Лабораторная работа. Изучение характеристик колебаний груза на нити.

Билет № 1

Лабораторная работа. Изучение характеристик колебаний груза на нити.

Цель работы: исследовать зависимости характеристик математических маятников от длины нити, массы груза, амплитуды колебаний.

Приборы и принадлежности: два математических маятника (шарики различной массы), штатив с зажимом, линейка, секундомер или часы с секундной стрелкой.

Порядок выполнения работы:

1. Поставьте штатив на край стола, закрепите в зажиме штатива подвес для маятника. От­ведите шарик в сторону и отпустите его: маятник начнет колебаться. Периодом колебаний называется промежуток времени, в течение которого маятник проходит по дуге от одного крайнего положения до другого и возвращается обратно.

2. Исследуйте, зависит ли период колебаний маятника от амплитуды. Для этого отведите шарик вдоль стола в сторону на расстояние около А₁ =10 см =

и отпустите его. Определите время N = 10 полных колебаний маятника, установив длину ℓ₁ =

t=

3. Определите период колебаний:

4.Отклоните шарик на А₂ = 20 см =

Определите период колебаний маят­ника. Т₂ =

5.Отклоните шарик на А₃ = 30 см =

Определите период колебаний маят­ника. Т₃ =

6. Возьмите маятник той же длины, но имеющий шарик иной массы. Повторяя процедуру, описанную в пунктах 2-5, определите период колебаний второго маятника:

Т₄ = Т₅ = Т₆ =

7. Измените длину маятника ℓ₂ =

8. Определите период колебаний математического маятника массы m₁ и m₂:

Т₇ = Т₈ = Т₉ =

Т₁₀ = Т₁₁ = Т₁₂ =

Билет № 2

Экспериментальное задание: «Определение сопротивления резистора».

Оборудование: источник постоянного тока, резистор, амперметр и вольтметр, реостат, ключ, соединительные провода.

Порядок выполнения задания.

1. Собрать цепь, соединив последовательно источник тока, амперметр, резистор, реостат и ключ. Параллельно резистору подключить вольтметр.

2. Измерить силу тока I в цепи и напряжение U на резисторе: I=;U=

3. Определить сопротивление резистора по формуле:

Билет № 3

Экспериментальное задание: «Исследование распределения напряжения на участках электрической цепи с последовательным соединением проводников».

Оборудование: источник постоянного тока, два резистора, вольтметр, ключ, соединительные провода.

Порядок выполнения задания.

1. Собрать электрическую цепь, включив последовательно источник тока, два резистора и ключ.

2. Измерить вольтметром напряжение U ₁сначала на первом резисторе, затем U ₂– на втором и, наконец, U – на обоих резисторах:

U₁ =

U₂ =

U=

3. Проверить выполнение равенства: U = U ₁ + U ₂.

Билет № 4.

Лабораторная работа. Определение показателя преломления стекла.

Цель работы: Опытным путем определить показатель преломления стекла

Оборудование: Стеклянная пластинка с двумя параллельными гранями, булавки (3 шт.), транспортир, таблица тригонометрических функций.

Порядок выполнения работы.

1. На лист тетради плашмя положить стеклянную пластинку и карандашом обвести ее контуры.

2. Возле параллельных граней наколоть две булавки так, чтобы прямая, проходящая через них, не была перпендикулярна ни одной из граней.

3. Третью булавку расположить так, чтобы, смотря вдоль всех булавок через стекло, видеть их расположение на одной прямой.

4. Стекло, булавки снять, места наколов отметить точками 1, 2, 3. Через точки 1 и 2 и 3 провести прямые до пересечения с контурами стекла. Через точку 2 провести перпендикуляр к границе сред воздух - стекло.

5. Отметить угол падения α, угол преломления β, транспортиром измерить эти углы и по таблице синусов определить синусы этих углов:

α = sin α =

β = sin β =

6. Используя закон преломления света, определить показатель преломления стекла

=

Билет № 5.

Определение удельной теплоемкости твердого тела.

Цель работы: определить удельную теплоемкость твердого тела, сравнить это значение с табличным.

Оборудование: калориметр, металлический цилиндр, сосуд для подогрева воды, электроплитка, термометр, весы с разновесом.

Порядок выполнения работы.

