Рабочая тетрадь для лабораторных работ по естествознанию

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

«АПШЕРОНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

ПО ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ

(РАЗДЕЛ ФИЗИКА)

для специальностей:

38.02.01 Экономика и бухгалтерский учет (по отраслям)

43.02.10. Туризм

40.02.01.ПОСО

Работу выполнил студент 1 курса

№____________группы

____________________________

Ф.И.О

Работу проверила:

Преподаватель физики

Зюзина Е.В

Апшеронск, 2016 – 2017 г

Рассмотрены на заседании УМО общеобразовательных

дисциплин (естественно-научного цикла)

Протокол №____от «__»____________201_ г.

Председатель____________М.М.Яценко

Рекомендованы к изданию НМС ГБПОУ КК «АЛХТ»

Протокол №____от «__»____________201_ г.

Название дисциплины ОУД(б).07 Естествознание Рабочая тетрадь для студентов специальностей: 38.02.01 Экономика и бухгалтерский учет (по отраслям), 43.02.10. Туризм, 40.02.01.ПОСО

Составитель Зюзина Е.В– Апшеронск, ГБПОУ КК «АЛХТ», 2015 год. –18с.

РЕЦЕНЗИЯ

на Рабочую тетрадь по лабораторным работам по дисциплине ОУД(б).07 Естествознание по специальностям: 38.02.01 Экономика и бухгалтерский учет (по отраслям), 43.02.10. Туризм, 40.02.01.ПОСО, составленные преподавателем Зюзиной Е.В.

Рабочая тетрадь составлена на основе Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) по специальностям среднего профессионального образования и Рабочей программа общеобразовательной учебной дисциплины ОУД(б).07 Естествознание предназначена для реализации основной профессиональной образовательной программы СПО на базе основного общего образования с одновременным получением среднего общего образования. С учетом требований ФГОС среднего общего образования (утв. приказом Минобрнауки РФ от 17 мая 2012 г. N413), ФГОС среднего профессионального образования. и примерной программой общеобразовательной учебной дисциплиной ОУД(б).07 Естествознание для профессиональных образовательных организаций протокол № 3 от 21 июля 2015 г.

Рабочая тетрадь по лабораторным работам ОУД(б).07 Естествознание состоят из следующих разделов:

Механика
Электродинамика
Оптика

Методические рекомендации к лабораторным работам для ОУД(б).07 Естествознание целом соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта по специальности и могут быть рекомендован для реализации в учебном процессе, как структурная часть УМК

Рецензент: Русяева А.В. ,учитель физики МАОУЛ №1 ,высшей квалификационной категории ____________________ личная подпись

СОДЕРЖАНИЕ

Наименование

стр.

1Исследование зависимости силы трения от веса тела.

Сборка электрической цепи, измерение силы тока и напряжения на ее различных участках.

Изучение зависимости периода колебаний нитяного (или пружинного) маятника от длины нити (или массы груза).

Изучение интерференции и дифракции света.

ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ

Лабораторная работа № 1 Изучение особенностей силы трения (скольжения).

Цель работы: установить зависимость силы трения скольжения от величины силы нормального давления.

Оборудование: динамометр, металлический брусок, грузы по 100 г (3 шт.), укладочный пенал.

Ход работы:

Извлеките из укладочного пенала необходимое для работы оборудование, крышку пенала переворачивают и устанавливают на место. При этом полоса резины, наклеенная на крышку, оказывается сверху.
Подвесите вначале брусок и грузы поочередно к динамометру и определяют их вес.
Расположите перед собой укладочные пеналы. Вблизи одного из краев крышки пенала на резиновую полоску кладут брусок. Брусок зацепляют крючком динамометра, который удерживают рукой горизонтально над поверхностью крышки.
Потяните за динамометр, равномерно перемещают брусок вдоль поверхности крышки. Покажет динамометр при этом значение силы трения скольжения. [pic]
Повторите опыт еще три раза, устанавливая на бруске поочередно один, два и три груза. Каждый раз записывают общий вес бруска и грузов и значение силы трения.
Постройте по данным измерений график зависимости силы трения от силы нормального давления на поверхность крышки, которая определяется суммарным весом бруска и грузов.

Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений.

№ опыта

F6, H

Fг, H

F6г, H

Вывод: ______________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы и ответы:

Что такое коэффициент трения скольжения? В каких единицах он измеряется? ____

На наклонной плоскости, образующей угол 30° с горизонтом, покоится тело массой 3 кг. Найдите силу трения, действующую на тело. __________________________________

Как соотносятся между собой максимальная сила трения покоя и сила трения скольжения? Поясните это на примере с телом, находящемся на наклонной плоскости, угол наклона которой к горизонту медленно увеличивается. __________________________

Представьте себе, что на некоторую поверхность сверху из вертикально расположенной цилиндрической полой трубки высыпается песок и на поверхности под трубкой образуется конусообразная «горка». Зная коэффициент трения р для морского песка (0,8), оцените угол а между образующей этого контура и его основанием (рис. 2.23).

Лабораторная работа № 2 Сборка электрической цепи, измерение силы тока и напряжения на ее различных участках.

Цель работы: экспериментально подтвердить справедливость закона Ома для участка электрической цепи. [pic]

Оборудование: выпрямитель ВС-4,5, амперметр, вольтметр, соединительные провода, элементы планшета №1: ключ, резисторы R1 и R2, переменный резистор.

Ход работы:

Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений.

U, В

I, А

R1 = 5 Ом

R2 = 10 Ом

Собирают вначале цепь с резистором R1.
Замыкают ключ и ручкой переменного резистора устанавливают на постоянном резисторе напряжение 1,5 В.
Измеряют значение силы тока в цепи. Показания амперметра и вольтметра заносят в таблицу.
Проводят затем еще 5 измерений тока и напряжения, каждый раз увеличивая переменным резистором напряжение на постоянном резисторе на 0,5 В.
Заменяют после этого резистор R1 на R2 и проводят вторую серию измерений при тех же значениях напряжения на постоянном резисторе.
Строят на основании полученных результатов два графика зависимости силы тока на участке цепи от напряжения, приложенного к его концам, в одних координатных осях.
Делают по виду графиков вывод о том, что сила тока изменялась прямо пропорционально приложенному напряжению, независимо от значения сопротивления исследуемого участка цепи.
Отмечают сравнивая угол наклона того и другого графика относительно оси напряжений со значением сопротивления участка цепи, для которого каждый из графиков построен, что по наклону графика зависимости силы тока от напряжения на участке цепи можно судить о значении сопротивления этого участка.
Записывают результаты измерений и вычислений в таблицу

№

Сила тока

Напряжение

Сопротивление

Строят по результатам измерений, график зависимости силы тока от напряжения и характеризуют эту функцию.
Делают в конце вывод о проделанной работе.

Вывод:_______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы и ответы:

К источнику напряжения подключены последовательно два резистора сопротивлениями 4 и 6 Ом соответственно. Чему будет равно общее сопротивление участка цепи? Во сколько раз будут различаться сила тока и напряжение на каждом из резисторов? ___________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

К источнику напряжения подключены параллельно два резистора сопротивлениями 2 и 3 Ом соответственно. Во сколько раз будут отличаться сила тока и напряжение на каждом из резисторов? Чему будет равно общее сопротивление участка цепи? __________

Резистор сопротивлением 10 Ом подключен к источнику напряжения. Во сколько раз изменится общее сопротивление, если параллельно подключить еще четыре резистора сопротивлением 10 Ом каждый? _________________________________________________

Лабораторная работа № 3 Изучение зависимости периода колебаний нитяного (или пружинного) маятника от длины нити (или массы груза)

Цели работы: 1. Выяснить, как зависят период и частота свободных колебаний нитяного маятника от его длины. 2. Рассчитать значение ускорения свободного падения. 3. Сделать вывод о влиянии длины маятника на возникающую погрешность измерений.

