ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Разработка «Методические рекомендации к лабораторным работам по физике» предназначена для качественного проведения тематических лабораторных работ. Её основной частью являются инструкции и отчёты по лабораторным работам.
Инструкции содержат тему работы, перечень необходимого оборудования, в них сформулированы цели предстоящей работы, методика выполнения.
В отчётах обучающиеся отражают выполнение поставленных целей, демонстрируют навыки работы с приборами, умения использовать полученные результаты измерений для вычислений искомых величин с использованием физических формул, способность анализировать результаты и делать выводы по проделанной работе.
Физика относится к профильным учебным дисциплинам, поэтому содержание учебного материала направлено на профессию обучающихся. С этой целью в каждой ЛР определены конкретные вопросы, позволяющие связать учебный материал науки физики и междисциплинарных курсов, реализующих учебный материал видов профессиональной деятельности. Для этого используются условные обозначения:
«Методические рекомендации…» обеспечивают реализацию дифференцированного подхода в обучении, позволяют применять опережающий метод познания и практического освоения учебного материала обучающимися.
Разработка может быть использована не только как индивидуальное пособие для обучающихся, но и для работы преподавателя физики при организации и проведении лабораторно-практических занятий.
Содержание.
Лабораторная работа № 1.Исследование движения тела под действием постоянной силы. Лабораторная работа № 2.Измерение коэффициента жёсткости пружины.
Лабораторная работа № 3. Измерение коэффициента трения скольжения.
Лабораторная работа № 4. Изучение закона сохранения импульса.
Лабораторная работа № 5.Сохранение механической энергии под действием сил тяжести и упругости.
Лабораторная работа № 6. Сравнение работы с изменением кинетической энергии.
Лабораторная работа № 7. Измерение влажности воздуха.
Лабораторная работа № 8. Измерение коэффициента поверхностного натяжения жидкости.
Лабораторная работа № 9. Наблюдение процесса кристаллизации.
Лабораторная работа № 10. Изучение изопроцессов.
Лабораторная работа № 11. Изучение закона Ома для участка цепи, последовательного и параллельного соединения проводников.
Лабораторная работа № 12. Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии.
Лабораторная работа № 13. Определение удельного сопротивления проводника.
Лабораторная работа № 14. Исследование законов электролиза.
Лабораторная работа № 15. Определение коэффициента полезного действия электрического чайника.
Лабораторная работа № 16. Изучение явления электромагнитной индукции.
Лабораторная работа № 17. Изучение зависимости периода математического маятника от длины нити.
Лабораторная работа № 18. Сборка простейшего радиоприемника.
Лабораторная работа № 19. Определение коэффициента преломления стекла.
Лабораторная работа № 20. Определение главного фокусного расстояния и оптической силы линзы.
Лабораторная работа № 21. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решётки.
Лабораторная работа № 22. Наблюдение сплошного и линейчатого спектров.
Заключение
Используемая литература
4
4
5
5
6
7
7
8
8
10
11
11
12
13
16
16
17
18
18
19
20
20
21
22
ВВЕДЕНИЕ
Порядок выполнения лабораторных работ
1. Уясните тему и цель лабораторной работы. Внимательно прочтите инструкцию к ней и бланк отчёта о выполнении лабораторной работы. Исходя из прочитанного, составьте план действий, необходимый для достижения поставленных целей.
2. Проверьте свою подготовленность к выполнению работы. Если ответы на поставленные вопросы представляют для вас затруднение, то прочтите материал по учебнику.
3. Проверьте наличие на лабораторном столе необходимого оборудования и материалов.
4. Ознакомившись с описанием лабораторной работы, подумайте, понятны ли вам приёмы осуществления тех или иных операций эксперимента. Если у вас возникают сомнения, проконсультируйтесь у преподавателя. Если вопросов нет, приступайте к работе.
5. Перед началом работы в отчёте о выполнении заполните свои данные.
6. По мере проведения эксперимента и получения определённых данных (показания приборов), заполняйте таблицу. В экспериментальной работе не бывает мелочей. Любые, на первый взгляд малозначительные замечания могут оказаться необходимыми при формулировке выводов.
7. По окончании лабораторной работы оформите её результаты (в виде таблиц, графиков, диаграмм, словесных описаний, вычислений) в бланке отчёта о выполнении лабораторной работы.
8. Сформулируйте выводы на основании результатов проведённого эксперимента и сделайте соответствующую запись.
9. Дайте чёткие, лаконичные ответы на контрольные вопросы, задачи выбираются и решаются из методической разработки «Внеаудиторная самостоятельная работа по физике» согласно выбранной теме.
Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие разделы:
Название работы.
Цель работы (указанная в методической разработке цель работы может быть дополнена учащимся).