1.Определить массу металлического цилиндра: m_ц=

2. Определить массу внутреннего стакана калориметра:m₁=

3. Затем налить в него воду, поместив туда цилиндр, он должен быть полностью погружен в воду. Определите температуру воды:Т₁=

4. Определить массу внутреннего стакана калориметра с водой:m₂=

5. Определить массу воды: m₃=

6. Поместить металлический цилиндр в сосуд для подогрева жидкости, поставив его на электроплитку, довести воду до кипения: Т₂=

7. Быстро вынув цилиндр, поместить его в калориметр и измерить установившеюся температуру:Т₃=

8. Определить удельную теплоемкость металлического цилиндра, используя уравнение теплового баланса:

Q_отд=с_ц m_ц (Т₂-Т₃) (1)

(2)

Приравнивая выражения (1) и (2), вычислить:

с_ц=

Билет № 6

Экспериментальное задание: «Определение сопротивления участка электрической цепи с параллельным соединением проводников».

Оборудование: источник постоянного тока, два резистора, реостат, амперметр и вольтметр, ключ, соединительные провода.

Порядок выполнения задания.

1. Собрать электрическую цепь по схеме (рис. 1).

Рис. 1.

2. Измерить силу тока I в цепи и напряжение U на резисторах:

I=

U=

3. По закону Ома определить сопротивление R участка электрической цепи с параллельным соединением проводников:

Билет № 7

Лабораторная работа. Определение фокусного расстояния тонкой линзы.

Цель работы: определить фокусное расстояние и оптическую силу собирающей линзы, исследовать тип изображения предмета в зависимости от удаления его от линзы.

Приборы и принадлежности: собирающая линза, экран, свеча, линейка измерительная.

Порядок выполнения работы:

1. Поставить между источником света и экраном собирающую линзу и получить четкое его изображение.

2. Измерить расстояние от свечи до линзы: d=

3. Измерить расстояние и от линзы до экрана: f=

4. Вычислить фокусное расстояние линзы:

Билет № 8

Лабораторная работа. Изучение изобарного процесса.

Цель работы: проверить соотношения между изменением объема и температуры определен­ного количества газа при его изобарном охлаждении.

Оборудование: шланг гибкий прозрачный с мерной трубкой, на концах которого установлены краны, стакан с мерной шкалой, термометр спиртовой.

Порядок выполнения работы.

1. Шланг плотно, виток к витку, уложить в стакан так, чтобы открытый кран был наверху. В стакан налить подогретую до 30-40°С воду так, чтобы конец открытого крана был бы притоплен на глубину не более 5-10 мм. По мере прогрева объем воздуха в шланге будет возрастать и из открытого крана станут выходить пузырьки. В момент, когда температура воздуха сравняется с температурой теплой воды, выделение пузырьков прекратится. Это состояние воздуха в шланге принимают за исходное. Температуру воздуха Т1 определить с помощью термометра, опустив его в воду:Т1 =

2. Объем нагретого воздуха V1 равен объему внутренней полости шланга:V1 = 6 мл=

3. Для перевода воздуха в шланге в другое состояние теплую воду слить, кран закрыть и налить в стакан холодную воду также, как и в первом случае. Кран у мерной трубке вновь открыть. Через открытый кран в мерную трубку поступит некоторое количество воды в ре­зультате уменьшения объема воздуха при охлаждении. Выждать 2-3 минуты, пока темпе­ратура воды и воздуха в шланге сравняются и приступить к определению параметров газа в новом состоянии. Температуру воздуха Т2 определить по температуре воды:Т2 =

4. Чтобы определить объем охлажденного воздуха необходимо кран закрыть, шланг извлечь из стакана и удерживая его вертикально мерной трубкой вниз, резко встряхнуть несколько раз Отняв из общего объема шланга объем водяного столба в мерной трубке, определить объем V2 охлажденного воздуха:V2=

5. Давление воздуха в шланге в первой и во второй частях опыта равнялось сумме атмосферного давления и давления небольшого столба воды над открытым краном. Поскольку уровень теплой и холодной воды не менялся, то и эта сумма в ходе опыта оставалась без изменения, значит, и давление воздуха в шланге при его охлаждении оставалось постоянным. Процесс протекал изобарически. р1 =р2

6. Найти отношение V1 /Т1 = C1 =

7. Найти отношение V2 / T2= C2 =

Билет № 9

Лабораторная работа. Определение показателя преломления стекла.

