Проект по физике "Как измерить физическую величину без измерительных приборов?" может быть реализован не только в 10 классе базового уровня, но и в 8-м или в 9-м классе так же возможен, если школьники стремятся решать проблемы с использованием определений, законов и формул изт разных разделов физики.
Проект
тема: Измерение физических величин
проблема: можно ли измерять физические величины в домашних
условиях?
гипотеза: первые измерения у человечества проводились без совершенных
физических приборов, поэтому мы можем предположить, что и сейчас
существуют простые способы измерения некоторых физических величин.
Для проверки гипотезы проводим исследование.
цель: измерение коэффициента трения между листами бумаги типа
«Снегурочка» без лабораторного оборудования.
оборудование: небольшой кусок оргалита, листы бумаги, монета.
средства измерения: линейка
Принцип работы: Оргалит используем в качестве наклонной плоскости.
Кладем на наклонную и горизонтальную плоскость бумагу. Чтобы все
удерживалось, склеиваем ее скотчем. Вторая исследуемая поверхность тоже
должна быть бумажной, поэтому приклеиваем кусочек бумаги к любому
небольшому телу, которое легко будет скользить с плоскости, останавливаясь
на горизонтали (мы использовали монету).
Схема эксперимента:
Анализ и решение: При движении тела с наклонной плоскости удобно
использовать закон сохранения энергии:
в верхней точке наклонной плоскости монета имеет потенциальную
энергию;
при движении вниз и по горизонтальной поверхности потенциальная
энергия расходуется на работу против сил трения:
Запишем и преобразуем выражение для A1
Ep = A1 + A2
Учитывая значение силы трения на наклонной плоскости, получаем:
Из треугольника, образованного наклонной плоскостью, высотой и
основанием, определим
Подставив значение Cos в формулу работыполучим
Для горизонтального пути монеты определяем
Теперь подставим полученные выражения вместо Ер, А1 и А2, получим
Разделим обе части уравнения на mg
h= μa+ μS= μ(a+S)
Учитывая, что
, получаем
Вычисление: подставим в полученную формулу измеренные линейкой
высоту наклонной плоскости, длину основания и путь монеты по горизонтали.
Получили …
Вывод: выполнив проект, мы приходим к выводу, что измерить коэффициент
без лабораторного
трения можно без динамометра, трибометра, т.е.
оборудования.
Таким образом, мы подтвердили возможность измерения некоторых
физических величин без специализированного лабораторного
оборудования.