Лабораторный практикум по физике

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ  бюджетное ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ГЕОРГИЕВСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ «ИНТЕГРАЛ»

Лабораторный практикум по дисциплине «Естествознание»

(физика и химия)»

Разработчик преподаватель Серкова Н.А.

Георгиевск 2016 г.

Пояснительная записка

Цель лабораторных занятий, закрепить теоретический материал, научить учащихся освоить приёмы лабораторного анализа, работы с химическим и физическим оборудованием, сформировать представления  о способах идентификации веществ и методах аналитического контроля. Чтобы научить учащихся правильно проводить исследования, опыты, расчёты, предусматривается определённая последовательность выполнения заданий. В лабораторных работах отображено дидактическое оснащение. Занятия рассчитаны на индивидуальную работу учащихся.

Обучающиеся должны овладевать приемами и методами при проведении эксперимента:

1.Собирать экспериментальные установки, проводить наблюдения и делать соответствующие выводы.

2.Измерять физические величины с учетом погрешности с помощью измерительных приборов.

3.Представлять результаты измерений и вычислений в виде таблиц, графиков, диаграмм.

4.На основе теоретического материала объяснять результаты наблюдений и экспериментов, полученные при проведении  лабораторных  работ.

5.Использовать результаты наблюдений и экспериментов для выдвижения гипотез.

6.Изучать функции и назначение физических приборов.

Структура лабораторной работы выглядит так, что обучающие сначала выполняют задания с использованием теоретического материала. В лабораторных работах вводятся построение графиков, расчета относительной ошибки при косвенных измерениях. Но эти задания рассчитаны в основном на более сильных учеников, поэтому варьирование хода лабораторной работы остается как за учителем, так и за учениками.

В каждой лабораторной работе есть краткая техника безопасности.

Каждая лабораторная работа, оформляется в тетради. Отчёт о лабораторной работе содержит следующее:

1.Дата выполняемой работы.

2.Лабораторная работа и ее номер.

3.Название лабораторной работы.

4.Цель работы.

5.Приборы и материалы.

6.Ответы на теоретические задания и вопросы.

7.Рисунок(и) или схема(ы) установки.

8. Таблица результатов измерений и вычислений.

9. Расчеты величин.

10.Графики или рисунки если требуются.

11.Выводы.

Организация работы в  кабинете физики

Физический эксперимент формирует у учащихся накопленные ранее представления о физических явлениях и процессах, пополняет и расширяет кругозор учащихся. В ходе физического эксперимента, проводимого учащимися под руководством преподавателя или самостоятельно во время лабораторных работ, они знакомятся с методами исследования явлений и процессов, учатся работать с физическими приборами и установками, учатся самостоятельно добывать знания на практике. Качественная организация учебного процесса требует, чтобы лабораторные работы проводились «фронтально», то есть тема работ для каждого занятия соответствоветствует прорабатываемому в данный момент теоретическому материалу. Фронтальные экспериментальные задания — это измерения и опыты, осуществляемое на простейшем оборудовании и за кратчайшее время. Благодаря этому, фронтальные экспериментальные задания применим при объяснении нового материала, при отработке практических навыков, при повторении и обобщении изученного на уроке. Несмотря на простоту осуществляемых опытов, используемых измерительных приборов, и в этих лабораторных работах имеется возможность создания необходимое количество исходных состояний, отличающих параллельную работу разных малых групп с одним и тем же экспериментальным стендом и значительно увеличить заданий для контроля подготовленности к выполнению работы.

Для организации лабораторной работы учащихся преподаватель использует необходимое оборудование.

Меры безопасности при подготовке и проведении демонстрационных опытов

1. Демонстрационные опыты готовит учитель физики, соблюдая при этом требования правил безопасности труда.

2. При работе со стеклянными приборами необходимо:

- применять стеклянные трубки с оплавленными краями;

- правильно подбирать диаметры резиновых и стеклянных трубок при их соединении, концы трубок смачивать водой, глицерином или смазывать вазелином;

- использовать стеклянную посуду без трещин;

- не допускать резких изменений температуры и механических ударов;

- соблюдать осторожность при вставлении пробок в стеклянные трубки и обратном процессе;

- отверстие пробирки или горлышко колбы при нагревании в них жидкостей направлять в сторону от себя и учащихся.

3. При работе, если имеется вероятность разрыва сосуда вследствие нагревания, нагнетания или откачивания воздуха на демонстрационном столе, со стороны учащихся устанавливается защитный экран, а учитель пользуется защитными очками. В случае разрыва сосуда запрещается осколки стекла убирать руками. Для этого используется щетка и совок. Так же убирают железные опилки, используемые при наблюдении магнитных полей.

-Запрещается закрывать сосуд с горячей жидкостью притертой пробкой до тех пор, пока жидкость не остынет, нельзя брать приборы с горячей жидкостью незащищенными руками.

4. Температура наружных элементов конструкций изделий, нагревающихся в процессе эксплуатации, не должна превышать 45⁰С. При температуре нагрева наружных элементов изделия выше 45⁰С на этом изделии должна быть сделана заметная предупреждающая надпись: “Берегись ожога!”.

5. Категорически запрещается применять бензин в качестве топлива в спиртовках.

6. Нельзя превышать пределы допустимых скоростей вращения на центробежной машине, универсальном электродвигателе, вращающемся диске, обозначенные в технических описаниях. Во время демонстрации необходимо следить за исправностью всех креплений в этих приборах. Чтобы исключить возможность травмирования отлетевшими деталями, необходимо устанавливать защитный экран.

7.При постановке всех видов физического эксперимента запрещается применение:

- металлической ртути;

- генератора УВЧ на октальных лампах;

- индукционных катушек ИВ-50, ИВ-100 и прибора для демонстрации электроискровой обработки металлов, т.к. эти приборы создают сильные радиопомехи;

- электрического учебного оборудования с открытыми контактами на напряжения выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного.

8.До включения электро- или радиоприборов в сеть необходимо убедиться в соответствии положения переключателя сетевого напряжения его номинальному значению, а также в исправности предохранителей.

9.При измерении напряжений и токов измерительные приборы присоединяются проводниками с надежной изоляцией, снабженными одно-, двухполюсными вилками. Присоединять вилки (щуп) к схеме нужно одной рукой, причем вторая рука не должна касаться шасси, корпуса прибора и других электропроводящих предметов. Особую осторожность следует соблюдать при работе с печатными схемами, для которых характерны малые расстояния между соседними проводниками печатной платы.