Цель работы: Опытным путем определить показатель преломления стекла

Оборудование: Стеклянная пластинка с двумя параллельными гранями, булавки (3 шт.), транспортир, таблица тригонометрических функций.

Порядок выполнения работы.

1. На лист тетради плашмя положить стеклянную пластинку и карандашом обвести ее контуры.

2. Возле параллельных граней наколоть две булавки так, чтобы прямая, проходящая через них, не была перпендикулярна ни одной из граней.

3. Третью булавку расположить так, чтобы, смотря вдоль всех булавок через стекло, видеть их расположение на одной прямой.

4. Стекло, булавки снять, места наколов отметить точками 1, 2, 3. Через точки 1 и 2 и 3 провести прямые до пересечения с контурами стекла. Через точку 2 провести перпендикуляр к границе сред воздух - стекло.

5. Отметить угол падения α, угол преломления β, транспортиром измерить эти углы и по таблице синусов определить синусы этих углов.

α = sin α =

β = sin β =

6. Используя закон преломления света, определить показатель преломления стекла

=

Билет № 10

Экспериментальное задание: «Определение центра тяжести тела».

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, гвоздь, отвес (груз на нити), тело произвольной формы (пластинка).

Порядок выполнения задания.

1. Закрепить гвоздь в лапке штатива.

2. Подвесить пластинку и отвес на гвоздь.

3. Вдоль нити отвеса провести линию.

4. Выбрать на пластинке другую точку подвеса, опять подвесить пластинку и отвес на гвоздь и провести линию вдоль нити отвеса (точки подвеса должны выбираться так, чтобы линии отвеса пересекались).

5. На пересечении линий отметить центр тяжести плоского тела произвольной формы.

Билет № 11

Экспериментальное задание: «Проверка выполнения уравнения теплового баланса».

Оборудование: термометр, калориметр, мензурка, колба с водой, электрочайник с горячей водой, стакан.

Порядок выполнения задания.

1. Отмерить мензуркой объем V ₁ = 20 мл воды комнатной температуры и перелить ее в стакан: V ₁ =

2. Измерить температуру t ₁воды в стакане: Т₁=

3. Отмерить мензуркой объем V ₂ = 20 мл горячей воды и перелить ее в калориметр: V ₂ =

4. Измерить температуру t ₂воды в калориметре: Т₂=

5. Не вынимая термометра, влить в калориметр воду из стакана.

6. Перемешивая термометром воду, определить установившуюся в калориметре температуру t воды: Т=

7. В соответствии с уравнением теплового баланса | Q _отдан| = Q _получ проверить выполнение равенства: Т ₂ – Т=Т– Т ₁.

Билет № 12

Экспериментальное задание: «Определение средней плотности пластилина с металлическим телом внутри».

Оборудование: мензурка с водой, динамометр, кусок пластилина, металлическое тело на нити.

Порядок выполнения задания.

1. Поместить металлическое тело внутрь куска пластилина.

2. Определить динамометром вес P куска пластилина с металлическим телом: Р =

3. Погрузить кусок пластилина с телом в мензурку с водой и определить его объем: V =

4. Рассчитать среднюю плотность куска пластилина с металлическим телом по формуле:

Билет № 13

Экспериментальное задание: «Определение жесткости пружины».

Оборудование: груз m=100 г, динамометр, штатив.

Порядок выполнения задания.

1. Прикрепить к динамометру груз m=100 г=

2. Определить абсолютное удлинение пружины ∆ℓ =

3. Сила упругости F _vnp пружины динамометра равна весу груза, что P=F _упр.

mg=к ∆ℓ к = mg/ ∆ℓ

Билет № 14

Экспериментальное задание. Изучение зависимости температуры воды от времени ее охлаждения.

Оборудование: термометр, калориметр, мензурка, колба с водой, электрочайник с горячей водой, стакан.

Порядок выполнения задания.

1. Отмерить мензуркой объем V ₁ = 50 мл горячей воды и перелить ее в калориметр: V ₁ =

2. Измерить температуру t ₁воды в калориметре: Т₁=

3. Не вынимая термометра, через время τ₁ = измерить температуру t ₂воды в калориметре: Т₂=

4. Через время τ₂ = измерить температуру t ₃воды в калориметре: Т₃=

Билет № 15

Экспериментальное задание: «Определение коэффициента трения дерева по дереву».

Оборудование: деревянный брусок (80 – 100 г), деревянная доска, динамометр.

Порядок выполнения задания.

