Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ

[pic]

Министерство образования и науки Челябинской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Челябинский государственный промышленно-гуманитарный техникум имени А.В. Яковлева»

ФИЗИКА

Методические указания к лабораторным работам

Содержание лабораторных работ:

Исследование движения тела под действием постоянной силы.
Изучение закона сохранения импульса.

Раздел программы: Механика

Составитель: Тарунтаева Е.Н., преподаватель

ГБПОУ «ЧГПГТ им. А.В. Яковлева»

Раздел программы: Механика

Лабораторное занятие 1

Исследование движения тела под действием постоянной силы.

Цели лабораторного занятия :

освоение знаний о законах динамики;
овладение умениями устанавливать экспериментально зависимость между ускорением и массой тела при постоянно действующей силе;
использование для познания окружающего мира естественнонаучных методов наблюдения, измерения.

Материально – техническое оснащение: прибор по кинематике и динамике с движущейся тележкой, секундомер или метроном, лента измерительная, штатив лабораторный.

Задание:

Запишите определение равноускоренного движения ___________________________________________________________

___________________________________________________________

Запишите формулу перемещения при равноускоренном движении, если начальная скорость равна нулю _______________________________
Запишите определение, обозначение, единицы измерения силы в СИ

________________________________________________________

Запишите формулировку и математическую запись II закона Ньютона

_________________________________________________________

Порядок работы:

Соберите установку по рис.1

[pic]

Рисунок 1

Описание установки:

1. стержень 6, длиной 125 см, на одном конце которого укреплена обойма с блоком 4, а на другом щека 13;

2. между обоймой и щекой натянут проволока 8, по которой перемещается тележка;

10. Масса тележки вместе со столиком для грузов равна 300г.;

3. проволок лежит на 3-х опорных винтах, устраняющих ее прогиб под тяжестью тележки;

4. на щеке сверху укреплена защелка 12, удерживающая тележку в начальном

положении, а на обойме – пружинный зажим 5, задерживающий тележку в конце пути;

5. через блок в обойме перекинута нить 7, один конец которой привязан к тележке, а другой – к тарелке для грузов 2 массой 10г.;

6. к обойме подвешен металлический стержень 3 с подвижным столиком 1. Он служит для остановки перегрузка при определении мгновенной скорости;

7. снизу на стержень 6 надет фиксатор 9, который удерживается при помощи

пружинящих зажимов и может легко перемещаться вдоль стержня. Фиксатор отмечает ударом момент прохождения тележкой той точки пути, где он установлен. Когда тележка проходит над фиксатором, то стержень ее столика поворачивает защелку. При этом плоская пружина фиксатора освобождается и ударяет прикрепленным к ней шариком о ползунок;

8. стержень снабжен откидной ножкой 14, предназначенной для установки прибора на столе в рабочем положении и держателем 11 для закрепления его в муфте лабораторного штатива;

9. к прибору прилагаются два груза массой по 150г и два груза массой по 10г.

2. Положите на столик тележки груз массой 320г (два груза массой по 150г и два груза массой по 10г) и наклоните прибор так, чтобы тележка двигалась по проволоке равномерно.

3. Приложите к тележке силу 9,8 ^.10^-2Н. Для этого прикрепите к тележке нить с тарелкой массой 10г и перебросьте нить через блок. При этих условиях масса движущихся тел равна 630г (тележка – 300г, груз – 320г, тарелка – 10г).

4. Расположите фиксатор от тележки на расстоянии 90-95 см и пустите тележку одновременно с секундомером. В момент удара фиксатора остановите секундомер.

5. Измерьте перемещение тележки. Зная перемещение и время, вычислите ускорение тележки.

6. Снимите с тележки все грузы и определите ускорение ее движения (масса

движущихся тел 310г) при силе тяги 9,8 ^.10^-2Н (вес тарелки).

7. Положите на тележку груз массой 150г и снова определите ускорение ее движения (масса движущихся тел 460г) при прежней силе тяги.

Содержание отчета:

Результаты измерений и вычислений внесите в таблицу:

F,Н

m,кг

s, м

t, с

a, м/с²

ВЫВОД: (зависимость между ускорением и массой при постоянной силе)

__________________________________________________________________

Контрольные вопросы:

Вставьте пропущенные слова: Согласно второму закону Ньютона, ускорение, сообщаемое телу массой m, силой F: пропорционально __________________ и обратно пропорционально _______________.
Запишите формулу для определения закона движения тела по заданной силе ___________________________________________________

Литература:

1. Дмитриева, В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учеб. для образовательных учреждений сред. проф. образования./ В. Ф. Дмитриева. — М.: Академия, 2014. - 450с.

2. Дмитриева, В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Лабораторный практикум: учеб. пособия для учреждений сред. проф. образования / В. Ф. Дмитриева, А. В. Коржуев, О. В. Муртазина. — М.: Академия, 2015.

3. Дмитриева, В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: электронный учеб.- метод. комплекс для образовательных учреждений сред. проф. образования. — М.: Академия, 2014.

Лабораторное занятие 2

Изучение закона сохранения импульса

Цели лабораторного занятия :

- освоение знаний о законах сохранения;

- овладение умениями: обрабатывать результаты измерений высоты подъема шара, обнаруживать зависимость между физическими величинами массой и скоростью, объяснять полученные результаты и делать выводы;

- использование для познания окружающего мира естественнонаучных методов наблюдения, измерения.

Материально – техническое оснащение: штатив, весы с разновесами, линейка, 2 стальных шара разной массы на длинных подвесах.

Задание:

1. Запишите определение физической величины - импульс тела?

__________________________________________________________________

2. Запишите формулировку закона сохранения импульса

__________________________________________________________________

3. Перечислите условия выполнения закона сохранения импульса? __________________________________________________________________

__________________________________________________________________

4. Запишите формулу закона сохранения импульса

__________________________________________________________________

Порядок работы:

Соберите установку по рисунку 1

[pic]

Рисунок 1

Определите массу шаров на весах и измерьте длину их подвеса.
Отведите большой шар на 5-7см (S0) в сторону и отпустите его, произведя прямой удар по другому шару. Заметьте максимальные отклонения шаров после удара S1 и S2.
[pic] Определите скорости шаров до и после удара, используя закон сохранения энергии

[pic]

Рисунок 2

Определите высоту подъема шара по максимальному отклонению S от положения равновесия (см. рисунок 2)

АВ² = АС · АD

[pic]

Тогда скорости шаров определить по формулам

[pic]

6. Вычислите импульсы шаров до и после взаимодействия.

Содержание отчета:

Занесите в таблицу результаты измерений и вычислений:

m1, кг

m2, кг

h, м

t, с

l01, м

l1, м

l2, м

V01, м/с

V1, м/с

V2, м/с

P01, кг^. м/с

P1,

кг^. м/с

P2,

кг^. м/с

ВЫВОД:

__________________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. Импульс – величина векторная или скалярная?

2. Выполняется ли закон сохранения импульса при распаде тела?

3. Какое движение называется реактивным?

6. Выполняется ли закон сохранения импульса при реактивном движении?

Литература: