Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по физике
учебно-методическое пособие по физике на тему

КОМИТЕТ ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

ГБПОУ  ЛО «ЛИСИНСКИЙ ЛЕСНОЙ КОЛЛЕДЖ»

Методические рекомендации

по выполнению лабораторных работ по физике

для специальностей

35.02.01  Лесное и лесопарковое хозяйство

35.02.12  Садово-парковое и ландшафтное строительство

35.02.14  Охотоведение и звероводство

21.02.04  Землеустройство

Выполнила:                                 преподаватель физики

                                                              Агаева Марина Эдуардовна

пос. Лисино-Корпус

2016 год

Лабораторная работа  № 1

Определение плотности вещества твердого тела

Оборудование: весы с разновесами, штангенциркуль, набор тел

                                                     Ход работы:

1. Уравновесить весы и определить массу тела.
2. Произвести измерения:

а) для бруска – измерить длину (𝓵), ширину (а), толщину (в) три раза по краям и в средней части с точностью до десятых (0,1).

б) для цилиндра – диаметр основания (d) и высоту (h).

в) для шарика – диаметр (d)

      3. Определить среднее значение длины, ширины, толщины тела

 =                  =              

         Записать данные в таблицу.

4. Вычислить объем тела (V) по формуле  V = а ∙ в ∙ 𝓵   с точностью до десятых (0,1).
5. Вычислить плотность  с точностью до сотых (0,01) по формуле

                                   = m/V г/

6. Выразить  значение плотности в  кг/ - 1 г/= 1000 кг/
7. Вычислить абсолютную погрешность                                                            

                                   | |

 Табличные значения плотности:

Для дерева – 560 кг/                 Для стали – 7900 кг/

Для металла – 4000 кг/            Для пластмассы -  1200 кг/

8. Вычислить относительную погрешность  

=

9. Данные занести в таблицу:

Лабораторная работа № 2

Определение ускорения силы тяжести с помощью математического маятника

Оборудование:             1. Штатив

               2. Шарик на нити

               3. Секундомер

               4. Линейка

Ход работы:

1.  Исследовать зависимость периода колебаний:

а) от длины нити  

             n1 = 10            T1 = t1: n1 =           (с)

        t1 =    (с)

          n2 = 10                               T2 = t2: n2 =          (с)

        t2 =     (с)

Вывод:

б) от амплитуды

n1 = 10             n2 = 10

t1 =     (с)             t2 =     (с)

T1 = t1 : n1  =     (с)             T2 = t2 : n2 =       (с)

Вывод:

в) от массы

При  m1                                          При  m2 

n1 = 10                n2 = 10

t1 =     (с)                t2 =     (с)

T1 = t1 : n1  =     (с)               T2 = t2 : n2 =       (с)

Вывод:

2. Вычислить ускорение силы тяжести

Данные взять из пункта а.

 1 =

 2 =

                                                        ср 

3. Вычислить абсолютную и относительную погрешности:

Лабораторная работа № 3

Проверка закона Бойля-Мариотта

P1V1 = P2V2

     Оборудование: барометр, сосуд с водой, стеклянная трубка с линейкой

                              Ход работы:

1. Для первого состояния воздуха в трубке записать объем заключенного в трубке воздуха и давление (оно равно атмосферному давлению):

                           l1

1. V1 = l1S

где  l1 - высота столба воздуха в трубке, (м)

S = 1(условно) - площадь поперечного сечения трубки

2. P1 = (перевести в Паскали)

       1 мм рт. ст. = 133 Па

2. Сосчитать:

P1V1 =

3. Отпустить трубку в сосуд с водой.

                l2

  h

Записать объем воздуха и его давление во втором состоянии:

а) V2 = l2S , где

      l2 - высота столба воздуха в трубке, (м)

      S = 1 (условно)

б) Р2 =+ ρgh ,

где ρgh – давление столба воды

     ρ = 1000 кг/ ;   g=9,8 м/

     h - высота столба жидкости, (м)

4. Сосчитать

             =

5. Сравнить значение произведений давления на объем в  первом и во втором состояниях.
6. Сделать вывод.

Лабораторная работа № 4

Измерение относительной влажности воздуха

Оборудование:         психрометр, термометр, волосяной  

                                     гигрометр, гигрометр Ламбрехта

Ход работы:

1. Измерение влажности психрометром:                        

1. Измерить температуру воздуха t0cух =
2. Обернуть влажной марлей нижнюю часть термометра и, выждав некоторое время, снять показание термометра

                                    t0влажн =

3. С помощью психрометрической таблицы найти влажность

              t0cух - t0влажн =                           φ1 =

2. Измерение влажности гигрометром Ламбрехта методом точки росы:

1. Измерить температуру воздуха в помещении  t0 =
2. Гигрометром определить точку росы   t0точки росы =
3. По формуле, пользуясь таблицей насыщенных паров найти влажность

,

          где a - абсолютная влажность (по t0точки росы)

                 н - плотность насыщенных водяных паров (по t0С в  

                        помещении)

3. Измерить влажность волосяным гигрометром

                                       φ3 =

4. Сравнить результаты (найти среднее арифметическое трёх полученных значений относительной влажности)

5. Вывод.

Лабораторная работа № 5

Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости

     σ =                            = 0,9

Оборудование:                1. Весы с разновесами

                                             2. Стакан с жидкостью

                                             3. Бюретка с краном

                                             4. Уголок

Ход работы:

1. При помощи уголка измерить диаметр стеклянной трубки  

                =        (мм, м)

2. Взвесить стаканчик для сбора капель

              m1 =            (г)

3. Закрыть кран, налить воду в бюретку. С помощью крана добиться, чтобы капли падали достаточно медленно. Подставить стакан, отсчитать 50 капель.
4. Вторично взвесить стакан и найти массу воды

              m2 =      (г)                       m = m2 - m1 =      (г, кг)

5. Произвести расчёт по формуле:

          σизм =  2),

где              m - масса воды (кг)

                    n - число капель

                   - диаметр трубки (м)

                    π = 3,14

                     = 9, 81 м/

6. Рассчитать абсолютную погрешность

7. Полученные данные занести в таблицу

Лабораторная работа № 6

Определение удельного сопротивления проводника

           ρ =                       ]

Оборудование:      1. Источник тока

    2. Амперметр

    3. Вольтметр

    4. Проволока

    5. Реостат

         Ход работы:

1. Собрать электрическую цепь

                                               А                             В

2. Снять показания амперметра и вольтметра для трех положений ползунка реостата. Данные записать в таблицу.

3. Цепь разомкнуть.

4. Измерить штангенциркулем диаметр проволоки и вычислить поперечное  сечение по формуле

S =      []

5. Рассчитать сопротивление по формуле

R =            [Ом]

6. Найти удельное сопротивление ρ1 , ρ2 , ρ3 по формуле

                                                     ρ =

7. Найти среднее арифметическое

8. Определить абсолютную погрешность

9. Найти среднее значение абсолютной погрешности

10. Найти относительную погрешность

11. Полученные данные занести в таблицу.

Лабораторная работа №7

Последовательное и параллельное

соединение проводников

          R = R1+R2+…..+Rn 

   Оборудование:        1. Источник тока

                                     2. Амперметр

                                     3. Вольтметр

                            4. Реостат

                            5. Сопротивление - 2 шт.

                            Ход работы:

          I. Последовательное соединение

                  А                                                       В

1. Собрать электрическую цепь.
2. Измерить силу тока      I =     (А)
3. Измерить напряжение на сопротивлениях U1 и U2

                U1 =     (B)               U2 =     (B)      

4. Измерить напряжение на участке AB

                           Uобщ =      (В)

                  Проверить:  Uобщ = U1 + U2

5. Подсчитать общее сопротивление проводников

                       Rобщ =      (Ом)

6. Подсчитать сопротивление на каждом из проводников  

                 R1 =    (Ом)                      R2 =    (Ом)

Проверить:  R0 = R1 + R2

                      II. Параллельное соединение

     А        В        

1. Собрать электрическую цепь.
2. Измерить силу тока  и напряжение U на участке AB

              =       (А)                       U =       (В)

3. Переключить амперметр сначала в одну ветвь, потом в другую и измерить силу тока

              I1 =           (А)                       I2 =       (А)

4. Проверить соотношение:   I = I1 + I2
5. Подсчитать сопротивление:

6. Проверить справедливость формулы:

                 =  +

Лабораторная работа № 8

Исследование зависимости мощности лампы от напряжения на её зажимах

1. Р = I×U         2) R =       3) R = )

Оборудование: 1. Вольтметр

     2. Амперметр

     3. Реостат

     4. Электрическая лампа

Ход работы:

1. Замкнуть цепь и при помощи реостата установить наименьший накал нити лампы.

