросы.

1.      1.      Что называется электромагнитом?

 

2.      2.      Назовите   полюса  катушки, если  по  ней   пропущен электрический  ток?

 

3.      3.      Магнитные  свойства  катушки зависят:

 

 

Ход работы

1. На железной пластинке, являющейся основанием электромагнита, установите две катушки.
2. Начертите схему цепи, состоящей из последовательно соединенных источника тока, ключа, катушки.

 

3. Соберите цепь.
4. Замкнув цепь, поднесите к катушкам компас, определите положение магнитных полюсов катушек.
5. Проверьте действие электромагнита на:

а) стальные

 

б) медные

 

в) алюминиевые предметы

 

Сделайте вывод

 

 

6. Используя реостат, измените силу тока в цепи, наблюдайте действие электромагнита на стрелку компаса.

 

 

Сделайте вывод

 

 

 

Контрольные вопросы

3.      3.      В  каком  случае  катушка ведёт  себя  как  магнит?

 

 

4.      4.      Какими  способами  можно  усилить  магнитное  действие  катушки  с током?

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №18

«Изучение свойств постоянных магнитов»

 

Цель работы:

Рекомендуемые приборы:

1)      1)      два полосовых магнита,

2)      2)      дугообразный магнит,

3)      3)      деревянные цилиндрики,

4)      4)      кусочки железной проволоки,

5)      5)      картон,

6)      6)      белая бумага.

 

 

Подготовительные   вопросы.

                        

 

1.      1.      Постоянный  магнит  это:

 

2.      2.      Назовите  полюса  магнита

 

3.      3.      Сделайте  рисунок  расположения  магнитной  стрелки  вблизи  магнита.

 

 

 

 

4.      4.      Как  ведёт  себя  магнитная  стрелка, если  к  ней  поднести  магнит?

 

 

Ход  работы:

 

1.      1.      Положите полосовой магнит на стол, поднесите к нему гвоздь, карандаш, бумагу, стекло, резину. То же проделайте с дугообразным магнитом. Притягиваются ли к магниту эти предметы? Какие?

 

2.      2.      Какие места магнита сильнее притягивают железные предметы? 

а) полюса                                            б) нейтральная зона

 

3.      3.      Положите прямой магнит на два деревянных цилиндрика, ими могут быть два карандаша. Приближайте к одному из его полюсов другой такой же магнит сначала одним, потом другим концом.

Как ведет себя первый магнит? 

а) в первом случае

 

б) во втором случае

4.      4.      Как располагается магнитная стрелка компаса, если его размещать в разных местах вблизи магнита?

 

 

 

Контрольные вопросы.

1.      1.      Что будет наблюдаться, если к двум рядом висящим кусочкам проволоки (гвоздям, швейным иглам), поднести полюс магнита?

 

Ответ объясните и проверьте опытом.

 

2.      2.      Разноименные полюса полосовых магнитов, к которым притянулись гвозди, привели в сопротивление. Объясните наблюдаемые явления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.      4.      Проверьте, будет ли магнит притягивать кусочки проволоки, или гвозди через картон, стекло, жесть, алюминий.

          Сделайте вывод.

 

 

Лабораторная работа №19

«Наблюдение явления электромагнитной индукции»

 

Цель работы:

Рекомендуемые приборы:

1)      1)      катушка от электромагнита,

2)      2)      магнит,

3)      3)      миллиамперметр,

4)      4)      источник тока,

5)      5)      ключ,

6)      6)      набор проводов.

 

 

Подготовительные   вопросы.

                        

 

1.      1.      В чем заключается явление электромагнитной индукции?

 

2.      2.      Как направлен индукционный ток в контуре?

 

3.      3.      В чем состоит научное значение открытия явления электромагнитной индукции?

 

 

Ход  работы:

 

1.       1.       Поставьте опыты, демонстрирующие различные способы возбуждения в катушке индукционного тока. (Используйте имеющееся у вас оборудование)

2.       2.       Сделайте зарисовки каждого опыта и дайте им объяснения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.       3.       Пронаблюдайте за величиной возникающего индукционного тока. Для этого повторите проделанные опыты изменяя скорость движения магнита.

4.       4.       Сформулируйте вывод, от чего зависит величина индукционного тока.

 

 

 

5.       5.       Сформулируйте вывод, от чего зависит направление индукционного тока.

 

 

 

Контрольные вопросы:

1. Действие каких устройств основано на явлении электромагнитной индукции. Опишите принцип действия этих устройств.

