МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ОУП. 09 ФИЗИКА программы подготовки специалистов среднего звена для специальностей технического профиля
методическая разработка

ОБЛАСТНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

 ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«КУРСКИЙ МОНТАЖНЫЙ ТЕХНИКУМ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

ОУП. 09 ФИЗИКА

программы подготовки специалистов среднего звена

для специальностей технического профиля

г. Курск

Содержание

1. Пояснительная записка

2. Требования к результатам работы, в том числе к оформлению

3. Критерии оценки и формы контроля

4.Лабораторная работа №1.Сохранение механической энергии при движении тела под действием сил тяжести и упругости.

5.Лабораторная работа №2  Изучение одного из изопроцессов (Проверка закона Бойля-Мариотта).

6.Лабораторная работа № 3 Определение влажности воздуха.

7.Лабораторная работа № 4 Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

8.Лабораторная работа № 5  Наблюдение процесса кристаллизации.

9.Лабораторная работа № 6 Исследование мощности, потребляемой лампой от напряжения на ее зажимах.

10.Лабораторная работа № 7 Определение коэффициента полезного действия электрического чайника.

11.Лабораторная работа № 8 Изучение явления электромагнитной индукции.

12.Лабораторная работа № 9. Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити.

13.Лабораторная работа № 10 Определение показателя преломления стекла»

14.Лабораторная работа №11 Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

15. Литература

16. Приложения.

1. Пояснительная записка.

        Лабораторные занятия являются одним из видов учебной  деятельности и направлены  на экспериментальное подтверждение теоретических положений и формирование общих и профессиональных компетенций. Они составляют важную часть теоретической и профессиональной практической подготовки. В процессе лабораторного занятия обучающиеся выполняют одну лабораторную работу под руководством преподавателя в соответствии с изучаемым содержанием учебного материала.

Выполнение обучающимися лабораторных работ проводится с целью:

- формирования умений в соответствии с требованиями к результатам освоения ОУП.09 Физика;

- обобщения, систематизации, углубления, закрепления полученных теоретических знаний;

- совершенствования умений применять полученные знания на практике, реализации единства интеллектуальной и практической деятельности;

- развития интеллектуальных умений у будущих специалистов: аналитических, проектировочных, конструктивных и др.;

- выработки при решении поставленных задач таких профессионально значимых качеств, как самостоятельность, ответственность, точность, творческая инициатива.

Содержание лабораторных работ по учебному предмету ОУП.09 Физика соответствует требованиям к освоению обучающимися планируемых результатов освоения учебного предмета.

Ведущей дидактической целью лабораторных работ является экспериментальное подтверждение и проверка существенных теоретических положений (законов, зависимостей).

         В соответствии с ведущей дидактической целью содержание лабораторных работ – это экспериментальная проверка законов и формул, установление и подтверждение закономерностей физических явлений и процессов, ознакомление с методиками проведения экспериментов, установление свойств веществ, их качественных и количественных характеристик, наблюдение развития явлений, процессов и др.

В ходе выполнения лабораторных работ формируются умения и практический опыт работы с различными приборами, установками, лабораторным оборудованием, аппаратурой, которые составляют часть профессиональной практической подготовки, а также исследовательские умения (наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимости, делать выводы и обобщения, самостоятельно вести исследование, оформлять результаты).

При выборе содержания и объема лабораторных работ учитывается сложность учебного материала для усвоения, внутрипредметные и межпредметные связи, значимость изучаемых теоретических сведений для предстоящей профессиональной деятельности, из того, какое место занимает конкретная работа в совокупности лабораторных работ и их значимости для формирования целостного представления о содержании учебного предмета «Физика».

Лабораторная работа как вид учебного занятия проводиться в специально оборудованной  учебной лаборатории. Продолжительность определяется рабочей программой учебного предмета ОУП.09 Физика.

Обязательными требованиями к проведению лабораторной работы являются инструктаж, проводимый преподавателем, и выполнение  лабораторной работы в тетради для лабораторных работ в соответствии с методическими указаниями, разработанными  преподавателем.

Перечень лабораторных работ, а также количество часов на их проведение обеспечивают реализацию программы подготовки специалистов среднего звена по специальностям технического профиля.

Объем времени, отведенный учебным планом на выполнение лабораторных работ по ОУП. 09 Физике отражается в рабочей  программе учебного предмета.

2. Требования к результатам работы, в том числе к оформлению.

Для более эффективного выполнения лабораторных работ необходимо повторить соответствующий теоретический материал, а на занятиях, прежде всего, внимательно ознакомиться с содержанием работы и оборудованием.

В ходе лабораторной работы необходимо строго соблюдать инструктаж по технике безопасности; все измерения производить с максимальной точностью; для вычислений использовать микрокалькулятор.

После окончания работы каждый обучающийся в тетради для лабораторных работ составляет отчет по следующей схеме:

1) дата, наименование и номер работы;

2) цель работы;

3) перечень оборудования;

4) краткая запись основных теоретических сведений и формул;

5) чертежи электрических схем или установок (если это необходимо);

6) запись цены деления шкалы измерительного прибора;

7) вычисления по физическим формулам;

8) обработка результатов измерений и определение относительной погрешности;

9) таблица результатов измерений и вычислений (заполняется по ходу работы);

10) ответы на контрольные вопросы;

11) вывод по работе.

3. Критерии оценки и формы контроля.

Оценка «5» ставится в том случае, если обучающийся:

а) выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта всё необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей;

д) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4» ставится в том случае, если выполнены требования к оценке «5», но:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерений;

б) допущены два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3» ставится, если работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что можно сделать выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью,

б) или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок ( в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей  и т.д.), не принципиального для данной работы характера, не повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей,

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» ставится в том случае, если:

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильные выводы,

б) или опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к оценке «3».

Оценка «1» ставится в тех случаях, когда обучающийся совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда.

Раздел 1. Механика

Тема 1.3 Законы сохранения в механике.

Лабораторная работа №1(2 ч)

Сохранение механической энергии при движении тела под действием силы тяжести и упругости

Цель работы:  сравнить две величины - уменьшение потенциальной энергии

                           прикреплённого к пружине тела при его падении увеличение

                          потенциальной энергии растянутой пружины.

Оборудование: динамометр, жёсткость пружины, которого 40 Н/м; линейка

                             измерительная; груз из набора по механике; масса груза

                             равна (0,100±0,002) кг, фиксатор, штатив с муфтой и лапкой.

1. Краткие теоретические сведения:

Для работы используется  установка, показанная на рисунке. Если поднять груз, висящий на крючке динамометра так, чтобы пружина не была растянута, то потенциальная энергия груза по отношению, например, к поверхности стола равна mgh. При падении груза (опускание на расстояние x=h) потенциальная энергия груза уменьшается на E1=mgh, а энергия пружины при её деформации увеличивается на E2=kx²/2.

Порядок выполнения работы:

1. Груз из набора по механике прочно укрепите на крючке динамометра.
2. Поднимите рукой груз, разгружая пружину, и установите фиксатор внизу у скобы.
3. Отпустите груз. Падая, груз растянет пружину. Снимите груз и по положению фиксатора измерьте линейкой максимальное удлинение xmax пружины.
4. Повторите опыт 5 раз.
5. Подсчитайте E1ср.=mghср. и E2ср.=kx²/2.
6. Результаты занесите в таблицу:
7. Сделайте вывод по результатам работы.

Сравните отношение E1ср/ E2ср с единицей и сделайте вывод о погрешности, с которой был проверен закон сохранения энергии.

Контрольные вопросы:

1.Что такое деформация?

2.Дайте определение силы упругости? Как она направлена? Какова природа этой силы?

3.Как формулируется и записывается закон Гука?

4.Что такое жёсткость пружины? Какова единица жёсткости в СИ?

5.По какой формуле подсчитывается потенциальная энергия  упруго деформированного тела?

6.Как формулируется закон сохранения механической энергии в общем виде?

Вывод:

.

Раздел 2 Молекулярная физика и термодинамика

Тема 2.1 Основы молекулярно- кинетической теории.

Лабораторная работа №2 (2ч)

Изучение одного из изопроцессов (Проверка закона Бойля-Мариотта).

Цель работы: проверить на опыте закон Бойля-Мариотта.

Оборудование: прибор для изучения газовых законов, барометр, испытуемый газ — воздух.

Теория:

Состояние данной массы газа характеризуется тремя величинами (параметрами): объемом V, давлением р и термодинамической температурой Т. В природе и технике, как правило, происходят изменения всех величин одновременно, но при этом соблюдается закономерность, выраженная уравнением состояния газа:

m = const.

Для данной массы газа произведение объема на давление, деленное на термодинамическую температуру, есть величина постоянная.

Проверить эту зависимость экспериментально можно, используя

прибор для изучения газовых законов (смотри рисунок).

Закон Бойля—Мариотта для изотермического процесса, т. е. процесса, протекающего при постоянной температуре (Т1 = Т2), является частным случаем объединенного газового закона:

Можно сказать, что давление данной массы газа при постоянной температуре изменяется обратно пропорционально его объему.

РV= const, при T=const.