Оборудование и материалы.
Рисунок или схема установки. Особенности подключения приборов, важные для проведения эксперимента.
Краткое изложение технологии выполнения работы (Описание процедуры измерений).
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчеты, измеряемых косвенно величин.
Графики (если они необходимы).
Оценка погрешностей измерений.
Выводы, в соответствии с целью работы.
Ответы на вопросы к лабораторной работе.
Лабораторная работа № 1.
Исследование движения тела под действием постоянной силы.
Цель работы: определить характер движения тела, его ускорение и скорость.
Оборудование: прибор для изучения прямолинейного движения, штатив с муфтой и перекладиной.
Порядок выполнения работы:
[pic]
Соберите установку.
Направляющую рейку прибора устанавливают наклонно с помощью штатива. Верхний край рейки располагают на высоте 19-20 см от поверхности стола. Под нижний край подкладывают коврик.
Удерживая каретку на направляющей рейке в крайнем верхнем положении, так чтобы её выступ с магнитом был обращён в сторону датчиков, вблизи её магнита размещают первый датчик. (секундомер должен запускаться как только каретка начнет двигаться.) Второй датчик устанавливают на расстоянии 20см от первого.
Измеряют расстояние между датчиками s.
Проводят 6-7 пусков каретки, записывают показания секундомера.
Вычисляют среднее значение времени движения каретки между датчиками .
Подставляя в формулу , значения s и определить скорость.
Подставляя в формулу , значения s и определить ускорение.
Сделайте вывод по результатам работы.
Контрольные вопросы:
Дайте определение скорости, ускорения, равноускоренного движения.
Запишите формулы перемещения скорости, ускорения при равноускоренном движении.
Задача.
Лабораторная работа № 2.
Измерение коэффициента жёсткости пружины.
Цель работы: найти жёсткость пружины.
Оборудование: штатив с муфтами и лапкой, спиральная пружина.
Порядок выполнения работы.
1.Закрепите на штативе конец спиральной пружины.
2.Рядом с пружиной или за ней установите и закрепите линейку с миллиметровыми делениями.
3.Отметьте и запишите то деление линейки, против которого приходится конец пружины.
4.Подвесьте к пружине груз известной массы и измерьте вызванное им удлинение пружины.
5.К первому грузу добавьте второй, третий и т.д. грузы, записывая каждый раз удлинение пружины |х| пружины. По результатам измерений заполните таблицу.
6. Вычислите погрешность измерений жёсткости пружины.
опыта m , кг
К , Н/м
P=mg, Н
х, м
кср,Н/м
, Н/м
∙100%
7. Сделайте вывод по результатам работы.
Контрольные вопросы:
Дайте определение силы упругости, веса тела.
Сформулируйте закон Гука.
Задача.
Лабораторная работа № 3.
Измерение коэффициента трения скольжения.
Цель работы: определить коэффициент трения скольжения.
Оборудование: деревянный брусок, деревянная линейка, набор грузов, динамометр.
Порядок выполнения работы.
1. Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.
2. Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Запишите показания динамометра в таблицу.
3.Взвесьте брусок и груз.
4.К первому грузу добавьте, второй, третий и т. д., каждый раз взвешивая брусок и грузы и измеряя силу трения.
По результатам измерений заполните таблицу.
5. По результатам измерений определите значения коэффициента трения, среднее значение коэффициента трения, абсолютную и относительную погрешности.
опыта m , кг
F, Н
P, Н
∙100%
6. По результатам работы сделайте вывод.
Контрольные вопросы:
Дайте определение силы трения.
Основные характеристики силы трения.
Задача.
Лабораторная работа №4.
Изучение закона сохранения импульса.
Цель работы: проверить выполнение закона сохранения импульса при прямом центральном соударении шаров.
Оборудование: штатив, желоб, шары, линейка, весы, набор разновесов.
Порядок выполнения работы.
Измерьте массы шаров с помощью весов.
Укрепите желоб в штативе так, чтобы горизонтальная часть лотка находилась на высоте 20 см от поверхности стола.
Возьмите шар с большей массой, установите его у верхнего края наклонной части лотка. Отпустите шар и по его отметке на листе белой бумаги определите дальность его полета в горизонтальном направлении. Определите среднее значение дальности полета l1.
Вычислите время падения шара, зная высоту края лотка h над столом, затем проекции скорости v1 и p1 шара на горизонтальном направлении.
Повторите опыты для второго шара. (Определите l2, v2 и p2).
Найдите среднее значение дальности полета для первого шара l1/ и для второго шара l2/.
Определите скорости v1/ и v2/, используя формулу , шаров после столкновения и их импульсы p1/ и p2/. По найденным значениям дальностей полетов l1/ и l2/ сравните импульс р1 первого шара до столкновения с суммой импульсов p1/ + p2/ двух шаров после столкновения. Сделайте вывод.
[pic] [pic]
Контрольные вопросы.
Что называется импульсом тела.
При каких условиях выполняется закон сохранения импульса.
Задача.
Лабораторная работа №5.
Сохранение механической энергии при движении тела под действием сил тяжести и упругости.
Цель работы: сравнить две величины- уменьшение потенциальной энергии прикреплённого к пружине тела при его падении и увеличение потенциальной энергии растянутой пружины.
Оборудование: динамометр, линейка измерительная, штатив лабораторный, грузы массой 100г, штатив с муфтой и лапкой.
Для работы используется установка, которая представляет собой укреплённый на штативе динамометр с фиксатором. Фиксатор должен перемещаться с небольшим трением. Фиксатор вместе с проволочным стержнем должен подняться вверх, отмечая этим максимальное удлинение пружины равно расстоянию от упора до фиксатора. При падении груза потенциальная энергия груза уменьшится на E=mgh, а энергия пружины при её деформации увеличивается на E=kx/2.
Порядок выполнения работы.
1. Груз укрепите на крючке динамометра.
2. Поднимите рукой груз, разгружая пружину, и установите фиксатор внизу у скобы.
3. Отпустите груз. Падая груз растянет пружину. Снимите груз и по положению фиксатора измерьте линейкой максимальное удлинение х пружины.
4. Повторите опыт пять раз.
5. Подсчитайте E=mgh и E=kx/2.
6. Результаты занесите в таблицу
опыта Хmax,м
Х=h, м
Е1, Дж
Е2, Дж
Е1/Е2
Контрольные вопросы:
Сформулируйте закон сохранения полной механической энергии.
При каких условиях выполняется закон сохранения полной механической энергии.
Задача.
Лабораторная работа № 6.
Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии тела.
Цель работы: рассчитать и измерить тормозной путь тела.
Оборудование: тележка, резиновый шнур, динамометр, нить, линейка, весы.
Порядок выполнения работы:
Закрепите колёса тележки. Прикрепите к модели динамометр и измерьте силу трения при равномерном скольжении по горизонтальной поверхности.
Поставьте модель на весы и измерьте её массу. Используя формулу , вычислите значение начальной скорости, при которой тормозной путь s1=30 см.
Прикрепите динамометр к резиновому шнуру. Растяните шнур с помощью динамометра и измерьте силу упругости и удлинение. Вычислите жёсткость резинового шнура.
По формуле вычислите деформацию шнура х1, при которой модель автомобиля приобретает скорость .
Прикрепите конец шнура к модели. Удерживая модель, растяните шнур с помощью нити на х1. Удерживая конец нити, отпустите модель. Измерьте тормозной путь s2, пройденный моделью вычислите абсолютную погрешность .
Вычислите s1 по формуле:. Вычислите погрешность по формуле .
Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
[pic]
Контрольные вопросы:
Какие данные необходимы для расчёта тормозного пути автомобиля, двигающегося с некоторой начальной скоростью?
Почему тормозной путь не зависит от массы автомобиля?
Задача.
Лабораторная работа № 7.
Измерение влажности воздуха
Цель работы: определить относительную влажность воздуха.
Оборудование: психрометр, вода, психрометрическая таблица.
Порядок выполнения работы.
1.Проверить наличие воды в стаканчике психрометра и при необходимости долить её.
2. Определить температуру сухого термометра.
3. Определить температуру влажного термометра.
4.Результаты измерений записать в таблицу.
5.Пользуясь психрометрической таблицей, определить относительную влажность.
Показания термометров Разность показаний термометров, Δt0 C
φ, %
δ=
Сухого, t0 C
Влажного, t0C
Контрольные вопросы:
Дайте определение влажности воздуха, абсолютной и относительной влажности воздуха.
Задача.
Лабораторная работа № 8.
Измерение коэффициента поверхностного натяжения жидкости.
Цель работы: Определить коэффициент поверхностного натяжения воды с помощью весов и проволочной скобы.
Оборудование: весы лабораторные с набором гирь, плоская кювета, проволочная скоба, штангенциркуль, сосуд с водой комнатной температуры.
Порядок выполнения работы:
Измерьте диаметр отверстия кюветы.
Уравновесьте весы. Накапайте 50 капель воды на чашу весов. Измерьте массу этих капель.
По формуле вычислите коэффициент поверхностного натяжения жидкости. (Опыт повторите 5 раз).
Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.
- N
Диаметр кюветы, D, мм
Масса капель, m, кг
Поверхностное натяжение, , Н/м
Абсолютная погрешность поверхностного натяжения, , Н/м
Относительная погрешность,
Контрольные вопросы:
Дайте определения коэффициента поверхностного натяжения.