10.Замена деталей, а также измерение сопротивлений в цепях учебных установок производятся только после их выключения и разряда конденсаторов с помощью изолированного проводника.

11.При необходимости настройки или регулировки радиоустройства (подстройка контуров, регулировка конденсаторов или резисторов и т.п.) во включенном состоянии пользуются инструментом с надежной изоляцией.

12. Нельзя оставлять включенные электро-, радиоустройства без надзора и допускать к ним посторонних лиц.

13. При эксплуатации источников высоких напряжений (электрофорная машина, преобразователи типа “разряд”) необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

- не прикасаться к деталям и проводникам руками или токопроводящими предметами (материалами);

- высоковольтные соединительные проводники или электроды шарового разрядника следует перемещать с помощью изолирующей ручки (можно использовать чистую, сухую стеклянную трубку);

- после выключения нужно разрядить конденсаторы путем соединения электродов разрядником или гибким проводником в хлорвиниловой изоляции.

Тематически план

Раздел: Физика
Количество часов	Название ЛПЗ
2	Л.р.№1 «Измерения коэффициента трения скольжения»
2	Л.р.№2 «Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити»
2	Л.р.№3 «Изучение параллельного и последовательного соединения»
Итого 6 часов

Критерий оценок лабораторных работ по разделу: «Физика»

Оценка «5» ставится в том случае, если учащийся:

а) выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей

д) соблюдал требования техники безопасности .

Оценка «4» ставится в том случае, если выполнены требования к оценке «5», но:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3» ставится, если работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью,

б) или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» ставится в том случае, если:

работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы выполнен неверно.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

 ТЕМА: «ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ»

Цель работы: определить коэффициент трения деревянного бруска, скользящего по деревянной линейке, используя формулу F_тp=µP. С помощью динамометра измеряют силу, с которой нужно тянуть брусок с грузами по горизонтальной поверхности так, чтобы он двигался равномерно. Эта сила равна по модулю силе трения F_тp, действующей на брусок. С помощью того же динамометра можно найти вес бруска с грузом. Этот вес по модулю равен силе нормального давления N бруска на поверхность, по которой он скользит. Определив таким образом значения силы трения при различных значениях силы нормального давления, необходимо построить график зависимости F_тр от Р и найти среднее значение коэффициента трения.

Основным измерительным прибором в этой работе является динамометр. Динамометр имеет погрешность ∆_д=0,05 Н. Она и равна погрешности измерения, если указатель совпадает со штрихом шкалы. Если же указатель в процессе измерения не совпадает со штрихом шкалы (или колеблется), то погрешность измерения силы равна ∆F = 0,1 Н.

Оборудование: динамометр.

Материалы: 1) деревянный брусок; 2) деревянная линейка; 3) набор грузов.

Порядок выполнения работы

1.  Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную
линейку. На брусок поставьте груз.

2.  Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Заметьте при этом показание динамометра.

3.  Взвесьте брусок и груз.

4.   К первому грузу добавьте второй, третий грузы, каждый раз
взвешивая брусок и грузы и измеряя силу трения.

5.По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы давления, и пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения.

6.Расчитайте максимальную относительную погрешность измерения коэффициента трения. Так как:

7. По результатам измерений заполните таблицу.

Номер опыта	Р,Н	∆Р,Н	Fтр, Н	∆Fтр, Н

Из формулы следует, что с наибольшей погрешностью измерен коэффициент трения в опыте с одним грузом (так как в этом случае знаменатели имеют наименьшее значение)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№2

ТЕМА: «ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПЕРИОДА КОЛЕБАНИЙ МАЯТНИКА ОТ ДЛИНЫ НИТИ»

Цель работы: выяснить, как зависят период и частота свободных колебаний нитяного маятника от его длины.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикрепленной к нему нитью длиной 130 см, протянутой сквозь кусочек резины, часы с секундной стрелкой или метроном.

Последовательность выполнения работы

1. Перечертите таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

Таблица 1

Физическая величина	№ опыта	1	2	3	4	5
l, см		5	20	45	80	125
N		30	30	30	30	30
t, с
Т, с
V, Гц

2. Укрепите кусочек резины с висящим на нем маятником в лапке штатива, как показано на рисунке. При этом длина маятника должна быть равна 5 см, как указано в таблице для первого опыта Длину l маятника измеряйте так, как показано на рисунке, т. е. от точки подвеса до середины шарика.

3. Для проведения первого опыта отклоните шарик от положения равновесия на небольшую амплитуду (1-2 см) и отпустите. Измерьте промежуток времени t, за который маятник совершит 30 полных колебании. Результаты измерений запишите в таблицу 6.

4. Проведите остальные четыре опыта так же, как и первый. При этом длину l маятника каждый раз устанавливайте в соответствии с ее значением, указанным в таблице 6 для данного опыта.

5. Для каждого из пяти опытов вычислите и запишите в таблицу 6 значения периода Т колебаний маятника.

6. Для каждого из пяти опытов рассчитайте значения частоты v колебаний маятника по формуле: или . Полученные результаты внесите в таблицу.

7. Сделайте выводы о том, как зависят период и частота свободных колебаний маятника от его длины. Запишите эти выводы.

8. Ответьте на вопросы: увеличили или уменьшили длину маятника, если:

а) период его колебаний сначала был 0,3с, а после изменения длины стал 0,1с;

б) частота его колебаний вначале была равна 5 Гц, а потом уменьшилась до 3Гц?

Дополнительное задание

Цель задания: выяснить, какая математическая зависимость существует между длиной маятника и периодом его колебаний.

Указания к работе

1. Перечертите таблицу.

Таблица 2

=	=	=	=

2. Пользуясь данными таблицы 1, вычислите и запишите приведенные в таблице 2 отношения периодов и длин (при вычислении о ношений периодов округляйте результаты до целых чисел).

3. Сравните результаты всех четырех столбцов таблицы 2 и постарайтесь найти в них общую закономерность. На основании этого выберите из пяти приведенных ниже равенств те, которые верно отражают зависимость между периодом колебаний маятника Т и его длиной l:

1) ,             2) ,              3) ,            4) ,             5)

где k может принимать следующие значения: 2, 3, 4, 5; например

4. Из пяти приведенных ниже утверждений выберите верное.

При увеличении длины маятника в 4 раза период его колебаний:

а) увеличивается в 4 раза;

б) уменьшается в 4 раза;

в) увеличивается в 2 раза;

г) уменьшается в 2 раза;

д) увеличивается в 16 раз.

СДЕЛАТЬ ВЫВОД

8.Найдите абсолютную погрешность ∆µ=µ_срέ   и запишите ответ в виде:µ=µ_ср±_∆µ

СДЕЛАТЬ ВЫВОД

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ТЕМА: «ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ»

ЦЕЛЬ: ИЗУЧИТЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ

В работе необходимо проверить следующие законы.

1.                 Для последовательного соединения проводников:

U=U₁+U₂;  R=R₁+R₂;  I=I₁=I_2/

2.                 Для  параллельного соединения проводников:

U=U1=U2

I=I1=I2

Оборудование: необходимые измерения, средства измерении. В работе используют источник тока, два проволочных резистора, амперметр и вольтметр, реостат. Вольтметр и амперметр при проведении измерений поочередно подключают к нужным точкам цепи.

Последовательность выполнения задания

Подготовьте бланк отчета для записи результатов измерений и вычислений

№ опыта	U1,В	U2,В	U,В	R1,Ом	R2,Ом	R,Ом	I1,А	I2,А	I,А
Последовательное соединение
Параллельное соединение

Проведение эксперимента, обработка результатов:

1.    Соберите цепь для изучения последовательного соединения резисторов; измерьте силу тока и напряжения; проверьте выполнение законов соединения; Сделайте вывод.

2.    Соберите цепь для изучения параллельного соединения резисторов; измерьте силу тока и напряжения; проверьте выполнение законов соединения; Сделайте вывод.

Контрольный   вопрос

Как соединены потребители электроэнергии в квартирах? Почему? Как со­единены лампочки в елочной гирлянде? Почему?

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ  бюджетное ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ГЕОРГИЕВСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ «ИНТЕГРАЛ»

Лабораторный практикум по дисциплине «Естествознание»

(физика и химия)

для профессии: 034700.01«Секретарь»

                                                                 100701.01 «Продавец, контролёр-кассир »

Отделение ПП

ПЦК ГиЕНД

Георгиевск 2012 г.

Лабораторный практикум составлен в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Естествознание» по профессии 034700.01«Секретарь», 100701.01 «Продавец, контролёр-кассир »

Утверждена методическим советом ГГРК «Интеграл»

протокол № _______ от «___» _____________ 2011 г.

Зам. директора по УМР

ГГРК «Интеграл», к.т.н.                                                                 М.И. Алишев

Зам. директора по УР

ГГРК «Интеграл»                                                                            В.Н. Казаков

Одобрена на заседании ПЦК

ГиЕНД

Протокол  №_____________

от «____» ___________ 2011 г.

Председатель ПЦК

ГиЕНД, к.т.н.                                                                                   М.И. Алишев

Согласовано

Зав. отделением   ПП,                                                                        С.Н. Горбанёва

Составители: 

Преподаватели:                                                                  Серкова Н.А.,

                                                                                                              Шишканова А.Н

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ  бюджетное ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ГЕОРГИЕВСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ «ИНТЕГРАЛ»

Лабораторный практикум по дисциплине «Физика»

для профессии:  151022.02 «Машинист холодильных установок»

260103.01 «Пекарь»

Отделение ПП

ПЦК ГиЕНД

Георгиевск 2012 г.

Лабораторный практикум составлен в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Физика» по профессии 151022.02 «Машинист холодильных установок», 260103.01 «Пекарь»

Утверждена методическим советом ГГРК «Интеграл»

протокол № _______ от «___» _____________ 2011 г.

Зам. директора по УМР

ГГРК «Интеграл», к.т.н.                                                                 М.И. Алишев

Зам. директора по УР

ГГРК «Интеграл»                                                                            В.Н. Казаков

Одобрена на заседании ПЦК

ГиЕНД

Протокол  №_____________

от «____» ___________ 2011 г.

Председатель ПЦК

ГиЕНД, к.т.н.                                                                                   М.И. Алишев

Согласовано

Зав. отделением   ПП                                                                      С.Н.Горбанева

Составитель: 

Преподаватель:                                                                  Серкова Н.А.

Пояснительная записка

Лабораторный практикум по дисциплине «Физика» предназначен для учащихся по специальности 260807 «Технология продукции общественного питания». Практикум включает 22 часа.

Цель лабораторных занятий, закрепить теоретический материал, научить учащихся работать с физическим оборудованием. Чтобы научить учащихся правильно проводить исследования, опыты, расчёты, предусматривается определённая последовательность выполнения заданий. В лабораторных работах отображено дидактическое оснащение. Занятия рассчитаны на индивидуальную работу учащихся.

Обучающиеся должны овладевать приемами и методами при проведении эксперимента:

1.Собирать экспериментальные установки, проводить наблюдения и делать соответствующие выводы.

2.Измерять физические величины с учетом погрешности с помощью измерительных приборов.

3.Представлять результаты измерений и вычислений в виде таблиц, графиков, диаграмм.

4.На основе теоретического материала объяснять результаты наблюдений и экспериментов, полученные при проведении  лабораторных  работ.

5.Использовать результаты наблюдений и экспериментов для выдвижения гипотез.

6.Изучать функции и назначение физических приборов.

Структура лабораторной работы выглядит так, что обучающие сначала выполняют задания с использованием теоретического материала. В лабораторных работах вводятся построение графиков, расчета относительной ошибки при косвенных измерениях. Но эти задания рассчитаны в основном на более сильных учеников, поэтому варьирование хода лабораторной работы остается как за учителем, так и за учениками.

В каждой лабораторной работе есть краткая техника безопасности.

Лабораторная работа  оформляется в тетради. Отчёт о лабораторной работе содержит следующее:

1.Дата выполняемой работы.

2.Лабораторная работа и ее номер.

3.Название лабораторной работы.

4.Цель работы.

5.Приборы и материалы.

6.Ответы на теоретические задания и вопросы.

7.Рисунок(и) или схема(ы) установки.

8. Таблица результатов измерений и вычислений.

9. Расчеты величин.

10.Графики или рисунки если требуются.

11.Выводы.

Организация работы в  кабинете физики

Физический эксперимент формирует у учащихся накопленные ранее представления о физических явлениях и процессах, пополняет и расширяет кругозор учащихся. В ходе физического эксперимента, проводимого учащимися под руководством преподавателя или самостоятельно во время лабораторных работ, они знакомятся с методами исследования явлений и процессов, учатся работать с физическими приборами и установками, учатся самостоятельно добывать знания на практике. Качественная организация учебного процесса требует, чтобы лабораторные работы проводились «фронтально», то есть тема работ для каждого занятия соответствоветствует прорабатываемому в данный момент теоретическому материалу. Фронтальные экспериментальные задания — это измерения и опыты, осуществляемое на простейшем оборудовании и за кратчайшее время. Благодаря этому, фронтальные экспериментальные задания применим при объяснении нового материала, при отработке практических навыков, при повторении и обобщении изученного на уроке. Несмотря на простоту осуществляемых опытов, используемых измерительных приборов, и в этих лабораторных работах имеется возможность создания необходимое количество исходных состояний, отличающих параллельную работу разных малых групп с одним и тем же экспериментальным стендом и значительно увеличить заданий для контроля подготовленности к выполнению работы.

