Рабочая тетрадь для лабораторного практикума по физике 9 класс

Отчет  по выполнению  лабораторного практикума  по физике  ученика 9 класса___  средней школы №  ____________________________ Практическая работа №1 Измерение ускорения свободного падения тела Цель работы: изучить свободное падение тел и определить  ускорение свободного падения Оборудование:  стробоскопическая   фотография   равноускоренного   движения   тела, линейка Теоретическое обоснование: Пренебрегая сопротивлением   воздуха, можно считать, что свободно падающий груз движется с ускорением 9,8 м/с2. Тогда перемещение  груза  по оси У, направленной вниз, зависит от времени по закону     У=gt2/2. По меткам можно найти перемещение относительно   начальной   точки   в   любой   момент   времени. Соответственно g=   y 2 2 t выполнения работы; Порядок 1.Измерьте по бумажной ленте перемещения груза за 1 с, за 2 с, за 3 с. 2. Убедитесь, что свободное падение является равноускоренным движением. 3. Вычислите ускорение свободного падения по формуле. 4. Сделайте вывод. 1с 2с 3с Время,с Перемещение,м Ускорение свободного падения,м/с2   Вычисления: Вывод: _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________             Практическая работа №2 Проверка выполнения второго закона Ньютона. Цель работы: Проверить выполнение второго закона Ньютона. Приборы и материалы: штатив, желоб, линейка шарики разных масс, весы, секундомер. Теоретическое обоснование: Согласно формулировке второго закона Ньютона, ускорение тела пропорционально силе действующей на это тело и обратно пропорционально массе  этого тела. Проверку закона, поэтому логично проводить в два этапа. На первом этапе,  оставив силу без изменения проверить зависимость ускорения тела от его массы. Очевидно, если закон выполняется, то должно выполнятся равенство а  а будет равнодействующая сил тяжести и реакции опоры. Можно показать, что  . Из рисунка ясно, что силой скатывающей шарик, m 2 m 1 *  2 1  F  sin  F  mg sin h S mgh  S если   F  , то  1 F 2 ghm 1 1 S ghm 2  hmhm  11 ***22 2 S  Далее, необходимо проверить зависимость ускорения тела от величины силы  действующей на него. Если массу тела оставить неизменной, то должно выполняться  соотношение:  . Поэтому, если работать с одним шариком, то ** 1  а  а F 1 F 2 Smgh Smgh 1 2 2 a ;  1 a 2 mm  1 2  или   1 a  a 2  **** . h 1 h 2 Ход работы: 1. Установите желоб под углом к столу. Выберите шарик меньшей массы. Запустите  шарик без толчка вниз по желобу. Измерьте время движения шарика. Скатив шарик не  менее 6ти раз, найдите среднее время спуска и занесите его в таблицу. Измерьте высоту  и длину наклонной плоскости.  2. Согласно формуле (***) определите высоту поднятия желоба для запуска второго  шарика. Для этого взвесьте шарики на весах. 3. Рассчитайте отношение ускорений шариков и проверьте верность соотношения (*) с  учётом погрешностей. 4. Результаты расчётов занесите в таблицу: N m h S t m1/m2 (m1/m2) (m1/m2) a2/a1 (a2/a1) (a2/a1) 5. Теперь запустите один (лучше боле тяжёлый) шарик с разных высот, измерьте  отношение его ускорений и занесите результат в таблицу. N m h S t h1/h2 (h1/h2) (h1/h2) a1/a2 (a1/a2) (a1/a2) Вычисления: Вывод: _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Практическая работа №3 Изучение упругих деформации  Цель работы: Определить жесткость пружины динамометра Теоретическое обоснование : По закону Гука можно определить жесткость пружины F=k*x K=F/x Где х­ удлинение длины пружины под действием  приложенной силы. По третьему закону Ньютона, сила эта по модулю равна возникшей в пружине силу  упругости. Ход работы 1. Соберите установку 2. подвесьте груз массой 100 г, затем груз массой 200 г, затем 300 г. 3. Определите в каждом случае удлинение пружины 4. вычислите коэффициент упругости по формуле                                       F=mg/x 5. Заполните таблицу и сделайте вычисления. m.кг Х,м k.H/м kср.H/м2 Kср­k kср № опыта 1 2 3  Вычисления Вывод: _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Практическая работа №4 Определение площади комнаты с помощью математического маятника Цель работы: Определить площадь комнаты при помощи математического маятника Оборудование: нить, грузик, секундомер Теоретическое обоснование: Период колебаний математического маятника определяется  по формуле где l – длина нити математического маятника (м), g = 9,81 м/с2 –  ускорение свободного падения, T – период колебаний маятника (с).  Следовательно, длина нити маятника равна  Если взять нить длиной l, равной длине комнаты, сложить ее n раз, чтобы образовалась  веревочка длиной   1–1,5 м, подвесить груз (пластилин) и измерить период колебаний T  получившегося математического маятника, то искомую длину  комнаты l можно рассчитать по формуле: Аналогично можно найти ширину комнаты, а затем и ее площадь – как произведение длины  на ширину. Ход работы 1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений. 2. Отмерьте нить длиной, равной длине комнаты. 3. Сложите нить в n раз так, чтобы образовавшаяся веревочка имела длину около 1–1,5 м. 4. Подвесьте пластилин и получите математический маятник. 5. Отклоните маятник от положения равновесия и измерьте время t, за которое маятник  сделает N полных колебаний (например, N = 20). 6. По формуле    рассчитайте период колебания маятника. 7. По формуле (2) определите длину комнаты l. 8. Аналогично определите ширину комнаты. 9. Вычислите площадь комнаты. Вычисление: Вывод: _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Практическая работа №5 Изучение закона сохранения энергии. Цель работы: Сравнить экспериментально уменьшение потенциальной энергии пружины с  увеличением кинетической энергии тела, связанного с пружиной. Приборы и материалы: штатив, динамометр, шарик на нити, лист белой и лист  копировальной бумаги, сантиметровая лента, весы. Теоретическая часть. На   основании   закона   сохранения     и   превращения   механической   энергии   при взаимодействии   тел   силами   упругости   изменение потенциальной   энергии   растянутой   пружины   должно быть   равно   изменению   кинетической   энергии   тела связанного   с   пружиной,   взятому   с   обратным   знаком. Для   проверки   этого   утверждения   можно воспользоваться установкой изображённой на рисунке. Закрепив   динамометр   в   лапке   штатива,   прикрепляют нить   с   шариком     к   пружине   и   натягивают   ее,   держа   нить   горизонтально.   Когда   шар отпускают,   он   под   действием   силы   упругости   приобретает   скорость  V.   При   этом потенциальная энергия пружины переходит в кинетическую энергию шарика. kx  2 2 mV 2 2 . Скорость шарика можно определить, измерив, дальность его полёта  S  при падении его с высоты   Н   по   параболе.   Из   выражений   V  S t ,  t H 2 g следует,   что   V   Ek 2 mV 2  2 gmS H 4 . Целью данной работы является проверка равенства: 2 kx 2 С учётом равенства  kx  упрF получим:  2  xFупр gmS 4 Ход работы. H 2 . ,   а gS H 2 gmS 4 H 2  . 1. Соберите установку (см. рис.). На место падения шарика положите лист белой, а  сверху лист копировальной бумаги. 2. Соблюдая горизонтальность нити натянуть пружину динамометра до значения 1 Н.  Отпустить шарик и по отметке на листе белой бумаги найти дальность его полёта.  Повторить опыт три раза и найти среднее расстояние S.  3. Измерьте деформацию пружины при силе упругости 1 Н и вычислите потенциальную  энергию пружины. 4. Повторите п.2,3 задавая силу упругости 2Н и 3Н соответственно. 5. Измерьте массу шарика и вычислите увеличение его кинетической энергии. 6. Результаты занесите в таблицу: N Ек, Дж Ер, Дж Fупр, Н м, кг Х, м Н, м S, м Ек, Дж Ек, Дж Ер, Дж Ер, Дж 1 1 Вычисления: Вывод: _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Практическая работа №6 Измерение КПД установки с электрическим нагревателем Цель работы:Определить КПД  кипятильника.  Оборудование: источник тока.  эл   кипятильник,   амперметр,   вольтметр,   соединительные   провода, Теоретическое   обоснование:   Кпд   –   это   выраженное   в   процентах   отношение   полезной работы   к   работе   полной.   КПД= А полез А полн %100 В   нашем   случае   работа   полезная   –   это количество теплоты, которое получит в результате нагревания вода : Q=cm(t0­t0 полная – это работа совершенная электрическим током: А= Рt.  0). Работа Ход работы: 1. соберите установку 2. Выполните измерения и заполните таблицу: M, кг T0 0.C T0 0.C t.c I.A U.В Р, Вт А,Дж Q,Дж КПД,% Вычисления: Вывод: _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока Лабораторная работа № 7 Оборудование: источник тока, вольтметр, амперметр, реостат, ключ, соединительные  провода Цель работы: Определите ЭДС в цепи постоянного тока Ход работы:  Вы знаете, что ЭДС источника тока равна сумме напряжений на внешнем и  внутреннем участках цепи:   U  Ir Если с помощью вольтметра, сопротивление которого  значительно больше, чем  сопротивление источника, измерить напряжение на полюсах разомкнутого источника  тока, то сила тока, протекающего через вольтметр, очень мала и полученное значение  напряжения лишь ненамного будет отличиться от ЭДС:   Соберите цепь U  Замкните цепь и реостатом отрегулируйте силу тока в цепи, чтобы стрелка  амперметра установилась против целого деления шкалы  Запишите значения силы тока и напряжения  Повторите опыт при другом сопротивлении  Вычислите внутреннее сопротивление цепи по формуле r   Отключите внешнюю цепь и измерьте ЭДС источника  Вычислите погрешность UU I I   1 1 2 2 Контрольные вопросы 1. Запишите закон Ома для полной цепи 2. Дайте характеристику ЭДС _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Экспериментальное установление закона сохранения импульса  Практическая работа №8 Цель работы: доказать справедливость закона сохранения импульса   Оборудование и материалы: шары разной массы, желоб, _ Ход работы:  1. Закрепите на штативе наклонный желоб с горизонтальным лотком и установите у  верхнего края стальной шар массой m1. После скатывания с желоба шар приобретет  скорость v1, направленную горизонтально, и пролетит расстояние L1.  m1 = ____________  L1 = ____________ 2. Повторите опыт, предварительно установив на краю лотка еще один шар меньшей массы  m2 ( m2 < m1). После столкновения шары приобретут скорости соответственно v1’ и v2’ .  Их можно рассчитать, измерив дальности полета в горизонтальном направлении: Время движения шаров одинаково, поэтому вместо скоростей можно сравнивать дальности полета. Проверьте, выполняется ли равенство что эквивалентно равенству  или  Вычисления: Вывод: