Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Работы физического практикума для 9 класса
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Работы физического практикума для 9 класса

библиотека
материалов















РАБОТЫ ПО ФИЗИЧЕСКОМУ ПРАКТИКУМУ

9 КЛАСС

Оглавление

РАБОТЫ ПО ФИЗИЧЕСКОМУ ПРАКТИКУМУ 1

Оглавление 2

РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №1 «Изучение зависимости дальности полета от угла вылета снаряда» 3

РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №2 «Проверка постоянства отношений ускорения двух тел при их взаимодействии» 4

РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №3 «Определение термического коэффициента сопротивления металлов» 6

РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №4 «Изучение колебаний пружинного маятника» 7

РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №5 «Определение фокусного расстояния собирающей и рассеивающей линз» 9

РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №6 «Исследование зависимости величины силы упругости от деформации растяжения стали» 11

РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №1 «Изучение зависимости дальности полета от угла вылета снаряда»

Теория работы

При стрельбе на горизонтальной поверхности под различными углами к горизонту дальность полета снаряда выражается формулой:

hello_html_m18dda55b.gif

Из этой формулы следует, что при изменении угла вылета снаряда от 900 до 00 дальность его падения сначала увеличивается от нуля до некоторого максимального значения, а затем снова уменьшается до нуля. Дальность падения максимальна, когда произведение hello_html_7b28f3de.gif наибольшее. Эту зависимость в данной работе следует проверить на опыте с помощью баллистического пистолета изображенного на рисунке 1.

Пhello_html_m7352097d.pngистолет представляет собой спиральную пружину со стержнем вдоль оси, укрепленную на скобе 2 с угломером 3. На стержень насаживается специальный шарик 4, в котором имеется сквозной канал. При насаживании шарика последний сжимает пружину и зацепляется за спусковой крючок в основании стержня. Если нажать на выступающую часть 5 спускового крючка, то шарик освобождается и под действием пружины двигается вдоль стержня в заданном направлении.

На шарике сделана хорошо видимая метка в виде стрелка, которая при зарядке пистолета должна всегда занимать одинаковое положение. При этом кучность при стрельбе будет наилучшей.

На стол в месте падения шарика надо положить полосу бумаги и закрепить ее двумя кусочками липкой ленты, а сверху положить листок копировальной бумаги. При падении шарика на бумаге остается хорошо заметный след.


Выполнение работы

Оборудование:

1. баллистический пистолет; 2) лента измерительная; 3) 2-3 листа писчей и 1 лист копировальной бумаги; 4) липкая лента.


1. Приготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.


Угол вылета шарика,0

20

30

40

45

50

60

70

Средняя дальность полета шарика, см









2. а краю стола закрепите струбцину с баллистическим пистолетом и установите пистолет с помощью угломера под углом 450. Не накладывая бумаги, произведите пробный выстрел и заметьте приблизительно место падения шарика. Закрепите на столе полосу бумаги так, чтобы при стрельбе под углом 450 шарик падал у ее дальнего конца, и наложите копировальную бумагу.

3. Устанавливая пистолет под углами 200,300,400,450, сделайте по 3-4 выстрела для каждого угла.

4. Поверните пистолет немного в сторону и, устанавливая его под углами 500,600,700, снова сделайте по 3-4 выстрела для каждого угла. Следы падения шарика обведите карандашом и рядом отметьте углы бросания.

5. Измерьте среднюю дальность падения шарика для каждого угла. Результаты запишите в таблицу.

Контрольные вопросы.

1. При каком угле вылета дальность полета шарика наибольшая?

2. При каких углах вылета дальность полета приблизительно одинакова и чему равна сумма этих углов? Как это согласуется с формулой дальности?

3. Можно ли вычислить начальную скорость вылета шарика по результатам опыта, например для углов 300,500,700?


Задачи

1. Снаряд зенитной пушки, выпущенный вертикально вверх со скоростью 800 м/с, достиг цели через 6 с. На какой высоте находился самолет противника и какова скорость снаряда при достижении цели?

2. При бросании мяча вертикально вверх мальчик сообщает ему скорость, в 1,5 раза большую, чем девочка. Во сколько раз выше поднимется мяч, брошенный мальчиком?

3. Найти силу гравитационного взаимодействия Земли и Луны (все данные найдите самостоятельно).