1. С помощью динамометра определить вес Р деревянного бруска: Р =

2. Положить брусок на горизонтально расположенную деревянную доску и равномерно перемещать его по доске с помощью пружины динамометра. Определить силу трения скольжения F _трбруска по доске, равную F _ynp пружины: F _ynp =

3. Определить коэффициент трения дерева по дереву, учитывая, что F _давл = Р,по формуле:

Билет № 16

Экспериментальное задание: «Проверка условия равновесия неподвижного блока».

Оборудование: блок, штатив с лапкой и муфтой, груз на нити (m ≥ 102 г), динамометр.

Порядок выполнения задания.

1. Определить динамометром вес P груза на нити: Р =

2. Закрепить блок в лапке штатива.

3. Перебросить через блок нить, один конец которой связан с грузом, а другой – с динамометром.

4. Удерживая динамометром систему в равновесии, определить силу упругости F _vnp пружины динамометра и показать, что P=F _упр =

Билет № 17

Экспериментальное задание: «Изучение зависимости силы тока в электрической цепи от длины рабочей части реостата».

Оборудование: источник постоянного тока, реостат, амперметр, ключ, соединительные провода, линейка.

Порядок выполнения задания.

1. К источнику тока последовательно подключить реостат, амперметр и ключ.

2. Определить силу тока I в цепи при полностью введенном реостате, I ₂– введенном на ¾ длины реостата, I ₃ – введенном на половину длины реостата и I ₄ – введенном на ¼ длины реостата: I ₁ =, I ₂ =, I ₃ =, I ₄ =

3. Сравнить силы токов I ₁, I ₂, I ₃и I ₄.

Билет № 18

Экспериментальное задание: «Определение КПД наклонной плоскости».

Оборудование: штатив с лапкой и муфтой, деревянная доска, деревянный брусок, динамометр, измерительная лента.

Порядок выполнения задания.

1. Установить доску под углом 30 – 60° к горизонту:α =

2. Измерить высоту h и длину ℓ наклонной плоскости.

h =

ℓ =

3. Определить вес P бруска с помощью динамометра: Р =

4. Положить брусок на наклонную плоскость и перемещать его равномерно вверх по наклонной плоскости с помощью динамометра. По показаниям динамометра определить силу упругости F _ynpпружины динамометра: F_ynp =

5. Вычислить работу силы упругости пружины по формуле: А _упр = F _упр∙ ℓ =

6. Вычислить полезную работу при подъеме тела на высоту h по формуле: А _п =m∙g∙h=

7. Определить КПД наклонной плоскости по формуле: .

Билет № 19

Экспериментальное задание: «Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника».

Цель работы: определить ускорение свободного падения.

Приборы и принадлежности: штатив, математический маятник, линейка, часы или секундомер.

Вывод расчетных формул:

(1)

Порядок выполнения работы.

1. Закрепите математический маятник в зажиме штатива, установив длину: ℓ =

2. Отведите шарик в сторону на 5-10 см и отпустите его. Измерьте время N колебаний:

N=

t =

3. Определить ускорение свободного падения по формуле (1):g=

Билет № 20

Экспериментальное задание: «Определение центростремительного ускорения с помощью конического маятника».

Оборудование: штатив с муфтой и кольцом, груз на нити, динамометр.

Порядок выполнения задания.

1. Определить динамометром вес P груза на нити: Р =

2. С помощью динамометра отвести груз на нити в сторону так, как показано на рис.3. Показание динамометра F _ynpравно равнодействующей сил, действующих на груз при его равномерном вращении на нити: F_ynp =

Рис. 3.

3. Определить центростремительное ускорение по формуле:

Билет № 21

Экспериментальное задание: «Установление зависимости силы электрического тока в проводнике от его сопротивления при параллельном соединении проводников».

Оборудование: источник постоянного тока, два резистора, два амперметра, реостат, ключ, соединительные провода.

Порядок выполнения задания.

1. Собрать электрическую цепь по схеме (рис. 4).

Рис. 4.

2. Замкнуть ключ и определить силу тока I ₁, протекающего через резистор R ₁ и силу тока I ₂,протекающего через резистор R ₂.

I ₁ =

I ₂ =

3. Проверить выполнение равенства:

Билет № 22

Экспериментальное задание: «Установление зависимости сопротивления проводника от его длины с помощью реостата».

Оборудование: источник тока, реостат, амперметр, вольтметр, ключ, соединительные провода, линейка.

