Экспериментальные задачи по физике

Экспериментальные задачи Измерение массы тела на рычажных весах Цель работы: научиться пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массы тел. Оборудование: весы, разновесы, горох и пшено для уравновешивания весов, 3 цилиндра из разных  материалов. Ход работы 1. Вспомните правила взвешивания и уравновесьте весы перед началом работы, используя для этого  горох и пшено. 2. Определите массы тел при помощи весов. Результаты измерения запишите в таблицу.   Вывод. Сравните объемы тел и напишите их массы. Дополнительные вопросы 1. Почему при взвешивании твердые тела рекомендуется класть на левую чашку весов, а гири – на  правую? 2. Почему при взвешивании сыпучих веществ (например муки, сахарного песка) поступают наоборот:  разновесы помещают на левую чашку весов, а взвешиваемое вещество постепенно насыпают в пакет,  расположенный на правой чашке весов? 3. Почему при взвешивании не рекомендуется класть на правую чашку весов вначале мелкие разновесы? Задание на дом 1. Имея весы, разновес, пипетку, стакан с водой, определите среднюю массу одной капли воды. Как  увеличить точность измерения массы капли воды с помощью данных приборов? 2. Имеется 8 одинаковых по размеру пуговиц, одна из которых легче других. Как двумя взвешиваниями  определить, какая из пуговиц имеет меньшую массу? (Ответ. Положите на весы по три пуговицы. Если весы уравновесятся, то легкая пуговица находится  среди двух оставшихся, положите их на весы и определите, которая из них легче. Если одна чашка  перетянет, возьмите с другой чашки две пуговицы и положите на освобожденные весы.) Определение объемов Цель работы: научиться определять объемы твердых и жидких тел как путем расчета, так и  экспериментально, при помощи мензурки. Ход работы 1. Определите объем прямоугольного бруска.   V = а • b • c, где a – ширина,         b – толщина,         c – высота  бруска. 2. Определите объем тела неправильной формы с помощью мензурки. V = V1 – V2,  где V1 – объем  воды до  погружения тела в  мензурку, V2 – объем воды  после погружения  тела в мензурку. Вывод. Запишите полученные объемы, выразив их в см3 и дм3. Дополнительное задание 3. Пользуясь мензуркой, определите полную емкость аптечного пузырька. Результат измерения выразите в см3, мм3, дм3. 4. Определите объем стекла, который потребовался для изготовления пузырька для лекарства. Задание на дом 1. Определите объем спичечной коробки. 2. Определите средний объем капли воды. 3. Определите средний объем горошины. Если дома нет мерного стакана, предложите ход решения данной задачи. (Ответы 1. Используйте формулу V = a • b • c. 2. Накапайте в мензурку 100–200 капель воды и определите общий объем всех капель. Разделите  полученный результат на число капель. Объем одной капли приблизительно равен 50 мм3, т.е. 0,05 см3. 3. Возьмите 50–100 штук горошин приблизительно одинакового диаметра. Налейте в мензурку воды до определенного деления и пересыпьте в нее горох. Определите общий объем всех горошин. Разделите полученный результат на число горошин. Определение плотности твердого тела Цель работы: научиться определять плотность твердого тела экспериментально, с помощью весов и  мензурки. Оборудование: весы, разновесы, мензурка, твердое тело, нитка, тело правильной формы, линейка. Ход работы 1. Определите плотность тела правильной формы. V = a • b • c; r=m/V,  где m – масса тела,  определяется  взвешиванием. 2. Определите плотность тела произвольной формы. V = V2 – V1, r =m/V,  m – масса тела,  определяется  взвешиванием. Вывод. Запишите полученные плотности,                                           выразив их в г/cм3; кг/м3. Задание на дом 1 Определите плотность данной жидкости. Нужные приборы подберите сами. 2. Какова масса налитой в мензурку воды? 3. Найдите массу фарфорового ролика. 4. Имея коробку с одинаковыми стальными шариками, определите: а) среднюю массу одного шарика с помощью мензурки; б) объем одного шарика с помощью весов. Ответ в обоих случаях проверьте на опыте. (Ответ. Определив с помощью мензурки объем нескольких шариков и вычислив объем одного, рассчитайте его массу по объему и плотности, взяв ее из таблицы.) Экспериментальные задачи для самостоятельного решения 1. Измерьте  размеры бруска. 2. Измерьте   объем   жидкости   и   твердого   тела   неправильной   формы   с   помощью   измерительного цилиндра. 