Оборудование: 1) штатив с муфтой и лапкой; 2) шарик; 3) нить длиной 100–130 см; 4) кусочек резины (ластик); 5) часы с секундной стрелкой.

Ход работы:

Соберите установку и подвесьте маятник на штативе так, чтобы он мог совершать свободные колебания (возможно свисание груза за край стола).
Начертите в тетради таблицу:

1 опыт

2 опыт

3 опыт

4 опыт

5 опыт

Длина нити l, м

1,6

1,0

0,8

0,5

0,4

Число колебаний N

10 полных колебаний (вперёд и назад)

Время колебаний t, с

Период колебаний T, с

Частота колебаний v, Гц

Коэффициент g, м/с²

Период колебаний T0, с

На оценку «удовлетворительно»

1. Установите длину маятника для первого опыта: 160 см (длину измеряют от точки подвеса до середины груза маятника). Отведите маятник от положения равновесия на небольшое расстояние (2-3 см) и отпустите: маятник начнёт совершать колебания. Измерьте время 10 полных колебаний (колебание заканчивается, когда маятник вернётся в исходную точку). Запишите полученное значение в строку «время колебаний».

2. Повторите опыт для каждого из значений длины маятника, указанных в таблице и заполните все её пустые клетки, кроме двух последних строк.

3. Сделайте вывод, как зависят период и частота колебаний маятника от длины маятника (не путать с длиной его подвеса). Особое внимание обратите на сравнение результатов 1го и 5го опытов.

Делаю вывод: выполнив задания, я ...

На оценку «хорошо»

4. Из формулы для периода свободных колебаний математического маятника выразите ускорение свободного падения g и заполните предпоследнюю строку таблицы.

5. Значение g из какого опыта наиболее близко соответствует известному вам значению 9,8 м/с²?

6. Найдите среднее значение ускорения свободного падения по результатам ваших экспериментов.

Делаю вывод: выполнив задания, я ...

На оценку «отлично»

7. Теоретически рассчитайте значения периода колебаний для каждой из длин маятника и запишите их в последнюю строку таблицы.

8. Сравните рассчитанные значения периода с экспериментально измеренными. Каковы источники погрешностей?

Делаю вывод: выполнив задания, ...

Вывод:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы и ответы:

Что такое период колебаний? В каких единицах он измеряется? Как он связан с частотой колебаний? Что происходит с частотой колебаний, если период увеличивается в четыре раза? _______________________________________________

Рассматривается пружинный маятник. Как изменятся частота и период собственных колебаний, если при неизменной массе груза пружину, к которой он подвешен, заменить другой, имеющей коэффициент жесткости, в четыре раза меньший первоначального? _________________________________________________________

Рассматривается математический (нитяной) маятник. Как изменится период колебаний маятника, если длину нити увеличить в четыре раза? Как изменится период колебаний, если массу груза, подвешенного к нити, уменьшить в два раза? __________________

Как изменится период колебаний нитяного маятника, обсуждавшегося в предыдущем вопросе, если, не меняя длины нити, перенести его на поверхность Луны? _________

Лабораторная работа №4 Изучение интерференции и дифракции света.

а) Наблюдение дифракции света

Цель работы: провести наблюдение дифракции световых волн на щели с прямыми краями и на краю непрозрачного экрана.

Оборудование: оптическая скамья, рейтер (2 шт.), источник света, слайд-рамка с комплектом масок, слайд-рамка с комплектом отверстий, пенал, соединительные провода, выпрямитель ВУ-4М.

Ход работы:

Установите источник света на самом конце оптической скамьи. Источник света подключите к выпрямителю.
Закрепите на рейтере источника света слайд-рамку с набором масок. Свет источника должен проходить сквозь маску в виде щели.
Закрепите рейтер на другом конце скамьи и поместите на него слайд-рамку с комплектом отверстий. В начале опыта используется одинарная щель этой рамки наименьшей ширины. Щель должна быть ориентирована вертикально. [pic]
Размещают скамью с собранной на ней оптической схемой установки для удобства наблюдений наклонно в пенале, как показано на рисунке.
Наблюдая сквозь щель, как через окуляр, светящееся отверстие маски, закрепленной на источнике света, замечают, что его изображение вытягивается в горизонтальную полоску, которая ориентирована перпендикулярно краям щели. Полоска прорезана узкими темными вертикальными полосами, представляющими собой минимумы дифракционной картины. Между минимумами расположены светлые участки.
Сопоставьте яркость соседних светлых участков и убедитесь в том, что она плавно уменьшается от середины к краям. Центральный участок имеет максимальную яркость, а его угловая ширина вдвое больше угловой ширины побочных максимумов.
Завершив указанные наблюдения, установите на рейтере щель другой ширины. Повторите опыт и сделайте вывод о влиянии ширины щели на вид дифракционной картины. Дифракционные картины от щелей разной ширины сравнивают по расстоянию между максимумами, ширине максимумов и их яркости.

б) Наблюдение интерференции света

Цель работы, провести наблюдение интерференции световых волн с помощью двойной щели в непрозрачном экране.

Оборудование: оптическая скамья, рейтер, источник света, слайд-рамка с комплектом отверстий, слайд-рамка с комплектом масок, пенал, соединительные провода, выпрямитель ВУ-4М.

Отличие в том, что вместо одиночной щели используется двойная щель слайда с комплектом отверстий.

Ход работы:

Установить источник света на самый конец оптической скамьи. Роль источника света выполняет отверстие в виде щели слайда с комплектом масок.
Разместить скамью наклонно в пенале.
Установите на другом конце скамьи рейтер с закрепленной слайд-рамкой с двойной щелью. Края щелей ориентируют вертикально.
Глядя на светящееся отверстие источника света сквозь двойную щель как через окуляр, ученики наблюдают, что его изображение растягивается в горизонтальную полоску. Яркость полоски постепенно убывает от середины к краям. Эта полоска прорезана темными вертикальными взаимно параллельными линиями, которые представляют собой минимумы интерференционной картины. Учеников просят обратить внимание на ширину интерференционных максимумов, которые в этом случае, в отличии от дифракционной картины полученной от одной щели, имеют одинаковую ширину.
Определите расстояние между щелями в качестве дополнительного задания. При его выполнении учитывайте, что угловое расстояние Θ между соседними максимумами (или соседними минимумами) определяется из условия, что для направлений на соседние максимумы разность хода двух интерферирующих волн равна длине световой волны: d sinΘ = λ. С учетом малости углов это равенство можно представить так: d Θ = λ, где d - постоянная решетки, а λ - длина волны.
Совместите для измерения угла Θ видимую сквозь двойную щель шкалы слайда с комплектом масок с интерференционной картиной и подсчитывают число полос, умещающихся между какими- либо двумя делениями шкалы. Для уменьшения ошибки измерения следует брать максимально большое число полос интерференции.
Измерить расстояние от глаза до шкалы при расчете угловой ширины полос.

Составьте таблицу

Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений.

Вывод: ______________________________________________________________________

Контрольные вопросы и ответы:

Дайте определение интерференции света. Сформулируйте условия интерференционных минимумов и максимумов. ____________________________________

Чем отличаются по своей природе и условиям наблюдения явления интерференции и дифракции световых волн? ____________________________________________________

Почему интерференционные и дифракционные картины, получаемые от источников белого света, имеют радужную окраску? ________________________________

Каковы отличия интерференционных картин, полученных в отраженном и проходящем свете в рассмотренных в лабораторной работе условиях? _________________