Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Лабораторная работа по физике "Изучение законов математического маятника"

Лабораторная работа по физике "Изучение законов математического маятника"

В ПОМОЩЬ УЧИТЕЛЮ ОТ ПРОЕКТА "ИНФОУРОК":
СКАЧАТЬ ВСЕ ВИДЕОУРОКИ СО СКИДКОЙ 86%

Видеоуроки от проекта "Инфоурок" за Вас изложат любую тему Вашим ученикам, избавив от необходимости искать оптимальные пути для объяснения новых тем или закрепления пройденных. Видеоуроки озвучены профессиональным мужским голосом. При этом во всех видеоуроках используется принцип "без учителя в кадре", поэтому видеоуроки не будут ассоциироваться у учеников с другим учителем, и благодарить за качественную и понятную подачу нового материала они будут только Вас!

МАТЕМАТИКА — 603 видео
НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА — 577 видео
ОБЖ И КЛ. РУКОВОДСТВО — 172 видео
ИНФОРМАТИКА — 201 видео
РУССКИЙ ЯЗЫК И ЛИТ. — 456 видео
ФИЗИКА — 259 видео
ИСТОРИЯ — 434 видео
ХИМИЯ — 164 видео
БИОЛОГИЯ — 305 видео
ГЕОГРАФИЯ — 242 видео

Десятки тысяч учителей уже успели воспользоваться видеоуроками проекта "Инфоурок". Мы делаем все возможное, чтобы выпускать действительно лучшие видеоуроки по общеобразовательным предметам для учителей. Традиционно наши видеоуроки ценят за качество, уникальность и полезность для учителей.

Сразу все видеоуроки по Вашему предмету - СКАЧАТЬ

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

Лабораторная работа

Изучение законов математического маятника


Цель работы: Изучить законы математического маятника и определить ускорение свободного падения

Оборудование: Маятник (шарик на подвесе), линейка, секундомер или часы с секундной стрелкой.

Краткая теория:

Математический маятник — осциллятор, представляющий собой механическую систему, состоящую из материальной точки, находящейся на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в однородном поле сил тяготения.

Длиной маятника l называется расстояние от точки подвеса до центра тяжести шарика.

hello_html_23c0c78a.jpgДля практического расчета периода колебаний пользуются формулой:

hello_html_meaf1462.gif,

где Т-период колебаний,

t – время колебаний,

n – число полных колебаний.

Согласно законам колебаний период маятника можно определить по формуле:

hello_html_1b9f1a7c.gif,

Период колебаний математического маятника не  зависит от массы шарика.

Пhello_html_m1330e938.pngериод колебания математического маятника прямо пропорционален длине маятника и обратно пропорционален ускорению свободного падения. Данное уравнение называется формулой Гюйгенса.

Историческая справка

Христиан Гюйгенс ван Зёйлихем(14 апреля 1629— 8 июля 1695,). голландский физик, математик, механик и астроном и изобретатель. Родился в Гааге. Обучался в Лейденском университете юридическим наукам, но не прекращал занятия математикой. Опираясь на исследования Галилея, он решил ряд задач механики. В 1656 году в возрасте 27 лет им были сконструированы первые маятниковые часы со спусковым механизмом. Создание часов, измеряющих время с невиданной для той поры точностью, имело далеко идущие последствия для развития физического эксперимента и практической деятельности человека. До этого ведь время измеряли по истечению воды, горению факела или свечи. Созданная Гюйгенсом к 1673 году теория колебаний явилась одним из оснований для понимания потом природы света. 

Из формулы Гюйгенса путем математических преобразований получаем выражение для ускорения свободного падения:

hello_html_155096e6.gifhello_html_mdb3b0ce.gif

Реальной моделью математического маятника в наших опытах будет служить небольшой шарик, подвешенный на тонкой упругой нити. Размеры шарика должны быть малы по сравнению с длиной нити. Это дает возможность считать, что вся масса сосредоточена в одной точке, в центре тяжести шарика.

Ход работы:


  1. Определить цену деления приборов:

линейка ……..м/дел.

секундомер…….с/дел.


2. Определить погрешность приборов (абсолютная погрешность приборов равна ½ цены деления):

линейка Δl=……..м

секундомер Δt=…….с


  1. Установить максимальную длину маятника и измерить ее l1=….м.


  1. Запустить маятник (угол отклонения 10-150) и за время t подсчитать число колебаний n (не менее 7).


  1. Рассчитать период колебаний Т=…..с.


  1. Изменяя число колебаний повторить опыт еще 3 раза.


t2=………, n2=…………. T2=………,

t3=………, n3=…………. T3=………,

t4=………, n4=…………. T4=………,


  1. Рассчитать среднее значение периода колебаний Тср=…..с.


  1. Рассчитать значение ускорения свободного падения g=……м/с2.


  1. Изменить длину маятника l2=….м и повторить все измерения.


