Лабораторные работы
материал

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Тема: «Изучение закона сохранения  механической энергии»

ЦЕЛЬ  РАБОТЫ: научиться измерять потенциальную энергию поднятого над землей тела и упруго деформированной пружины, сравнить два значения потенциальной  энергии системы.

ОБОРУДОВАНИЕ: штатив с муфтой и лапкой, динамометр лабораторный с фиксатором, лента  измерительная, груз на нити длиной около 25 см.

Порядок выполнения работы

1. Привяжите груз к нити, другой конец нити привяжите к крючку динамометра и измерить вес груза F1 = mg (можно использовать массу груза, если она известна).
2. Измерьте расстояние ℓ от крючка динамометра до центра тяжести груза.
3. Поднимите груз до высоты крючка динамометра и отпустите его. Поднимая груз, расслабьте пружину и укрепите фиксатор около ограничительной скобы.
4. Снимите груз и по положению фиксатора измерьте линейкой максимальное удлинение Δℓ пружины.
5. Растяните рукой пружину до соприкосновения фиксатора с ограничительной скобой и отсчитайте по шкале максимальное значение модуля силы упругости пружины. Среднее значение силы упругости равно:

F

___

                                                                             2

6. Найдите высоту падения груза. Она равна  h = ℓ + Δℓ.
7. Вычислите потенциальную энергию системы в первом положении груза, т. е. перед началом падения, приняв за нулевой уровень значение потенциальной энергии груза в конечном его положении: Е'р = mg h = F1 (ℓ + Δℓ).
8. В конечном положении груза его потенциальная  энергия равна нулю. Потенциальная энергия системы в этом состоянии определяется лишь энергией упруго деформированной пружины:

                                                          R Δℓ2           F · Δℓ

Е''р =_____  =  ______

        2               2

9. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

10. Сравните значение  потенциальной энергии в первом и втором состояниях системы и сделайте вывод.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Тема: «Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: определение центростремительного ускорения шарика при его равномерном движении по окружности.

ОБОРУДОВАНИЕ: штатив с муфтой и лапкой, лента измерительная, циркуль, динамометр лабораторный, весы с разновесами, шарик на нити, кусочек пробки с отверстием, лист бумаги, линейка.

Указание к работе

1. Определяем массу шарика на весах с точностью до 1 г.
2. Нить проведем сквозь отверстие и зажимаем пробку в лапке штатива.
3. Вычеркиваем на листе бумаге окружность, радиус которой около 20 см. измеряем радиус с точностью до 1 см.
4. Штатив с маятником располагаем так, чтобы продолжение шнура проходило через центр окружности.
5. Взять нить пальцами у точки подвеса, вращаем маятник так, чтобы шарик описывал окружность, равную начерченной на бумаге.
6. Отсчитываем время, за которое маятник совершает, к примеру, N = 50 оборотов.
7. Определяем высоту  конического маятника. Для этого измеряем расстояние по вертикали от центра шарика до точки подвеса.
8. Находим модуль центростремительного ускорения по формулам:

  4 П 2 R                                 gR

α n=  __________      и       αn =  ________

    Т 2                                                        h

9. Оттягиваем горизонтально расположенным динамометром шарик на расстояние, равное радиусу окружности, и измеряем модуль составляющей  →

                                                                                                                     F 1 

      Затем вычисляем ускорение по формуле:

        F1

αn =  _______

       m

10. Результаты измерений заносим в таблицу.

Сравнивая полученные три значения модуля центростремительного ускорения, убеждаемся, что примерно одинаковы.

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА

Тема: «Измерение поверхностного натяжения жидкости»

ОБОРУДОВАНИЕ: динамометр типа ДПН с принадлежностями, штатив для фронтальных работ, вода дистиллированная, линейка измерительная с 30 см   с миллиметровыми делениями.

Порядок выполнения работы

1. Изучите устройство динамометра ДПН.
2. Приготовьте прибор к  выполнению измерений. Для этого наденьте на открытый зацеп петлю. Придерживая установочный винт, отверстие стопорный винт. Вращая стакан и нажимая на головку винта, установите стрелку динамометра на нулевое деление шкалы. Завинтите стопорный винт.
3. Налейте в чашку дистиллированную воду и установите нее на подставку. Вращая винт держателя, поднимите чашку с жидкостью до такого уровня, чтобы петля полностью погрузилась в воду.
4. Медленно опускайте чашку с водой. Для этого выворачивайте винт держателя до тех пор, пока не разорвется пленка жидкости, тянущаяся за петлей. Заметьте по шкале динамометра силу разрыва пленки.
5. Вычислите поверхностное натяжение по формуле:    

  F

σ =______

   2 ℓ

6. Повторите измерения три раза. Вычислите среднее значение поверхностного натяжения.

Контрольные вопросы

1. Что называется поверхностным натяжением  жидкости ?
2. Почему в формуле имеется множитель 2 ?

