Методические указания для лабораторных работ по физике для инженерных специальностей
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И науки Самарской области
государственное Бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования
«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ»
СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ФИЗИКА
«математический и общий естественнонаучный цикл»
основной профессиональной образовательной программы
по специальностям 230105 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», 151001 «Технология машиностроения», 150411 «Монтаж и эксплуатация промышленного оборудования», 150203 «Сварочное производство», 190604 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ И ЗАОЧНОЙ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ
Самара, 2014 г.
ОДОБРЕНО
Предметной (цикловой) методической комиссией
Председатель:
_____________ Т.В. Кротова
«____» _____________ 2014г.
Составлено в соответствии с требованиями ФГОС СПО по специальностям 230105, 151001, 150411, 150203, 190604
Рекомендовано к изданию решением методического совета №_______
«____» ________________ 2014г.
СОГЛАСОВАНО
Заместитель директора по учебной работе
____________ Е.М. Садыкова
«____» _____________ 2014г.
Председатель совета Заместитель директора по учебно- методической работе
________________ О.Ю. Нисман
«____» _______________ 2014г.
Составители:
Анциферова М.Б., преподаватель ГБОУ СПО «ПГК»
Соловушкин А.В., преподаватель ГБОУ СПО «ПГК»
Панкратова Л. А., преподаватель ГБОУ СПО «ПГК»
Рецензенты:
Кротова Т.В., преподаватель ГБОУ СПО «ПГК»,
Мезенева О.В., методист ГБОУ СПО «ПГК».
Методические указания по выполнению лабораторных работ и практических занятий являются частью основной профессиональной образовательной программы ГБОУ СПО «Поволжский государственный колледж» по специальности СПО 150415 Сварочное производство и разработаны на основе примерной программы учебной дисциплины «Физика» для специальностей среднего профессионального образования, одобренной и утвержденной Департаментом государственной политики и нормативно-правового регулирования в сфере образования Минобрнауки России от 16 апреля 2008 года.
Методические указания по выполнению лабораторных работ и практических занятий адресованы студентам очной и заочной форм обучения.
Методические указания включают в себя учебную цель, перечень образовательных результатов, заявленных во ФГОС СПО третьего поколения, задачи, обеспеченность занятия, краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме, вопросы для закрепления теоретического материала, задания для лабораторной работы или практического занятия, инструкцию по их выполнению, методику анализа полученных результатов, порядок и образец отчета о проделанной работе.
МП.0730.2013
( ГБОУ СПО «Поволжский государственный колледж»
СОДЕРЖАНИЕ
13 LINK \l "_Toc369601085" 14ВВЕДЕНИЕ 13 PAGEREF _Toc369601085 \h 1441515
13 LINK \l "_Toc369601086" 14Лабораторная работа №1 « Исследование движения тела под действием постоянной силы»..............13 PAGEREF _Toc369601086 \h 1451515
13 LINK \l "_Toc369601087" 14Лабораторная работа №2 ««Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии тела»13 PAGEREF _Toc369601087 \h 14111515
13 LINK \l "_Toc369601088" 14Лабораторная работа № 3 «Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити».13 PAGEREF _Toc369601088 \h 14115157
13 LINK \l "_Toc369601089" 14Лабораторная работа № 4 ««Определение влажности воздуха» 13 PAGEREF _Toc369601089 \h 14215153
13 LINK \l "_Toc369601090" 14Лабораторная работа № 5 «Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости»...13 PAGEREF _Toc369601090 \h 14291515
13 LINK \l "_Toc369601091" 14Лабораторная работа № 6 «Наблюдение роста кристаллов из раствора.»13 PAGEREF _Toc369601091 \h 14351515
13 LINK \l "_Toc369601092" 14Лабораторная работа 7 «Изучение закона Ома для участка цепи».42
1513 LINK \l "_Toc369601093" 14Лабораторная работа № 8 «Определение ЭДС и внутреннего сопротивления цепи»15...47
13 LINK \l "_Toc369601094" 14Лабораторная работа№9 «Определение удельного сопротивления реостата»53 15
Лабораторная работа № 1013 LINK \l "_Toc369601095" 14 «Исследование последовательного соединения цепи».15..58
13 LINK \l "_Toc369601096" 14Лабораторная работа №11 «Исследование последовательного соединения цепи» 1564
13 LINK \l "_Toc369601097" 14Лабораторная работа №12 «Изучение явления электромагнитной индукции»... 15
Лабораторная работа № 1313 LINK \l "_Toc369601098" 14 «Изучение интерференции и дифракции света»... 1577
Лабораторная работа №1413 LINK \l "_Toc369601098" 14 «Определение фокусного расстояния тонкой линзы»...85 Лабораторная работа №15 «Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям»93
15
ВВЕДЕНИЕ
Уважаемый студент!
Методические указания по дисциплине «ФИЗИКА» по выполнению лабораторных работ и практических занятий созданы Вам в помощь для работы на занятиях, подготовки к ним, правильного составления отчетов.
Приступая к выполнению лабораторной (практической) работы, Вы должны внимательно прочитать цель и задачи занятия, ознакомиться с требованиями к уровню Вашей подготовки в соответствии примерной программой дисциплины «ФИЗИКА» (для общеобразовательной подготовки), краткими теоретическими и учебно-методическими материалами по теме лабораторной работы, ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.
Все задания к лабораторной работе Вы должны выполнять в соответствии с инструкцией, анализировать полученные в ходе занятия результаты по приведенной методике.
Отчет о лабораторной работе Вы должны выполнить по приведенному алгоритму, опираясь на образец.
Наличие положительной оценки по лабораторным работам необходимо для получения зачета по дисциплине и допуска к экзамену, поэтому, в случае отсутствия на уроке по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за лабораторную работу , Вы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.
Внимание! Если в процессе подготовки к практическим занятиям/ лабораторным работам или при решении задач у Вас возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений или указаний в дни проведения дополнительных занятий.
Время проведения дополнительных занятий можно узнать у преподавателя или посмотреть на двери его кабинета.
Желаем Вам успехов!!!
РАЗДЕЛ 1 «Механика»
Тема 1.2 «Движение по окружности. Силы в природе »
Лабораторная работа № 1 «Исследование движения тела под действием постоянной силы»
Учебная цель: научиться измерять силу трения, действующую на тело, с помощью динамометра.
