Главные вкладки

    Лабораторная работа : "Сравнение работы силы упругости с изменением кинетической энергии тела"
    методическая разработка по физике (10 класс) по теме

    Атаманова Ольга Евгеньевна

    Данная лабораторная работа позволяет экспериментально проверить теорему о кинетической энергии.

    Скачать:


    Предварительный просмотр:

    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

    Сравнение работы силы упругости с изменением кинетической энергии тела

    Цель:  экспериментальная проверка теоремы о кинетической энергии.

    Оборудование:  1) штативы для фронтальных работ — 2 шт.;

                                  2) динамометр учебный;

                                  3) шар;

                                  4) нитки;

                                 5) линейка измерительная 30 см с миллиметровыми                           делениями;

                                  6) весы учебные;

    Краткая теория:

    Теорема о кинетической энергии утверждает, что работа силы, приложенной к телу, равна изменению кинетической энергии
    тела:

    Для экспериментальной проверки этого утверждения можно воспользоваться установкой, изображенной на рисунке.

    В лапке штатива закрепляют горизонтально динамометр. К его крючку привязывают шар на нити длиной 60—80 см. На другом штативе на такой же высоте, как и динамометр, закрепляют лапку. Установив шар на краю лапки, штатив вместе с шаром отодвигают от первого штатива на такое расстояние, чтобы на шар действовала сила упругости Fynp со стороны пружины динамометра. Затем шар отпускают. Под действием силы упругости шар приобретает скорость , его кинетическая энергия изменяется от 0 до . Следовательно, изменение кинетической энергии будет равно:

    .

    Для определения модуля скорости v шара, приобретенной под действием силы упругости Fупр, можно измерить дальность полета s шара при свободном падении с высоты Н. Так как скорость при падении шара можно определить по формуле:  ,     а время, затраченное на падение, по формуле:  .

    Отсюда модуль скорости v равен: , а  изменение кинетической энергии равно соответственно:

    .

    Сила упругости во время действия на шар по закону Гука изменяется линейно от  до  Fynp2=0, тогда среднее значение силы упругости равно:

    .

    Измерив  деформацию пружины (ее удлинение) динамометра x, можно вычислить работу силы упругости: .

    Задача настоящей работы состоит в проверке равенства:
    ,      т.е. .

    Порядок выполнения работы:

    1. Укрепите на штативах динамометр и лапку для шара на одинаковой высоте Н = 40 см от поверхности стола. Зацепите за крючок динамометра нить с привязанным шаром.

    2. Удерживая шар на лапке, отодвигайте штатив до тех пор, пока показание динамометра станет равным  = 2 Н.

             Измерьте деформацию пружины динамометра х при данной силе.
    Отпустите шар с лапки и заметьте место его падения на столе. Опыт повторите 2—3 раза  и  определите среднее  значение  дальности  полета
    S  шара: Sср = (S1 + S2 + S3 )/3   и среднее значение деформации пружины динамометра  хср . Данные занести в таблицу.

    3. Измерьте массу шара с помощью весов (или используйте готовую, если масса известна) и вычислите изменение кинетической энергии шара под  действием силы упругости используя среднее значение дальности полета (Sср):

    Где g = 9,8 м/с2 – ускорение свободного падения. Данные занести в таблицу.

    4.  Вычислите работу А силы упругости и занести данные в таблицу:

    5. Сравните полученные значения работы А силы упругости и изменения кинетической энергии Ек шара. Сделайте вывод.

    Таблица

    № опыта

    H,

    м

    Fупр.1,

       Н

       X,

       м

      Xср,

       м

      S,

      м

      Sср ,

       м

        ∆Е,

      Дж

       А,

     Дж

        1

     

       0,4

       

       2

        2

        3


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Интерактивный тест по физике «Способы изменения внутренней энергии тела»», 8 класс

    Интерактивный тест по физике «Способы изменения внутренней энергии тела»», 8 класс, по учебнику А.В. Перышкина. Программу My TestX можно скачат: http://mytest.klyaksa.net/htm/download/...

    Работа лабораторного практикума "Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины"

    Работа лабораторного практикума "Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины" предназначена для учащихся 7 классов....

    Практическая работа «Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии»

    Данная разработка может быть использована на практическом занятии в 9 классе...

    Тепловое движение атомов и молекул. Диффузия. Модели строения газа, жидкости, твердого тела. Абсолютная температура. Связь абсолютной температуры со средней кинетической энергией частиц вещества. Связь давления идеального газа с средней кинетической энерг

    Разработка серии уроков посвященных изучению: Тепловое движение атомов и молекул. Диффузия. Модели строения газа, жидкости, твердого тела. Абсолютная температура. Связь абсолютной температуры со средн...

    7 кл- Самостоятельная работа по теме «Сила. Сила тяжести. Вес тела. Сила упругости»

    Самостоятельная работа по теме «Сила. Сила тяжести. Вес тела. Сила упругости» содержит 6 вариантов по 3 задания....

    Урок обобщения и систематизации знаний по физике в 8 классе «Способы изменения внутренней энергии тела»

    Автор учебника Пёрышкин А. В. Данный урок проводится в конце изучения раздела "Способы изменения внутренней энергии тела"....

    Методическая разработка урока : Лабораторная работа "Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело."

    Урок фронтальной лабораторной работы позволяет формировать у учащихся самостоятельную исследовательскую деятельность, умение безопасно использовать лабораторное оборудование, проводить измерения физич...