 

 

 

 

2. На рисунке изображен проводник с током и рамка ABCD. Возникнет ли индукционный ток в рамке ABCD, если:

а) она неподвижна;

б) выключить ток в проводнике;

в) перемещать рамку в плоскости рисунка вправо;

г) вращать рамку вокруг оси ОО’;

д) вращать рамку вокруг оси AB.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Енюшкина Е. А.

 

 

 

 

 

 

 

ТЕТРАДЬ

ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 ПО ФИЗИКЕ

ученика 9____  класса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород

2004

Измерения и вычисления

Расчет погрешности измерений

Выполнение лабораторных работ связано с измерением различных физических величин и последующей обработкой их результатов.

   Измерение ― нахождение значения физической величины опытным путем с помощью средств измерения.

   Прямое измерение — определение значения физической величины непосредственно средствами измерения.

   Косвенное измерение — определение значения физической величины по формуле, связывающей ее с другими физическими величинами, определяемыми прямыми измерениями.

   При любом измерении всегда неизбежна большая или маленькая погрешность.

   Максимальная абсолютная погрешность(Δ) — предельное значение погрешности.

   Для оценки точности измерения надо знать, какую часть измеряемой величины составляет максимальная абсолютная погрешность, допущенная при измерении, это число называется максимальной относительной погрешностью(e).

 

Пусть  А, В, С,…— физические величины

            А_пр — приближённое значение физической величины, то есть значение                          полученное путем прямых или косвенных измерений.

            ΔА — абсолютная погрешность измерения физической величины.

            ε_А — относительная погрешность измерения физической величины.

ε_А = *100%

ΔА (в большинстве случаев) равна цене деления прибора.

ΔА обычно округляют до одной значащей цифры:

ΔА = 0,17 » 0,2.

А_пр округляют так, чтобы его последняя цифра оказалась в том же разряде, что и цифра погрешности:

А_пр= 10,332 » 10,3.

Относительная погрешность косвенных измерений определяется с помощью формул:

 

 

Абсолютная погрешность косвенных измерений

∆А = ε_А* А_пр

(e- выражается десятичной дробью)

 

Ответ записывается в форме:         А = А_пр ±  ΔА

Лабораторная работа № 1

Изучение свободных колебаний груза на пружине

 

Цель работы:

 

Рекомендуемое оборудование:

1.    1.    штатив с муфтой и лапкой;

2.    2.    динамометр;

3.    3.    груз;

4.    4.    полоска бумаги.

_____________________________________________

_____________________________________________

 

Подготовительные вопросы

1. Что называется колебанием?

 

2. Какие колебания называются свободными?

 

 

3. Каковы условия возникновения колебаний?

 

 

 

Ход работы

1.      1.      Закройте шкалу динамометра полоской бумаги.

2.      2.      Укрепите динамометр в лапке штатива.

3.      3.      Подвесьте к пружине динамометра груз и отметьте положение указателя – положение равновесия (0).

4.      4.      Выведите маятник из положения равновесия, немного растянув пружину, отметьте новое положение указателя (А).

5.      5.      Отпустите маятник, наблюдайте за его движением.

6.      6.      Закончите рисунки 1—6, указав на каждом:

а)  вектор скорости;

б)  вектор ускорения;

в)  вектор силы, возвращающей маятник в положение равновесия.

 

 

7.      7.      Отметьте на рисунке амплитуду колебания.

8.      8.      Заполните таблицу, в которой отметьте, как изменялись скорость, ускорение, сила, смещение маятника от положения равновесия, потенциальная и кинетическая энергия в процессе колебания.

 

Характе-ристики	1	1→2	2	2→3	3	3→4	4	4→5	5
X
Vx
ax
Fx
Ep
Ek

 

 

Вывод:

 

 

 

 

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Какой доле периода соответствуют моменты времени, в которые указаны положения маятника на рисунках:  2, 3, 4, 5, 6?

 

 

 

2.      2.      Почему амплитуда колебания маятника уменьшается с течением времени?

 

 

 

Лабораторная работа № 2

Изучение свободных колебаний математического маятника

 

Цель работы:

Рекомендуемое оборудование:

1.  штатив с муфтой и кольцом;

2.  шарик на нити;

_____________________________________________

_____________________________________________

 

Подготовительные вопросы

1. Что называется математическим маятником? (Какими должны быть нить и подвешенный к ней груз?)

2. Какие силы действуют при движении математического маятника?

 

3. Чем определяется потенциальная и кинетическая энергия математического маятника?

 

 

Ход работы

 

1.      1.      Соберите установку (см. рис.)

2.      2.      Отклоните маятник от положения равновесия (·) О

3.      3.      Отпустите маятник и наблюдайте за его движением

4.      4.      Закончите рисунки: укажите вектора линейной скорости маятника, тангенциального ускорения, тангенциальной составляющей силы тяжести.

 

 

 

 

 

5.      5.      Заполните таблицу в которой отметьте, как изменялась линейная скорость; тангенциальное ускорение; сила, возвращающая маятник в положение равновесия; потенциальная и кинетическая энергия в процессе колебания

 

характеристики	1	1→2	2	2→3	3	3→4	4	4→5	5
X
Vt
at
mgt
Ep
Ek

 

 

Вывод:

 

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      В каком случае длина дуги ОА равна длине дуги ОВ?

 

2.      2.      Чему равна тангенциальная составляющая силы реакции нити?

 

3.      3.      Имеет ли маятник ускорение при прохождении им положения равновесия (×) О? Как направлен вектор ускорения, если оно есть?

 

 

4.      4.      По какой траектории будет двигаться шарик маятника, если пережечь нить маятника в тот момент, когда шарик проходит положение равновесия? Почему?

 

 

 

 

Лабораторная работа № 3

Измерение периода колебаний тела на пружине

 

Цель работы

Рекомендуемое оборудование:

1.    1.    штатив с муфтой и лапкой;

2.    2.    динамометр;

3.    3.    набор грузов;

4.    4.    линейка;

5.    5.    часы с секундной стрелкой.

_____________________________________________

_____________________________________________

 

Подготовительные вопросы

1. Сформулируйте закон Гука.

 

2. Что называется периодом колебания маятника?

 

 

3. Выведите формулу для определения частоты колебаний тела скрепленного с пружиной.

 

 

Ход работы

1.      1.      Закрепите динамометр в лапке штатива.

2.      2.      Подвесьте к крючку динамометра груз.

3.      3.      Измерьте величину удлинения пружины и величину силы упругости, действующей на груз.

4.      4.      Вычислите коэффициент жесткости пружины, используя закон Гука.

         

k=                                               k= 

 

5.      5.      Выведите маятник из положения равновесия и подсчитайте число полных колебаний маятника (n) за 30 секунд (t).

                               n₁ =

6.      6.    Определите период колебания маятника по формуле:

                              Т₁=

 

7.      7.      Подвесьте к крючку динамометра два груза и повторите задания (п. 5) и (п. 6)

                               n₂ =

 

                              Т₂=

 

8.      8.      Сравните отношение квадратов периодов ; и масс ,

                        =                                     =

сделайте вывод о зависимости периода колебаний маятника от его массы.

 

 

9.      9.      Рассчитайте период колебания маятника по формуле:  для

 m₁=0,1 кг           Т₁=

 

 m₂=0,2 кг            Т₂=

 

10.  10.  Сравните результаты измерения периода маятника по пункту 6 и пункту 9:

 

11.  11.  Вычислите абсолютную погрешность при измерении периода.

 

(п.6)     DT  =

 

(п.9)            

 

12.  12.  Запишите ответ по форме T=T_пр ± DT .

 

                                                    Т=

Вывод:

 

 

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Как можно изменить жесткость пружины динамометра

 

2.      2.      Какой способ определения периода колебаний маятника дает меньшую погрешность?

 

3.      3.       Как изменится период колебаний груза, если взять не одну, а две одинаковых пружины и соединить их:

a)      a)      Последовательно;                              b)   Параллельно.

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа № 4

Изучение зависимости периода колебаний от параметров системы (на примере математического маятника)

 

Цель работы:

 

Рекомендуемое оборудование:

1.    1.    штатив с муфтой и кольцом;

2.    2.    измерительная лента;

3.    3.    шарики диаметром 25 мм - 2 шт.(пластиковый и металлический) на нити длиной 800 – 1000 мм;*

4.    4.    часы с секундной стрелкой

_____________________________________________

_____________________________________________

* Примечание: Вместо шариков можно взять любые 2 тела одинаковой формы; одно тяжелое, другое легкое.

 

Подготовительные вопросы

1.      1.      Какие колебания называются гармоническими?

 

 

2.      2.      При каких отклонениях от положения равновесия колебания маятника будут гармоническими?

 

3.      3.      Что такое период колебания?

 

Ход работы

1.      1.      Закрепите маятники одинаковой длины на штативе (см. рис.)