3. Измерьте  толщину  листа  вашего учебника. 4. Как  сосчитать (примерно)  число  букв  в  этой  книге?  Проведите  такой  подсчет  и  сравните свой  результат  с  тем,  который  получит  при  подсчете  ваш  товарищ. 5. Как  измерить  ( примерно ),  сколько  зерен  риса  помещается  в  стакане?  Что  вам  для  этого понадобится? 6. У  вас  имеется  коробка  канцелярских  скрепок.  Как  измерить  с  помощью  мензурки  объем одной  скрепки? 7. Как определить с помощью линейки средний диаметр одинаковых швейных иголок? 8. предложите способ определения толщины нити. 9. Как   определить   площадь   фигуры,   вырезанной   из   картона,   если   имеются   весы   с   разновесами, ножницы, полоска бумаги шириной 1 см? 10. Как, имея лишь линейку, определить толщину дна блюдца, не разбивая его? 11. Девочка слепила снеговика, а мальчики – его точную копию, но в два раза большей высоты. Какова масса копии, если масса оригинала равна 50 кг? 12. Проведите пальцем по кусочку мела. Что осталось на пальце? 13. Опустите кристаллик марганцовки в пробирку с водой. Объясните происходящее с точки зрения молекулярной теории. 14. Почему изменяется цвет растворов, если в них добавлять чистую воду?  15. Прижмите друг к другу два куска пластилина. Соединились ли куски? 16. Прижмите друг к другу два куска парафина. Соединились ли куски? Нагрейте их над пламенем свечи и повторите опыт. Что вы наблюдаете? 17. Сожмите   руками   кусок   резины   и   отпустите.   Почему   резина   восстанавливает   первоначальную форму? 18. Возьмите стеклянную пластинку, одна сторона которой смазана парафином и опустите ее в воду. Достаньте из воды и сделайте вывод о причинах наблюдаемого. Какая сторона была намазана парафином? 19. Капните   каплю   воды   из   пипетки   сначала   на   одну   сторону   пластинки,   потом   на   другую. Проследите   за   формой   капель.   Какую   форму   имеет   капля   воды   на   смачивающейся   и несмачивающейся поверхности? 20. Капните две­три капли воды на ладонь и бумагу и рассмотрите форму капель. Смачивает ли вода ладонь, бумагу? 21. Определите плотность жидкости с помощью мензурки и весов. 22. В  одной  из  двух  одинаковых  мензурок  находится  вода,  а  в  другой – неизвестная  жидкость. Как,  располагая  только  рычажными  весами,  не  имея  гирь,  можно  определить  плотность жидкости. 23. Определите плотность тела неправильной формы при помощи мензурки и весов. 24. Дан брусок. Определите его массу с помощью линейки и таблицы плотностей. 25. Пронаблюдайте за изменением объема воздуха, находящегося в стеклянной пробирке, при его сжатии поршнем. До какого значения можно изменять его объем? 26. Переверните   стакан   вверх   дном  и   медленно  погружайте   его  в   воду.   Наблюдайте   за   объемом воздуха в нем при погружении. Какие выводы можно сделать? Как объяснить явление? 27. Опустите открытый конец колбы в стакан с водой. Что вы будете наблюдать при нагревании колбы? Почему? 28. У вас есть два сосуда: один с прозрачной жидкостью, другой с бесцветным газом. Сможете ли вы, глядя на них, определить, в каком сосуде находится жидкость? Как? 29. Откройте на короткое время пробирку с ватой, смоченной спиртом. Что вы почувствовали? Как происходящее объяснить с точки зрения строения вещества? 30. Смочите часть листа бумаги водой, положите на увлажненное место кристаллик марганцовки. Что вы наблюдаете? 31. Положите   деревянный   брусок   на   лист   бумаги.   Медленно   потяните   за   край   листа.   В   каком состоянии относительно стола находится лист бумаги и брусок? В каком состоянии относительно листа бумаги находился брусок? 32. Положите   брусок   на   лист   бумаги   и   резко   потяните   за   край   листа.   В   каком   состоянии относительно стола находился лист бумаги? В каком состоянии относительно бумаги находился стол? В каком состоянии относительно стола находился брусок? 33. Можно ли сказать, что брусок движется относительно стола в опытах, указанных в предыдущих задачах? 34. Ветер несет воздушный шар на север. В какую сторону отклоняется флаг, которым украшен шар? 35. Подсчитайте скорость своего подъема по лестнице. 36. Определите среднюю скорость движения автобуса между остановками и переведите ее в м/с. 37. Определите скорость, с которой перемещается конец минутной стрелки ваших часов. 38. Определите экспериментально ускорение, с которым шарик скатывается по наклонному желобу. Как изменяется ускорение шарика при увеличении угла наклона желоба? 39. Шарик упал со стола. Сколько времени длилось падение шарика? Какой была скорость шарика в момент, когда он коснулся пола? Какова высота стола? 40. Придумайте и проделайте опыты, при помощи которых можно показать, что действие сил может проявляться в деформации или изменении движения тел: для упругой силы, для силы тяжести и магнитной силы. 41. Расположите на столе близко друг к другу два алюминиевых бруска. Свяжите ножки пинцета и поместите   его   между   брусками.   Пережгите   нить.   Почему   бруски   приходят   в   движение? Одинаковы ли их скорости? Массы? 42. Повторите опыт, взяв бруски одинакового объема, но разных масс. Одинаковы ли их скорости? 43. Возьмите динамометр в руку, подвесьте к его крючку груз и запишите показания. Надавите на крючок динамометра пальцем и снова запишите показания. С какой силой вы подействовали? 44. Потяните крючок динамометра с подвешенным к нему грузом вверх, запишите показания прибора и ответьте, с какой силой вы подействовали. 45. Положите   брусок   на   лист   бумаги   и   резко   потяните   за   край   листа.   В   каком   состоянии относительно стола находился лист бумаги? В каком состоянии относительно бумаги находился стол? В каком состоянии относительно стола находился брусок? 46. Придумайте и проделайте опыты, при помощи которых можно показать проявление инерции у покоящихся и движущихся тел. 47. Придумайте опыты, при помощи которых можно показать зависимость инертности тел от массы. 48. Свойством   инерции   обладают   не   только   твердые,   но   также   жидкие   и   газообразные   тела. Придумайте   и   проделайте   опыты,   при   помощи   которых   можно   показать   проявление   инерции жидких тел. 49. Подвесьте груз на нити. В каком направлении натягивается нить?  50. Пронаблюдайте за падением тел разной массы, но одинакового объема; разной формы. Сделайте вывод.  51. Придумать опыт, доказывающий, что свободно падающий шарик движется по вертикали. 52. Определите, горизонтальное ли положение занимает плоский лист фанеры, стекла, железа и т.д. 53. К   тонкой   струе   воды   поднесите   расческу,   которой   только   что   расчесывали   чистые   волосы. Объясните наблюдаемое явление. 54. Положите   лист   картона   так,   чтобы   он   опирался   на   две   книги.   На   середину   листа   положите мешочек с песком. Почему изменилась форма листа? Почему изменилась форма мешочка? Какие силы возникли между ними?  К какому телу приложена сила упругости картона, а к какому – сила упругости мешочка? 55. Исследуйте,   как   зависит   удлинение   резинки   от   величины   растягивающей   силы.   Результаты изобразите графически, сделайте выводы. 56. Рассмотрите динамометр. Из каких основных частей он состоит? Определите его цену деления. Каков верхний предел шкалы динамометра? Какую силу измеряет динамометр? Какое условие необходимо, чтобы динамометром можно было измерить неизвестную силу? 57. Измерьте силу, необходимую для равномерного перемещения по столу бруска с грузами. 58. Измерьте силу тяжести, действующую на бруски разной массы. 59. Определите коэффициент, связывающий силу тяжести и массу тела.  60. Сконструируйте и изготовьте динамометр, в котором вместо спиральной пружины использовалась какая­то упругая пластинка. 61. Необходимо проградуировать динамометр в пределах от 0 до 4 Н, причем цена деления должна составлять 0,2 Н. В распоряжении имеется только одна гирька весом 1 Н. Как бы вы поступили? 62. Определите вес тела динамометром. 63. Положите   лист   картона   так,   чтобы   он   опирался   на   две   книги.   На   середину   листа   положите мешочек с песком. Резко поднимите лист вместе с мешочком. Почему изменилась его форма? К какому телу приложен вес мешочка? 64. Прикрепите к резиновому шнуру груз и поднимите за свободный конец. Почему шнур растянулся? К какому телу приложен вес груза? Как направлен вес груза? 65. Определить прочность нити. Оборудование. Грузы из набора по механике, транспортир, штатив, нить, гирька известной массы. 66. Определить   жесткость   резинового   шнура.   Оборудование.   Два   штатива   с   лапками,   резиновый шнур, грузы известной массы, линейка. 67. Определить   предельную   силу   натяжения   толстой   лески.   