Учебные задачи:
Соблюдать правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.
Научиться измерять коэффициент трения различными способами.
Исследовать зависимость коэффициента трения от массы тела.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели;
применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ;
практически использовать физические знания;
оценивать достоверность естественнонаучной информации.
Задачи лабораторной работы:
Повторить теоретический материал по теме лабораторной работы.
Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.
Вычислить силу трения и коэффициент трения.
Выяснить, как зависит коэффициент трения от массы тела.
Оформить отчет.
Обеспеченность занятия (средства обучения):
Технические средства обучения:
комплект мультимедийного оборудования.
Лабораторное оборудование и инструменты:
динамометр (с весами);
брусок;
линейка;
опорная поверхность;
набор грузов;
штатив.
Рабочая тетрадь в клетку.
Калькулятор.
Ручка.
Карандаш простой.
Чертежные принадлежности: линейка.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы
по теме лабораторной работы
Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при соприкосновении двух тел. Трение, как и все другие виды взаимодействия, подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело. Силы трения, как и упругие силы, имеют электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел.
Силами сухого трения называют силы, возникающие при соприкосновении двух твердых тел при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки. Они всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям.
Сухое трение, возникающее при относительном покое тел, называют трением покоя. Сила трения покоя всегда равна по величине внешней силе и направлена в противоположную сторону (рис.1 ).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 1
Сила трения покоя (
· = 0). [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения (Fтр)max. Если внешняя сила больше (Fтр)max, возникает относительное проскальзывание. Силу трения в этом случае называют силой трения скольжения. Она всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения и, вообще говоря, зависит от относительной скорости тел. Однако, во многих случаях приближенно силу трения скольжения можно считать независящей от величины относительной скорости тел и равной максимальной силе трения покоя. Эта модель силы сухого трения применяется при решении многих простых физических задач.
Опыт показывает, что сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления тела на опору, а следовательно, и силе реакции опоры N
Fтр = (Fтр)max =
·N.
Коэффициент пропорциональности
· называют коэффициентом трения скольжения.
Коэффициент трения
· – величина безразмерная. Обычно коэффициент трения меньше единицы. Он зависит от материалов соприкасающихся тел и от качества обработки поверхностей. При скольжении сила трения направлена по касательной к соприкасающимся поверхностям в сторону, противоположную относительной скорости
Вопросы для закрепления теоретического материала:
Как называют прибор для измерения силы?
Как, с помощью динамометра измерить силу трения покоя и силу трения скольжения?
Какая сила называется силой трения покоя?
Какая сила называется силой трения скольжения?
Как зависит коэффициент трения от массы тела?
Куда направлена сила трения при скольжении тела?
Если
· =1, что это означает?
Если
· =0,001, что это означает?
Задания для лабораторной работы:
Рассчитать коэффициент трения, увеличивая массу груза.
Сравнить значения
· и сделать вывод, как зависит коэффициент трения от массы тела.
Инструкция и порядок выполнения лабораторной работы:
Откройте тетрадь в клетку, переверните первый лист и расположите тетрадь в развернутом вертикальном положении.
Сверху отступите поля и четыре клетки вниз. Запишите тему лабораторной работы, учебную цель, перечислите лабораторное оборудование.
Определите массу бруска.
Положите брусок на горизонтальную опорную поверхность.
Положите на брусок груз. Занесите в таблицу значение массы бруска с грузом.
Прикрепите к бруску динамометр, равномерно тяните его по опорной поверхности. Запишите в таблицу показания динамометра.
Добавьте к первому грузу второй, а затем и третий грузы, каждый раз измеряя силу с которой тянете брусок. Повторите опыты дважды, с третьего пункта инструкции, пока таблица не заполнится.
Таблица 1
№
опыта
Масса бруска
с грузом
m [кг]
Сила
трения
Fтр [Н]
Коэффициент
трения
µ [1]
Средний коэффициент
трения
µср [1]
Погрешность измерений
·[%]
1
2
3
Укажите на рис.2 силы, действующие на брусок,зарисуйте его в тетрадь.
Вычислите силу трения по приведенной формуле.
13 EMBED Equation.3 1415
Если 13 EMBED Equation.3 1415, то 13 EMBED Equation.3 1415
Среднее значение коэффициента трения вычисляется одно для всех опытов, а погрешность измерений считается трижды.
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
Запишите вывод, отступив четыре клетки вверх от нижнего поля тетради.
Сдайте отчет преподавателю.
Методика анализа результатов, полученных в ходе лабораторной работы:
Если погрешность превышает 10%, значит, вы не правильно измерили массу и силу движущегося тела.
Поверхность, по которому движется тело должна быть гладкой..
Расчеты должны вестись вне рабочей тетради, вы заполняете только таблицу.
Показания округляйте до десятых долей.
Образец отчета по лабораторной работе № 1
Лабораторная работа № 1 «Исследование движения тела под действием постоянной силы»
Учебная цель: научиться измерять силу трения, действующую на тело, с помощью динамометра.
Лабораторное оборудование:
динамометр (с весами);
брусок;
линейка;
опорная поверхность;
набор грузов;
штатив.
№
опыта
Масса бруска
с грузом
m [кг]
Сила
трения
Fтр [Н]
Коэффициент
трения
µ [1]
Средний коэффициент
трения
µср [1]
Погрешность измерений
·[%]
1
2
3
13 EMBED Equation.3 1415
Если 13 EMBED Equation.3 1415, то 13 EMBED Equation.3 1415
Вывод: можно предположить, что величина коэффициента трения от массы тела
Тема 1.3 «Механические колебания и волны »
Лабораторная работа № 2 «Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити»
Учебная цель: установить, как зависит ускорение свободного падения математического маятника от длины нити.
Учебные задачи:
Соблюдать правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.
Научиться навыкам работы по измерению ускорения свободного падения с помощью математического маятника.
Выяснить, как зависит ускорение свободного падения от длины нити.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели;
применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ;
практически использовать физические знания;
оценивать достоверность естественнонаучной информации.
Задачи лабораторной работы:
Повторить теоретический материал по теме лабораторной работы.
Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.
Измерить период колебаний математического маятника.
Рассчитать ускорение свободного падения маятника и сравнить с табличным значением.
Установить, как зависит период колебаний маятника от длины нити.
Оформить отчет.
Обеспеченность занятия (средства обучения):
Технические средства обучения:
комплект мультимедийного оборудования.
Лабораторное оборудование и инструменты:
штатив с держателем;
грузик ;
нить, длинной не менее 1 метра;
метровая линейка;
секундомер.
Рабочая тетрадь в клетку.
Калькулятор.
Ручка.
Карандаш простой.
Чертежные принадлежности: линейка.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы
по теме лабораторной работы
Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью такого маятника может служить шарик, подвешенный на длинной нити.
На основании многочисленных опытов установлены законы колебания математического маятника.
1. Период колебаний не зависит от массы маятника и амплитуды его колебаний, если угол размаха не превышает 60.
2. Период колебаний математического маятника прямо пропорционален корню квадратному из длины нити и обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободного падения:
13 EMBED Equation.3 1415
Из этой формулы можно найти ускорение свободного падения.
13 EMBED Equation.3 1415
Рис. 3
Вопросы для закрепления теоретического материала:
Вместо шарика к нити прикреплена воронка, наполненная песком. Измениться ли ускорение свободного падения, если в процессе колебаний из воронки будет высыпаться песок?
Можно ли пользоваться маятниковыми часами в условиях невесомости?
В каких положениях действующая на шарик возвращающая сила будет максимальна? равна 0?
Наибольшая скорость у шарика в момент, когда он проходит положение равновесия. Каким по модулю и направлению при этом будет ускорение шарика?
Наблюдая за движением шарика в течение одного периода, ответьте на вопрос: будет ли оно равно ускоренным?
Задания для лабораторной работы:
Измерить ускорение свободного падения с помощью математического маятника.
Сделать вывод ,как зависит ускорение свободного падения от длины нити.
Запишите вывод, отступив четыре клетки вверх от нижнего поля тетради.
Сдайте отчет преподавателю.
Инструкция и порядок выполнения лабораторной работы:
В тетради для лабораторных работ переверните лист с отчетом по лабораторной работе № 1 и расположите тетрадь в развернутом вертикальном положении.
Сверху отступите от линии полей четыре клетки вниз. Запишите тему лабораторной работы № 2, учебную цель, перечислите лабораторное оборудование.
Начертите таблицу 2:
Таблица 2
Номер опыта
Длина нити lН, м
Длина шарика d, м
Длина маятника l, м
Число полных колебаний n
Время полных колебаний t, с
Период полного колебания Т, с
Ускорение свободного падения g, м/с2
Табличное значение ускорения свободного падения gТ, м/с2
Относительная погрешность
Поместить штатив с держателем на край стола.
Укрепить свободный конец нити за крючок грузика и зажать нить в держателе (рис. 3).
Измерить ширину грузика линейкой, длину нити линейкой. Найти длину маятника 13 EMBED Equation.3 1415.
Отклонить грузик на небольшой угол и отпустить. По секундомеру определить время t, за которое маятник совершит n полных колебаний, например 50.
Вычислить период колебания маятника: 13 EMBED Equation.3 1415.
Используя формулу периода колебаний математического маятника, вычислить ускорение свободного падения.
Опыт повторить 2-3 раза, меняя длину маятника и число полных колебаний.
Найти относительную погрешность и сравнить результат опыта с табличным значением ускорения свободного падения для данной географической широты по формуле.
13 EMBED Equation.3 1415
Результат измерений и вычислений записать в таблицу 2.
Методика анализа результатов, полученных в ходе лабораторной работы:
В работе можно использовать свинцовый или стальной грузик диаметром 1-4,5 см.
Длину нити измерять от точки прикрепления к штативу до грузика, длину маятника – от точки прикрепления к штативу до края грузика.
Если нет секундомера, можно воспользоваться любым метрономом или часами с секундной стрелкой.
При измерении периода колебаний определить время как можно большего числа колебаний.
Образец отчета по лабораторной работе № 2
Лабораторная работа № 2 «Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити»
Учебная цель: установить, как зависит ускорение свободного падения математического маятника от длины нити.
Лабораторное оборудование:
штатив с держателем;
грузик ;
нить, длинной не менее 1 метра;
метровая линейка;
секундомер.
Номер опыта
Длина нити lН, м
Длина шарика d, м
Длина маятника l, м
Число полных колебаний n
Время полных колебаний t, с
Период полного колебания Т, с
Ускорение свободного падения g, м/с2
Табличное значение ускорения свободного падения gТ, м/с2
Относительная погрешность
13 EMBED Equation.3 1415 ; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415
Вывод: период математического маятника от длины нити..
Тема 1.2 «Движение по окружности. Силы в природе »
Лабораторная работа №3 «Сравнение работы силы упругости с изменением кинетической энергии тела »
Учебная цель: вычислить работу силы упругости и изменение кинетической энергии тела под действием силы упругости..
Учебные задачи:
Соблюдать правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.
Научиться навыкам работы по измерению кинетической энергии тела под действием силы упругости.
Выяснить, как зависит работа силы упругости от кинетической энергии тела.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели;
применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ;
практически использовать физические знания;
оценивать достоверность естественнонаучной информации.
Задачи лабораторной работы:
Повторить теоретический материал по теме лабораторной работы.
Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.
Вычислить работу силы упругости.
Вычислить изменение кинетической энергии тела под действием силы упругости.
Сравнить полученные значения работы и кинетической энергии тела.
Оформить отчет.
Обеспеченность занятия (средства обучения):
Технические средства обучения:
комплект мультимедийного оборудования.
Лабораторное оборудование и инструменты:
2 штатива с держателем;
грузик;
нить, длиной 50-70 см.;
метровая линейка.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы
по теме лабораторной работы
Теорема о кинетической энергии утверждает, что работа силы, приложенной к телу, равна изменению кинетической энергии:
А=Ек1-Ек2=
·Ек
Для экспериментальной проверки этого утверждения можно вос пользоваться установкой, изображенной на рисунке 4.
Рис.4
В лапке штатива закрепляют горизонтально динамометр. К его крючку привязывают шар на нити длиной 6080 см. Па дру гом штативе на такой же высоте, как и динамометр, закрепляют лапку. Установив шар на краю лапки, штатив вместе с шаром отодвигают от первого штатива на такое расстояние, чтобы на шар действовала сила упругости Fynp со стороны пружины ди намометра. Затем шар отпускают. Под действием силы упругости шар приобретает скорость 13 EMBED Equation.3 1415, его кинетическая энергия изменяется от 0 до 13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 1415.