4.К. Э. Циолковский в книге «Вне Земли», рассматривая полет ракеты, пишет: «...через 10 секунд она была от зрителя на расстоянии 5 км». С каким ускорением двигалась ракета и какую она приобрела скорость?

5. Пуля в стволе автомата Калашникова движется с ускорением 616 км/с2. Какова скорость вылета пули, если длина ствола 41,5 см?

РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №2 «Проверка постоянства отношений ускорения двух тел при их взаимодействии»


Теория работы

Применяемая в работе установка показана на рисунке 1. В муфте штатива в горизонтальном положении закреплена небольшая платформа, на которую помещают два шарика разной массы. Между шариками располагают плоскую пружину, сжатую петлей из нити. При пережигании нити пружина разжимается и разбрасывает шарики в противоположные стороны. Если масса пружины мала по сравнению с массой шариков, то можно считать, что шарики взаимодействуют непосредственно друг с другом.

Пhello_html_m513f23b9.jpgри взаимодействии шариков массами m1 и m2 имеем:

hello_html_42f40e73.gif(1)

где hello_html_m38da2d55.gifи hello_html_md1a78f5.gif - модули средних ускорений, полученных шариками в результате взаимодействия. Начальная скорость шариков равна нулю, поэтому

hello_html_2aa6aea2.gifиhello_html_m340fc350.gif (2)

Здесь t – время взаимодействия, одинаковой для обоих шариков, следовательно,

hello_html_60029726.gif(3)

где hello_html_6cf17dd7.gifи hello_html_m44079224.gif - модули горизонтальных составляющих скоростей, полученных шариками в результате взаимодействия. Во время движения на шарики в горизонтальном направлении действуют только силы сопротивления воздуха, которыми ввиду их малости можно пренебречь, и движение шариков в этом направлении считать равномерными. Поэтому

hello_html_m2cfb17b0.gifи hello_html_702ada5e.gif (4)

где hello_html_3c2a194e.gifиhello_html_m75fae583.gif – пути, пройденные в горизонтальном направлении, а t1 и t2 – время падения шариков, поскольку они падают с одной высоты, то t1 = t2, тогда

hello_html_m7469e423.gif(5)

Из выражений (3) и (5) имеем:

hello_html_7ea5fa13.gif(6)

Если шарики получат другие ускорения, напримерhello_html_m7ffd0b2e.gifи hello_html_199eab69.gif, то, проведя аналогичные рассуждения, получим с учетом (1)


а следовательно, и в общем случае

hello_html_12219fa1.gif

Таким образом, для сравнения отношений модулей ускорений, полученных шариками при их взаимодействии на данной установке, достаточно сравнить отношения дальностей полета шариков.

Выполнение работы

Оборудование:

1) легкая плоская стальная пружина; 2) два стальных шарика; 3) платформа на стержне; 4) штатив лабораторный с двумя муфтами и лапкой; 5) весы технические с равновесом; 6) отвес; 7) уровень; 8) лента измерительная; 9) нитки; 10) спички; 11) по два листа писчей и копировальной бумаги.


1. Приготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.


опыта

hello_html_m43000b5c.gif, м

hello_html_mfb399f1.gif

m1, кг

m2, кг

hello_html_m68a57175.gif

hello_html_2c0634cd.gif

1







2







3








2. Соберите установку по рисунку 1. Стержень платформы закрепите в муфте штатива на высоте 20-30 см от поверхности стола. Проверьте горизонтальность платформы с помощью уровня. К середине пружины привяжите прочную нить, второй конец которой закрепите в лапке штатива так, чтобы расстояние от лапки до пружины было 3-5 см.

3. Приготовьте петлю из нити, сожмите пружину и наденьте на нее петлю.

4. Установите шарики на платформе так, чтобы они касались концов пружины (при необходимости можно поднять или опустить лапку с пружиной). С помощью отвеса отметьте на бумаге, прижатой основанием штатива к столу, точки, над которыми находятся центры шаров (рис.1)

5. На писчую бумагу положите копировальную и пережгите нить. По отметкам на бумаге измерьте дальности полета шариков hello_html_3c2a194e.gifиhello_html_m75fae583.gif.

6. Опыт повторите 3-4 раза, меняя сжатие пружины и измеряя каждый раз дальности полета шариков.

7. Для каждого опыта вычислите отношение:

hello_html_m68a57175.gif

8. Взвешиванием определите массы шариков m1 и m2 и вычислите отношение

9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

10. На основе полученных результатов сделайте заключение.

