Лабораторные работы 9 класс
опыты и эксперименты по физике (9 класс)

Лабораторная работа «Определение частоты и периода колебаний пружинного маятника»

Цель

Определить частоту и период колебаний пружинного маятника.

Оборудование и материалы

• штатив с муфтой и лапкой
• пружина
• груз
• секундомер
• линейка

ход работы

1. Соберите установку, в тетради подготовьте таблицу для занесения данных эксперимента и расчетов. 

2. Отпустите маятник от положения равновесия на 4-5 см и отпустите.

3. Измерьте время, за которое маятник совершит 10 колебаний.

4. Проведите пять таких опытов и определите среднее время колебаний маятника.

5. Рассчитайте абсолютную погрешность измерений времени 10 полных колебаний Δt=|t-tср| и определите её среднее значение Δtср.

6. Вычислите период колебаний Т маятника.

7. Найдите среднее значений периода колебаний маятника Тср.

8. Определите абсолютную погрешность периода колебаний пружинного маятника ΔТ=|T-Tср| и определите его среднее значение ΔТср.

9. Вычислите частоту колебаний ν и определите её среднее значение.

10. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу.

11. Сделайте вывод о проделанной работе.

Лабораторная работа "Опыты по разложению белого света в спектр и восприятию цвета предметов при их наблюдении через цветовые фильтры"

1. Наклей полоски цветные на круг или смоделируй ситуацию. Что мы увидим, если начнем быстро вращать цветной круг? Почему?

2. Объясни какой из следующих рисунков правильно отражает разложение света в призме?

3. Разложи солнечный луч. Поставь зеркало в воду под небольшим углом. Поймай зеркалом солнечный луч направьте его на стену. Поворачивай зеркало до тех пор, пока не увидишь спектр. Нарисуй схематично свой спектр. Зачем зеркало помещать в воду?

4. Прочитай текст и запиши вывод с физической точки зрения.

Радугу «творят» водяные капли: в небе - дождинки, на поливаемом асфальте - капельки, брызги от водяной струи. Однако не все знают, как именно преломление света на капельках дождя приводит к возникновению на небосводе гигантской многоцветной дуги. Яркая радуга, которая возникает после дождей или в брызгах водопада - это первичная радуга. Цветные полосы сильно отличаются по яркости, но порядок всегда одинаков: внутри дуги всегда находится фиолетовая полоса, которая переходит в синюю, зелёную, жёлтую, оранжевую и красную - с внешней стороны радуги. Выше первой, в небе, возникает вторая менее яркая дуга, в которой цветовые полосы расположены в обратном порядке. Радугу можно наблюдать, когда Солнце позади наблюдателя. Размер видимой части радуги зависит от положения Солнца относительно горизонта.

5. Проведи эксперимент, или используя свои знания, ответь на вопросы.

Наблюдение явления дисперсии.

Оборудование: лампочка на подставке, призма (или плоскопараллельная пластинка со скошенными гранями), экран со щелью, источник питания (фонарик телефона), экран.

ХОД РАБОТЫ

1. Включите лампочку и расположите её так, чтобы полоса света на бумаге была отчётливой.

2.    Положите на пути светового пучка призму и поставьте белый экран так, чтобы после преломления в призме на экране наблюдался сплошной спектр.

3.   Запишите видимый вами порядок чередования цветов в спектре.

4. Запишите, какого цвета лучи преломляются в стекле сильнее других, а какие — слабее.

5.  Посмотрите сквозь призму вокруг себя, особенно обратите внимание на границы ярко освещенных предметов. Опишите ваши наблюдения. Как можно их объяснить?

6. Возьми цветные стекла (синее, оранжевое) или смоделируй ситуацию.

-рассмотри предметы через каждое из них при искусственном освещении, объясни наблюдаемое явление;

- рассмотри предметы с помощью стекол, накладывая их друг на друга и объясни наблюдаемые явления.

Лабораторная работа №  «Определение работы силы трения»

Цель: измерить работу силы трения.

Оборудование: брусок с крючком, два груза, направляющая рейка, динамометр.

Теоретические обоснования

Если толкнуть тяжёлый предмет (шкаф, стол, ящик), стоящий на горизонтальном полу, мы почувствуем сопротивление и не сможем его сразу сдвинуть. Сопротивление возникает благодаря тому, что между поверхностями тела и пола действует сила трения покоя, которая, пока тело не движется, равна силе, с которой мы его толкаем. Чем больше становится приложенная нами сила, тем больше увеличивается трение покоя. Так будет происходить до тех пор, пока приложенную силу не увеличим настолько, что тело сдвинется с места. Как только тело начало двигаться, сила трения покоя сменится силой трения скольжения. На рисунке показано, какие силы действуют на тело при его движении:

Сила трения покоя может изменяться от нуля до своего максимального значения Fmax. Это максимальное значение оказывается даже большим, чем сила трения скольжения. С места столкнуть тело сложнее, чем подталкивать его, когда оно уже скользит по поверхности. А сила трения качения будет незначительно отличаться от нуля. Катить всегда легче, тем тащить.

Когда тело перемещается под действием некоторой силы, то говорят, что сила совершает работу по перемещению тела. Сила трения направлена против движения. Работа такой силы считается отрицательной. Эту работу вам и предлагается определить.

Порядок выполнения работы:

1) Соберите установку: к бруску крючком закрепить динамометр, брусок поставить на направляющую рейку, поставить два грузика на брусок. Динамометром, расположенным горизонтально, равномерно перемещайте брусок вдоль поверхности рейки.

2) Сделайте рисунок экспериментальной установки.

