Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Розробив: О.Л. Філатов – викладач Сумського будівельного коледжу.↑ Стр 1 из 6Следующая ⇒ Содержание книги
Поиск на нашем сайте
Робочий зошит Для лабораторних робіт З фізики студента групи ____ Сумського будівельного коледжу ___________________________
Суми
Розробив: О.Л. Філатов – викладач Сумського будівельного коледжу. Рецензент: Н.А. Майборода - викладач Сумського будівельного коледжу. Розглянуто і рекомендовано до друку На засіданні циклової комісії Фізико-математичних дисциплін Протокол №4 від 02.11.2010р.
О.Л.Філатов Робочий зошит для лабораторних робіт з фізики для студентів 1 курсу – Суми: 2010. -- 28с. Перше видання
У зошиті надано повний комплект інструкцій для виконання фронтальних лабораторних робіт для студентів І курсу передбачених чинною програмою МОН України. Роботи подані таким чином, що для їх виконання потрібне спеціальне обладнання, яке постачалось в 18 пілотних навчальних закладів України, тому не всі роботи можуть бути виконані в фізичному кабінети із стандартним обладнанням та устаткуванням. Але основні принципи проведення фізичного експерименту і складання експериментальних установок викладені як універсальні і тому методичні рекомендації можуть бути корисними для роботи з будь-яким обладнанням. Всі роботи чітко структуровані і мають мету, таблицю, обладнання, теоретичні відомості, інструкції з виконання роботи, контрольні запитання. Теоретичні відомості являють собою дуже стислу інформацію про фізичні явища і процеси, які досліджуються в роботі. Тому для більш досконалого вивчення матеріалу передбачається попередня робота з підручником і на заняттях. Використання зошита дозволить надати студенту уявлення про побудову фізичного експерименту, дозволить експериментальним шляхом „доторкнутися” до не зовсім зрозумілих фізичних понять і явищ, закріпити теоретичний матеріал, розв’язати експериментальну задачу тощо. Адреса: 40021,м.Суми Вул..Петропавлівська,108 ЗМІСТ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1 Визначення прискорення тіла під час рівноприскореного руху 7 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2 Вивчення закону збереження механічної енергії 9
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3 Визначення модуля пружності гуми 10
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4 Вимірювання вологості повітря 12
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5 Визначення коефіцієнту поверхневого натягу води Методом відривання петлі 13
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6 Визначення питомого опору провідника 15
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7 Визначення заряду електрона 17
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8 Дослідження залежності опору металів від температури 19 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9 Вивчення явища електромагнітної індукції 21
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 10 Визначення прискорення вільного падіння За допомогою маятника 23
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 11 Визначити показник заломлення скла 25
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 12 Визначення довжини світлової хвилі За допомогою дифракційної решітки 27
Основи вимірювань та обробки результатів Вимірювання і похибки вимірювань. При виконанні лабораторних робіт майже завжди необхідно вимірювати різні фізичні величини – довжину, масу, час, температуру. Виміряти яку-небудь величину – це означає порівняти її з однорідною величиною, яка прийнята за одиницю. Наприклад, виміряти довжину якого-небудь тіла – означає порівняти її з одиницею довжини - метром, сантиметром; щоб виміряти масу, необхідно порівняти її з одиницею маси - кілограмом, грамом. За способом отримання числового результату всі вимірювання ділять на прямі і непрямі. Прямі вимірювання – це вимірювання, в яких числове значення величини отримують в результаті безпосереднього вимірювання цієї величини за допомогою міри або вимірювального приладу. Непрямі вимірювання – це вимірювання, при яких числове значення величини отримують на основі прямих вимірювань інших величин, пов'язаних з величиною, що вимірюють, відомою залежністю. Обчислення похибок при прямих вимірюваннях. Різницю між дійсним значенням вимірюваної величини та будь-яким її наближеним значенням, отриманим в результаті вимірювання, називається похибкою вимірювання. При виконанні прямих вимірювань найчастіше доводиться враховувати тільки дві основні похибки – інструментальну похибку і похибку відліку. Інструментальна похибка зазвичай вказується в паспортах приладів або на самих приладах. Вона не перевищує половини ціни поділки шкали. Похибка відліку також вважається рівною половині ціни поділки шкали приладу. Тому загальна максимальна похибка прямого вимірювання (абсолютна похибка) буде дорівнювати ціні поділки шкали приладу: . Щоб підвищити точність вимірювання, треба зменшити похибки вимірювань. Для цього треба узяти більш чутливий прилад, що має меншу ціну поділки (наприклад, лінійку з сантиметровими поділками замінити лінійкою з міліметровими поділками).