Для организации лабораторной работы учащихся преподаватель использует необходимое оборудование.

Меры безопасности при подготовке и проведении демонстрационных опытов

1. Демонстрационные опыты готовит учитель физики, соблюдая при этом требования правил безопасности труда.

2. При работе со стеклянными приборами необходимо:

- применять стеклянные трубки с оплавленными краями;

- правильно подбирать диаметры резиновых и стеклянных трубок при их соединении, концы трубок смачивать водой, глицерином или смазывать вазелином;

- использовать стеклянную посуду без трещин;

- не допускать резких изменений температуры и механических ударов;

- соблюдать осторожность при вставлении пробок в стеклянные трубки и обратном процессе;

- отверстие пробирки или горлышко колбы при нагревании в них жидкостей направлять в сторону от себя и учащихся.

3. При работе, если имеется вероятность разрыва сосуда вследствие нагревания, нагнетания или откачивания воздуха на демонстрационном столе, со стороны учащихся устанавливается защитный экран, а учитель пользуется защитными очками. В случае разрыва сосуда запрещается осколки стекла убирать руками. Для этого используется щетка и совок. Так же убирают железные опилки, используемые при наблюдении магнитных полей.

-Запрещается закрывать сосуд с горячей жидкостью притертой пробкой до тех пор, пока жидкость не остынет, нельзя брать приборы с горячей жидкостью незащищенными руками.

4. Температура наружных элементов конструкций изделий, нагревающихся в процессе эксплуатации, не должна превышать 45⁰С. При температуре нагрева наружных элементов изделия выше 45⁰С на этом изделии должна быть сделана заметная предупреждающая надпись: “Берегись ожога!”.

5. Категорически запрещается применять бензин в качестве топлива в спиртовках.

6. Нельзя превышать пределы допустимых скоростей вращения на центробежной машине, универсальном электродвигателе, вращающемся диске, обозначенные в технических описаниях. Во время демонстрации необходимо следить за исправностью всех креплений в этих приборах. Чтобы исключить возможность травмирования отлетевшими деталями, необходимо устанавливать защитный экран.

7.При постановке всех видов физического эксперимента запрещается применение:

- металлической ртути;

- генератора УВЧ на октальных лампах;

- индукционных катушек ИВ-50, ИВ-100 и прибора для демонстрации электроискровой обработки металлов, т.к. эти приборы создают сильные радиопомехи;

- электрического учебного оборудования с открытыми контактами на напряжения выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного.

8.До включения электро- или радиоприборов в сеть необходимо убедиться в соответствии положения переключателя сетевого напряжения его номинальному значению, а также в исправности предохранителей.

9.При измерении напряжений и токов измерительные приборы присоединяются проводниками с надежной изоляцией, снабженными одно-, двухполюсными вилками. Присоединять вилки (щуп) к схеме нужно одной рукой, причем вторая рука не должна касаться шасси, корпуса прибора и других электропроводящих предметов. Особую осторожность следует соблюдать при работе с печатными схемами, для которых характерны малые расстояния между соседними проводниками печатной платы.

10.Замена деталей, а также измерение сопротивлений в цепях учебных установок производятся только после их выключения и разряда конденсаторов с помощью изолированного проводника.

11.При необходимости настройки или регулировки радиоустройства (подстройка контуров, регулировка конденсаторов или резисторов и т.п.) во включенном состоянии пользуются инструментом с надежной изоляцией.

12. Нельзя оставлять включенные электро-, радиоустройства без надзора и допускать к ним посторонних лиц.

13. При эксплуатации источников высоких напряжений (электрофорная машина, преобразователи типа “разряд”) необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

- не прикасаться к деталям и проводникам руками или токопроводящими предметами (материалами);

- высоковольтные соединительные проводники или электроды шарового разрядника следует перемещать с помощью изолирующей ручки (можно использовать чистую, сухую стеклянную трубку);

- после выключения нужно разрядить конденсаторы путем соединения электродов разрядником или гибким проводником в хлорвиниловой изоляции.

Тематически план

Раздел: Физика
Количество часов	Лабораторные работы
2	Л.р.№1 «Измерения коэффициента трения скольжения»
2	Л.р.№2 «Проверка зависимости движения шарика по наклонной плоскости»
2	Л.р.№3 «Изучение закона сохранения механической энергии»
2		Л.р.№4 «Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити»
2		Л.р.№5 «Измерение влажности воздуха»
2		Л.р.№6 «Наблюдение подъёма жидкости в капилляре»
2		Л.р.№7 «Опытная проверка закона Гей-Люссака»
2	Л.р.№8 «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока»
2	Л.р.№9 «Изучение параллельного и последовательного соединения»
2	Л.р.№10 «Изучение явления электромагнитной индукции»
2	Л.р.№11 «Измерение показателя преломления стекла»
Итого 22часа

Критерий оценок лабораторных работ по разделу: «Физика»

Оценка «5» ставится в том случае, если учащийся:

а) выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей

д) соблюдал требования техники безопасности .

Оценка «4» ставится в том случае, если выполнены требования к оценке «5», но:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3» ставится, если работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью,

б) или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» ставится в том случае, если:

работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы выполнен неверно.

Лабораторная работа№4

Тема: «Изучение зависимости периода колебаний маятника от длины нити»

Цель работы: выяснить, как зависят период и частота свободных колебаний нитяного маятника от его длины.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикрепленной к нему нитью длиной 130 см, протянутой сквозь кусочек резины, часы с секундной стрелкой или метроном.

Последовательность выполнения работы

1. Перечертите таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

Таблица 1

Физическая величина	№ опыта	1	2	3	4	5
l, см		5	20	45	80	125
N		30	30	30	30	30
t, с
Т, с
V, Гц

2. Укрепите кусочек резины с висящим на нем маятником в лапке штатива, как показано на рисунке. При этом длина маятника должна быть равна 5 см, как указано в таблице для первого опыта Длину l маятника измеряйте так, как показано на рисунке, т. е. от точки подвеса до середины шарика.

3. Для проведения первого опыта отклоните шарик от положения равновесия на небольшую амплитуду (1-2 см) и отпустите. Измерьте промежуток времени t, за который маятник совершит 30 полных колебании. Результаты измерений запишите в таблицу 6.

4. Проведите остальные четыре опыта так же, как и первый. При этом длину l маятника каждый раз устанавливайте в соответствии с ее значением, указанным в таблице 6 для данного опыта.

5. Для каждого из пяти опытов вычислите и запишите в таблицу 6 значения периода Т колебаний маятника.

6. Для каждого из пяти опытов рассчитайте значения частоты v колебаний маятника по формуле: или . Полученные результаты внесите в таблицу.

7. Сделайте выводы о том, как зависят период и частота свободных колебаний маятника от его длины. Запишите эти выводы.

8. Ответьте на вопросы: увеличили или уменьшили длину маятника, если:

а) период его колебаний сначала был 0,3с, а после изменения длины стал 0,1с;

б) частота его колебаний вначале была равна 5 Гц, а потом уменьшилась до 3Гц?

Дополнительное задание

Цель задания: выяснить, какая математическая зависимость существует между длиной маятника и периодом его колебаний.

Указания к работе

1. Перечертите таблицу.

Таблица 2

=	=	=	=

2. Пользуясь данными таблицы 1, вычислите и запишите приведенные в таблице 2 отношения периодов и длин (при вычислении о ношений периодов округляйте результаты до целых чисел).

3. Сравните результаты всех четырех столбцов таблицы 2 и постарайтесь найти в них общую закономерность. На основании этого выберите из пяти приведенных ниже равенств те, которые верно отражают зависимость между периодом колебаний маятника Т и его длиной l:

1) ,             2) ,              3) ,            4) ,             5)

где k может принимать следующие значения: 2, 3, 4, 5; например

4. Из пяти приведенных ниже утверждений выберите верное.

При увеличении длины маятника в 4 раза период его колебаний:

а) увеличивается в 4 раза;

б) уменьшается в 4 раза;

в) увеличивается в 2 раза;

г) уменьшается в 2 раза;

д) увеличивается в 16 раз.

СДЕЛАТЬ ВЫВОД

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

 ТЕМА: «ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ»

Цель работы: определить коэффициент трения деревянного бруска, скользящего по деревянной линейке, используя формулу F_тp=µP. С помощью динамометра измеряют силу, с которой нужно тянуть брусок с грузами по горизонтальной поверхности так, чтобы он двигался равномерно. Эта сила равна по модулю силе трения F_тp, действующей на брусок. С помощью того же динамометра можно найти вес бруска с грузом. Этот вес по модулю равен силе нормального давления N бруска на поверхность, по которой он скользит. Определив таким образом значения силы трения при различных значениях силы нормального давления, необходимо построить график зависимости F_тр от Р и найти среднее значение коэффициента трения.

Основным измерительным прибором в этой работе является динамометр. Динамометр имеет погрешность ∆_д=0,05 Н. Она и равна погрешности измерения, если указатель совпадает со штрихом шкалы. Если же указатель в процессе измерения не совпадает со штрихом шкалы (или колеблется), то погрешность измерения силы равна ∆F = 0,1 Н.

Оборудование: динамометр.

Материалы: 1) деревянный брусок; 2) деревянная линейка; 3) набор грузов.

Порядок выполнения работы

1.  Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную
линейку. На брусок поставьте груз.

4.  Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Заметьте при этом показание динамометра.

5.  Взвесьте брусок и груз.

4.   К первому грузу добавьте второй, третий грузы, каждый раз
взвешивая брусок и грузы и измеряя силу трения.

5.По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы давления, и пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения.

6.Расчитайте максимальную относительную погрешность измерения коэффициента трения. Так как:

7. По результатам измерений заполните таблицу.

Номер опыта	Р,Н	∆Р,Н	Fтр, Н	∆Fтр, Н

Из формулы следует, что с наибольшей погрешностью измерен коэффициент трения в опыте с одним грузом (так как в этом случае знаменатели имеют наименьшее значение)

־

8.Найдите абсолютную погрешность ∆µ=µ_срέ   и запишите ответ в виде:µ=µ_ср±_∆µ

СДЕЛАТЬ ВЫВОД

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9

ТЕМА: «ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ»

ЦЕЛЬ: ИЗУЧИТЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ

В работе необходимо проверить следующие законы.

3.     Для последовательного соединения проводников:

U=U₁+U₂;  R=R₁+R₂;  I=I₁=I_2/

4.     Для  параллельного соединения проводников:

U=U1=U2

I=I1=I2

Оборудование: необходимые измерения, средства измерении. В работе используют источник тока, два проволочных резистора, амперметр и вольтметр, реостат. Вольтметр и амперметр при проведении измерений поочередно подключают к нужным точкам цепи.

Последовательность выполнения задания

Подготовьте бланк отчета для записи результатов измерений и вычислений

№ опыта	U1,В	U2,В	U,В	R1,Ом	R2,Ом	R,Ом	I1,А	I2,А	I,А
Последовательное соединение
Параллельное соединение

Проведение эксперимента, обработка результатов:

3.    Соберите цепь для изучения последовательного соединения резисторов; измерьте силу тока и напряжения; проверьте выполнение законов соединения; Сделайте вывод.

4.    Соберите цепь для изучения параллельного соединения резисторов; измерьте силу тока и напряжения; проверьте выполнение законов соединения; Сделайте вывод.

Контрольный   вопрос

Как соединены потребители электроэнергии в квартирах? Почему? Как со­единены лампочки в елочной гирлянде? Почему?

Лабораторная работа№6

ТЕМА: «Наблюдение явления  подъема жидкости в капилляре»

Цель работы: измерить средний диаметр капилляров.

Оборудование, средства измерения:

1) сосуд с подкрашенной водой,

2) полоска фильтровальной бумаги размером 120 х 10 мм,

3) полоска хлопчатобумажной ткани размером 120 х 10 мм,

4) линейка измерительная.

Теоретическое обоснование

Смачивающая жидкость втягивается внутрь капилляра. Подъем жидкости в капилляре происходит до тех пор, пока результирующая сила, действующая на жидкость вверх, FB не уравновесится силой тяжести mg столба жидкости высотой h:

По третьему закону Ньютона сила FB, действующая на жидкость, равна силе поверхностного натяжения F_noв, действующей на стенку капилляра по линии соприкосновения ее с жидкостью

Таким образом, при равновесии жидкости в капилляре (рис.)

(1)

Будем считать, что мениск имеет форму полусферы, радиус кото­рой r равен радиусу капилляра. Длина контура, ограничивающего по­верхность жидкости, равна длине окружности:

Тогда сила поверхностного натяжения равна:

(2)

где а — поверхностное натяжение жидкости. Масса столба жидкости объемом

 V = nr²h равна:

(3)

Подставляя выражение (2) для F_пов и массы (3) в условие равновесия жидкости в капилляре, получим:

откуда диаметр капилляра:

(4)

Порядок выполнения работы

1. Полосками фильтровальной бумаги и хлопчатобумажной ткани одновременно прикоснитесь к поверхности подкрашенной воды в стакане (рис.), наблюдая поднятие воды в полосках.

2. Как только прекратится подъем воды, полоски выньте и измерь­те линейкой высоты h₁ и h₂ поднятия в них воды:

h₁ =

h₂₌

3. Абсолютные погрешности измерения ∆h₁ и ∆h₂ принимают равными удвоенной цене деления линейки

h₁ = 2 мм

h₂= 2 мм

4. Рассчитайте диаметр капилляров по формуле:

Для воды:

5. Рассчитайте абсолютные погрешности ∆D₁ и ∆D₂ при косвенном измерении диаметра капилляров:

Погрешностями ∆g и ∆р можно пренебречь.

6. Окончательный результат измерения диаметра капилляров представьте в виде

7.Сделать вывод

Лабораторная работа№2

ТЕМА: «Проверка зависимости времени движения шарика по наклонному жёлобу от угла наклона желоба»

Цель работы: вычислить ускорение, с которым скатывается шарик по наклонному желобу.

Для этого измеряют длину перемещения s шарика за известное время t. Так как при равноускоренном движении без начальной скорости , то, измерив s и t, можно найти ускорение шарика. Оно равно:

Никакие измерения не делаются абсолютно точно. Они всегда производятся с некоторой погрешностью, связанной с несовершенством средств измерения и другими причинами. Но и при наличии погрешностей имеется несколько способов проведения достоверных измерений. Наиболее простой из них – вычисление среднего арифметического из результатов нескольких независимых измерений одной и той же величины, если условия опыта не изменяются. Это и предлагается сделать в работе.

Оборудование:

1) измерительная лента;

2) метроном.

Материалы:

1) желоб;

2) шарик;

3) штатив с муфтами и лапкой;

4) металлический цилиндр.

Порядок выполнения работы

1. Укрепите желоб с помощью штатива в наклонном положении под небольшим углом к горизонту. У нижнего конца желоба положите в него металлический цилиндр.

2. Пустив шарик (одновременно с ударом метронома) с верхнего конца желоба, подсчитайте число ударов метронома до столкновения шарика с цилиндром. Опыт удобно проводить при 120 ударах метронома в минуту.

3. Меняя угол наклона желоба к горизонту и производя небольшие передвижения металлического цилиндра, добивайтесь того, чтобы между моментом пуска шарика и моментом его столкновения с цилиндром было 4 удара метронома (3 промежутка между ударами).

4. Вычислите время движения шарика.

5. С помощью измерительной ленты определите длину перемещения s шарика. Не меняя наклона желоба (условия опыта должны оставаться неизменными), повторите опыт пять раз, добиваясь снова совпадения четвертого удара метронома с ударом шарика о металлический цилиндр (цилиндр для этого можно немного передвигать).

6. По формуле

найдите среднее значение модуля перемещения, а затем рассчитайте среднее значение модуля ускорения:

7. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

Номер опыта	s, м	sср, м	Число ударов метронома	t, s	aср, м/с2

СДЕЛАТЬ ВЫВОД.

Лабораторная работа№10

ТЕМА: «Изучение явления электромагнитной индукции»

Цель: изучить явление электромагнитной индукции

Оборудование: миллиамперметр, катушка-моток, магнит дугообразный, источник питания, катушка с железным сердечником от разборного электромагнита, реостат, ключ, провода соединительные, модель генератора электрического тока (одна на класс).

Порядок выполнения работы

1. Подключите катушку-моток к зажимам миллиамперметра.

2. Наблюдая за показаниями миллиамперметра, подводите один из полюсов магнита к катушке, потом на несколько секунд остановите магнит, а затем вновь приближайте его к катушке, вдвигая в нее (рис.). Запишите, возникал ли в катушке индукционный ток во время движения магнита относительно катушки? во время его остановки?

3. Запишите, менялся ли магнитный поток Ф, пронизывающий катушку, во время движения магнита? во время его остановки?

4. На основании ваших ответов на предыдущий вопрос сделайте и запишите вывод о том, при каком условии в катушке возникал индукционный ток.

5. Почему при приближении магнита к катушке магнитный поток, пронизывающий эту катушку, менялся? (Для ответа на этот вопрос вспомните, во-первых, от каких величин зависит магнитный поток Ф, и, во-вторых, одинаков ли модуль вектора индукции В магнитного поля постоянного магнита вблизи этого магнита и вдали от него).

6. О направлении тока в катушке можно судить по тому, в какую сторону от нулевого деления отклоняется стрелка миллиамперметра. Проверьте, одинаковым или различным будет направление индукционного тока в катушке при приближении к ней и удалении от нее одного и того же полюса магнита.

7. Приближайте полюс магнита к катушке с такой скоростью, чтобы стрелка миллиамперметра отклонялась не более чем на половину предельного значения его шкалы

Повторите тот же опыт, но при большей скорости движения магнита, чем в первом случае

При большей или меньшей скорости движения магнита относительно катушки магнитный поток Ф, пронизывающий эту катушку, менялся быстрее?

При быстром или медленном изменении магнитного потока сквозь катушку в ней возникал больший по модулю ток?

На основании вашего ответа на последний вопрос сделайте и за­пишите вывод о том, как зависит модуль силы индукционного тока, возникающего в катушке, от скорости изменения магнитного потока Ф, пронизывающего эту катушку

8. Соберите установку для опыта по рисунку.

9. Проверьте, возникает ли в катушке-мотке 1 индукционный ток в следующих случаях:

а) при замыкании и размыкании цепи, в которую включена катушка 2;

б) при протекании через катушку 2 постоянного тока;

в) при увеличении и уменьшении силы тока, протекающего через катушку 2, путем перемещения в соответствующую сторону движка реостата.

10. В каких из перечисленных в пункте 9 случаев меняется магнитный поток, пронизывающий катушку 1? Почему он меняется?