2.      2.      Выведите маятники из положения равновесия и подсчитайте число полных колебаний (n) за 30 с (t).

3.      3.      Определите период колебаний маятников:     

Тяжелого маятника  Т_т= 

                                                                                                     Легкого маятника   Т_л=

 

Сравните периоды колебаний маятников:

 

 

4.      4.      Снимите один из маятников, а у оставшегося маятника уменьшите длину в два раза  

5.      5.      Выполните задания (п.2) и (п.3). Результаты измерений и вычислений занести в таблицу

6.      6.      Уменьшите длину маятника еще в два раза  

7.      7.      Выполните задания (п.2) и (п.3). Результаты измерений и вычислений занести в таблицу

№ п/п	Железный шарик (тяжелое тело)				Пластмассовый шарик (легкое тело)
	Длина  маятника (м)	t (с)	n	T (с)	Длина  маятника (м)	t (с)	n	T (с)
1.		30				30
2.
3.

 

8.      8.      Вычислите квадраты периодов маятников разных длин:

Т₁²=____________________________

Т₂²=____________________________

Т₃²=____________________________

9.      9.      Вычислите отношения квадратов периодов  и длин маятников

=                                                     =

=                                                       =      

10.  10.  Сравните полученные результаты (поставьте знак )

 

    *     ;

 

 

 

 

Вывод:

 

 

 

 

 

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Как изменится период колебаний качелей, если на них вместо одного человека сядут двое?

 

 

2.      2.      Как изменится период колебаний качелей, если, сидящий на них человек, встанет на сиденье?

 

 

3.      3.      Как изменится период колебаний маятника, если его перенести из воздуха в воду или вязкое масло? Почему?

 

 

 

Лабораторная работа № 5

Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника

 

Цель работы:

 

 

Рекомендуемое оборудование:

1.    1.    штатив с муфтой и кольцом;

2.    2.    шарик на нити длиной около 1м;

3.    3.    измерительная лента;

4.    4.    часы с секундной стрелкой

_____________________________________________

_____________________________________________

 

Подготовительные вопросы

1. Запишите формулу для вычисления периода колебания математического маятника.

 

 

2. Получите формулу для вычисления ускорения свободного падения.

 

 

3. От чего зависит ускорение свободного падения?

 

 

 

Ход работы

 

1.      1.      Установите штатив на краю стола.

2.      2.      Соберите установку (см. рисунок).

3.      3.      Измерьте длину маятника.

4.      4.      Выведите маятник из положения равновесия, отклонив его в сторону на 5-8 см и отпустить его.

5.      5.      Подсчитайте число полных колебаний (n) за время (t) равное 1-1,5 мин. Результаты занесите в таблицу.

 

 

№ п/п	l (м)	Δl (м)	n	t (c)	Δt (c)
1						10

 

 

6.      6.      Рассчитайте  ускорение свободного падения

 

                      g_пр=    

 

7.     7.     Рассчитайте относительную и абсолютную погрешности измерения "g":

 

          ε_g = ;          ε_g =

 

          ∆g = g_пр* ε_g  ;             ∆g =

 

8.     8.     Запишите ответ в виде :      g = g_пр ∆g

 

                                               g =

 

Контрольные вопросы:

 

1.      1.      Какие величины, входящие в формулу по расчету "g", изменятся при изменении длины маятника?

 

 

2.      2.      Как можно уменьшить погрешность при измерении "g"?

 

 

 

3.      3.      Как будут идти часы с секундным маятником установленным для Нижнего Новгорода, если их перенести на полюс? На экватор?

 

 

 

Лабораторная работа № 6

Наблюдение распространения волн на поверхности воды

 

Цель:   

 

Рекомендуемое оборудование:

1.      1.      Стакан колориметра с водой

2.      2.      Пипетка медицинская

3.      3.      Спички

4.      4.      __________________________________________

5.      5.      __________________________________________

6.      6.      __________________________________________

 

Подготовительные вопросы

1. Что такое волна?

 

2. Какие волны называются продольными? Поперечными?

 

 

3. В каких средах могут возникать и распространяться продольные волны? Поперечные волны?

 

4. Что называется фронтом волны?

 

 

 

Ход работы:

1.      1.      Пронаблюдайте распространение волн на поверхности воды, возбуждая их каплями, падающими из пипетки. ( Для лучшей видимости волн расположите стакан так, чтобы поверхность воды была освещена светом от окна, а глаз - на пути отраженного света.)