Оборудование.   Штатив,   леска,   гири, линейка. 68. Измерьте вес бруска с двумя грузами при помощи динамометра. Измерьте максимальную силу трения покоя бруска по столу. Измерьте силу трения скольжения бруска по столу. Какая сила больше: 69. Вес тела или максимальная сила трения покоя? 70. Максимальная сила трения покоя или сила трения скольжения? 71. Сила трения скольжения или сила трения качения? 72. Измерьте   силу   трения   скольжения   бруска   с   двумя   грузами   по   деревянной   поверхности,   по гладкой бумаге, по наждачной бумаге с разной зернистостью. Как зависит сила трения от рода трущихся поверхностей и качества их обработки? 73. Измерьте силу трения скольжения при разных положениях бруска: на грани большой площади, меньшей площади и сделайте вывод. 74. Измерьте  силу  трения  скольжения  бруска  по дереву  с  разным  количеством  грузов.  Как сила трения скольжения зависит от силы давления? 75. Определить коэффициент трения песка о стекло. Оборудование. Песочные часы, линейка. 76. Определить коэффициент трения бруска о горизонтальный стол, если длина и ширина бруска меньше его высоты. Оборудование. Брусок, нить, линейка. 77. Определить  среднюю  силу  сопротивления  песка.  Оборудование.  Стальная  гирька,  деревянный клин, сосуд с песком, линейка, весы с разновесами. 78. Укажите возможные пути увеличения (уменьшения) трения. 79. Исследуйте, зависит ли сила трения от скорости движения тела. 80. Выскажите свои соображения, что легче: привести в движение стопку книг, лежащую на столе, потянув за нижнюю книгу, или вытянуть ее придерживая остальные? 81. Для подъема строительного раствора при кладке небольшого дома воспользовались железным ломом, укрепленным в проеме окна горизонтально, через который перебрасывают проволоку. К одному из ее концов привязывают ведро с раствором, а за свободный конец поднимают ведро наверх. В распоряжении  строителей имелась  две проволоки одинаковой толщины: стальная  и медная. Какую из них выгоднее использовать? Почему? 82. Определите давление бруска на стол, используя линейку и весы с разновесом. Как отличаются давления, если брусок лежит на разных гранях? 83. Получите в свое распоряжение измерительный цилиндр с верхним пределом измерения 200, 250 или 500 мл. Налейте в цилиндр 200 мл воды. Какова сила давления воды на дно цилиндра? Изменятся   ли   сила   давления   и   давление   воды   на   дно   измерительного   цилиндра,   если   воду перелить в другой цилиндр, отличающийся от первого своими размерами – высотой и диаметром? Как именно изменится давление на дно сосуда? 84. Пользуясь   барометром­анероидом   и   линейкой,   определите   силу   давления   атмосферы   на поверхность книги. 85. Опустите  стеклянную  трубку  в  стакан с  водой  и  плотно  закройте  пальцем  ее  конец.  Выньте трубку из воды. Почему вода не выливается из трубки? Откройте верхний конец трубки, держа ее над сосудом. Почему теперь вода выливается? 86. Наберите воды в пипетку. Объясните, что вы наблюдаете. 87. Возьмите   барометр­анероид   в   свое   распоряжение.   Проведите   наблюдения   за   изменениями показаний прибора во время подъема по лестнице или в лифте на верхний этаж дома, при подъеме на гору и спуске с горы. Различаются ли показания барометра внутри помещения и вне его? Объясните свои наблюдения. 88. Стеклянную трубку с поршнем и резиновым баллончиком на конце заполните сначала воздухом, а потом водой. Надавите на поршень и сделайте вывод, как передает давление газ и жидкость. 89. Пронаблюдайте за положением уровня жидкости в  сообщающихся сосудах , если одна из трубок будет   изменять   свое   положение   относительно   другой   трубки.   Как   изменятся   обстоятельства опыта, если жидкости будут разнородные? 90. Подвесьте к крючку динамометра металлический цилиндр и, медленно опуская его в стакан с водой, наблюдайте за показаниями динамометра. Как зависит сила Архимеда от погруженной части тела? 91. Вычислите Архимедову силу при полном погружении цилиндра в воду. Зависит ли она от глубины погружения? 92. Погружая металлический цилиндр в стакан с насыщенным раствором соли, повторите расчеты и сделайте вывод о зависимости силы Архимеда от плотности жидкости. 93. Опустите в воду деревянный брусок, алюминиевый цилиндр и кусок картофеля. Какие из этих тел плавают, а какие тонут?