11. Пронаблюдайте возникнове­ние электрического тока в модели генератора (рис.). Объясните, почему в рамке, вращающейся в магнитном поле, возникает индукционный ток.

СДЕЛАТЬ ВЫВОД

Лабораторная работа№7

ТЕМА: «Опытная проверка закона Гей-Люссака»

Цель: Проверить опытным путём закон ГЕЙ-ЛЮССАКА

Оборудование: необходимые измерения, средства измерений

На рисунке показано оборудование, необходимое для проведения работы: стеклянная трубка, запаянная с одного конца, длиной 600 мм и диаметром 8-10 мм; цилиндрический сосуд высотой 600 мм и диаметром 40-50 мм, наполненный горячей водой (t≈60°С); стакан с водой комнатной температуры; пластилин.

Чтобы проверить закон Гей-Люссака, достаточно измерить объем и температуру газа в двух состояниях при постоянном давлении и проверить справедливость равенства .

Это можно осуществить, используя воздух при атмосферном давлении.

Стеклянная трубка открытым концом вверх помещается на 3-5 мин в цилиндрический сосуд с горячей водой (см. рис. а). В этом случае объем воздуха V₁ равен объему стеклянной трубки, а температура – температуре горячей воды Т₁. Это – первое состояние. Чтобы при переходе воздуха в следующее состояние его количество не изменилось, открытый конец стеклянной трубки находящейся в горячей воде, замазывают пластилином. После этого трубку вынимают из сосуда с горячей водой и замазанный конец быстро опускают в стакан с водой комнатной температуры (рис. б), а затем прямо под водой снимают пластилин. По мере охлаждения воздуха в трубке вода в ней будет подниматься. После прекращения подъема воды в трубке (рис. в) объем воздуха в ней станет равным V₂<V₁, а давление р=p_aтм - pgh. Чтобы давление воздуха в трубке вновь стало равным атмосферному, необходимо увеличивать глубину погружения трубки в стакан до тех пор, пока уровни воды в трубке и в стакане не выровняются (рис. г). Это будет второе состояние воздуха в трубке при температуре Т₂ окружающего воздуха.

Отношение объемов воздуха в трубке в первом и втором состояниях можно заменить отношением высот воздушных столбов в трубке в этих состояниях, если сечение трубки постоянно по всей длине ().

Поэтому в работе следует сравнить отношения l₁/l₂ и Т₁/Т₂. Длина воздушного столба измеряется линейкой, температура – термометром.

Порядок выполнения работы

1. Подготовьте бланк отчета с таблицей (см. таблицу 1) для записи результатов измерений и вычислений (инструментальные погрешности определяются с помощью таблицы ).

Таблица 1

Измерено					Вычислено
l1, мм	l2, мм	t1, ° C	t2, ° C	Δl, мм	Δl1, мм	Δl2, мм	T1, К	T2, К	ΔT1, К	ΔT2, К
Вычислено
ΔT, К		έ1, %	Δ2		ε2, %	Δ1

2. Подготовьте стакан с водой комнатной температуры и сосуд с горячей водой.

Проведение эксперимента, обработка результатов

1. Измерьте длину l₁ стеклянной трубки и температуру воды в цилиндрическом сосуде.

2. Приведите воздух в трубке во второе состояние так, как об этом рассказано выше. Измерьте длину l₂ воздушного столба в трубке и температуру окружающего воздуха

3. Вычислите отношения  и , относительные (ε₁, и ε₁) и абсолютные (Δ, и Δ2) погрешности измерений этих отношений по формулам

ε₁=, ε1;

ε₂=, ε2.

4. Сравните отношения  и .

5. Сделайте вывод о справедливости закона Гей-Люссака.

Контрольные вопросы

1. Почему после погружения стеклянной трубки в стакан с водой комнатной температуры и после снятия пластилина вода в трубке поднимается?

2. Почему при равенстве уровней воды в стакане и в трубке давление воздуха в трубке равно атмосферному?

Лабораторная работа№5

ТЕМА: «Измерение влажности воздуха при помощи термометра»

Оборудование: гигрометр, термометр, эфир, таблица насыщенного водяного пара, психрометр.

Порядок выполнения работы

Относительную влажность определяем по формуле

где p – давление пара в воздухе при окружающей температуре, p_нn- давление насыщенного пара при той же температуре (табличные данные).

Чтобы определить давление пара при температуре окружающего воздуха, налейте в гигрометр эфир, прокачайте воздух, увеличивая испарения эфира, и отметьте температуру, при которой появится первая роса на поверхности гигрометра (например, 12⁰C). Посмотрите в таблице давления насыщенного пара при 12⁰С – это давление водяного пара при окружающей температуре, т.е. p=p_нn12

№ опыта	t,0С	pнn, Па	pнn, Па	φ

Вывод

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.   Почему в жару собака высовывает свой язык?

2.   Что такое точка росы?

3.   На улице целый день идёт осенний дождь. В комнате развешено бельё. Высохнет ли бельё быстрее, если  открыть форточку?

4.   При каких условиях при росте давления пара может происходить уменьшение относительной влажности? 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

ТЕМА: «ИЗМЕРЕНИЕ ЭДС И ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА

ЦЕЛЬ: ИЗМЕРИТЬ ЭДС И ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА.

Оборудование: необходимые измерения, средства измерений

Схема электрической цепи, которую используют в этой лабораторной работе, показана на рисунке. В качестве источника тока в схеме используется аккумуля­тор или батарейка от карманного фонаря.

При разомкнутом ключе ЭДС источника тока равна напряжению на внешней цепи. В эксперименте источник тока замкнут на вольтметр, сопротивление кото­рого должно быть много больше внутреннего сопротивления источника тока г. Обычно сопротивление источника тока мало, поэтому для измерения напряжения можно использовать школьный вольтметр со шкалой 0-6 В и сопротивлением R_B=900 Ом (см. надпись под шкалой прибора). Так как сопротивление источника обычно мало, то действительно R_в››r. При этом отличие Е от U не превышает десятых долей процента, поэтому погрешность измерения ЭДС равна погрешности измерения напряжения.

Внутреннее сопротивление источника тока можно измерить косвенно, сняв показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе. Действительно, из за­кона Ома для замкнутой цепи, получаем E=U+Ir, где U=IR — напряжение на

внешней цепи. Поэтому r_пр=Е_пр –U_пр

 Для измерения силы тока в цепи можно

использовать школьный амперметр со шкалой 0—2 А. Максимальные погрешности измерений внутреннего сопротивления источника тока определяются по форму­лам

Порядок выполнения работы

1. Подготовьте бланк отчета со схемой электрической цепи и таблицей (см. таблицу 6) для записи результатов измерений и вычислений.