Какими способами можно определить смачивание и несмачивание жидкости.
Задачи.
Лабораторная работа № 9.
Наблюдение процесса кристаллизации.
Цель работы: Вырастить кристалл, наблюдать анизоторопию роста кристалла и правильности его формы.
Оборудование: вода; стеклянный сосуд; соль (поваренная, медный купорос или другая); нитка; карандаш или другой похожий предмет.
Порядок выполнения работы:
Возьмите небольшую емкость, желательно прозрачную.
Смешайте чистую дистиллированную воду комнатной температуры с солью. Второго ингредиента насыпайте много, пока перемешивание с жидкостью не станет затруднительным. После насыщения раствора поставьте данную посуду на водяную баню, и растопите в ней соль до получения однородной массы.
С помощью плотной марли или салфетки процедите жидкость, чтобы отделить от нее твердые примеси.
Далее возьмите обыкновенную белую нить, привяжите к ней небольшой кристаллик соли и опустите к охлажденной жидкости. Если такого камешка нет, возьмите любой пластмассовый твердый предмет, предварительно замоченный в приготовленной воде и высушенный.
На второй край нитки привяжите перекладину (к примеру, карандаш, линейку или ручку), которая будет шире горлышка выбранной посуды. Этот предмет будет фиксироваться на емкости с соленой водой, чтобы маленький кристаллик на нити был в подвешенном состоянии.
Накройте полученную конструкцию бумагой, салфетками или тканью и поставьте на то место, где наименее заметны перепады температуры.
Если выбранная емкость прозрачная, то легко проследить, какими темпами растет кристалл соли. Если так размеров не видно, время от времени можете поднимать нитку с камнем и проверять. Но не прикасайтесь пальцами к нему и не цепляйте камень о края конструкции.
Через месяц изделие увеличится в размерах и станет размером как минимум с фасоль.
Подождав еще немного (месяца 2), вы обнаружите, что камень стал диаметром около 3-4 см.
Если размер кристалла вас устраивает, достаньте его, протрите сухими салфетками и покройте прозрачным лаком (для ногтей или другим). Когда вещество высохнет, камень можно будет брать в руки и любоваться.
ЦВЕТНОЙ КРИСТАЛЛ: ГОЛУБОЙ ИЛИ СИНИЙ .
Для выращивания ярко синего камня придется иметь дело с медным купоросом.
Насытьте дистиллированную воду медным купоросом так, чтобы он перестал растворяться.
Нить опустите в жидкость на несколько часов, чтобы на ней образовался набор красивых кристалликов. Выберите наилучший среди них, остальные уберите обратно.
Опустите нить с маленьким кристаллом в насыщенный раствор так, чтобы он не касался стенок. В течение нескольких недель или месяцев камень приобретет синий цвет.
Покройте изделие специальным прозрачным лаком, чтобы обезопасить от обветривания.
КАК СДЕЛАТЬ БОЛЬШОЙ БЕЛЫЙ КРИСТАЛЛ ИЗ МОРСКОЙ СОЛИ
При использовании классического варианта выращивания кристаллов, их делают из поваренной соли, которая используется в пищу. Этот продукт в больших количествах присутствует на полках любого продуктового магазина и стоит совсем недорого. Но из каких солей выращивать кристаллы лучше? Морская соль тоже подойдет для поставленной цели. Разница в том, каким получится результат.
Для получения необычных шедевров природы, нужно в одну емкость поставить выращивать кристалл из поваренной соли, а в другую – из морской. Во втором случае скорость роста может быть больше, так же как и плотность полученного камня. Внешний вид кристаллов тоже может отличаться, но только незначительно, поскольку молекулы морской и поваренной соли практически одинаковы.
Чтобы сделать крупный кристалл белого цвета из морской соли, воспользуйтесь таким способом:
Приготовьте прозрачный стакан (или стеклянную банку) для будущего процесса.
Растворите в теплой родниковой воде большое количество морской соли, процедите жидкость через плотную ткань или марлю.
Влейте насыщенный раствор в выбранный стакан.
Возьмите один кристалл морской соли, привяжите к нему нить и опустить в емкость с полученной жидкостью на несколько недель или месяцев.
Когда размер камня будет таким, как вам нужно, выньте его, просушите салфетками и покройте лаком.
Получив белый камень, окрасить его в другой цвет вы не сможете, поскольку пищевые краски будут стекать со стенок. Единственный выход для получения яркого оттенка камня – добавлять пигмент прямо в раствор, из которого будет расти кристалл.
Если в процессе роста камня уровень жидкости снизится до минимума, влейте в емкость раствор такой же консистенции.
[pic] [pic] [pic]
Лабораторная работа № 10. .
Изучение изопроцессов.