Контрольные вопросы.

1. Будет ли зависеть отношение ускорений шариков от степени сжатия пружины?

2. Почему движение шариков в горизонтальном направлении можно считать равномерным?

3. Почему в данной работе действие пружины на шарики должно быть центральным?

Задачи

1. Заполнить таблицу, где а ускорение, которое приобретает тело массой т под действием силы F.

hello_html_m565d9aef.png

2. Масса легкового автомобиля равна 2 т, а грузового 8 т. Сравнить ускорения автомобилей, если сила тяги грузового автомобиля в 2 раза больше, чем легкового.

3. Порожний грузовой автомобиль массой 4 т начал движение с ускорением 0,3 м/с2. Какова масса груза, принятого автомобилем, если при той же силе тяги он трогается с места с ускорением 0,2 м/с2?

4. Тело массой 4 кг под действием некоторой силы приобрело ускорение 2 м/с2. Какое ускорение приобретает тело массой 10 кг под действием такой же силы?

5. Боевая реактивная установка БМ-13 («катюша») имела длину направляющих балок 5 м, массу каждого снаряда 42,5 кг и силу реактивной тяги 19,6 кН. Найти скорость схода снаряда с направляющей балки.


РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №3 «Определение термического коэффициента сопротивления металлов»


Теория работы

Пhello_html_501eca5b.pngрименяемый в работе прибор для определения термического коэффициента меди состоит из катушки 1, намотанной медным изолированным проводом на картонном каркасе 2. Концы катушки выведены к зажимам 3, установленным на пластмассовой колодке 4. В этой же колодке закреплена стеклянная пробирка со вставленным в нее каркасом с катушкой. Сверху в колодке имеется отверстие 5, в которое вставляют термометр для измерения температуры катушки.

Помещая пробирку с катушкой, например, в холодную и горячую воду и измеряя сопротивление катушки при разной температуре, можно вычислить термический коэффициент сопротивления меди.

Выполнение работы

Оборудование:

1) прибор для определения термического коэффициента сопротивления меди; 2) стакан металлический или химический высотой более 100 мм; 3) авометр школьный; 4) термометр технический от 0 до 1000С; 5) штатив лабораторный с муфтой и лапкой; 6) горячая и холодная вода; 7) сосуд со льдом или снегом; 8) провода соединительные.

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.


опыта

t ,0С

R, Ом

, град -1

ср, град-1

1





2




3




4





2. Налейте стакан воды и охладите ее с помощью льда или снега до 00С.

3. Соберите установку по рисунку 2 сначала без термометра. Закрепите прибор в лапке штатива и, отпустив зажим муфты, погрузите пробирку с катушкой в стакан так, чтобы катушка находилась ниже поверхности воды. В этом положении прибор закрепите.

4. Проверьте и подготовьте авометр для измерения сопротивлений (шкала с множителем 1).

5. Поместите термометр в отверстие колодки и следите за его показаниями. Когда температура катушки понизится до 00С, измерьте ее сопротивление R0 с помощью авометра.

6. Выньте термометр из прибора. Отпустив зажим муфты, поднимите прибор вверх, чтобы катушка вышла из воды, и закрепите.

7. Холодную воду в стакане замените горячей и вновь погрузите пробирку с катушкой в стакан. Поместите в пробирку термометр и наблюдайте за изменением температуры; когда она установится, измерьте авометром сопротивление катушки Rе. Опыт повторите еще два раза, взяв воду при других температурах (можно делать различную смесь горячей и холодной воды).

8. Используя результаты первого опыта (00С и R0) и трех последующих (t , Rt), вычислите для каждого опыта значение термического коэффициента сопротивления меди по формуле hello_html_282f009e.gifи найдите его среднее значение.

9. Результаты всех измерений и вычислений занесите в таблицу.


Контрольные вопросы

1. Как зависит сопротивление проводника от температуры ?

2. Как эту зависимость можно представить графически?

3. Как выглядит график зависимости проводимости проводников от температуры?


Задачи

1. Кабель состоит из двух стальных жил площадью поперечного сечения 0,6 мм2 каждая и четырех медных жил площадью поперечного сечения 0,85 мм2 каждая. Каково падение напряжения на каждом километре кабеля при силе тока 0,1 А?

