Лабораторная работа «Исследование зависимости силы тяжести от массы тела»[

1.     Лабораторная работа «Исследование зависимости силы тяжести от массы тела»[3, с. 18]

Цель работы: экспериментально установить вид зависимости силы тяжести, действующей на тело от его массы.

Оборудование: груз наборный; динамометр 0-5 Н; штатив.

Порядок выполнения работы.

1.     Подготовьте таблицу для записи результатов измерений.

2.     Соберите основание штатива, закрепите в нем вертикально длинный стержень. К верхнему концу стержня прикрепите муфту. В муфте зажмите горизонтально короткий стержень.

3.     Удостоверьтесь, что указатель динамометра находится напротив нулевой отметки его шкалы. При необходимости скорректируйте его положение <…>.

4.     Подвесьте динамометр верхним крючком к горизонтальному стержню штатива <…>.

5.     Исследуйте состав наборного груза. По цифрам, выбитым на его частях, определите массу каждой части.

6.     Скомплектуйте наборный груз так, чтобы суммарная масса его частей составила 50 г.

7.     Подвесьте груз к нижнему крючку динамометра и измерьте действующую на него силу тяжести.

8.     Измерьте силу тяжести, действующую на груз массой 100 г, 150 г и 200 г.

9.     На основе полученных данных постройте график зависимости силы тяжести от массы груза.

2.     Анализ результатов измерений

Ученики совместно с учителем анализируют полученный график и приходят к выводу о прямо пропорциональной зависимости силы тяжести, действующей на тело от массы этого тела («Известно, что, во сколько раз масса одного тела больше массы другого тела, во столько же раз сила тяжести, действующая на первое тело, больше силы тяжести, действующей на второе тело»[2, с. 77]). Обобщая полученный вывод на результаты измерений, получают в итоге равенства отношений ===. Последовательно вычисляют полученные отношения и получают, что ≈≈≈≈9,8. Из этих же отношений выходят на единицу величины, Н/кг. Наконец, приходят к выводу: «Чтобы определить силу тяжести, действующую на тело любой массы, необходимо 9,8 Н/кг умножить на массу этого тела» [Там же, с. 78]. По учебнику находят информацию о том, что «величину 9,8 Н/кг обозначают буквой g, и формула для силы тяжести будет иметь вид: F=gm, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения» [Там же]. Полагая в этой формуле m=1 кг, приходят к тому, что: «Ускорение свободного падения – физическая величина, численно равная силе тяжести, действующей на тело массой 1 кг».

3.     Домашнее задание

1.     Заполните таблицу:

2.     Решите задачу: «Определите силу тяжести, действующую на тело массой 3,5 кг; 400 г; 1,5 т; 60 г» [Там же, с. 10, упр. 10.1]

4.     Литература

1.     Ивашкина Д. А. Материалы курса «Эксперимент как метапредметная деятельность: реализация ФГОС на примере курса физики»: лекции 1–4. – М.: Педагогический университет «Первое сентября», 2014.

2.     Перышкин А. В. Физика. 7 кл.: учебник.- М.: Дрофа, 2014.

3.     Степанов С. В. Механика. Методические рекомендации по использованию лабораторного набора по механике.- М., 2009.