  1. Данные занести в таблицу.


измерения

Длина маятника,

l, м

опыта

Время колебаний,

t, с

Число колебаний,

n

Период колебаний,

Т, с

Среднее значение периода, Тср , с


Ускорение свободного падения, g, м/с2.


Среднее значение

ускорения свободного падения, gср , м/с2.


1


1







2




3




4




2


1






2




3




4





lср=


tср=






  1. Рассчитать относительную и абсолютную погрешность измерения ускорения свободного падения:

относительная: абсолютная:

hello_html_m2468d5a7.gif hello_html_16c3057e.gif, hello_html_m5d444b6c.gif

  1. Записать результат в виде: g=gср±Δ, hello_html_m5d444b6c.gif

  2. Сделать выводы по работе.

  3. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

  1. Какую длину имеет математический маятник с периодом 2 с?

  2. Найдите массу груза, который на пружине жесткостью 250 Н/м делает 20 колебаний за 16 с.

  3. Ускорение свободного падения на Луне равно 1,7 м/с2.Каким будет период колебаний математического мятника на Луне, если на Земле он равен 1 с? Зависит ли ответ от массы груза?

  4. Координата колеблющегося тела изменяется по закону х=0,5sin 45πt.Чему равна амплитуда и период колебаний?

  5. Амплитуда незатухающих колебаний точки 12 см, линейная частота 14 Гц, начальная фаза колебаний равна 0. Написать уравнение движения точки х=х(t).

Цена деления шкалы

Разность (без учёта знака) между значениями физической величины, соответствующими отметкам шкалы, ограничивающими деление. В цифровых приборах характеристикой, заменяющей цену деления шкалы, служит шаг дискретности.

Чтобы подсчитать цену делений шкалы, нужно:

а) выбрать на шкале два ближайших оцифрованных штриха;

б) сосчитать количество делений между ними;

в) разность значений (из большего вычесть меньшее) около выбранных штрихов разделить на количество делений.

Нhello_html_25a0a5c6.pngа этом рисунке в крупном масштабе показана шкала термометра. Проиллюстрируем с ее помощью правило для вычисления цены деления.

а) выбираем оцифрованные штрихи 20 °С и 40 °С

б) между ними 10 делений (промежутков)

в) вычисляем: (40 °С – 20 °С) : 10 делений = 2 °С/дел.

Ответ:   цена делений = 2 °С/дел,  


У цифровых приборов шкалы в явном виде нет, и на них вместо цены деления указывается цена единицы младшего разряда числа в показании прибора.

Пhello_html_m44e9237a.png
ример:

1) цена деления шкалы данного прибора составляет 1(условных ед.)/дел.

2hello_html_3281a8b0.png
) цена деления шкалы данного прибора составляет 0,01(условных ед.)/дел.

3hello_html_25464b0e.png
) цена деления шкалы данного прибора составляет 0,1(условных ед.)/дел.

4) цена деления шкалы данного прибора составляет 0,001(условных ед.)/дел.

hello_html_m6ebf6a14.gif


Самые низкие цены на курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации!

Предлагаем учителям воспользоваться 50% скидкой при обучении по программам профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок".

Начало обучения ближайших групп: 18 января и 25 января. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (20% в начале обучения и 80% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru/kursy


Идёт приём заявок на самые массовые международные олимпиады проекта "Инфоурок"

Для учителей мы подготовили самые привлекательные условия в русскоязычном интернете:

1. Бесплатные наградные документы с указанием данных образовательной Лицензии и Свидeтельства СМИ;
2. Призовой фонд 1.500.000 рублей для самых активных учителей;
3. До 100 рублей за одного ученика остаётся у учителя (при орг.взносе 150 рублей);
4. Бесплатные путёвки в Турцию (на двоих, всё включено) - розыгрыш среди активных учителей;
5. Бесплатная подписка на месяц на видеоуроки от "Инфоурок" - активным учителям;
6. Благодарность учителю будет выслана на адрес руководителя школы.

Подайте заявку на олимпиаду сейчас - https://infourok.ru/konkurs

Краткое описание документа:

Лабораторная работа по физике "Изучение законов математического маятника" предназначена для студентов 1 курса технических специальностей среднего профессионального образования. В разработке представлены краткая теория, историческая справка, методика измерения, а также контрольные вопросы по данной теме.

Автор
Дата добавления 18.05.2015
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров1417
Номер материала 286835
Получить свидетельство о публикации

УЖЕ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ДИПЛОМ

от проекта "Инфоурок" с указанием данных образовательной лицензии, что важно при прохождении аттестации.

Если Вы учитель или воспитатель, то можете прямо сейчас получить документ, подтверждающий Ваши профессиональные компетенции. Выдаваемые дипломы и сертификаты помогут Вам наполнить собственное портфолио и успешно пройти аттестацию.

Список всех тестов можно посмотреть тут - https://infourok.ru/tests

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх