Лабораторная работа № 1 измерение ускорения тела при равноускоренном движении
Студент должен:
уметь: использовать законы физики при объяснении различных явлений в решении практических задач; обращаться с физическими приборами и использовать их при проведении лабораторной работы; оценивать погрешности измерений;
знать: понятия «ускорение» и «равноускоренное движение»; обозначения и единицы физических величин в СИ; физический смысл универсальных физических постоянных; применение физических явлений в природе и технике; способы измерения физических величин; правила техники безопасности при работе в кабинете физики.
Обеспеченность занятия
Оборудование и инструменты: металлический желоб, штатив с муфтой и зажимом, стальной шарик, металлический цилиндр, измерительная лента, секундомер или часы с секундной стрелкой.
Раздаточные материалы: данные методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.
Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы
Движение шарика, скатывающегося по желобу, приближенно можно считать равноускоренным. При равноускоренном движении без начальной скорости модуль перемещения s, модуль ускорения а и время движения t связаны соотношением s = аt2/2. Поэтому, измерив sat, мы можем найти ускорение апо формуле а = 2S/t2. Чтобы повысить точность Г измерения, ставят опыт несколько раз, а затем вычисляют средние значения измеряемых величин.
Инструкция по выполнению лабораторной работы
Соберите установку, изображенную на рисунке 1.1 (верхний конец желоба должен быть на несколько сантиметров выше нижнего). Положите в желоб у его нижнего конца металлический цилиндр. Когда шарик, скатившись, ударится о цилиндр, звук удара поможет точнее определить время движения шарика.
Отметьте на желобе начальное положение шарика, а также его конечное положение верхний торец металлического цилиндра.
Рисунок 1.1
Измерьте расстояние между верхней и нижней отметками на желобе (модуль s перемещения шарика) и результат измерения запишите в таблицу 1.1.
Таблица 1.1
№ опыта |
S, м |
t, с |
tср, с |
а, м/с2 |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
Выбрав момент, когда секундная стрелка находится на делении, кратном 10-ти, отпустите шарик без толчка у верхней отметки и измерьте время t до удара шарика о цилиндр.
Повторите опыт 5 раз, записывая в таблицу результаты измерений. При проведении каждого опыта пускайте шарик из одного и того же начального положения, а также следите за тем, чтобы верхний торец цилиндра находился у соответствующей отметки.
Вычислите tcp =(t1+t2+…+tn) /n и результат запишите в таблицу 1.1.
Вычислите ускорение, с которым скатывался шарик. Результат вычислений запишите в таблицу.
Запишите вывод.
Лабораторная работа № 2
ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА, БРОШЕННОГО ГОРИЗОНТАЛЬНО
Студент должен:
уметь: изучить движение тела, брошенного горизонтально; обращаться с физическими приборами и использовать их при проведении лабораторных работ; оценивать погрешности измерений;
знать: основы теории курса физики, обозначения и единицы физических величин в СИ; устройство и принцип работы физических устройств; правила техники безопасности при работе в кабинете физики.
Обеспеченность занятия
Оборудование и инструменты: штатив с муфтой и зажимом, изогнутый желоб, металлический шарик, лист бумаги, лист копировальной бумаги, отвес, измерительная лента.
Раздаточные материалы: данные методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.
Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы
Шарик скатывается по изогнутому желобу, нижняя часть которого горизонтальна. После отрыва от желоба шарик движется по параболе, вершина которой находится в точке отрыва шарика от желоба. Выберем систему координат, как показано на рисунке. Начальная высота шарика h и дальность полета l связаны соотношением h = gl2/2V02. Согласно этой формуле при уменьшении начальной высоты в 4 раза дальность полета уменьшается в 2 раза. Измерив h и l, можно найти скорость шарика в момент отрыва от желоба по формуле:
V0=l