  F

σ =______

   2 ℓ

3. Почему измерение модуля силы поверхностного натяжения воды проводилось не с прямолинейным отрезком проволоки, а с петлей, имеющий П-образную форму ?
4. Как зависит поверхностное натяжение жидкости от температуры ?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Тема: « Измерение индуктивности катушки»

ОБОРУДОВАНИЕ: катушка дроссельная с индуктивностью 1 Гн, катушка от разборного трансформатора на 220 В, миллиамперметр на 50 мА, микроамперметр на 100 мкА, диод Д226, источник электропитания для практикума ИЭПП-1, ключ замыкания тока, резистор 5 кОм, комплект проводов соединительных.

Порядок выполнения работы

1. Используя дроссельную катушку L1 с известной  индуктивностью L1, равной 1 Гн, соберите электрическую цепь по схеме.

2. После проверки схемы учителем замкните ключ К.  Изменяя напряжение, подаваемое на катушку, установите в ней такую силу тока I1, чтобы при ее отключении от источника тока происходил отброс стрелки микроамперметра на всю шкалу.
3. Замените в схеме дроссельную катушку катушкой разборного транспортира на

 220В неизвестной индуктивности L2. Измерьте силу тока I2 в катушке, обеспечивающую такой же отброс стрелки микроамперметра при размыкании цепи, как и в опыте с первой катушкой. При одинаковых отбросах стрелки через микроамперметр в первом и  втором опытах протекает одинаковый заряд ∆q. В этом случае при одинаковым полном электрическом сопротивлении R  цепи индуктивность L2 второй катушки определяется по формуле:

L1∆I1 = ∆q R = L2∆I2

            Изменения силы тока в цепи размыкании равна соответственно ∆I1 = I1  и ∆I2 = I2.

Чтобы полное электрическое сопротивление R цепи было примерно одинаковым в двух опытах, последовательно с катушкой и микроамперметром включается резистор с электрическим сопротивлением, значительно большим сопротивления первой и второй катушек.

Контрольные вопросы

1. Какова причина возникновения электрического тока в цепи микроамперметра при отключении катушки от источника тока ?
2. Каково назначение диода в цепи микроамперметра ?
3. От каких параметров зависит индуктивность катушки ?
4. Почему в данной схеме необходимо строго соблюдать полярность включения диода ?
5. Для чего последовательно с катушкой и микроамперметром включается резистор?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Тема: «Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы»

ОБОРУДОВАНИЕ: линейка, два прямоугольных треугольника, длиннофокусная собирающая линза, лампочка на подставке с колпачком, источник тока, выключатель, соединительные провода, экран, направляющая рейка.

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через выключатель.
2. Поставить лампочку на край стола, а экран – у другого края. Между ними поместить линзу, включить лампочку и передвигать линзу вдоль рейки, пока на экране не будет получено резкое изображение светящейся буквы.  Для уменьшения погрешности измерений, связанной с настройкой на резкость, целесообразно получить уменьшенное (и следовательно, более яркое) изображение.
3. Измерить расстояние d и f, обратив внимание на необходимость тщательного отсчета расстояний. При неизмененном d повторить опыт несколько раз, каждый раз заново получая резкое изображение. Вычислить fср, Dср, Fср.  Результаты измерений расстояний (в миллиметрах) занести в таблицу.

4. Абсолютную погрешность ∆D измерения оптической силы линзы можно вычислить по формуле:

где ∆1 и ∆2 – абсолютные погрешности в измерении d и f.

При определении ∆1 и ∆2  следует иметь в виду, что измерение расстояний d и f не может быть проведено с погрешностью, меньшей половины толщины линзы h

5. Измерить толщину линзы h и вычислить ∆D по формуле:

6. Записать результат в форме: Dср - ∆D < D < Dср + ∆D

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«Изучение последовательного и параллельного соединения»

Приборы: амперметр постоянного тока на 2 А, вольтметр  постоянного тока на 6 В, две лампочки на 3,5 В, соединительные провода, источник тока, ключ.

ХОД  РАБОТЫ

1.      Ознакомиться с приборами.

2.      Соединить лампочки и амперметр последовательно и присоединить к источнику  тока

3.      Собрать цепь по схеме.

4.       Включить цепь и измерить силу тока в общем проводе и в каждой лампочке.

      I1 =  

      I2 =

         Iоб  = 

5.       Измерить напряжение на каждой лампочке и общей.

      U1 =

      U2  =

      Uоб =

6.        Рассчитать сопротивление каждой лампочки и общее.

      R1 =  

      R2 =   

      Rоб =  

7.        Сделать вывод: чему равен -  общий ток, общее напряжение  и общее сопротивление.

8.        Соединить лампочки параллельно и присоединить амперметр и вольтметр.

9.        Собрать цепь по схеме.

10.       Включить цепь и измерить силу тока в общем проводе и в каждой лампочке.

            I1 =  

         I2 =

              Iоб  = 

11.       Измерить напряжение на каждой лампочке и общей.

        U1 =

        U2  =

        Uоб =

12.        Рассчитать сопротивление каждой лампочки и общее.

        R1 =  

        R2 =   

        Rоб =  

13.        Сделать вывод: чему равен  - общий ток, общее напряжение,  общее сопротивление.

Контрольные вопросы

1. Удобно ли последовательное соединение и почему ?

2. Что  включается в сеть последовательно ?

3. Удобно ли параллельное соединение и почему ?

4. Что включается в сеть параллельно ?