2.      2.      Ответьте на вопросы:

а) Какие волны (продольные или поперечные) образуются на поверхности воды?

________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) Какую форму имеет фронт волны от точечного источника колебаний?

________________________________________________________________________________________________________________________________________

в) Изменяется ли форма фронта волны после отражения?

      _____________________________________________________________________

3.      3.      Положите на середину поверхности воды кусочек спички так, чтобы он расположился по направлению распространения волны.

4.      4.      Возбудите волну, капая воду из пипетки у стенки стакана.

5.      5.      Ответьте на вопрос: перемещается ли спичка в горизонтальном направлении при распространении волн?

 

      Почему? 

 

 

 

Контрольные вопросы

1.      1.      Что общего между поперечными и продольными волнами?

 

 

2.      2.      В каком направлении смещаются частицы А и Б если  - вектор скорости распространения.

 

Лабораторная работа № 7

Измерение главного фокусного расстояния и оптической силы собирающей линзы.

 

Цель

 

Рекомендуемое оборудование:

1.      1.      Собирающая линза.

2.      2.      Экран.

3.      3.      Линейка.

4.      4.      _____________________________________________

5.      5.      _____________________________________________

6.      6.      _____________________________________________

 

Подготовительные вопросы

1. Какая линза является собирающей?

 

2. Что называется фокусом линзы?

 

3. Что называется оптической силой линзы?

 

 

Ход работы:

1.      1.      С помощью линзы получить на экране четкое изображение предметов (ветки дерева, …), находящихся за окном на расстоянии во много раз больше фокусного расстояния линзы.

2.      2.      Постройте изображение предмета:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.      3.      Измерить расстояние от линзы до экрана, тем самым определить фокусное расстояние линзы.

                                       F=

4.      4.      Рассчитать оптическую силу линзы:

                   .         D =

5.      5.      Оценить погрешность измерения.

 

 

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Докажите, что при удалении предмета на расстояние d>>F, изображение его получается в фокальной плоскости линзы.

 

 

 

2.      2.      Для какой линзы: короткофокусной или длиннофокусной, данный метод определения фокусного расстояния более надежен?

 

 

3.      3.      Как еще можно определить фокусное расстояние линзы?

 

 

4.      4.      Изменится ли, если да, то как, фокусное расстояние линзы если ее поместить в воду?

 

 

5.      5.      У какой из этих линз больше главное фокусное расстояние? Подтвердите ответ построением.

 

 

 

Лабораторная работа № 8

Измерение увеличения лупы.

 

Цель:

 

 

Рекомендуемое оборудование:

1.      1.      Лента измерительная.

2.      2.      Линейка.

3.      3.      Линза собирающая, короткофокусная.

4.      4.      Сетка миллиметровая на стекле.

5.      5.      ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­___________________________________________

6.      6.      ___________________________________________

7.      7.      ___________________________________________

 

Подготовительные вопросы

1.      1.      Где надо расположить предмет, чтобы собирающая линза работала как лупа?

 

2.      2.      Построить изображение предмета, даваемое лупой.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.      3.      Дайте характеристику изображения.

 

 

Ход работы:

1.      1.      Установить на столе собирающую линзу, а за ней - вертикально измерительную линейку.

2.      2.      Глаз приблизить, на сколько возможно, к линзе и, передвигая линейку вдоль оптической оси, добиться четкого изображения делений шкалы.

3.      3.      За линейкой на главной оптической оси линзы поставить миллиметровую сетку на подставке, постепенно передвигая ее вдоль главной оптической оси линзы, добиваясь исчезновения смещения изображения шкалы линейки относительно делений сетки.

В этом случае мнимое изображение шкалы линейки и сетка окажутся в одной плоскости и будут находиться от наблюдателя на расстоянии наилучшего зрения (d₀ - для нормального глаза 25 см).

4.      4.      Определить, скольким делениям сетки (n₂) соответствует 2-3 деления (n₁) на шкале линейки.

5.      5.      Вычислить увеличение лупы: .

6.      6.      Обсчет повторить несколько раз, вычисляя среднее значение увеличения лупы.

7.      7.      Заполнить таблицу результатов измерений и вычислений.

8.      8.      Записать ответ в форме: .

 

№ п/п	n1	n2	Г	Гср	ΔГ	ΔГср

 

Расчет:

1.      1.      Г₁ =                                                       Г₃ =

Г₂ =                                                       Г₄ =

…

 

2.      2.      Г_ср = ----------------------------

 

 

3.      3.      ΔГ_N = |Г_N - Г_ср|

ΔГ₁ =                                                            ΔГ₃ =

ΔГ₂ =                                                            ΔГ₄ =

…

 

4.      4.      ΔГ_ср = ----------------------------

 

Ответ:

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Какая из этих луп даст большее увеличение? Почему?