2. Соберите электрическую цепь согласно рисунку. Проверьте надежность
электрических контактов, правильность подключения амперметра и вольтметра.

3. Проверьте работу цепи при разомкнутом и замкнутом ключе.

Проведение эксперимента, обработка результатов

1.  Измерьте ЭДС источника тока.

2.  Снимите показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе и вы­числите r_пр,. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока, используя данные о классе точно­сти приборов.

3.  Запишите результаты измерений ЭДС и внутреннего сопротивления ис­точника тока:

Е=Е_пр±∆Е,   ε = ...%; r=r_прr±∆r, ε_г=...%.

4.Сделать вывод.

Контрольные   вопросы

1.  Почему показания вольтметра при разомкнутом и замкнутом ключе различны?

2. Как повысить точность измерения ЭДС источника тока?

3. Можете ли вы предложить другие способы измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11

ТЕМА: «ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА» ЦЕЛЬ: НАУЧИТЬСЯ ИЗМЕРЯТЬ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА

Оборудование: необходимые измерения: В работе измеряется показатель пре­ломления стеклянной пластины, имеющей форму трапеции. На одну из параллель­ных граней пластины наклонно к ней направляют узкий световой пучок. Проходя через пластину, этот пучок света испытывает двукратное преломление. Источником света служит электрическая лампочка, подключенная через ключ к какому-либо ис­точнику тока. Световой пучок создается с помощью металлического экрана с ще­лью. При этом ширина пучка может меняться за счет изменения расстояния меж­ду экраном и лампочкой.

Показатель преломления стекла относительно воздуха определяется по формуле

где α - угол падения пучка света на грань пластины из воздуха в стекло; β - угол преломления светового пучка в стекле.

Для определения отношения, стоящего в правой части формулы, поступают сле­дующим образом. Перед тем как направить на пластину световой пучок, ее распола­гают на столе на листе миллиметровой бумаги (или листе бумаги в клетку) так чтобы одна из ее параллельных граней совпала с предварительно отмеченной лини­ей на бумаге. Эта линия укажет границу раздела сред воздух - стекло. Тонко очи­нённым карандашом проводят линию вдоль второй параллельной грани. Эта линия изображает границу раздела сред стекло - воздух. После этого, не смещая пласти­ны, на ее первую параллельную грань направляют узкий световой пучок под ка­ким-либо углом к грани. Вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее свето­вых пучков тонко очинённым карандашом ставят точки 1, 2, 3 и 4 (рис.). После этого лампочку выключают, пластину снимают и с помощью линейки прочерчивают входящий, входящий и преломленный лучи (рис.). Через точку В границы раздела сред воздух - стекло проводят перпендикуляр к границе, отмечают углы падения α и преломления β.Далее с помощью циркуля проводят окружность с центром в точке В и строят прямоугольные треугольники ABE и CBD.

Так как,

то формула для определения показателя преломления стекла примет вид

Длины отрезков АЕ и DC измеряют по миллиметровой бумаге или с помо­щью линейки. При этом в обоих случаях инструментальную погрешность можно счи­тать равной 1 мм. Погрешность отсчета надо взять также равной 1 мм для учета не­точности в расположении линейки относительно края светового пучка.

Максимальная абсолютная погрешность определяется по формуле

Максимальную относительную погрешность έ измерения показателя прелом­ления определяют по формуле

(Здесь п_пр — приближенное значение показателя преломления, определяе­мое по формуле 1).

Окончательный результат измерения показателя преломления записывается так:

нибудь угле падения. Результат измерения записать с учетом вычисленных по­грешностей.

2.   Повторить то же при другом угле падения.

3.   Сравнить результаты, полученные по формулам

4. Сделать вывод о зависимости (или независимости) показателя преломления от угла падения. (Метод сравнения результатов измерений изложен во введении к лабораторным работам в учебнике физики для X класса).

Контрольный   вопрос

Чтобы определить показатель преломления стекла, достаточно измерить транспортиром углы α и β и вычислить отношение их синусов. Какой из методов определения показателя преломления предпочтительнее: этот или использован­ный в работе?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Цель работы: научиться измерять потенциальную энергию подтянутого над землей тела и упруго деформированной пружины, сравнить два значения потенциальной энергии системы.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, динамометр лабораторный с фиксатором, лента измерительная, груз на нити длиной около 25 см.

Порядок выполнения работы

Для выполнения работы собирают установку, показанную на рисунке

Динамометр укрепляется в лапке штатива. Фиксатором 1 показаний динамометра служит пластинка из пробки размером 5*7*1.5 мм. На рисунке 255 фиксатор в увеличенном масштабе помечен цифрой 2. Пластинку из пробки надрезают ножом до середины и насаживают на проволочный стержень динамометра. Фиксатор должен перемещаться вдоль стержня с малым трением.

Сначала проверьте работу фиксатора. Установите его в нижней части проволочного стержня вплотную к ограничительной скобе динамометра. Растяните пружину динамометра до упора. Отпустите стержень. При этом фиксатор вместе со стержнем поднимается вверх, отмечая максимальное удлинение пружины. Порядок выполнения работы.

1.Привяжите груз к нити, другой конец нити привяжите к крючку динамометра и измерьте вес груза F₁=mg (можно использовать массу груза, если она известна).

2.Измерьте расстояние l от крючка динамометра до центра тяжести

груза.

3.Поднимите груз до высоты крючка динамометра и отпустите его. Поднимая груз, расслабьте пружину и укрепите фиксатор около ограничительной скобы.

4.Снимите груз и по положению фиксатора измерьте линейкой максимальное удлинение ∆1 пружины.

5.Растяните рукой пружину до соприкосновения фиксатора с ограничительной скобой и отсчитайте по шкале максимальное значение модуля силы упругости пружины. Среднее значение силы упругости равно F.

6.Найдите высоту падения груза. Она равна h=l+∆l.

7.Вычислите потенциальную энергию системы в первом положении груза, т.е. перед началом падения, приняв за нулевой уровень значение потенциальной энергии груза в конечном его положении: E_p=mgh=F₁(l+∆l).

8.В конечном положении груза его потенциальная энергия системы
равна нулю. Потенциальная энергия системы в этом состоянии определяется
лишь энергией упруго деформированной пружины:

Вычислите ее.

9.Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

F1,=mg	1	∆1	F	h=l+∆l	Ep=F1,(l+∆l)

10.Сравните значения потенциальной энергии в первом и втором состояниях системы и сделайте вывод.