Выполнение практических заданий

Задание №1. Измерьте скорость шарика на горизонтальном пути.

Оборудование: наклонный желоб, деревянный желоб АВ (l=2 м) с нанесенными метками, стальной шарик (d=0,03м), металлический цилиндр (в точке В ), деревянный цилиндр (в точке С), метроном.

Рис.1.

Шарик скатывают по наклонному желобу СА с одной и той же высоты, оттягивая деревянный цилиндр по направлению стрелки. Отмечают время t₁.

Шарик скатывают из точки. С в точку В. Отмечают время t₂ (момент окончания движения шарика воспринимают на слух при ударе о металлический цилиндр).

Рассчитывают время прохождения пути АВ=s по формуле t= t₂ – t₁.

По формуле v_ср=, находят искомую среднюю скорость (в см/с) на участке АВ. Полученные данные скорости выразить в м/с; км/ч.

Примечание: Время отсчитывают по метроному, начиная отсчет с "0" (подробнее - у учителя). Удар метронома = 1/2 с.

Подбирают такой наклон желоба и длину АВ, чтобы отрезкам пути соответствовало целое число ударов метронома.

Ответьте на вопрос: как, используя установку (см. рис. 1), ввести понятие мгновенной скорости?

Задание №2. Изучите зависимость скорости от времени при равноускоренном движении (введение понятия ускорения).

Оборудование: деревянный желоб (l=2 м), желоб–приставка (l = 1м), металлический цилиндр, деревянный цилиндр, стальной шарик (d=0,03 м), метроном (или секундомер).

Рис.2.

Из предыдущего опыта устанавливают, что скорость в конце пути скатывания шарика может быть принята как конечная скорость неравномерного движения за время, соответствующее времени скатывания.

Предоставив шарику возможность двигаться по приставке с этой конечной скоростью, устанавливают, что скорость его движения постоянна, а значит - соответствует v_к. Показывают, что скорость на горизонтальном участке пропорционально возрастает с увеличением времени разгона по наклонной плоскости. Составляют следующую таблицу 1 (стр.4):

Таблица 1.

Зависимость скорости от времени при равноускоренном движении

Время скатывания	Полное время	Время прохождения приставки	Путь по приставке	Скорость на горизонталь–ном участке	Коэффициет пропорцио–нальности
t1, с	t2, с	t= t2– t1, с	s, см.	vср=, см/с	aср=,см/c2
1	6	5	100	20	20
2	4,5	2,5	100	40	20
3	4,6	1,7	100	60	20

Делается следующий вывод:

Отношение конечной скорости шарика ко времени его скатывания для всех случаев постоянно, или скорость пропорциональна времени скатывания v=a*t. Величина а, на которую возрастает скорость за 1с, называется ускорением, обозначается a, имеет наименование см/с² или м/с². В связи с тем, что в исследуемом движении а=const, значит движение равноускоренное.

Постройте график зависимости v= v(t).

Примечания. Шарик приводится в движение путем отвода деревянного цилиндра по направлению стрелки. Можно повторить опыты для различных углов наклона желоба и показать сохранение закона v=a*t. Это покажет учащимся, что закономерность сохраняется для случая свободного падения.

График зависимости v= v(t).

З

адание 3. Изучите зависимость пути от времени при равноускоренном движении.

Оборудование: деревянный желоб

( l = 2 м.); металлический цилиндр;

д

Рис. 3

еревянный цилиндр; стальной шарик (d=0.3 м.) метроном (или секундомер).

Рис. 3.

Подбирают такие отрезки пути на наклонном желобе, чтобы промежутки времени соответствовали 1, 2, 3, 4 с (выбрать наиболее подходящий наклон желоба).

Составляют таблицу 2:

Таблица 2.

Время – t, с	Путь – s, см	Коэффициент k=s/t2, см/с2
1 2 3 4	10 40 90 160	10 10 10 10

Строят график зависимости s = s (t), получают параболу.

Делают вывод: экспериментальные данные и график позволяют установить пропорциональность пути квадрату времени  s=k*t².

Рис. 4.

Сопоставляя данные таблиц (задания 2 и 3), делают вывод, что а=, значит s=.

Получим основные законы равноускоренного движения s=,v=a*t.

Задание 4. Продемонстрируйте равномерно движущийся пузырек воздуха в трубке с жидкостью.

Оборудование: метроном, трубка с жидкостью.

Пронаблюдайте, что за равные промежутки времени пузырек воздуха проходит равные расстояния.

Задание 5. Продемонстрируйте равномерное прямолинейное движение.

Оборудование: прибор Покровского, метроном, измерительная линейка.

У

Рис. 5.

становите прибор Покровского так, чтобы после легкого толчка тележка с капельницей двигалась равномерно под действием груза. Поворачивая кран капельницы, отрегулируйте частоту падения капель и измерьте интервал времени между двумя последовательными каплями. После этого приведите тележку в движение и запишите ее движение с помощью капельницы. Покажите, что пути, проходимые за равные промежутки времени, одинаковы.

Задание 6. Демонстрация неравномерного прямолинейного движения.

Оборудование: прибор Покровского, метроном, измерительная линейка.

Установка прибора та же, что и в задании 5. Положите на тарелочку перегрузок в 10 г и запишите при помощи капельницы движение тележки.

Рис.6.

Задание №7. Определение ускорение свободного падения с помощью маятника (по Витингу).

Оборудование: линейка демонстрационная ( l = 1 м.), шарик металлический с ушком, нить, копировальная бумага, спички, секундомер, штатив (l = 1.5 м).

Г

Рис. 7

рузик подвесьте так, как указано на рис.7. По кромке линейки закрепить бумагу с копиркой. Пережгите нить. По метке на бумаге определите путь, пройденный телом.

Определите период свободных колебаний линейки (10 колебаний по секундомеру). Время полета грузика = 1/4 периода.

Пользуясь формулой s=, определитьg.

Рис.7.

Ответьте на вопрос: Какие погрешности необходимо учитывать в данном задании?

Задание 8. Определение ускорения свободного падения с помощью нитяного маятника.

Оборудование: штатив ( l = 1.5 м.); нитяной маятник

( l = 1 м),секундомер.

Д

Рис.8.

ля расчета ускорения свободного падения используйте формулу:.

Задание 9. Сравните время свободного падения и время перемещения в горизонтальном направлении.

Оборудование: прибор для одновременного сбрасывания двух шариков, секундомер, два шарика.

П

Рис.9.

од действием пружины пластинка, на которую уложены два шарика поворачивается, сбрасывая один шарик вертикально вниз, а другой вперед. Время полета шариков одинаково.