2. От источника напряжением 45 В необходимо питать нагревательную спираль сопротивлением 20 Ом, рассчитанную на напряжение 30 В. Имеются три реостата, на которых написано: а) 6 Ом, 2 А; б) 30 Ом, 4 А; в) 800 Ом, 0,6 А. Какой из реостатов надо взять?

3. Участок цепи состоит из стальной проволоки длиной 2 м и площадью поперечного сечения 0,48 мм2, соединенной последовательно с никелиновой проволокой длиной 1 м и площадью поперечного сечения 0,21 мм2. Какое напряжение надо подвести к участку, чтобы получить силу тока 0,6 А?

4. Какова напряженность поля в алюминиевом проводнике сечением 1,4 мм2 при силе тока 1 А?

5. Определить плотность тока, протекающего по константановому проводнику длиной 5 м, при напряжении 12 В.


РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №4 «Изучение колебаний пружинного маятника»


Цель работы: экспериментально проверить полученный теоретически результат.

Оборудование: набор грузов по механике, держатель со спиральной пружиной, штатив для фронтальных работ, метр демонстрационный, секундомер или часы с секундной стрелкой.


Теория

Груз, подвешенный на стальной пружине и выведенный из положения равновесия, совершает под действием сил тяжести и упругости пружины гармонические колебания. Собственная частота колебаний такого пружинного маятника определяется выражением:

hello_html_m6dd4d66b.gif,

где k - жёсткость пружины, m - масса тела.

Задача данной работы заключается в том, чтобы экспериментально проверить полученную теоретически закономерность.

Для решения этой задачи сначала необходимо определить жёсткость k пружины, применяемой в лабораторной установке, массу m груза и вычислить собственную частоту υо и период Τо колебаний маятника. Затем, подвесив груз массой m на пружину, экспериментально проверить полученный теоретически результат.


Ход работы

  1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений:


опыта

F, H

x, м

k, H/м

m, кг

hello_html_m6dd4d66b.gif, Гц

t, с

υ=n/∆t, Гц

hello_html_45243339.gif

1









2










  1. Укрепите пружину с держателем в лапке штатива и подвесьте к ней груз массой 100 г. Рядом с грузом укрепите вертикально измерительную линейку и отметьте начальное положение груза.

  2. Подвесьте к пружине ещё два груза массой по 100 г и её удлинение ∆x, вызванное действием силы F≈2H. По измеренному удлинению ∆x и известной силе F вычислите жёсткость пружины:

k = F/∆x.

  1. Зная жёсткость пружины, вычислите собственную частоту колебаний υо и период Tо пружинного маятника массой 200г и 400г.

  2. Оставьте на пружине два груза массой по 100г, выведите пружинный маятник из положения равновесия, сместив его на 5-7см вниз, и экспериментально определите частоту колебаний υ маятника. Для этого измерьте интервал времени ∆t, за который маятник совершает 20 полных колебаний, и произведите расчёт по формуле:

υ = n/∆t,

где n – число колебаний.

  1. Такие же измерения и вычисления выполните с маятником массой 400 г.

  2. Вычислите отклонения расчетного значения собственной частоты υо колебаний пружинного маятника от частоты υ, полученной экспериментально, и результаты измерений и вычислений занесите в таблицу с учётом погрешностей.

Контрольные вопросы

  1. По какому закону происходит колебания тела, подвешенного на пружине?

  2. Зависит ли частота колебаний пружинного маятника от амплитуды колебаний?

  3. Каким был бы результат опыта в условиях невесомости?

  4. Дайте определение амплитуды колебаний.

  5. Как называется график колебательного движения?

  6. Дайте определение периода колебаний.

  7. Единица измерения частоты колебаний в СИ.

  8. Что такое пружинный маятник?

Задачи


  1. Частота колебаний крыльев комара 600 Гц, а период колебаний крыльев шмеля 5 мс. Какое из насекомых сделает при полете больше взмахов крыльями за 1 мин и на сколько?

  2. а какое расстояние надо отвести от положения равновесия груз массой 640 г, закрепленный на пружине жесткостью 0,4 кН/м, чтобы он проходил положение равновесия со скоростью 1 м/с?

  3. Груз массой 400 г совершает колебания на пружине жесткостью 250 Н/м. Амплитуда колебаний 15 см. Найти полную механическую энергию колебаний и наибольшую скорость движения груза.