3) Запишите формулу для расчёта работы силы трения скольжения.

4) Измерьте расстояние, которое проходит брусок под действием приложенной силы. Запишите значение перемещения с учетом погрешности, если погрешность равна цене деления линейки.

5) Запишите значение силы трения (показания динамометра) с учетом погрешности, если погрешность равна 0,02 Н.

6) запишите числовое значение работы силы трения скольжения.

Вывод:

Лабораторная работа «Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы»

Цель:
- научиться практически получать изображения в собирающей линзе; определить оптическую силу линзы.
Оборудование и материалы:
-  собирающая линза;
- экран и держатель для экрана;
-оптическая скамья длиной 600 мм.
Ход работы:
1. При помощи линзы получите изображение окна на экране. Измерьте расстояние от линзы до изображения – это будет приблизительно фокусное расстояние линзы. Оно будет тем точнее, чем дальше находится экран от окна. Укажите результаты измерения фокусного расстояния.
2. Запишите формулу для расчета оптической силы линзы и вычислите оптическую силу линзы.

3. Сделайте схему экспериментальной установки (изображение удаленного источника (окна) формируется практически в фокальной плоскости)
4. Сделайте вывод.

Лабораторная работа №

«Определение жесткости пружины»

Цель работы: определить жесткость пружины.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, пружинный динамометр с пределом измерения 5 Н, пружина, линейка, груз.

Ход работы

1. Зарисуйте схему экспериментальной установки.

1. Измерьте вес Р груза динамометром. Результаты измерения веса груза запишите в тетрадь.

2. Укрепите на штативе пружину, измерьте линейкой её длину х1, запишите это значение.

3. Подвесьте груз к пружине, измерьте длину х2 пружины, запишите значение.

4. Используя полученные данные и учитывая, что в нашем случае:

 Fупр=mg=Р,

 Fупр=κх,

 х=х2-х1 сделайте необходимые расчеты. Запишите численное значение жесткости пружины.

В тетради:

Вывод: сегодня я на лабораторной работе…..

Лабораторная работа № 8 "Исследование зависимости угла преломления светового луча от угла падения на границе "воздух-стекло""

Цель работы: проверить зависимость угла преломления светового луча от угла падения на границе "воздух-стекло.

Оборудование: стеклянный полуцилиндр, планшет с круговым транспортиром, осветитель (лазерный луч).

Ход работы

1. Нарисуйте схему экспериментальной установки.

2. Установите поочередно угол падения в 200, 300 и 600 и измерьте в каждом случае значения угла  преломления, укажите результаты измерения угла падения и угла преломления для трех случаев в виде таблицы (или графика).

3) Сформулируйте вывод о зависимости угла преломления от угла падения.

4) Определите показатель преломления, используя закон преломления света.

Пример сборки установки на рисунке:

«Исследование зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза и жёсткости пружины».
Цель работы: Исследовать зависимость периода колебаний пружинного маятника от массы груза и жёсткости пружины.

 Приборы и материалы: пружины различной жёсткости, тела разной массы, секундомер.

Ход работы

Закрепим на штативе при помощи муфты и лапки пружину известной жёсткости с грузом. Приведем систему в колебательное движение и измерим время и число колебаний. Проведём данные измерения, меняя массу груза, с одной пружиной.

Укрепим пружину с другой жёсткостью и, не меняя массу, измерим время и число колебаний.

Все измерения запишите в таблицу.

Вычислите период колебаний по расчетной формуле (1) и по измерениям (2). Постройте графики зависимости Т(k) и Т(m).

1. период колебаний пружинного маятника:

1. Период         (1)

2. Таблица: 

3. Построить графики зависимости Т(k) и Т(m)


4. Найти период колебаний.

Дано:           Решение:

 m= 20 г                  

 k= 50 Н/м

Найти: Т -?

Вывод: Как зависит период колебаний от коэффициента жёсткости пружины и от массы тела.

Тема: Исследование зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза и жесткости пружины.

Цель: выяснить, как зависит период колебаний пружинного маятника от массы груза и жесткости пружины.

Оборудование: набор пружин с разной жесткостью, набор грузов, массой 100 г, секундомер, линейка, штатив с муфтой и лапкой.

Ход работы.

1. Определение зависимости периода и частоты колебаний от массы груза при постоянной жесткости пружины, k.

1. Закрепите пружину в штативе и подвесьте к ней один груз.
2. Измерьте время 10 колебаний.
3. Вычислите период и частоту.
4. Повторите опыт, подвесив два груза.

Где m - масса груза, N - число колебаний, t - время колебаний, T - период колебаний, ν – частота колебаний.

1. Определение зависимости периода и частоты колебаний от жесткости пружины при постоянной массе, m.

1. Подвесив один груз, измерьте, на сколько удлинилась пружина. Это величина будет ΔL- удлинение пружины.
2. Измерьте время 10 колебаний.
3. Вычислите период и частоту.
4. Повторите опыт для пружины другой жесткости

Рекомендация! Результаты для опыта №1 можно взять из предыдущей таблицы опыт №1.

1. Все измерения и вычисления занесите в таблицу.
2. Вычислите жесткость для каждой пружины по формуле k=F/ΔL, где F=1Н.
3. Сделайте вывод о том, как зависит период и частота колебаний груза от массы подвешенного груза и от жесткости пружины.

Ответьте на вопросы:

1. Увеличили или уменьшили массу груза, если период колебаний был 0,4 с, а после изменения 0,5 с?
2. У пружинного маятника поменяли пружину. После этого его частота уменьшилась в 4 раза. Больше или меньше стала жесткость пружины и во сколько раз?