Цель работы: проверить законы для изопроцессов на примере закона Гей-Люссака.
Оборудование: сантиметр, термометр, воздущный шарик.
Порядок выполнения работы:
Надуть шарик (несильно, чтобы сохранить форму шара).
В кабинете с помощью сантиметра измерьте линейные размера (шарика).
С помощью термометра измерьте температуру воздуха в кабинете.
На улице измерьте линейные размеры шарика.
Измерьте с помощью термометра температуру воздуха на улице.
Вычислите соотношение :
3
- формула шара
Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:
-
Конечная температура, Т2 ,К
Длина окружности шарика в комнате, С1, м
Длина окружности шарика на улице, С2, К
Объём шарика в комнате, V1, м3
Задача.
Лабораторная работа № 11.
Изучение закона Ома для участка цепи, последовательного и параллельного соединения проводников.
Цель работы: проверить законы последовательного и параллельного соединения проводников.
Оборудование:1 вариант. Источник электрической энергии, резисторы, амперметр постоянного тока, вольтметр постоянного тока, реостат ползунковый, ключ, соединительные провода.
Порядок выполнения работы.
Последовательное соединение резисторов.
1.Составить электрическую цепь по схеме.
2. После проверки преподавателем цепь замкнуть и измерить напряжение на отдельных резисторах. Для этого прикоснуться наконечниками проводов, идущих от вольтметра, к клеммам резисторов.
3.Измерить напряжение на концах всей группы резисторов.
4.Проверить соотношение U=U1+U2+U 3и сделать вывод.
5. По формуле I=U/R вычислить силу тока в каждом резисторе. Сравнить её с показаниями амперметра и сделать вывод.
6.Вычислить эквивалентное сопротивление по закону Ома для участка цепи. Проверить справедливость формулы R=R1+R2+R3 и сделать вывод.
7.Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.
[pic] [pic]
Параллельное соединение резисторов.
1.Составить электрическую цепь по схеме.
2.После проверки преподавателем цепь замкнуть, с помощью реостата установить силу тока в цепи 1,5-2 А.
3.Переключить амперметр в ту или иную ветвь и измерить силу тока в каждом резисторе. Проверить соотношение I=I1+I2+I3 и сделать вывод.
4. Измерить напряжение на участке АВ и определить эквивалентное сопротивление по закону Ома для участка цепи.
5.Проверить справедливость формулы 1/R=1/R1+1/R2+1/R 3и сделать вывод.
6.Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.
[pic] [pic]
Контрольные вопросы:
Запишите законы последовательного и параллельного соединения проводников.
Задача.
Лабораторная работа № 12.
Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии
Оборудование: источник электрической энергии, реостат, амперметр, вольтметр, ключ, соединительные провода.
Порядок выполнения работы.
Ознакомиться с измерительными приборами и определить цену деления шкалы амперметра и вольтметра.
Составить электрическую цепь по схеме.
После проверки схемы преподавателем замкнуть цепь и, пользуясь реостатом, установить в цепи силу тока, соответствующую нескольким делениям шкалы амперметра. Снять показания амперметра и вольтметра, занести их в таблицу. Цепь разомкнуть. Опыт повторить 5 раз.
Вычислить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.
Определить среднее значение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии.
Определить относительную погрешность измерения.
[pic] [pic]
Контрольные вопросы:
Сформулируйте законы Ома для участка цепи и полной цепи.
Задача.
Лабораторная работа № 13.
Определение удельного сопротивления проводника.
Оборудование: реостат, линейка, штангенциркуль, амперметр, вольтметр, источник электрической энергии, ключ, провода.
[pic]
Порядок выполнения работы.
Для измерения длины проволоки необходимо измерить диаметр D керамического цилиндра реостата и подсчитать число витков в нём n. Длина проволоки определяется по формуле
[pic]
Для определения площади S поперечного сечения проволоки необходимо знать её диаметр. Для этого следует измерить штангенциркулем длину обмотки реостата L. Зная число витков n, определить диаметр проволоки d и площадь поперечного сечения
[pic]
[pic]
Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.
Составить цепь по схеме.
После проверки преподавателя цепь замкнуть, измерить силу тока в реостате и напряжение на нём (когда реостат полностью введён в цепь).
Используя закон Ома для участка цепи, вычислите сопротивление R.
Вычислите удельное сопротивление проводника и относительную погрешность.
[pic]
Задача.
Лабораторная работа №14
Исследование законов электролиза.
Оборудование: весы с разновесом, амперметр, часы, источник электрической энергии, реостат, ключ, медные пластины, соединительные провода, сосуд с раствором медного купороса, наждачная бумага.
Порядок выполнения работы.