Для определения модуля скорости v шара, приобретенной под действием силы упругости Fупр, можно измерить дальность полета s шара при свободном падении с высоты Н:
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415.
Отсюда модуль скорости v равен: 13 EMBED Equation.3 1415,
а изменение кинетической энергии равно 13 EMBED Equation.3 1415.
Сила упругости во время действия на шар по закону Гука изменяется линейно от 13 EMBED Equation.3 1415 до Fynp2=0, среднее значение силы упругости равно
13 EMBED Equation.3 1415.
Измерив деформацию пружины динамометра x, можно вы числить работу силы упругости: 13 EMBED Equation.3 1415.
Задача настоящей работы состоит в проверке равенства 13 EMBED Equation.3 1415, т.е. 13 EMBED Equation.3 1415.
Вопросы для закрепления теоретического материала:
Объясните закон сохранения энергии на примерах превращения видов энергий.
Автомобиль, двигавшийся по горизонтальному участку дороги, после выключения двигателя проходит некоторый путь и под действием сил трения останавливается. Кинетическая энергия поступательного движения автомобиля стала равной нулю, а потенциальная энергия не увеличилась. Не означает ли это, что кинетическая энергия автомобиля исчезла бесследно?
Какие факторы влияют на погрешность в расчетах работы?
Инструкция и порядок выполнения лабораторной работы:
Укрепите на штативах динамометр и лапку для груза на одинаковой высоте Н = 40 см от поверхности стола. Зацепите за крючок динамометра нить с привязанным грузом.
Удерживая груз на лапке, отодвигайте штатив до тех пор, пока показание динамометра станет равным 2 Н. Отпустите груз с лапки и заметьте место его падения на столе. Опыт повторите 23 раза и определите среднее значение дальности полета S груза.
Результаты измерений занесите в таблицу 3:
Таблица 3
№ опыта
Масса груза, кг
Высота Н,м
Дальность,м
13 EMBED PBrush 1415
Сила упругости Fупр., Н
Удлинение пружины
Х,м
13 EMBED PBrush 1415
Относительная погрешность
1
2
3
Измерьте массу груза с помощью весов и вычислите изме нение кинетической энергии груза под действием силы упругости:
13 EMBED Equation.3 1415
Измерьте деформацию пружины динамометра х при силе упругости 2 Н. Вычислите работу А силы упругости:
13 EMBED Equation.3 1415
Оцените границы погрешности определения значении из менения кинетической энергии 13 EMBED Equation.3 1415 и работы А силы упругости.
Динамометр имеет погрешность 13 EMBED Equation.3 1415= 0,05H, погрешность13 EMBED Equation.3 1415=0,02 кг,
13 EMBED Equation.3 1415=0,0213 EMBED Equation.3 1415. Относительная погрешность изменения кинетической энергии
13 EMBED Equation.3 1415
Сравните полученные значения работы А силы упругости и изменения кинетической энергии 13 EMBED Equation.3 1415Ек шара.
Сделайте вывод.
Сдайте отчет преподавателю.
Образец отчета по лабораторной работе № 3
Лабораторная работа № 3 «Сравнение работы силы упругости с изменением кинетической энергии тела»
Учебная цель: вычислить работу силы упругости и изменение кинетической энергии тела под действием силы упругости.
Лабораторное оборудование и инструменты:
2 штатива с держателем;
грузик;
нить, длиной 50-70 см.;
метровая линейка.
№ опыта
Масса груза, кг
Высота Н,м
Дальность,м
13 EMBED PBrush 1415
Сила упругости Fупр., Н
Удлинение пружины
Х,м
13 EMBED PBrush 1415
Относительная погрешность
1
2
3
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Вывод:сравнивая работу силы упругости и изменения кинетической энергии можно сказать, что...........................................................
РАЗДЕЛ 2 «Молекулярная физика»
Тема 2.2 «Влажность воздуха»
Лабораторная работа № 4 «Определение влажности воздуха»
Учебная цель: определение относительной влажности воздуха с помощью психрометра.
Учебные задачи:
Соблюдать правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.
Научиться навыкам работы, по определению относительной влажности воздуха
Научиться пользоваться психрометрической таблицей..
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели;
применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ;
практически использовать физические знания;
оценивать достоверность естественнонаучной информации.
Задачи лабораторной работы:
Повторить теоретический материал по теме лабораторной работы.
Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.
Измерить с помощью психрометра относительную влажность воздуха.
Оформить отчет.
Обеспеченность занятия (средства обучения):
Технические средства обучения:
комплект мультимедийного оборудования.
Лабораторное оборудование и инструменты:
психрометр
Рабочая тетрадь в клетку.
Калькулятор.
Ручка.
Карандаш простой.
Чертежные принадлежности: линейка.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы
по теме лабораторной работы
В атмосфере Земли всегда содержаться водяные пары. Их содержание в воздухе характеризуются абсолютной и относительной влажностью.
Абсолютная влажность ((а) определяется массой водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха, т.е. плотность водяного пара.
Абсолютную влажность можно определить по температуре точки росы – температуре, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным.
Температуру точки росы определяют с помощью гигрометра. А затем по таблице «Давление насыщающих паров и их плотность при различных температурах» находят соответствующую температуре точки росы плотность. Найденная плотность и есть абсолютная влажность окружающего воздуха.
Относительная влажность B показывает, сколько процентов составляет абсолютная влажность (а от плотности водяного пара насыщающего воздух при данной температуре (н:
13 EMBED Equation.3 1415
Относительную влажность воздуха определяют с помощью психрометра (рис.5) Он состоит из сухого влажного термометров. По сухому термометру можно определить температуру окружающего воздуха. По значению смоченного термометра можно определить температуру влажного и по разности показаний установить влажность воздуха с помощью психрометрической таблицы.
Рис. 5
Психрометрическая таблица для определения относительной влажности воздуха
Таблица 4
Показания сухого термометра
Разность показаний сухого и влажного термометров
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
8
100
87
75
63
51
40
28
18
7
9
100
88
76
64
53
42
31
21
11
10
100
88
76
65
54
44
34
24
14
4
11
100
88
77
66
56
46
36
26
17
8
12
100
89
78
68
57
48
38
29
20
11
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Вопросы для закрепления теоретического материала:
Почему при продувании воздуха через эфир на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?
Почему показания влажного термометра психрометра меньше показаний сухого термометра? При каком условии разность показаний термометра наибольшая?
Температура в помещении понижается, а абсолютная влажность остается прежней. Как изменится разность показаний термометров психрометра?
Сухой и влажный термометры психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?
Почему после жаркого дня роса бывает более обильна?
Почему перед дождем ласточки летают низко?
Задания для лабораторной работы:
Измерить температуру сухого термометра и влажного термометра.
По разности показаний и шкале сухого термометра определить относительную влажность воздуха.
Запишите вывод, отступив четыре клетки вверх от нижнего поля тетради.
Сдайте отчет преподавателю.
Инструкция и порядок выполнения лабораторной работы:
В тетради для лабораторных работ переверните лист с отчетом по лабораторной работе № 3 и расположите тетрадь в развернутом вертикальном положении.
Сверху отступите от линии полей четыре клетки вниз. Запишите тему лабораторной работы № 4, учебную цель, перечислите лабораторное оборудование.
Начертите таблицу 5:
Таблица 5
Показание термометров
Разность
показаний термометров
( t , 0С
Относительная
влажность воздуха
В, %
сухого t1, 0С
смоченного t2, 0С
Проверить наличие воды в стаканчике психрометра и при необходимости долить ее.
Определить температуру сухого термометра.
Определить температуру смоченного термометра.
Пользуясь психрометрической таблицей 4 определить относительную влажность.
Результаты измерений записать в таблице 5.
Методика анализа результатов, полученных в ходе лабораторной работы:
Для психрометра лучше использовать дистиллированную воду.
В формуле 13 EMBED Equation.3 1415 вместо плотности можно взять давление насыщающих паров при комнатной температуре и температуре точки росы.
Образец отчета по лабораторной работе № 4
Лабораторная работа № 4 «Определение влажности воздуха»
Учебная цель: определение относительной влажности воздуха с помощью психрометра.
Учебные задачи:
Соблюдать правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.
Научиться навыкам работы, по определению относительной влажности воздуха
Научиться пользоваться психрометрической таблицей.
Лабораторное оборудование:
психрометр.
Показание термометров
Разность
показаний термометров
( t , 0С
Относительная
влажность воздуха
В, %
сухого t1, 0С
смоченного t2, 0С
13 EMBED Equation.3 1415
Вывод:с помощью психрометра мы определили..
Тема 2.3 «Агрегатные состояния и фазовые переходы »
Лабораторная работа № 5 «Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости»
Учебная цель: определить коэффициент поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель.
Учебные задачи:
Соблюдать правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.
Научиться навыкам работы по расчетк коэффициента поверхностного натяжения..
Выяснить,как зависит коэффициент поверхностного натяжения от количества капель, массы капель, диаметра отверстия.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели;
применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ;
практически использовать физические знания;
оценивать достоверность естественнонаучной информации.
Задачи лабораторной работы:
Повторить теоретический материал по теме лабораторной работы.
Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.
Рассчитать поверхностное натяжение воды методом отрыва капель.
Сравнить расчетные показания с табличным значением воды и сделать вывод.
Оформить отчет.
Обеспеченность занятия (средства обучения):
Технические средства обучения:
комплект мультимедийного оборудования.
Лабораторное оборудование и инструменты:
бюретка с краном;
весы учебные с разновесом;
сосуд с водой;
сосуд для сбора капель;
микрометр;
набор игл.
Рабочая тетрадь в клетку.
Калькулятор.
Ручка.
Карандаш простой.
Чертежные принадлежности: линейка.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы
по теме лабораторной работы
Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избытком потенциальной энергии по сравнению с энергией молекул, находящихся внутри жидкости.
Как и любая механическая система, поверхностный слой жидкости, стремясь уменьшить потенциальную энергию, сокращается. При этом совершается работа 13 EMBED Equation.3 1415, где ( - коэффициент пропорциональности (выражается в Дж/м2 или Н/м), называемый поверхностным натяжением.
13 EMBED Equation.3 1415, где
F – сила поверхностного натяжения,
l – длина границы поверхностного слоя жидкости.
Поверхностное натяжение можно определить различными методами.
1. Метод отрыва капель.
Опыт осуществляют с бюреткой, в которой находится исследуемая жидкость (рис. 6). Открывают кран бюретки так, чтобы из бюретки медленно падали капли. Перед моментом отрыва капли сила тяжести ее P = mkg; равна силе поверхностного натяжения, граница свободной поверхности – окружность шейки капли (АВ на рис. 4).
Следовательно
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
Опыт показывает, что dш.к.=0,9 dб ,
где dб - диаметр канала узкого конца бюретки.
Вопросы для закрепления теоретического материала:
Почему поверхностное натяжение зависит от вида жидкости?
Почему и как зависит поверхностное натяжение от темпера туры?
В двух одинаковых пробирках находится одинаковое количество капель воды. В одной пробирке вода чистая, в другой – с прибавкой мыла. Одинаковы ли объемы отмеренных капель? Ответ обоснуйте.
Изменится ли результат вычисления, поверхностного натяжения, если опыт проводить в другом месте Земли?
Изменится ли результат вычисления, если диаметр канала трубки будет меньше?
Почему в варианте 1: а) рекомендуется проводить измерения для возможно большего числа капель? б) следует добиваться медленного падения капель?
Задания для лабораторной работы:
Взвесить разное количество капель воды с помощью весов с разновесами.
Рассчитать коэффициент поверхностного натяжения жидкости.
Сравнить с табличным значением поверхностного натяжения воды.
Оформить отчет.
Инструкция и порядок выполнения лабораторной работы:
В тетради для лабораторных работ переверните лист с отчетом по лабораторной работе № 5 и расположите тетрадь в развернутом вертикальном положении.
Сверху отступите от линии полей четыре клетки вниз. Запишите тему лабораторной работы № 6, учебную цель, перечислите лабораторное оборудование.
Начертите таблицу 1:
Таблица 6
Номер опыта
Масса
Число капель,
n
Диаметр канала бюретки
dб, м
Поверхностное натяжение,
(, Н/м
Среднее значение поверхностного натяжения,
(ср, Н/м
Табличное6 значение поверхностного натяжения, (таб, Н/м
Относительная погрешность, (, %
пустого сосуда, m1, кг
сосуда с каплями,
m2, кг
капель,
m, кг
1.
2.
3.
Собрать установку по рис. 6 и наполнить бюретку водой.
Измерить диаметр канала узкого конца бюретки.
Определить массу пустого сосуда для сбора капель, взвесив его.
Подставить под бюретку сосуд, в котором была вода, и, плавно открывая кран, добиться медленного отрывания капель (капли должны падать друг за другом через 1 – 2 с).
Под бюретку с отрегулированными каплями подставить взвешенный сосуд и отсчитать 100 капель.
Измерив массу сосуда с каплями, определить массу капель.
Результаты измерений и вычислений записать в табл. 6.
Вычислить поверхностное натяжение по формуле
13 EMBED Equation.3 1415
Опыт повторить 2 раза с другим количеством капель.
Запишите вывод, отступив четыре клетки вверх от нижнего поля тетради.
Сдайте отчет преподавателю.
Методика анализа результатов, полученных в ходе лабораторной работы:
Для опыта рекомендуется использовать дистиллированную или хорошо прокипяченную воду.
В качестве сосуда с водой удобно взять мензурку, имеющую отлив.
Чтобы при падении капель вода в сосуде не разбрызгивалась, конец трубки расположите близко от сосуда.
При повторном измерении взять 50100 капель больше в зависимости от диаметра узкого конца бюретки.
Для проведения опыта можно использовать воронку (или трубку) с пипеткой; стеклянный резервуар пипетки соединить с воронкой (трубкой) резиновой трубкой с зажимом.
Образец отчета по лабораторной работе № 5
Лабораторная работа № 5
«Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости»
Учебная цель: определить коэффициент поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель.
Лабораторное оборудование и инструменты:
бюретка с краном;
весы учебные с разновесом;
сосуд с водой;
сосуд для сбора капель;
микрометр;
набор игл.
Номер опыта
Масса
Число капель,
n
Диаметр канала бюретки
dб, м
Поверхностное натяжение,
(, Н/м
Среднее значение поверхностного натяжения,
(ср, Н/м
Табличное6 значение поверхностного натяжения, (таб, Н/м
Относительная погрешность, (, %
Пустого сосуда, m1, кг
Сосуда с каплями,
m2, кг
Капель,
m, кг
1.
2.
3.
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415;13 EMBED Equation.3 1415
Вывод: .
как зависит коэффициент поверхностного натяжения от числа капель, массы капель и диаметра бюретки
Тема 2.3 «Агрегатные состояния и фазовые переходы »
Лабораторная работа № 6 «Наблюдение роста кристаллов из раствора»
Учебная цель: исследовать процесс плавления и кристаллизации твердого тела и научиться измерять температуру плавления вещества.
Учебные задачи:
Соблюдать правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.
Научиться навыкам работы по измерению температуры плавления вещества.
Выяснить, при какой температуре вещество плавиться и кристаллизуется.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели;
применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ;
практически использовать физические знания;
оценивать достоверность естественнонаучной информации.
Задачи лабораторной работы:
Повторить теоретический материал по теме лабораторной работы.
Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.
Определить температуру плавления вещества.
Определить температуру отвердевания вещества.
Построить график.
Оформить отчет.
Обеспеченность занятия (средства обучения):
Технические средства обучения:
комплект мультимедийного оборудования.
Лабораторное оборудование и инструменты:
пробирка с зеленым веществом;
держатель;
термометр;
сосуд с горячей водой;
часы;
салфетка.
Рабочая тетрадь в клетку.
Калькулятор.
Ручка.
Карандаш простой.
Чертежные принадлежности: линейка.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы
по теме лабораторной работы
Плавление - переход вещества из твердого состояния в жидкое. При нагревании увеличивается температура вещества, и возрастает скорость теплового движения частиц, при этом увеличивается внутренняя энергия тела.
Когда температура твердого тело достигает температуры плавления, кристаллическая решетка твердого вещества начинает разрушаться. Расплавленное вещество обладает большим запасом внутренней энергии, чем в твердом состоянии. Оставшаяся часть теплоты плавления расходуется на совершение работы по изменению объема тела при его плавлении.
При плавлении объем большинства кристаллических тел увеличивается (на 3-6%), а при отвердевании уменьшается. Но, существуют вещества, у которых при плавлении объем уменьшается, а при отвердевании - увеличивается. К ним относятся, например, вода и чугун, кремний и некоторые другие. . Именно поэтому лёд плавает на поверхности воды, а твердый чугун - в собственном расплаве.
Количество теплоты, необходимой для плавления вещества, равно произведению удельной теплоты плавления на массу данного вещества. (рис.7)
Рис.7
Удельная теплота плавления показывает, какое кол теплоты необходимо для полного превращения 1 кг вещества из твердого состояния в жидкое, взятого при темп плавленияЕдиницей удельной теплоты плавления в СИ служит 1Дж/кг.
В процессе плавления температура кристалла остается постоянной. Эта температура называется [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. У каждого вещества своя температура плавления. Температура плавления для данного вещества зависит от атмосферного давления.
У кристаллических тел при температуре плавления можно наблюдать вещество одновременно в твердом и жидком состояниях. При нормальных условиях кристаллизация начинается при той же температуре, что и плавление. Однако существуют вещества (смола, стекло), которые не имеют кристаллического строения. Они называются аморфными(«бесформенные»). Для того чтобы их расплавить, не требуется дополнительной теплоты, и процесс плавления идет, как и обычное нагревание, с постоянным ростом температуры. Их превращение в жидкость происходит путем постепенного размягчения.
Таблица температур плавления:
Вещество
Температура плавления, °С
Этиловый спирт
-115
Ртуть
-39
Подсолн. масло
-17
Вода
0
Канифоль
60
Воск
62
Олово
232
Свинец
327
Серебро
962
Золото
1064
Медь
1085
Железо
1539
Вольфрам
3421
Вопросы для закрепления теоретического материала:
Что называется изотропией и анизотропией?
Чем кристаллы отличаются от аморфных тел?
Почему не меняется температура в момент плавления кристалллического вещества?
Рассчитайте количество теплоты плавления льда массой 50 грамм.
Для цоколя в лампе освещения принесли железо и вольфрам. Какой материал выберете вы?( Ответ поясните).
Задания для лабораторной работы:
Измерить температуру плавления вещества через каждую минуту времени.
Измерить температуру отвердевания вещества через каждую минуту времени.
По данным показаниям построить график.
Сделать вывод, отступив 4 клетки снизу от рамки.
Оформить отчет.
Инструкция и порядок выполнения лабораторной работы:
В тетради для лабораторных работ переверните лист с отчетом по лабораторной работе № 5 и расположите тетрадь в развернутом вертикальном положении.
Сверху отступите от линии полей четыре клетки вниз. Запишите тему лабораторной работы № 6, учебную цель, перечислите лабораторное оборудование.
Начертите таблицу 7:
Таблица7
Время,с
Температура,t(C
Время, с
Температура,t(C
Пробирку с исследуемым веществом опустите в стакан с горячей водой и наблюдайте за его плавлением.
Когда кристаллы полностью расплавятся, извлеките пробирку из стакана, удалите из стакана излишки горячей воды, оставив немного меньше половины первоначального количества жидкости.
После этого снова опустите пробирку в стакан и установите в пробирку термометр. С интервалом в 1 минуту измеряйте температуру вещества в пробирке и записывайте результаты измерений в таблицу.
Наблюдайте за состоянием вещества. Когда вещество затвердеет, а температура понизится до 50.С, извлеките пробирку с термометром из стакана, удалите из стакана остывшую воду, налейте почти полный стакан горячей воды, поместите в стакан пробирку с застывшим веществом и вплавленным термометром, продолжите измерения температуры с прежним интервалом времени – 1 минута.
Данные измерений заносите в таблицу. Наблюдайте за плавлением вещества. Измерения имеет смысл продолжать, пока вещество не расплавится, а температура не поднимется примерно до 70(С.
После заполнения таблицы, постройте график процесса кристаллизации и плавления вещества.
Запишите вывод, отступив четыре клетки вверх от нижнего поля тетради.
Сдайте отчет преподавателю.
Методика анализа результатов, полученных в ходе лабораторной работы:
Соблюдайте технику безопасности при работе с горячей водой! Не расплескивайте воду при переливании.
Графики строить обязательно соблюдая масштаб и только карандашом.
Время измерения между опытами составляет 1 минута не меньше.
Образец отчета по лабораторной работе № 6
«Наблюдение роста кристаллов из раствора»
Учебная цель: исследовать процесс плавления и кристаллизации твердого тела и научиться измерять температуру плавления вещества.
Лабораторное оборудование и инструменты:
пробирка с зеленым веществом;
держатель;
термометр;
сосуд с горячей водой;
часы;
салфетка
Время, с
Температура,t(C
Время, с
Температура ,t(C
Вывод:
При какой температуре плавится и кристаллизуется данное вещество?
РАЗДЕЛ 3 «Электродинамика»
Тема 3.2 «Постоянный электрический ток»
Лабораторная работа № 7 «Изучение закона Ома для участка цепи»
Учебная цель: установить зависимость силы тока в проводнике от напряжения на его концах.
Учебные задачи:
Соблюдать правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.
Научиться навыкам сборки электрических цепей постоянного тока.
Выяснить, как зависит сила тока от напряжения в цепи постоянного тока.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели;
применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ;
практически использовать физические знания;
оценивать достоверность естественнонаучной информации.
Задачи лабораторной работы:
Повторить теоретический материал по теме лабораторной работы.
Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.
Собрать электрическую цепь, начертить схему цепи, измерить ток и напряжение на концах проволочного сопротивления, построить график.
Оформить отчет.
Обеспеченность занятия (средства обучения):
Технические средства обучения:
комплект мультимедийного оборудования.
Лабораторное оборудование и инструменты:
источник питания;
низковольтная лампа на подставке или проволочный резистор;
ключ;
амперметр;
вольтметр;
соединительные провода.
Рабочая тетрадь в клетку.
Калькулятор.
Ручка.
Карандаш простой.
Чертежные принадлежности: линейка.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы
по теме лабораторной работы
Когда по какому-либо участку цепи протекает ток, то между силой тока и напряжением для этого участка существует определенная функциональная зависимость, которую называют вольт–амперной характеристикой (см. рис.8).
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Для металлического проводника вольт-амперная характеристика показывает, что между I и U существует прямая пропорциональная зависимость.
I = gU
Коэффициент пропорциональности носит название g – проводимость участка цепи.
В 1826 году немецкий физик Георг Ом сформулировал закон.
Закон Ома для участка цепи: Сила тока на участке цепи без ЭДС прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению:
I = U/R
R – электрическое сопротивление, которое характеризует противодействие электрическому току в проводнике. Оно обусловлено внутренним строением проводника и хаотическим движением его частиц.
Вопросы для закрепления теоретического материала:
Для чего предназначен реостат?
Как на схемах электрических цепей изображают реостат?
Как зависит сила тока в проводнике от напряжения на концах проводника?
Какой вид имеет график зависимости силы тока от напряжения?
При напряжении на концах участка цепи, равном 4 В, сила тока в проводнике 0,8 А. Каким должно быть напряжение, чтобы в этом же проводнике сила тока была 0,4 А?
При напряжении на концах проводника 3 В сила тока в проводнике 1 А. Какой будет сила тока в проводнике, если напряжение на его концах увеличится до 6 В?
Задания для лабораторной работы:
Собрать электрическую цепь, состоящую из источника питания, амперметра, реостата, проволочного сопротивления и ключа, соединив все приборы последовательно. К зажимам проволочного сопротивления подключите вольтметр для измерения напряжения. Начертить схему цепи.
При помощи реостата довести напряжение на зажимах проволочного сопротивления до 1 В, затем до 2 В и до 3 В, измерить показания амперметра и вольтметра.
Изобразить график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на концах этого проводника.
Инструкция и порядок выполнения лабораторной работы:
В тетради для лабораторных работ переверните лист с отчетом по лабораторной работе № 6 и расположите тетрадь в развернутом вертикальном положении.
Сверху отступите от линии полей четыре клетки вниз. Запишите тему лабораторной работы № 7, учебную цель, перечислите лабораторное оборудование.
Начертите таблицу 8:
Таблица 8
Физическая величина
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Напряжение
Сила тока
Соберите электрическую цепь, состоящую из источника питания, амперметра, реостата, проволочного сопротивления и ключа, соединив все приборы последовательно. К зажимам проволочного сопротивления подключите вольтметр для измерения напряжения.
Начертите схему цепи в тетрадь.
Замкните цепь и при помощи реостата доведите напряжение на зажимах проволочного сопротивления до 1 В , затем до 2 В и до 3 В. Каждый раз при этом измеряйте силу тока, напряжение и результаты записывайте в таблицу 8.
На рисунке изобразите график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на концах этого проводника.
На графике в условно выбранном масштабе по горизонтальной оси отложите напряжение в вольтах, а по вертикальной - силу тока в амперах.
Запишите вывод, отступив четыре клетки вверх от нижнего поля тетради.
Сдайте отчет преподавателю.
Методика анализа результатов, полученных в ходе лабораторной работы:
При сборке цепи помните о полярности подключения приборов.
Для построения графика используйте масштаб: 1В=2 клетки и 1А=2 клетки.
Показания приборов округляйте до десятых долей.
Образец отчета по лабораторной работе № 7
Лабораторная работа № 7
«Изучение закона Ома для участка цепи».
Учебная цель: установить зависимость силы тока в проводнике от напряжения на его концах.
Лабораторное оборудование:
источник питания;
низковольтная лампа на подставке или проволочный резистор;
ключ;
амперметр;
вольтметр;
соединительные провода.
Физическая величина
1
2
3
Напряжение
Сила тока
6
Вывод:
Как зависит сила тока от напряжения?
Тема 3.2 «Постоянный электрический ток»
Лабораторная работа № 8 «Определение ЭДС и внутреннего сопротивления полной цепи»
Учебная цель: исследовать и рассчитать ЭДС и внутреннее сопротивление полной цепи постоянного тока.
Учебные задачи:
Соблюдать правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.
Научиться навыкам сборки электрических цепей постоянного тока.
Уметь рассчитывать основные величины в полной электрической цепи.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели;
применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ;
практически использовать физические знания;
оценивать достоверность естественнонаучной информации.
Задачи лабораторной работы:
Повторить теоретический материал по теме лабораторной работы.
Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.
Собрать электрическую цепь, начертить схему цепи, измерить ток в цепи, меняя сопротивление резистора.
Оформить отчет.
Обеспеченность занятия (средства обучения):
Технические средства обучения:
комплект мультимедийного оборудования.
Лабораторное оборудование и инструменты:
источник питания;
набор резисторов;
реостат ползунковый;
ключ;
амперметр;
вольтметр;
соединительные провода.
Рабочая тетрадь в клетку.
Калькулятор.
Ручка.
Карандаш простой.
Чертежные принадлежности: линейка.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы
по теме лабораторной работы
Для получения электрического тока в проводнике необходимо создать и поддерживать на его концах разность потенциалов (напряжение). Для этого используют источник тока. Разность потенциалов на полюсах источника тока образуется вследствие разделения зарядов. Работу по разделению зарядов выполняют сторонние (неэлектрического происхождения) силы.
При разомкнутой цепи энергия, затраченная в процессе работы сторонних сил, превращается в энергию источника тока. При замыкании электрической цепи запасенная в источнике тока энергия расходуется на работу по перемещению зарядов во внешней и внутренней частях цепи с сопротивлениями соответственно R (сопротивление всей цепи – внешнее) и r (сопротивление самого источника – внутреннее).
Величина, численно равная работе, которую совершают сторонние силы при перемещении единичного заряда внутри источника тока, называется электродвижущей силой (ЭДС) источника тока
·:
13 EMBED Equation.3 1415
В системе СИ ЭДС выражается в вольтах (В).
Электродвижущую силу и внутреннее сопротивление источника тока можно определить экспериментальным путем.
Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе:
Какова физическая суть электрического сопротивления?
Какова роль источника тока в электрической цепи?
Каков физический смысл ЭДС?
Запишите формулы ЭДС и напряжения постоянного тока. Объясните, в чем различие этих величин?
От чего зависит напряжение на зажимах источника тока?
Задания для лабораторной работы:
Собрать электрическую цепь по схеме на рис. 9.
Измерить силу тока в цепи, меняя сопротивление резистора в цепи.
Решить систему уравнений и найти значения ЭДС и внутреннего сопротивления полной цепи.
Рис.9
Инструкция и порядок выполнения лабораторной работы:
Определите цену деления шкалы амперметра.
В тетради для лабораторных работ запишите название лабораторной работы, цель работы, оборудование, зарисуйте схему цепи.
Составьте электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 9, установив в цепи резистор с известным сопротивлением.
Замкните ключ и снимите показания амперметра.
Разомкните ключ. Замените резистор на другой резистор. Замкните цепь и вновь снимите показания амперметра.
Опыт (п. 4) повторите с третьим резистором.
Результаты измерений подставьте в уравнение:
13 EMBED Equation.3 1415
Для решения составим системы уравнений:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
После решения систем уравнений получаем:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Определите среднее значения найденных величин rср. и
·ср.
Определите относительную погрешность методом среднего арифметического.
Результаты измерений, вычислений занесите в таблицу 9.
Таблица 9
№ опыта
Сопротивление резистора, R, Ом
Сила тока, I, А
Внутреннее сопротивление, r, Ом
ЭДС,
·, В
Среднее значение внутреннего сопротивления, r, Ом
Среднее значение ЭДС,
·ср., В
Относительная погрешность внутреннего сопротивления, (=(r/rср
Относительная погрешность ЭДС, (=(
·/
·ср
Запишите вывод.
Сдайте отчет преподавателю.
Методика анализа результатов, полученных в ходе лабораторной работы:
При сборке цепи помните о полярности подключения приборов.
Показания приборов округляйте до десятых долей.
Таблицу и схему рисуйте карандашом.
При работе с аккумуляторами необходимо учитывать, что их внутреннее сопротивление очень мало. Поэтому лучше брать несколько таких источников тока и составить из них батарею.
Работу удобно выполнять, используя в качестве источника тока батарейку карманного фонаря.
Образец отчета по лабораторной работе № 8
Лабораторная работа № 8
«Определение ЭДС и внутреннего сопротивления полной цепи»
Учебная цель: исследовать и рассчитать ЭДС и внутреннее сопротивление полной цепи постоянного тока.
Лабораторное оборудование:
источник питания;
набор сопротивлений;
реостат ползунковый;
ключ;
амперметр;
вольтметр;
соединительные провода
№ опыта
Сопротивление резистора, R, Ом
Сила тока, I, А
Внутреннее сопротивление, r,