ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ → номер 1
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.
Средства измерения: 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 (рис. 175). 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 занесите в таблицу:
Номер опыта
При прямолинейном равноускоренном движении без начальной скорости
Где S — путь, пройденный телом, t — время прохождения пути. Средства измерения: измерительная лента (линейка), метроном (секундомер).
Лабораторная установка и порядок выполнения работы подробно описаны в учебнике.
Среднее значение
Вычисления:
Вычисление погрешностей
Точность приборов: Измерительная лента:
Секундомер:
Вычислим абсолютные погрешности:
Вычислим относительную погрешность:
Абсолютная погрешность косвенного измерения:
Найденное в результате работы ускорение можно записать так:
Но при данной абсолютной погрешности последняя цифра в значении аср значения не имеет, поэтому запишем так.
Лабораторная работа №1
Измерение ускорения тела при равноускоренном движении.
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение равноускоренного движения тела по наклонной плоскости.
Определение ускорения шарика, движущегося по наклонному желобу.
2. ТЕОРИЯ
Движение, при котором скорость тела изменяется за равные промежутки времени, называется равноускоренным. Основной характеристикой равноускоренного движения является ускорение: , которое показывает быстроту изменения скорости. Ускорение движения некоторых тел можно определить опытным путем, например, ускорение движущегося шарика по желобу. Для этого используется уравнение равноускоренного движения: 
. Если 
, то 
. При измерениях величин допускаются некоторые погрешности, поэтому нужно проводить несколько опытов и вычислений и найти среднее значение 
.
3. ОБОРУДОВАНИЕ
желоб;
шарик;
штатив с муфтами и лапкой;
металлический цилиндр;
линейка;
секундомер.
^ 4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
4.1 Собрать установку.
4.2 Пустить шарик с верхнего конца желоба, определить время движения шарика до столкновения с цилиндром, находящимся на другом конце желоба.
4.3 Измерить длину перемещения 
шарика.
4.4 Подставив значения 
и , определите ускорение 
, подставив в уравнение 
.
4.5 Не меняя угол наклона желоба повторить опыт еще 4 раза, определить для каждого опыта значение 
.
4.6 Определить среднее значение ускорения: 
.
4.7 Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.
4.8 Оформить работу, сделать вывод, ответить на контрольные вопросы, решить задачу.
^
5. ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ
| № опыта | Длина пути S n , м | Время движения t n , с | Ускорение
| Среднее значение ускорения | Погрешности  |
6. РАСЧЕТЫ
В данном разделе необходимо записать расчеты для каждого опыта и записать значение 
7. ВЫВОД
8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
8.1 Что такое мгновенная скорость? Средняя скорость? Как определяются?
8.2 Написать уравнение равноускоренного движения и свободного падения тел.
8.3 Решить задачу:
Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью 30 м/с. Через сколько секунд оно будет на высоте 25 метров? (Смысл ответа пояснить).
ПЛАН ЗАНЯТИЯ (2 часа)
Тема занятия: «Лабораторная работа №1 «Измерение ускорения тела при равноускоренном движении».
Тип занятия – практический
Цели занятия:
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
1. Организация занятия
1) отметить в классном журнале отсутствующих;
2) м обилизация учебной деятельности учащихся: доброжелательный настрой учителя и учащихся, быстрое включение класса в деловой ритм, организация внимания всех учащихся
2. Ход работы
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.
Средства измерения: 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 (рис. 175). 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 занесите в таблицу:
Номер опыта
s, м
sср, м
Число
ударов
метро
нома
t, с
aср, м/с2
При прямолинейном равноускоренном движении без начальной скорости
где S - путь, пройденный телом, t - время прохождения пути. Средства измерения: измерительная лента (линейка), метроном (секундомер).
Лабораторная установка и порядок выполнения работы подробно описаны в учебнике.
№ опыта
t, с
S, м
0,5
0,028
5,5
0,5
0,033
0,49
0,039
5,5
0,49
0,032
6,5
0,51
0,024
среднее значение
5,7
0,5
0,031
Вычисления:
Вычисление погрешностей
Точность приборов: Измерительная лента:
По
физике
за 9 класс (И.К.Кикоин, А.К.Кикоин, 1999 год),
задача №1
к главе «ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
».
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.
Средства измерения: 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 (рис. 175). 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 занесите в таблицу:
|
среднее значение |
Вычисления:
Вычисление погрешностей
Лабораторная работа №2 по физике 9 класс (ответы) - Определение ускорения при равноускоренном движении тела
5. Найдите и занесите в таблицу средние значения
6. Вычислите и занесите в таблицу среднее значение ускорения шарика по формуле.
7. Рассчитайте и занесите в таблицу значение абсолютной погрешности Δl.
8. Вычислите максимальное значение абсолютной случайной погрешности измерения промежутка времени t.
9. Определите абсолютную систематическую погрешность промежутка времени t.
10. Вычислите значение абсолютной погрешности прямого измерения промежутка времени t.
11. Вычислите значения относительной погрешности измерения длины и промежутка времени.
| l | t | a | Δl | Δt | ε | ε | |
| 1 | 65 | 1,43 | - | 0,1 | 0,48 | 0,15 | 29,81 |
| 2 | 65 | 1,8 | - | - | - | - | - |
| 3 | 65 | 1,38 | - | - | - | - | - |
| 4 | 65 | 1,71 | - | - | - | - | - |
| 5 | 65 | 1,72 | - | - | - | - | - |
| Ср. | 65 | 1,61 | 50,19 | - | - | - | - |
Ответьте на контрольные вопросы
1. Что представляет модуль перемещения при данном движении шарика? как направлен вектор перемещения?
Представляет вектор, который соединяет две точки траектории движения - начальную и конечную. Вектор в данном случае это желоб.
2. Будут ли равными средние скорости шарика при его движении на первой и второй половинах пути? Почему?
Средние скорости будут различны, т. к. во время движения на шарик действую силы тяготения и трения, которые способны замедлять его.
Выводы: научился вычислять ускорение скатывающегося шарика и погрешности измерений времени движения шарика по желобу.