2. Записать показания приборов в таблицу

  =     (А)                        =         (В)

3. C помощью реостата увеличить силу тока в цепи и снять показания приборов ещё два раза

=      (А)                         =        (В)

=      (А)       =        (В)

4. По полученным данным для каждого значения напряжения подсчитать:

А. Мощность  Р

                                 Р1 = I1×U1               Р2 = I2×U2               Р3 = I3×U3

Сделать вывод.

Б. Сопротивления нити накала R

                                      R1 =               R2 =                 R 3 =

В. Температуру С

Сделать вывод.

5. Все полученные данные занести в таблицу.

Лабораторная работа № 9

Определение ЭДС и

внутреннего сопротивления источника

Оборудование:

1. Источник тока              2. Амперметр

3. Вольтметр                     4. Реостат

Ход работы

1. Собрать цепь. Движок реостата поставить в среднее положение.
2. Цепь замкнуть. Записать величину тока  I1 и напряжения U1.  Цепь разомкнуть.
3. Передвинуть движок реостата. Записать новые значения тока I2 и напряжения U2.
4. Вычислить значения ЭДС и внутреннего сопротивления

                                         (Ом)           (В)    

Лабораторная работа №10

Определение электрохимического эквивалента меди

Оборудование: 1. Весы с разновесами

                                2. Амперметр

                                3. Реостат

                                4. Ключ

                                5. Часы

                                6. Ванна с медным купоросом

Ход работы:

1. Взвешиванием определяем массу катодной пластинки с точностью до 0,01 грамма

                                  m1 =         (г)

2. Собрать цепь, взвешенный катод соединить с отрицательным полюсом источника.
3. Замкнуть цепь и заметить время включения тока.
4. С помощью реостата поддерживать постоянную величину тока.
5. Через 20 минут разомкнуть цепь

                                         t =           (c)

6. Катодную пластинку просушить и взвесить

                                m2 =         (г)

7. Найти массу меди, выделившейся на катоде

                                 m = m1 – m2    (кг)

8. Вычислить измеренный электрохимический эквивалент Кизм.

                           Кизм. =         

9. Найти абсолютную погрешность

                          К = | Ктабл.− Кизм.|

                         Кизм. = 0,33×10-6  (кг/Кл)

10. Найти относительную погрешность                                                                                                              

Практическая  работа №11

Часть 1. Снятие вольт - амперной  характеристики            двухэлектродной лампы

Оборудование: 1. Диод

      2. Миллиамперметр

      3. Вольтметр

      4. Источник питания

Ход работы:

1. Собрать схему

V

2. Плавно изменяя напряжение между анодом и катодом с помощью потенциометра R, запишите показания приборов:

3. По данным постройте вольт – амперную характеристику

I

          UA

Часть 2. Снятие вольт – амперной характеристики             трехэлектродной лампы

Оборудование:     1.Триод

      2. Миллиамперметр

      3. Вольтметр

  4. Источник питания

Ход работы:

1. Собрать схему

2. Произвести снятие анодно–сеточных характеристик:

- установите анодное напряжение 30В, затем 20В;

- изменяя напряжение на сетке, запишите показания приборов:

3. Построить анодно-сеточные характеристики

Лабораторная работа № 12

Измерение емкости конденсатора и индуктивности катушки

            ХС  =                                                         XL = 2π

             C =                                                          L =

  Оборудование:       1. Амперметр – 2 шт.                                          

                                   2. Вольтметр

                 3.  Катушка

                                   4. Батарея конденсаторов                                                            

                 5. Источник тока.

                                       Ход работы:

I. Измерение емкости конденсатора

1. Собрать электрическую цепь:

2. Записать показание приборов:

                   U1 =           (В)                                I1 =           (А)        

3. Найти значение емкостного сопротивления

                                         ХС =(Ом)

4. Найти емкость конденсатора             C =       (Ф)

II. Измерение индуктивности катушки

А) При переменном токе

1. Включить катушку в сеть переменного тока

2. Записать показание приборов:

          U2 =           (В)                                I2 =           (А)

3. Рассчитать полное сопротивление катушки

                             Z =         /Ом/

Б) При постоянном токе

1. Включить катушку в сеть постоянного тока

3. Записать показание приборов:

          U3 =           (В)                                I3 =           (А)

3. Рассчитать активное сопротивление катушки

                                      R =         (Ом)

4. Найти индуктивное сопротивление:

    (Ом)

5. Найти индуктивность катушки:

          (Гн)

Лабораторная работа № 13

Измерение освещенности

                        Е =    (лк)                       Е =   cos α   (лк)

             Оборудование: рейка, рулетка, метр

Ход работы:

1. Определить силу света одной лампы

Iлампы =     (кд)

2. Вычислить силу света одного светильника

Iсветильника =     (кд)

3. Измерить высоту расположения светильника

h =     (м)

4. Измерить расстояние по горизонтали от точки на плоскости, где замеряем освещенность, до проекции места расположения светильника на эту плоскость

ℓ =     (м)

5. Определяем освещенность в точке А по первому закону освещенности (свет падает перпендикулярно к поверхности):

Е1 =     (лк)

                                   Iсветильника

                      h

                             A

6. Определяем освещенность в точке А по второму закону освещенности (свет падает под углом к поверхности):

Е2 =   cos α ,   где   R2 = h2 +  ℓ2       cos α =

                                                       Iсветильника

                                                  α

                                     R                   h

                         A

                                     ℓ        

7. Находим общую (результирующую) освещенность на рабочем месте

Еобщ.= Е1 + Е2      (лк)

8. Сделать вывод.

Лабораторная работа № 14

Определение коэффициента преломления стекла

Оборудование:             1. Стеклянная пластинка с параллельными                      

                                            гранями

                                        2. Линейка, карандаш

                                        3. Булавки  

Ход работы:

                                               M                              B

                                                                      N

                                                     α       A

                       С       О        Р

              D

1. На середине листа положить пластинку. Расположиться так, чтобы глаз находился на уровне пластинки.
2. Вблизи от боковой грани пластинки вколоть булавку A.
3. Смотря на булавку А через пластинку, медленно поворачивать пластинку, пока верхняя часть булавки и видимая через стекло ее нижняя часть разойдутся на возможно большее расстояние.
4. Вколоть булавки В, С, D. Места для них выбрать так, чтобы видимые через пластинку нижние части булавок казались расположенными на одной прямой.
5. Обвести очертания пластинки карандашом, вынуть булавки и отметить точками и буквами их положения.
6. Снять пластинку. Прочертить линии ВЕ, ЕF, DF и продолжить ЕF до края листа.
7. Через точку Е провести перпендикуляр к верхней грани пластинки. На этом перпендикуляре вверх и вниз от точки Е отложить равные отрезки ЕМ и ЕР.
8. Из точек М и Р опустить перпендикуляры на ВЕ и ЕF. В полученных треугольниках ∠МЕN = α и ∠ОЕР = β
9. В полученных треугольниках измерить катеты МN и ОР. Найти показатель преломления

                               n =  

                         n =  =

10.  Повторить опыт два раза, изменив величину угла падения.
11.  Найти среднее значение                                                                              

                         nср. =                                              

    12. Рассчитать абсолютную погрешность

    13. Найти среднее значение абсолютной погрешности

                                                              nср. =

    14.  Рассчитать относительную погрешность

Лабораторная работа № 15

Определение длины световой волны

Оборудование:  1. Оптическая скамья

                             2. Экран

                             3. Линейка

Ход работы:

1. Линейкой измерить расстояние () от экрана до решётки (в мм)

                          =       (мм)

2. Выбрать номер спектра k  с чётким изображением

                       k =  

3. Измерить линейкой расстояние (x) от середины светлой полосы до середины выбранного спектра (середина полосы красного, фиолетового, зелёного цвета)

                              х =          (мм)

4. Определить по формуле длину световой волны

где d - постоянная решетки

        d =