  4. Амплитуда колебаний точки струны 1 мм, частота 1 кГц. Какой путь пройдет точка за 0,2 с?

  5. Если к некоторому грузу, колеблющемуся на пружине, подвесить гирю массой 100 г, то частота колебаний уменьшится в 1,41 раза. Какой массы груз был первоначально подвешен к пружине?


РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №5 «Определение фокусного расстояния собирающей и рассеивающей линз»


Цель: Определение фокусного расстояния собирающей и рассеивающей линз

Оборудование: 1) лента измерительная, 2) батарея аккумуляторов, 3) лампочка на подставке, 4) выключатель, 5) провода соединительные, б) экран белый со щелью, 7) линза двояковыпуклая 8) линза двояковогнутая.


Ход работы

Определение фокусного расстояния собирающей линзы.

hello_html_m64352fdd.jpgСоставить электрическую цепь из лампочки, аккумуляторной батареи и выключателя. Лампочку и экран расставляют на противоположных концах стола, а между ними помещают двояковыпуклую линзу. Зажигают лампочку и передвигают линзу вдоль желоба, пока на экране не будет получено резкое изображение накаленной нити лампочки.

Для линзы можно найти два таких положения. Найдя одно из них, расположенное, например, ближе к лампоч­ке, передвигают линзу к экрану и находят для нее вто­рое положение, при котором на экране вновь появляется резкое изображение нити лампочки. Измеряют расстояния от лампочки до линзы и от линзы до экрана в каждом из двух опытов.

Воспользовавшись полученными данными, вычисляем главное фокусное расстояние по формуле

hello_html_m7262f01f.gif,

Собирающая линза


1.

2.

3.

hello_html_m62c01bff.gif, мм




hello_html_m9e4cca7.gif, мм




hello_html_m66a0e824.gif, м




hello_html_6bc82bec.gif, м




Рассеивающая линза


Вследствие того что рассеивающая линза образует только мнимые изображения, положения кhello_html_4cca596f.jpgоторых нельзя определить непосредственно при помощи экрана, целесообразно прибегнуть к косвенному методу при опре­делении ее главного фокусного расстояния, применив собира­ющую линзу.

Для этого вдоль желоба между горящей лампочкой и эк­раном устанавливают рассеи­вающую линзу, а между нею и экраном — короткофокусную со­бирающую линзу. Передвигая собирающую линзу и экран, до­биваются получения на экране резкого изображения нити лам­почки в виде светлой точки или полоски. Схема установки и ход лучей показаны на рисунке.

Схема расположения линз, источника света и экрана при определении главного фокусного расстояния рассеивающей линзы.

После этого лентой измеряют расстояние d от рассеивающей линзы до лампочки с точностью hello_html_m53d4ecad.gifhello_html_50c7c0d7.gifсм. Затем отмечают на желобе место расположения рассеивающей линзы и убирают ее;

иhello_html_5744d720.jpgзображение на экране исчезает. Придвигают лампочку по на­правлению к собирающей линзе, пока на экране вновь не по­явится резкое изображение нити. Это, очевидно, будет в том случае, когда лампочка попадет в точку hello_html_m4126c6a7.gifт. е. на место мнимо­го изображения, полученного в рассеивающей линзе.

Измеряют расстояние hello_html_m7f97fea9.gif от места, где была рассеивающая линза, до лампочки и определяют главное фокусное расстояние по общей формуле линзы:

hello_html_m53d4ecad.gifhello_html_m470540aa.gif

Расстояние hello_html_m7f97fea9.gif надо считать здесь отрицательным, как расстояние мнимого изображения до линзы.

Рассеивающая линза


hello_html_m53d4ecad.gif

1.

2.

3.

hello_html_m53d4ecad.gifhello_html_mae3c30c.gif, мм




hello_html_a3573a4.gif, мм




hello_html_m66a0e824.gif, м




hello_html_m26e32d8f.gif, м




Запишите вывод: что вы измеряли и какой получился результат, учитывая погрешность.


Контрольные вопросы

  1. Что такое главное главное фокусное расстояние и оптическая сила линзы? В каких единицах они измеряются.

  2. Какими лучами удобно пользоваться при построении изображения в линзе?

  3. Почему учащиеся в классных комнатах должны сидеть так, чтобы окна были слева?

  4. Формулировка закона преломления света.

  5. Какое изображение предмета получается в плоском зеркале?


Задачи

  1. У «сильных» микроскопов оптическая сила объективов равна 500 дптр, а у самых сильных — 800 дптр. Каковы фокусные расстояния у этих микроскопов?

  2. Зная скорость света в вакууме, найти скорость света в алмазе.

  3. Сравнить скорость света в этиловом спирте и сероуглероде.

  4. Предмет расположен в 25 см от собирающей линзы с радиусами кривизны поверхностей 20 см. Определить показатель преломления стекла, из которого изготовлена линза, если действительное изображение предмета получилось на расстоянии 1 м от нее. (1065)

  5. Рассматривая предмет в собирающую линзу, и располагая его на расстоянии 4 см от неё, получают его линейное изображение, в 5 раз больше самого предмета. Какова оптическая сила линзы?


РАБОТА ФИЗПРАКТИКУМА №6 «Исследование зависимости величины силы упругости от деформации растяжения стали»


Теория работы

Для всех видов деформаций в пределах упругости величина силы упругости прямо пропорциональна величине деформации тела (закон Гука). В случае деформации растяжения эту зависимость можно записать так:

hello_html_m7a233e2d.gif

где Fупр- сила упругости; k- коэффициент упругости или жесткость образца; l- длина образца после деформации;l0 – его первоначальная длина. Величину hello_html_m136bf4d3.gifназывают абсолютным удлинением.

Зная минус в формуле означает, что сила упругости направлена в сторону, противоположную направлению деформации.

Величина коэффициента упругости деформируемого образца связана с его начальной длинойl0 и площадью поперечного сечения S соотношением:

hello_html_61170513.gif

Коэффициент Е, входящий в последнюю формулу, называют модулем упругости. Его вычисляют по формуле:

hello_html_5e75080b.gif

и в СИ измеряют в ньютонах на квадратный метр (Н/м2).

В данной работе исследуются упругие свойства стали и определяется модуль упругости.

Прибор для изучения деформации растяжения (рисунок) состоит из двух направляющих стальных стержней 1, скрепленных по концам подставками 2. На одном конце прибора (между стержнями) смонтирован динамометр 3 в виде стальной пружины. Динамометр заканчивается втулкой с прорезью, в которой находится съемный вкладыш 4 для закрепления проволоки. На другом конце прибора укреплен червячный механизм 5, служащий для натяжения проволоки. Проволока одним концом прикреплена при помощи вкладыша к динамометру, а другим – к оси червячного механизма.

При вращении колка начинает растягиваться пружина динамометра. При этом указатель динамометра перемещается по шкале 6, градуированной в ньютонах. Таким образом, прибор позволяет плавно изменять натяжение проволоки и всякий раз измерять силу упругости.

Для определения величины удлинения проволоки прибор снабжен специальным индикатором 7, позволяющим производить измерения с точностью до 0,01 мм.

В описанном приборе измеряется удлинение не всей проволоки, а лишь части ограниченной двумя ползунками 8, к которым проволоку прикрепляют с помощью винтовых зажимов 9. Такой способ дает возможность избежать искажений, возникающих в опыте вследствие частичного разматывания проволоки в местах ее крепления.

На одном из ползунков, расположенном вблизи динамометра, установлен индикатор, а к другому прикреплен стержень 10, который зажимают винтом 11. Стержень имеет на конце резиновую насадку для соединения его с индикатором.

При растяжении проволоки увеличивается расстояние между ползунками и стержень, который не меняет своей длины (он не подвергается действию растягивающей силы) перемещает штифт индикатора на величину удлинения проволоки. Удлинение определяют по показаниям стрелок индикатора: большая показывает сотые доли миллиметра, а малая – целые миллиметры. Начальную длину проволоки измеряют линейкой с миллиметровыми делениями, а диаметр при помощи микрометра.

Выполнение работы

Оборудование:

1) прибор для изучения деформации растяжения; 2) индикатор часового типа 0-10 мм; 3) микрометр; 4) линейка измерительная; 5) стальная проволока диаметром 0,2-0,3 мм.

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.


Начальная длина проволоки, 10-3м

Диаметр проволоки,

10-3м

Площадь поперечного сечения,

10-6м2

Сила упругости, Н

Абсолютное удлинение проволоки

(по индикатору), 10-3м

Модуль упругости, Н/м2








2. Измерьте микрометром диаметр стальной проволоки и вычислите площадь ее поперечного сечения. Результаты запишите в таблицу.