Порядок выполнения задания.

1. К источнику тока последовательно подключить реостат, амперметр и ключ, а параллельно к реостату - вольтметр.

2. Определить силу тока I₁= в цепи при полностью введенном реостате и напряжение U₁ =; затем I₂ =, U₂ = – введенном на ¾ длины реостата, I₃ =, U₃ = – введенном на половину длины реостата и I₄ =,U₄ = – введенном на ¼ длины реостата.

3. Определить сопротивления R₁, R₂, R₃, R₄, используя формулу: .

R₁ = R₂ = R₃ = R₄ =

4. Сравнить сопротивления R₁, R₂, R₃, R₄.

Билет № 23

Экспериментальное задание: «Определение площади картонной пластинки неправильной формы с помощью весов».

Оборудование: весы с разновесом, ножницы, картонная пластинка неправильной формы, миллиметровая бумага.

Порядок выполнения задания.

1. Вырезать из миллиметровой бумаги квадрат со стороной 3 – 5 см, наложить его на поверхность картонной пластинки и обвести по периметру карандашом. Вырезать полученный квадрат из картонной пластинки.

2. Определить на весах массу картонного квадрата: m ₁=

3. Определить на весах массу пластинки с вырезом: m ₂ =

4. Определить площадь картонной пластинки по формуле:

Билет № 24

Экспериментальное задание: «Определение оптической силы собирающей линзы».

Оборудование: собирающая линза, экран, линейка.

Порядок выполнения задания.

1. Ha столе установить экран и линзу (опыт проводить на наибольшем удалении от окна). Перемещая линзу, добиться четкого изображения окна класса на экране.

2. Измерить расстояние F между линзой и экраном: F =

3. Определить оптическую силу собирающей линзы по формуле:

Билет № 25

Лабораторная работа. Определение коэффициента поверхностного натяжения воды.

Цель работы: Опытным путем определить коэффициент поверхностного натяжения воды.

Оборудование: бюретка с краном, штатив с муфтой, весы технические, разновес, сосуд с водой, стакан для сбора капель.

Порядок выполнения работы.

1. Взвесить пустой стакан для сбора капель:m₁ =

2. Открыть кран бюретки так, чтобы из нее медленно падали капли. Поставить взвешенный стакан под бюретку и отсчитать 100 капель: n =100.

3. Измерить массу стакана с каплями воды:m₂ =

4. Определить массу капли воды: m =

5. Определить диаметр канала узкого конца бюретки: d =

6. Определить длину линии свободной поверхности капли:ℓ = π ∙d =

7. Определить коэффициент поверхностного натяжения воды:

Так как F_Т = F_П σ = =

Билет № 26

Лабораторная работа. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

Цель работы: опытным путем определить длину световой волны, пронаблюдать дифракционный спектр

Оборудование: прибор для определения длины волны, дифракционная решетка, электрическая лампа с прямой нитью накала.

Порядок выполнения работы

1. Смотря через дифракционную решетку, направить прибор на лампу так, чтобы через окно экрана прибора была видна нить накала лампы. Экран прибора установить на возможно большем расстоянии от дифракционной решетки и получить на нем четкое изображение спектров I и II порядков. Измерить по шкале бруска установки расстояния «b» от экрана прибора до решетки. b =

Определить расстояние от нулевого деления шкалы экрана до середины фиолетовой полосы слева, так и справа для спектра первого порядка и вычислить среднее значение: а_ф =

3. Определить расстояние от нулевого деления шкалы экрана до середины красной полосы слева, так как и справа для спектра первого порядка и вычислить среднее значение: а_к =

4. Определить длину волны для красного и фиолетового излучений по формуле:

Билет № 27

Экспериментальное задание: «Определение внутреннего сопротивления гальванического элемента».

Оборудование: гальванический элемент, амперметр, два резистора, ключ, соединительные провода.

Порядок выполнения задания.

1. К источнику тока последовательно подключить резистор сопротивлением R ₁,амперметр и ключ и измерить силу тока I ₁в цепи:

I ₁ =

2. Заменить резистор сопротивлением R ₁на резистор сопротивлением R ₂и измерить силу тока I ₂в цепи:

I ₂ =

3. Записав закон Ома для замкнутой цепи для обоих случаев: и , найти внутреннее сопротивление гальванического элемента по формуле:

Дата добавления: 2015-11-04