Графічний метод У випадку, коли змінюються умови вимірювання, обчислене середнє значення не має сенсу. Тому необхідно використання іншого методу, наприклад, графічного. Звичайно, при виконанні роботи мі змінюємо параметр і слідкуємо за зміною певної фізичної величини , таким чином отримуючи пари чисел (, ). Для використання графічного методу будують декартову координатну площину, де на горизонтальній осі відкладають значення , а на вертикальній . Таким чином на цій площині кожній парі чисел буде відповідати певна точка, а всі результати вимірювань будуть складати сукупність точок. Якщо точки внаслідок впливу похибок вимірювань лежать не одній прямій (а ми точно знаємо, що графік залежності є пряма лінія), то лінію проводять таким чином, щоб відстань до кожної точки була найменша. За графіком можна знайти середні значення і . Значення можна знайти в точці перетину графіка і вісі ординат. Для обчислення середнього значення необхідно взяти будь-яке значення і за графіком визначити відповідне значення . Тоді . Відносна похибка непрямих вимірювань обчислюється за формулою: , де – це похибка вимірювання величини, яка входить до формули обчислення.
Запис результату вимірювань Після того, як знайдено середнє значення і абсолютну похибку величини, що вимірюють, результат вимірювань записується у вигляді: . При запису результату необхідно дотримуватися наступних правил: 1. Абсолютну похибку вимірювання завжди округляють з лишком до однієї значущої цифри або до двох, якщо друга цифра 5. (наприклад, ; ). 2. Числове значення результату вимірювання завжди округляють або уточнюють так, щоб його остання цифра опинилася в тому ж розряді, що і цифра похибки.
Теоретичні відомості
Рівноприскорений прямолінійний рух – це такий прямолінійний рух, при якому швидкість тіла за будь-які однакові проміжки часу змінюється на одну і ту ж саму величину. Прискорення – це фізична векторна величина, яка дорівнює відношенню зміни швидкості тіла до проміжку часу, протягом якого ця зміна відбулась: . Рівноприскорений рух без початкової швидкості кульки по жолобу описується рівнянням: . Вимірявши пройдений кулькою шлях за певний час , можна обчислити прискорення: .
Примітка: Для підвищення точності прямих вимірювань потрібно правильно вибирати не тільки вимірювальні прилади, але і методи вимірювання. У тих випадках, коли відбуваються багаторазові вимірювання за однаковими початковими умовами, наближене значення величини, що вимірюють, абсолютну і відносну похибки вимірювань обчислюються методом середнього арифметичного. Виконання роботи 1. За допомогою штатива закріпіть жолоб у похилому положенні під великим кутом до горизонту. Покладіть в нижній кінець жолоба металевий циліндр (мал. 1). 2. Одночасно з пуском кульки включить секундомір та виміряйте час руху кульки: з верхнього кінця жолоба до удару її об циліндр в кінці жолоба. 3. За допомогою вимірювальної стрічки виміряйте шлях , пройдений кулькою за час . 4. Не змінюючи кут нахилу жолоба, повторіть експеримент п’ять разів. Результати обчислень занесіть до таблиці.