В учебнике откройте стр. 138-141
Дайте определение электролита______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дайте определение электролитической диссоциации___________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Сделайте рисунок электролитической диссоциации и обозначьте знаки ионов Na и Cl, а также у молекулы воды.
Экспериментальная часть:
Соберите схему:
[pic] [pic]
А) С лампочкой.
Ответьте на вопрос:
Горит лампочка или нет? Да нет, если да, ярко или слабо?_____
Б) С амперметром.
Есть ток в цепи? Да нет. Если есть, то чему равна сила тока? I=___.
Добавьте 1 ложку соли. Что произойдёт:
А) С лампочкой.
Ответьте на вопрос:
Горит лампочка или нет? Да нет, если да, ярко или слабо?_____
Б) С амперметром.
Есть ток в цепи? Да нет. Если есть, то чему равна сила тока? I=___.
Добавьте 2 ложки соли. Что произойдёт?
А) С лампочкой.
Ответьте на вопрос:
Горит лампочка или нет? Да нет, если да, ярко или слабо?_____
Б) С амперметром.
Есть ток в цепи? Да нет. Если есть, то чему равна сила тока? I=___.
Добавьте 3 ложки соли. Что произойдёт?
А) С лампочкой.
Ответьте на вопрос:
Горит лампочка или нет? Да нет, если да, ярко или слабо?
Б) С амперметром.
Есть ток в цепи? Да нет. Если есть, то чему равна сила тока? I=___.
Сделайте вывод:
Если соли нет, то
Лампочка____________________________________
Ток в цепи____________________________________
При добавлении соли
Лампочка___________________________________________
Электрический ток в цепи_________________________________
Сила тока равна_________________________________________
Какая возникает пропорциональность между массой (m) и силой тока (I) прямая или обратная?______________________________
Постройте график зависимости I(m). Масса 1 ложки соли равна
5 г.
Теоретическая часть.
Дайте определения:
Катод-это_____________________________________________________________________________________________________________
Анод-это_____________________________________________________________________________________________________________
Катион-это_____________________________________________________________________________________________________________
Анион-это_____________________________________________________________________________________________________________
На схеме обозначьте катионы и анионы. Как они направлены?_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Какой ток в цепи преобладает?____________________________________________________________________________________________________.
Электролиз-это_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Сформулируйте законы Фарадея и запишите формулы.
1 закон___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2 закон ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Запишите формулу обобщённого закона Фарадея.
Чему равна постоянная Фарадея?
F=__________________
В чём заключается физический смысл постоянной Фарадея?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Зависимость силы тока от напряжения I (U)
Увеличиваем напряжение, силы действующие на положительные и отрицательные ионы увеличиваются.
Силы сообщают ионам большее ускорение.
Скорость направленного движения носителей
заряда увеличивается.
Вывод:
Чем больше скорость, тем больше сила тока в
растворах электролита (линейная зависимость)
Постройте линейную зависимость силы тока от напряжения I (U)
Применение электролиза.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Практическая часть.
Задача № 1.
Сколько никеля выделится при электролизе за время 3600 с при токе 10А, если известно, что молярная масса никеля 0, 05817
кг/ моль, а валентность равна 2?
Дано. Решение.
t=3600c
I=10A
M=0,05718кг/моль m=
Z=2
F=
m=?
Ответ:
Задача № 2.
При серебрении изделий за 3 ч на катоде отложилось 4,55кг серебра. Определите силу тока при электролизе.
М=108.10-3кг/моль, Z=1.
Дано. Си Решение.
Ответ:
Д/з: Где в автомобилях применяется электролиз? Придумайте задачу на электролиз и решите её.
Лабораторная работа № 15
Определение коэффициента полезного действия электрического чайника.
Цель работы: научиться находить коэффициент полезного действия электрического устройства по результатам эксперимента.
Оборудование: электрический чайник, термометр, секундомер, мензурка.
Порядок выполнения работы:
Налейте в чайник некоторый объём воды, например,5 л, воспользовавшись для этого мензуркой.
Измерьте термометром начальную температуру t1.
Включите чайник и нагрейте в нём воду в течение некоторого времени Δτ. Измерьте конечную температуру воды t2.
Повторите опыт.
По формуле вычислите коэффициент полезного действия.
Результаты запишите в таблицу.
[pic]
Контрольные вопросы:
Как изменится КПД, определённый описанным в работе способом, если увеличить мощность нагревательного прибора?
Задача.
Лабораторная работа № 16
Изучение явления электромагнитной индукции.
Цель работы: исследовать возникновение индукционного тока в замкнутом контуре при относительном движении катушки и постоянного магнита.
Оборудование: подковообразный постоянный магнит, миллиамперметр, катушка на подставке, соединительные провода.
Порядок выполнения работы.
Подсоедините миллиамперметр к зажимам катушки.
