Инфоурок / Физика / Конспекты / Лабораторная работа «Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника» (10 класс)

Лабораторная работа «Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника» (10 класс)

Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 29 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>

библиотека
материалов









Лабораторная работа

«Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника»







Дисциплина Физика

Преподаватель Виноградов А.Б.





















Нижний Новгород

2014 г.

Цель работы: приобретение навыков исследовательской работы; измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

Оборудование:

- штатив с держателем;

- шарик с нитью длиной не менее 1 м.;

- пробка с прорезью в боковой поверхности;

- метровая линейка;

- штангенциркуль;

- секундомер.



Содержание работы

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью такого маятника может служить шарик, подвешенный на длинной нити.

На основании многочисленных опытов установлены законы колебания математического маятника:

- период колебаний не зависит от массы маятника и амплитуды его колебаний, если угол размаха не превышает 6;

- период колебаний математического маятника прямо пропорционален корню квадратному из длины нити и обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободного падения:

hello_html_203fbec0.gif

Из этой формулы можно найти ускорение свободного падения:

hello_html_m1a7b269c.gif.



Порядок выполнения работы:


1. Поместить штатив с держателем на край стола.

2. Укрепить свободный конец нити шарика в прорези пробки и зажать пробку в держателе.

3. Измерить диаметр шарика штангенциркулем, длину нити линейкой.

4. Отклонить шарик на небольшой угол и отпустить. По секундомеру определить время t, за которое маятник совершит n полных колебаний, например 50.

5. Вычислить период полного колебания маятника:

hello_html_7cbc93e5.gif.

6. Используя формулу периода колебаний математического маятника, вычислить ускорение свободного падения.

7. Опят повторить 2-3 раза, меняя длину маятника и число его полных колебаний.

8. Определить среднее значение gср и найти относительную погрешность.

9. Результат измерений и вычислений записать в таблицу.

10. Сравнить результат опыта с табличным значением ускорения свободного падения для данной географической широты.



Примечание

В работе можно использовать свинцовый или стальной шарик диаметром 1-4,5 см.

Длину нити измерять от нижнего края пробки до шарика, длину маятника – от нижнего края пробки до центра тяжести шарика.

При измерении периода колебаний определить время как можно большего числа колебаний.



Отчётная таблица:



Номер опыта

Длина нити lн, м

Диаметр шарика d, м

Длина маятника l, м

Число полных колебаний n

Время полных колебаний n, с

Период полного колебания T, с-1

Ускорение свободного падения g, м/с2

Среднее значение ускорения свободного падения gср, м/с2

Относительная погрешность Е, %

1










2









3









4









5









6









7









8









9











Расчеты

В данном разделе необходимо записать расчеты для каждого опыта и записать значение

hello_html_1763a55a.gif



Контрольные вопросы для самопроверки:


1. Вместо шарика к нити прикреплена воронка, наполненная песком. Изменится ли ускорение свободного падения, если в процессе колебаний из воронки будет высыпаться песок?

2. Можно ли пользоваться маятниковыми часами в условиях невесомости?

3. В каких положениях действующая на шарик возвращающая сила будет максимальна, а в каких - равна нулю?

4. Наибольшая скорость у шарика в момент, когда он проходит положение равновесия. Каким по модулю и направлению при этом будет ускорение шарика?

5. Будет ли считаться равноускоренным движение шарика в течение одного периода?



Литература

1. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики, М. 1967 г. Т.1, п.51.

2. Грабовский Р.И., Курс общей физики, М. 1980 г.. п.29.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. М. 1971 г.п.67.

4. Фирсов А. В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей. Решение задач. М.: Издательский центр «Академия», 2012.- 632 с.



Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

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

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 29 ноября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

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


Краткое описание документа:

 

 

 

 

Лабораторная работа

«Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника»

 

 

 

Дисциплина Физика

Преподаватель Виноградов А.Б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород

2014 г.

Цель работы:  приобретение навыков исследовательской работы;  измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

Оборудование:

         - штатив с держателем;

         - шарик с нитью длиной не менее 1 м.;

         - пробка с прорезью в боковой поверхности;

         - метровая линейка;

         - штангенциркуль;

         - секундомер.

 

Содержание работы

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью такого маятника может служить шарик, подвешенный на длинной нити.

         На основании многочисленных опытов установлены законы колебания математического маятника:

         - период колебаний не зависит от массы маятника и амплитуды его колебаний, если угол размаха не превышает 6;

         - период колебаний математического маятника прямо пропорционален корню квадратному из длины нити и обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободного падения:

 

Из этой формулы можно найти ускорение свободного падения:

.

 

Порядок выполнения работы:

 

1. Поместить штатив с держателем на край стола.

2. Укрепить свободный конец нити шарика в прорези пробки и зажать пробку в держателе.

3. Измерить диаметр шарика штангенциркулем, длину нити линейкой.

4. Отклонить шарик на небольшой угол и отпустить. По секундомеру определить время t, за которое маятник совершит n полных колебаний, например 50.

5. Вычислить период полного колебания маятника:

.

6. Используя формулу периода колебаний математического маятника, вычислить ускорение свободного падения.

7. Опят повторить 2-3 раза, меняя длину маятника и число его полных колебаний.

8. Определить среднее значение gср и найти относительную погрешность.

9. Результат измерений и вычислений записать в таблицу.

10. Сравнить результат опыта с табличным значением ускорения свободного падения для данной географической широты.

 

Примечание

         В работе можно использовать свинцовый или стальной шарик диаметром 1-4,5 см.

         Длину нити измерять от нижнего края пробки до шарика, длину маятника – от нижнего края пробки до центра тяжести шарика.

         При измерении периода колебаний определить время как можно большего числа колебаний.

 

Отчётная таблица:

 

Номер опыта

Длина нити lн, м

Диаметр шарика d, м

Длина маятника l, м

Число полных колебаний n

Время полных колебаний n, с

Период полного колебания T, с-1

Ускорение свободного падения g, м/с2

Среднее значение ускорения свободного падения gср, м/с2

Относительная погрешность Е, %

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчеты

В данном разделе необходимо записать расчеты для каждого опыта и записать значение

 

Контрольные вопросы для самопроверки:

 

1. Вместо шарика к нити прикреплена воронка, наполненная песком. Изменится ли ускорение свободного падения, если в процессе колебаний из воронки будет высыпаться песок?

2. Можно ли пользоваться маятниковыми часами в условиях невесомости?

3. В каких положениях действующая на шарик возвращающая сила будет максимальна, а в каких - равна нулю?

4. Наибольшая скорость у шарика в момент, когда он проходит положение равновесия. Каким по модулю и направлению при этом будет ускорение шарика?

5. Будет ли считаться равноускоренным движение шарика в течение одного периода?

 

Литература

1.  Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики, М. 1967 г. Т.1, п.51.

2.  Грабовский Р.И., Курс общей физики, М. 1980 г.. п.29.

3.  Савельев И.В. Курс общей физики. М. 1971 г.п.67.

4.  Фирсов А. В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей. Решение задач. М.: Издательский центр «Академия», 2012.- 632 с.

 

 

Общая информация

Номер материала: 314420
Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 29 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Похожие материалы

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>