5. Обчисліть прискорення кульки для кожного експерименту за формулою: . 6. Обчисліть середнє значення модуля прискорення (див. довідку на с. 3. Метод середнього арифметичного): . 7. Визначте абсолютні похибки вимірювань прискорення за формулами: , , , , . 8. Обчисліть середнє значення абсолютної похибки прискорення. . 9. Результати запишіть у вигляді . Додаткове завдання Використовуючи дану лабораторну установку, експериментально дослідіть залежність прискорення кульки від кута нахилу жолоба та зробіть висновок. _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Висновок: В ході лабораторної роботи 1. Дослідили рівноприскорений рух тіла. Цей рух відрізняється від рівномірного руху ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2. Визначили прискорення кульки, що скочується по похилому жолобу:
3. На точність результату вплинули такі фактори: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Контрольні питання 1. Використовуючи дані, одержані в роботі, знайдіть значення швидкості кульки в момент удару її по циліндру. 2. Чому відношення переміщень у рівноприскореному русі без початкової швидкості дорівнює відношенню квадратів інтервалів часу, за які вони відбулися? 3. Чому напрям прискорення може не збігатися з напрямом вектора швидкості? Чому в рівноприскореному русі для визначення пройденого шляху графічно можна використовувати дві фігури: прямокутний трикутник чи трапецію?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2 Теоретичні відомості Для системи тіл закон збереження механічної енергії формулюється так: повна механічна енергія замкнутої системи тіл, між якими діють консервативні сили, залишається постійною. Якщо підняти вантаж, який висить на гачку динамометра так, щоб пружина була не розтягнена, то потенціальна енергія вантажу відносно, наприклад, поверхні стола дорівнює . Під час падіння вантажу (опускання на відстань ) потенціальна енергія вантажу зменшиться на а енергія пружини під час її деформації збільшиться на
Виконання роботи
1. Зберіть установку. 2. Закріпіть в штативі спіральну пружину за допомогою кріпильного гвинта. 3. За допомогою тримача для скляних трубок та термометрів закріпіть мірну стрічку у вертикальному положенні. 4. Прикріпіть листок паперу до мірної стрічки. 5. Підвісьте до пружини тримач для гир масою 10 г. 6. Горизонтальною рискою позначте на папері початкове положення кінця пружини з тримачем і біля рисочки поставте цифру 0. 7. Добавте на тримач для гир 2 тягарця масою 50 г і позначте нове положення пружини рискою. 8. Виміряйте розтягнення пружини . 9. Повторіть експеримент 3 рази. Одержані результати занесіть до таблиці.
10. Обчисліть середнє значення подовження пружини . 11. Знайдіть значення потенціальної енергії тіла та пружини, до якої прикріплене це тіло, за формулами і . 12. Оцініть похибку експерименту, порівнявши відношення з одиницею, тобто знайдіть відносну похибку . Висновок: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольні питання 1. За яких умов виникає сила пружності? 2. Що характерне для пружини з більшою пружністю? 3. Чи співпадають ваші результати вимірювань з коефіцієнтами пружності (жорсткістю), зазначеними в переліку обладнання? 4. Чим відрізняються графіки залежності сили пружності від подовження для різних пружин? Чому? ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3 Теоретичні відомості Характерна ознака твердого тіла – його здатність зберігати форму. Однак під дією зовнішніх сил тверді тіла можуть змінювати форму і розміри. Здатність деформованого тіла відновлювати початкову форму і об'єм після закінчення дії сили деформації називають пружністю. У тілі під час його деформації і в результаті неї розвиваються сили, які забезпечують відновлення форми і розмірів тіла. Ці сили називають силами пружності. Максимальна напруга , за якої ще справедливий закон Гука, називають межею пропорційності. Гранична деформація, за якої тіло ще зберігає пружні властивості, називається межею пружності і задається у вигляді граничної пружної напруги - . Дослід показує, що у разі малих деформацій механічна напруга прямо пропорційна відносному видовженню (Закон Гука, ділянка ОА на мал. 1): Якщо зовнішнє навантаження таке, що напруга в тілі перевищує межу пружності, то після зняття навантаження зразок хоч і вкорочується, але не набуває попередніх розмірів, тобто лишається деформованим. Зі збільшенням навантаження деформація зростає дедалі швидше. За деякого значення напруги , що відповідає на діаграмі точці С, видовження зростає майже без збільшення навантаження. Це явище називають плинністю матеріалу (ділянка СD). Крива на діаграмі проходить при цьому майже горизонтально. Зі збільшенням деформації крива напруг починає трохи підніматися і досягає максимуму в точці Е. Потім напруга швидко спадає і зразок руйнується (точка К). Отже, розрив настає після того, як напруга досягне максимального значення , що називається межею міцності. Модуль пружності (Юнга) речовини, з якої складається деформоване тіло, характеризує стійкість матеріалу до пружної деформації розтягу (стиснення): де сила пружності, площа поперечного перерізу гумової смужки (якщо переріз гуми круглий: ), довжина гумової смужки без навантаження, довжина гумової смужки після деформації під навантаженням. Виконання роботи 1. За допомогою штангенциркуля виміряйте ширину а і товщину b поперечного перерізу гумової смужки (або діаметр d, якщо переріз гуми – круг) і обчисліть площу S. 2. Зберіть установку. 3. Виміряйте її початкову довжину l0. 4. Прикріпіть до гумової смужки динамометр і розтягуйте гуму. Виміряйте силу пружності F, яка виникає від розтягу гуми на 5, 10, 15, 20 мм. 5. Результати вимірювань запишіть у таблицю.
6. За даними досліду побудуйте графік залежності розтягу гуми від прикладеної сили .
7. Виділіть на графіку прямолінійну ділянку і в межах цієї ділянки для трьох-чотирьох значень сили обчисліть модуль пружності Eсер. 8. Визначте інструментальні похибки вимірювальних приладів і похибки відліку. Обчисліть максимальні абсолютні похибки вимірювань величин Δ F, D а, D b, D(d), D l0, Δ(l- l0). Максимальні абсолютні похибки вимірювань
9. Обчисліть відносну похибку вимірювання модуля пружності гуми (для розтягу гуми на 20 мм) за формулою: , якщо переріз гуми: Круг ; Прямокутник . 10. Обчисліть абсолютну похибку вимірювання модуля пружності гуми за формулою: . Результати обчислень запишіть у таблицю. 11. Запишіть результати з урахуванням похибки вимірювання у вигляді: . 12. Порівняйте отриманий результат з табличним значенням модуля пружності для гуми.
Висновок:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Контрольні питання 1. Чому збільшується потенціальна енергія іграшкової повітряної кулі, яка піднімається вгору? Чи не суперечить це закону збереження енергії? 2. Чому потенціальна енергія піднятого тіла є відносною величиною? 3. Чому поняття «потенціальна енергія» застосовується не для всіх систем? ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4
Теоретичні відомості Водяної пари у даному об’ємі і при даній температурі не може бути безкінечно багато: при будь-якій температурі існує межа, більш якої водяної пари в даному об’ємі бути не може. Така водяна пара називається насиченою. Величина, яка дорівнює відношенню тиску пари, яка знаходиться в повітрі при даній температурі (р), до тиску насиченої пари при цій же температурі (р0) називається відносною вологістю: .
Для швидкого визначення відносної вологості повітря користуються психрометром. Він складається з двох термометрів; резервуар одного з них обгорнутий марлею (чи батистом), кінець якої знаходиться в посудині з водою. Вода піднімається по тканині і, випаровуючись, охолоджує поверхню резервуара термометра. Тому покази вологого термометра нижчі порівняно з показами сухого. Різниця показів термометрів тим більша, чим вище швидкість випаровування воли з поверхні тканини на резервуарі термометра. Швидкість випаровування залежить головним чином від вологості повітря. Ця швидкість тим більша, чим нижча відносна вологість повітря. За різницею показів сухого і вологого термометрів можна визначити абсолютну і відносну вологість.
Виконання роботи 1. Зберіть установку. 2. На штативному стрижні встановіть тримач для скляних трубок та термометрів і закріпіть в ньому два термометри: сухий і вологий, попередньо обгорнутий тканиною, кінець якої опущений у воду. 3. Знайдіть відносну вологість повітря за допомогою сконструйованого психрометра, визначивши показання сухого та вологого термометрів і обчисливши різницю температур .
4. За допомогою психрометричної таблиці визначте відносну вологість повітря j. Висновок: В ході лабораторної роботи _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Дайте відповіді на запитання: 1. Знайдіть всі правильні відповіді на питання: За якою формулою можна визначити відносну вологість повітря? - - - 2. Коли різниця показів термометрів психрометра більша: коли повітря в кімнаті сухіше чи вологіше? - Сухіше -Вологіше 3. Яка відносна вологість повітря в кімнаті, якщо покази обох термометрів психрометра однакові? - 0 % - 100 % -50 % ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5
“Визначення коефіцієнту поверхневого натягу води методом відривання петлі ” Мета роботи: Виміряти коефіцієнт поверхневого натягу дистильованої води. Прилади і матеріали: 1. Динамометр типу ДПН з приладдям. 2. Штатив з муфтою і лапкою. 