Введите один из полюсов постоянного магнита внутрь катушки, наблюдая за отклонением стрелки миллиамперметра.
Выдвигая постоянный магнит из катушки, обратите внимание на отклонение стрелки миллиамперметра.
Двигайте катушку к одному из полюсов постоянного магнита и наблюдайте за отклонением миллиамперметра.
Двигайте катушку от выбранного полюса постоянного магнита, наблюдая за отклонением стрелки миллиамперметра.
Повторите опыт, поменяв полюс магнита.
Запишите результаты наблюдений в таблицу.
Сделайте вывод.
Определив направление намотки провода в катушке, направление тока в ней и направление поля магнита, проверьте справедливость правила Ленца.
- Движение магнита
Поведение стрелки амперметра
Движение катушки замкнутого контура
Поведение стрелки миллиамперметра
Вводится одним полюсом внутрь катушки
Насаживается на выбранный полюс магнита
Выводится из катушки
Снимается с полюса магнита
Вводится другим полюсом внутрь катушки
Насаживается на другой полюс магнита
Выводится из катушки
Снимается с магнита
Контрольные вопросы:
При каких условиях в замкнутых контурах, пронизываемых магнитным полем, возникает ЭДС индукции? (Сформулируйте закон электромагнитной индукции).
Какие причины могут привести к изменению потока магнитной индукции через некоторый контур? Приведите примеры.
Лабораторная работа №17.
Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити.
Цель урока: определить ускорение свободного падения с помощью математического маятника.
Оборудование: штатив с держателем, шарик с нитью длиной не менее 1м, пробка с прорезью в боковой поверхности, метровая линейка, штангенциркуль, секундомер.
Порядок выполнения работы.
1.Поместить штатив с держателем на край стола.
2.Укрепить свободный конец нити шарика в прорези пробки и зажать пробку в держателе.
3.Измерить диаметр шарика штангенциркулем, длину нити линейкой.
4.Отклонить шарик на небольшой угол и отпустить. По секундомеру определить время, за которое маятник совершит n полных колебаний, например 50.
5.Вычислить период полного колебания маятника:
6.Вычислить ускорение свободного падения по формуле
Т=.Определить среднее значение ускорения свободного падения и найти относительную погрешность.
8.Результат измерений и вычислений записать в таблицу.
опыта Длина нити
l, м
Диаметр шарика, d,м
Число полных колебаний,N
Время полных колебаний
t, с
Период полного колебания, Т,с
Ускорение свободного падения,
g, м/с2
Средн. Значен.
Ускорен
свобод. Падения
, м/с2
Относит. Погрешн
%
Контрольные вопросы:
Что такое период колебаний? Как он связан с частотой колебаний?
Как изменится период колебаний маятника, если его длину увеличить в 4 раза?
Лабораторная работа № 18.
Сборка простейшего радиоприёмника.
Цель урока: собрать радиоприёмник с регулируемой громкостью.
Оборудование: источник питания, ключ, соединительные провода, высокочастотная интегральная схема,, реостат, усилитель мощности, динамик.
Порядок выполнения работы:
Пользуясь схемой, собрать радиоприёмник.
После проверки преподавателем замкнуть цепь, настроить с частотой принимаемой радиостанцией и прослушать передачу.
Продемонстрировать работу приёмника преподавателю
Отключить источник тока и разобрать радиоприёмник.
[pic]
Задача.
Лабораторная работа № 19.
Определение коэффициента преломления стекла.
Цель урока: научиться определять коэффициент преломления стекла.
Оборудование: пластинка с параллельными гранями, пробка с булавками, чистый лист бумаги, лист картона, транспортир, подъёмный столик, таблица тригонометрических величин.
Порядок выполнения работы.
1. На подъёмный столик положить чистый лист бумаги с подложенным под ним картоном. На лист плашмя положить стеклянную пластину и карандашом обвести её контуры.
2. С одной стороны стекла наколоть возможно дальше друг от друга две булавки так, чтобы прямая, проходящая через них, не была перпендикулярна граням пластинки.
3. С другой стороны стекла наколоть третью и четвёртую булавки так, чтобы, смотря вдоль них через стекло, видеть все булавки расположенными на одной прямой.
4. Стекло и булавки снять, места наколов отметить точками 1,2,3,4 и через них провести прямые до пересечения с границами стекла. Провести через точки 2 и 3 перпендикуляры к границам сред.
5.Транспортиром измерить углы б, в.
6. По таблице значений синусов определить синусы измеренных углов.
7. Вычислить коэффициент преломления, учитывая,
8.Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.
9. Определить погрешности измерений.
[pic] [pic]
Сформулируйте законы отражения и преломления.
Задача.
Лабораторная работа № 20.