3. Закрепите концы стальной проволоки в приборе. Затем, слегка натянув проволоку, подложите ее под винтовые зажимы ползунков и закрепите их.

4. Соедините стержень со шрифтом индикатора. Для этого ослабьте винт, которым зажимается стержень, и перемещайте его до упора со штифтом индикатора. После этого стержень снова закрепите винтом.

5. Поворачивая колок, установите указатель динамометра на нуль.

6. Установите на нуль стрелку индикатора, поворачивая шкалу индикатора за ободок до совпадения стрелки с нулем.

Примечание. Установка прибора на нуль будет правильной, если при растяжении проволоки начнут одновременно движение и стрелка динамометра, и стрелка индикатора.

7. Измерьте начальную длину проволоки между центрами винтовых зажимов и запишите результат в таблицу.

8. Поворачивая колок червячного механизма, постепенно увеличивайте силу упругости и через каждые 5 Н фиксируйте по индикатору абсолютное удлинение проволоки. Дойдя до 50 Н, вращайте колок в обратную сторону, т.е. «Снимайте» нагрузку, следя за тем, как укорачивается проволока.

9. Убедившись, что деформация проволоки была упругая, повторите опыт и результаты наблюдений запишите в таблицу.

10. По данным, полученным в опыте, постройте на клетчатой (или миллиметровой) бумаге график зависимости силы упругости от растяжения стальной проволоки, откладывая по горизонтальной оси абсолютное удлинение, а по вертикальной оси – силу упругости.

На основании анализа графика сделайте вывод о зависимости силы упругости от абсолютного удлинения.

11. Вычислите модуль упругости проволоки для стали при значениях силы упругости 10 и 30 Н. Насколько близки полученные результаты?

Контрольные вопросы

1. Почему в проделанных опытах измеряются удлинение не всей проволоки, а лишь ее части, ограниченной двумя ползунками?

2. Зависит ли модуль упругости от размеров испытуемого образца и силы упругости?

3. Какая величина измеряется в этих опытах с наименьшей погрешностью? Какая – с наибольшей погрешностью?

Задачи

  1. Под действием силы 320 Н пружина амортизатора сжалась на 9 мм. На сколько миллиметров сожмется пружина при нагрузке 1,60 кН?

  2. Грузовик взял на буксир легковой автомобиль массой 1т и, двигаясь равноускоренно, за 50 с проехал путь 400 м. На сколько удлинился во время движения трос, соединяющий автомобили, если его жесткость равна 2,0hello_html_m4b7f71d0.gif105 Н/м? Трение не учитывайте.

  3. Две пружины равной длины поочередно растягиваются под действием одной и той же силы. Пружина жесткостью 500 Н/м удлинилась на 1 см. Какова жесткость второй пружины, если ее удлинение равно 5 см?

  4. Чему равна жесткость пружины, которая удлиняется на 5 см, если на ней уравновесить груз массой 2,5 кг?

  5. Спиральная цилиндрическая пружина передней подвески колес автомобиля «Жигули» имеет длину в свободном состоянии 360 мм и под действием силы 4,35 кН должна сжиматься до 230 мм. Пружина задней подвески колес имеет длину 442 мм и под действием силы 4,4 кН сжимается до 273 мм. Найти жесткость пружин.


13



Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Краткое описание документа:

Работы физического практикума в 9 классе позволяют провести анализ не только усвоения теоретического материала, но и определение практических навыков работы с лабораторным оборудованием. Разнообразие материалов, разработок и интерактива не всегда в полной мере заинтересуют учащихся и покажут их истинный результат знаний по данным темам.

С этой целью мною были изучены все разделы 8 и 9 классов и на их основы выбраны лишь те работы, которые помогут в какой-то мере облегчить понимание материала.

Цель электронного пособия:

 

Способствовать формированию у учащихся глубоких и прочных знаний по физике за курс 7-9 классов, развитию мышления, познавательной самостоятельности, практических умений и навыков, в том числе умений выполнять простые наблюдения, измерения и опыты, обращаться с приборами, анализировать результаты эксперимента, вычислять погрешности измерений, делать обобщения, выводы и тем самым готовить учащихся к трудовой деятельности.

Автор
Дата добавления 15.01.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров2215
Номер материала 301857
Получить свидетельство о публикации
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