3. Вода дистильована. Теоретичні відомості Вільна поверхня рідини в стані рівноваги прагне до мінімуму, рідина ніби стягується пружною поверхневою плівкою, щоб зменшити свою площу. З утворенням тонкої плівки шириною l (рис.3.1) вздовж межі поверхні рідини діє сила поверхневого натягу F, модуль якої дорівнює: F = 2s×l, де s - коефіцієнт поверхневого натягу; множник 2 взято тому, що плівка має дві поверхні l. З цієї формули маємо вираз для коефіцієнта поверхневого натягу: . Модуль сили поверхневого натягу F вимірюють чутливим динамометром типу ДПН, ширина плівки дорівнює ширині дротяної петлі. Динамометр типу ДПН (рис.5.1) складається з корпусу 3, всередині якого розміщена вимірювальна пружина 5, що має прямий кінець з відкритим гачком 7. Гачок призначений для з'єднання петлі 8 з вимірювальною пружиною динамометра. Стрілка 6 призначена для відлічування показів по шкалі. Досліджувану рідину наливають у скляну чашку 9. Для вимірювання поверхневого натягу дротяну петлю повністю занурюють у рідину, а потім її повільно виймають. При цьому на петлі утворюється плівка. Коли сила пружності пружини динамометра за модулем дорівнюватиме силі поверхневого натягу, плівка розривається. Хід роботи: 1. Вивчіть будову динамометра ДПН. 2. Приготуйте прилад до виконання вимірювань. Для цього надіньте на відкритий гачок 7 петлю 8 (див. рис.5.1). Притримуючи установочний гвинт 1, відкрутіть стопорний гвинт 2. Обертаючи стакан 4 і натискаючи на головку гвинта 1, встановіть стрілку динамометра на нульову поділку шкали. Закрутіть стопорний гвинт. 3. Налийте в чашку 9 дистильованої води і встановіть її на підставку 10. Обертаючи гвинт тримача 11, підніміть чашку з рідиною до такого рівня, щоб петля повністю занурилась у воду. 4. Повільно опускайте чашку з водою. Для цього викручуйте гвинт тримача 11 доти, поки не розірветься плівка рідини, що тягнеться за петлею. Позначте на шкалі динамометра силу розривання плівки. 5. Обчисліть поверхневий натяг за наведеною вище формулою. 6. Повторіть вимірювання тричі, взявши петлі різної довжини. Обчисліть середнє значення коефіцієнту поверхневого натягу. 7. Результати вимірювань і обчислень запишіть у таблицю
8. За результатами досліджень зробіть висновок. ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Дайте відповіді на запитання:
Лабораторна робота № 6 Теоретичні відомості Питомий опір матеріалу можна знайти за допомогою формули: , де напруга на досліджуваному опорі; сила струму в електричному колі; довжина дроту; діаметр дроту. Примітка: На відміну від визначення питомого опору для константану необхідно дуже обережно визначати для заліза та міді, тому що часточки іржі можуть завадити точності контакту, і похибка для напруги може бути високою. Виконання роботи 1. Визначте і запишіть до таблиці 1 характеристики засобів вимірювання: інструментальні похибки вимірювальних приладів і похибки відліку. Обчисліть максимальні абсолютні похибки вимірювань величин , , d, l. Лабораторна робота № 7
Визначення заряду електрона Мета роботи: навчитися застосовувати закон Фарадея для визначення елементарного електричного заряду.
Обладнання: Джерело постійного струму, амперметр, терези чутливі з пристроями, набір важків різної маси, комутаційна панель, набір з електролізу, вимикач, з'єднувальні провідники, амперметр, мензурка з водним розчином купрум (ІІ) сульфату (CuSO4), 250 мл, реостат, електроплитка, секундомір, фільтрувальний папір Теоретичні відомості Із закону Фарадея для електролізу можна визначити заряд електрона
,
де маса міді, що виділилася на електроді, молярна маса купруму, валентність купру му, ; сила струму, що проходить крізь розчин; час проходження струму; стала Авогадро, . Щоб визначити масу міді, що виділилась на катоді, його зважують до і після проведення досліду (відповідно маси і ). Отже, , і формула для визначення заряду електрона буде мати вигляд:
Виконання роботи 1. Визначте і запишіть до таблиці характеристики амперметра, терезів та секундоміра: інструментальні похибки вимірювальних приладів і похибки відліку. Обчисліть максимальні абсолютні похибки вимірювань величин , , . ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №8 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9 Вивчення явища електромагнітної індукції
Мета роботи: Експериментально вивчити явища електромагнітної індукції та самоіндукції. Прилади і матеріали: котушка з великою кількістю витків; дві котушки з осердями; два підковоподібні магніти; гальванометр демонстраційний; джерело постійного струму на 5...6 В; реостат на 30 Ом; реостат на 10 Ом; ключ; з'єднувальні провідники. Хід роботи:
Зберіть електричне коло за схемою рис.9.1.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-11; просмотров: 344; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.135.214.226 (0.016 с.) |