Определение главного фокусного расстояния и оптической силы линзы.
Цель работы: определить фокусное расстояние линзы и оптическую силу линзы.
Оборудование: двояковыпуклая линза, электрическая лампочка, источник электрической энергии, экран, линейка, соединительные провода, ключ.
Порядок выполнения работы:
Расположить источник света, экран, линзу вдоль линейки, как показано на рисунке.
Плавно передвигая линзу получить на экране чёткое изображение прорези в колпачке: а) увеличенное, б) уменьшенное, в) равное.
Во всех трёх случаях измерить расстояния d и f.
Используя формулы , определить главное фокусное расстояние, а затем оптическую силу линзы.
Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:
[pic]
[pic]
Лабораторная работа № 21.
Определение длины волны с помощью дифракционной решётки.
Цель урока: определить длину световой волны с помощью дифракционной решётки.
Оборудование: прибор для определения длины световой волны, подставка для прибора, дифракционная решётка, лампа с прямой нитью накала в патроне со шнуром и вилкой.
Порядок выполнения работы.
1. Собрать установку.
2. Установить на демонстрационном столе лампу и включить её.
3. Смотря через дифракционную решётку, направить прибора лампу так, чтобы через окно экрана прибора была видна нить лампы.
4. Экран прибора установить на возможно большем расстоянии от дифракционной решётки и получить чёткое изображение 1 и 2 порядков.
5.Измерить расстояние от экрана прибора до дифракционной решётки.
6.Определить расстояние от нулевого деления шкалы экрана до
середины фиолетовой полосы слева и справа для спектров первого порядка и вычислить среднее значение.
7. Опыт повторить для спектров 2 порядка.
8. Такие же измерения выполнить для красных полос дифракционного спектра.
9. Определить длину волны фиолетовых лучей для спектров 1 и 2 порядков и длину волны для красных лучей тех же спектров.
10. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.
[pic]
Волновые свойства света.
Задача
Лабораторная работа №22.
Наблюдение сплошного и линейчатого спектров испускания.
Цель урока: наблюдать и изучить сплошные и линейчатые спектры испускания.
Оборудование: ЭВМ, цветные карандаши.
Порядок выполнения работы.
1. Зажечь лампу. Направить щель спектроскопа на пламя спиртовки или свечи и получить яркий, чёткий спектр.
2. Спиртовку погасить; наблюдаемые линейчатые спектры зарисовать.
3. Включить люминесцентную лампу в электрическую цепь.
4. Щель спектроскопа направить на лампу и рассмотреть сплошной спектр люминофора. Обнаружить на фоне сплошного спектра несколько ярких линий водорода, неона, гелия.
5.Лампу выключить из электрической цепи, линейчатые спектры паров неона, водорода и гелия зарисовать.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Лабораторные работы являются неотъемлемой частью курса физики, изучаемого в учреждениях профессионального образования. В ходе их выполнения у обучающихся формируются основные компетенции и важнейшие практические умения и навыки, необходимые для успешного усвоения междисциплинарных курсов, реализующих учебный материал видов профессиональной деятельности. Качественное выполнение лабораторной работы – это предпосылка для подготовки в будущем квалифицированных специалистов.
«Рекомендации...» направлены на оказание помощи обучающимся в подготовке и выполнении лабораторных работ, включённых в новую программу по физике на базе основного общего образования.
Содержание лабораторных работ разработки полностью соответствует этой программе, а также учебнику В.Ф. Дмитриевой «Физика для профессий и специальностей технического профиля» (М.: Издательский центр «Академия», 2015г.).
Приборы и принадлежности, рекомендованные для выполнения работ, в основном подобраны из «Перечня типового оборудования кабинета физики». Предполагается, что обучающиеся 1курса уже имеют определённые навыки обращения с ними, поэтому в описании работ не приводится инструкций по их использованию.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник для образовательных учреждений сред. проф. образования. — М., 2015.
Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Сбор- ник задач: учеб. пособие для образовательных учреждений сред. проф. образования. — М., 2015.
Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Лабораторный практикум: учебное пособие для студ.учреждений сред.проф.образования/В.Ф.Дмитриева, А.В.Коржуев, О.В.Муртазина. – М.: Издательский центр «Академия», 2015. – 160с.
Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский «Физика – 10», М., «Просвещение», 2012г.
Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин «Физика – 11», М., «Просвещение», 2012г.
Лабораторные работы по физике с вопросами и заданиями: учеб. Пособие.-М.: Форум: ИНФРА-М, 2007
Руководство по проведению лабораторных работ по физике для средних специальных учебных заведений/ Дондукова Р.А.-М: Высш. Шк., 1984
Механика. Оптика. Электричество. Руководство по проведению лабораторных работ. Школьный мир мир, 2012
21