 

 

2.      2.      Предложите другой способ определения увеличения лупы.

 

 

3.      3.      Рассматривая предмет через лупу, глаз лучше располагать ближе к лупе. Почему?

 

Лабораторная работа № 9

Сборка модели микроскопа

 

Цель:

 

Рекомендуемое оборудование:

1.        1.        Вогнутое зеркало с наклеенной буквой.

2.        2.        Короткофокусная собирающая линза.

3.        3.        Длиннофокусная сбирающая линза.

4.        4.        Сетка миллиметровая на стекле.

5.        5.        Желоб.

6.        6.        __________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подготовительные вопросы:

1.      1.      Начертить ход лучей в микроскопе.

 

 

 

 

 

 

 

2.      2.      Выведите формулу по расчету увеличения микроскопа: ,

где δ - расстояние между объективом и окуляром; d₀ - расстояние наилучшего зрения.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ход работы:

 

1.      1.      Вдоль желоба установить короткофокусную линзу (объектив) около хорошо освещенной буквы на расстоянии немного большем фокусного.

2.      2.      Перемещая вдоль желоба сетку, получить на ней действительное, увеличенное изображение буквы.

3.      3.      Рассматривать полуденное изображение через длиннофокусную линзу (окуляр), как через лупу.

 

Контрольные вопросы:

1.                  1.    Как влияют на увеличение микроскопа значения фокусных расстояний объектива и окуляра.

 

2.    2.    Охарактеризуйте изображение, полученное при помощи микроскопа.

 

 

Лабораторная работа № 10

Наблюдение дисперсии света с помощью призмы.

 

Цель:

Рекомендуемое оборудование:

 

1.    1.    Плоскопараллельная пластинка со скошенными гранями.

2.    2.    Экран со щелью.

3.    3.    _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Подготовительные вопросы

1. Нарисуйте ход луча в треугольной призме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Объясните преломление луча на границах.

 

3. Что называется показателем преломления?

 

 

Ход работы:

1.      1.      Возьмите в одну руку экран со щелью, в другую - пластинку.

2.      2.      Экран расположите вертикально на фоне окна или горящей лампы на расстоянии 30 - 40 см от глаза, а пластинку горизонтально перед глазом.

3.      3.      Посмотрите через скошенные грани пластинки на освещенную щель в экране. Слегка поворачивая пластинку вокруг вертикальной оси, добейтесь наибольшей яркости видимого цветного изображения щели.

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Какие цвета и в каком порядке видны в изображении щели? (Можно показать на рисунке)

 

 

 

 

 

 

 

2.      2.      Свет какого цвета больше преломляется в призме?

 

 

3.      3.      Что можно сказать о зависимости показателя преломления стекла от цвета света?

 

 

Лабораторная работа № 11

Изучение треков заряженных частиц по фотографиям.

 

Цель:

Рекомендуемое оборудование:

1.        1.        Фотография треков протона и неизвестной заряженной частицы;

2.        2.        Линейка;

3.        3.        Карандаш;

4.        4.        Калька или прозрачная пленка.

5.        5.        ________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Ход работы:

1.      1.      Перевести на кальку с фотографии треки частиц.

2.      2.      Измерить радиусы кривизны треков на их начальных участках.

Метод измерения радиусов кривизны треков (рис. 1).

·         ·        Наложить на фотографию кальку и перевести на нее трек.

·         ·        Вычертить на кальке две хорды на начальных участках треков.

·         ·        Восстановить срединные перпендикуляры к хордам. Точка пересечения перпендикуляров – центр окружностей.

·         ·        Измерить радиусы окружностей.

 

 

 

3.      3.      Сравнить удельные заряды частиц, используя формулу:

,

если известно, что начальные скорости частиц одинаковы и перпендикулярны краю фотографии, а трек I принадлежит протону.

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольные вопросы:

1.      1.      Как направлена сила Лоренца, действующая на частицу в магнитном поле, в начальной точке трека?

 

 

2.      2.      Как направлен вектор магнитной индукции относительно плоскости фотографии?

 

3.      3.      Каков знак заряда неизвестной частицы?

 

 

4.      4.      Почему радиусы кривизны на разных участках трека одной и той же частицы различны?