V=Sосн h , тогда P1 Sh1 = P2 Sh2

P1 h1 = P2 h2

Порядок выполнения работы:

1 мм.рт.ст.=133,3 Па

Вычисления:

Контрольные вопросы:

1.При каком условии справедлив закон Бойля-мариотта7

2.Объясните закон для изотермического процесса.

3. Производит ли газ давление в состоянии невесомости?

4. Определить массу 20 л воздуха, находящегося при температуре 273 К под давлением 30 атм.

Вывод:

Раздел 2 Молекулярная физика и термодинамика

Тема 2.3 Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

Лабораторная работа № 3 (2 ч)

Измерение влажности воздуха.

Цель работы: определить относительную влажность воздуха с помощью психрометра в кабинете физики, кабинете математики и коридоре.

Оборудование: психрометр, вода, психрометрическая таблица.

1. Краткие теоретические сведения:

В атмосфере Земли всегда содержатся водяные пары. Их содержание в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютная влажность  D определяется массой водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха, т. е. плотностью 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.

Более точно влажность воздуха определяют е помощью психрометра. Он состоит из двух термометров, резервуар одного из них обернут марлей, опущенной в сосуд с водой. Вода, поднимаясь по капиллярам марли, смачивает резервуар термометра. Если воздух не насыщен водяным паром, то вода с марли испаряется, охлаждая термометр, поэтому термометр с влажным резервуаром покажет более низкую температуру, чем термометр с сухим резервуаром. Чем суше воздух, тем больше разность показаний сухого и мокрого термометров. По этой разности из психрометрических таблиц определяют относительную влажность воздуха. Если воздух насыщен водяным паром, то показания термометров будут одинаковыми, относительная влажность составит 100 %, что возможно, например, во время дождя, тумана и т. п.

Кроме абсолютной влажности необходимо знать и степень насыщения воздуха паром, которая характеризуется его относительной влажностью — величиной, равной отношению абсолютной влажности D к количеству D0 водяного пара в 1 м3, насыщающего воздух при данной температуре, и выраженной в процентах:

Порядок выполнения работы.

1.Проверить наличие воды в стаканчике психрометра и при необходимости долить ее.

2. Определить температуру сухого термометра.

3. Определить температуру смоченного термометра.

4. Пользуясь психрометрической таблицей, определить относительную влажность.

5. Результаты измерений записать в табл. 1.

6. Сделайте вывод по результатам работы..

 Таблица 1.

Контрольные вопросы:

1. Почему показания влажного термометра психрометра меньше показаний сухого термометра? При каком условии разность показаний термометра наибольшая?

2.Температура в помещении понижается, а абсолютная влажность остается прежней. Как изменится разность показаний термометров психрометра?

3.Сухой и влажный термометры психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?

4.Почему после жаркого дня роса бывает более обильна?

5.Почему перед дождем ласточки летают низко?

Вывод:

Раздел 2 Молекулярная физика и термодинамика

Тема 2.3 Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

Лабораторная работа № 4

Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

   Цель: определить коэффициент поверхностного натяжения воды методом отрыва капель.

   Оборудование: сосуд с водой, шприц, сосуд для сбора капель.

Теория:

Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избытком потенциальной энергии по сравнению с энергией молекул, находящихся внутри жидкости.

Как и любая механическая система, поверхностный слой жидкости стремится уменьшить потенциальную энергию и сокращается. При этом совершается работа А:

где σ - коэффициент поверхностного натяжения. Единицы измерения Дж/м2 или Н/м

или  

где Fпн – сила поверхностного натяжения, l – длина границы поверхностного слоя жидкости.

Поверхностное натяжение можно определять различными методами. В лабораторной работе используется метод отрыва капель.

Опыт осуществляют со шприцом, в котором находится исследуемая жидкость. Нажимают на поршень шприца так, чтобы из отверстия узкого конца шприца медленно падали капли. Перед моментом отрыва капли сила тяжести Fтяж=mкапли·g  равна силе поверхностного натяжения Fпн, граница свободной поверхности – окружность капли.

l=π·dкапли

Следовательно:

Опыт показывает, что dкапли =0,9d, где d – диаметр канала узкого конца шприца.

Массу капли можно найти, посчитав количество капель n и зная массу всех капель m.

Масса капель m будет равна массе жидкости в шприце. Зная объем жидкости в шприце V и плотность жидкости ρ можно найти массу m=ρ·V

Ход работы:

1. Подготовьте оборудование:
      
2. Начертите таблицу:

Выполнение работы. 

1. Начертили таблицу:

Опыт 1

1.Наберите в шприц 1 мл воды («один кубик»).

2.Подставьте под шприц сосуд для сбора воды и, плавно нажимая на поршень шприца, добейтесь медленного отрывания капель. Подсчитайте количество капель в 1 мл и результат запишите в таблицу.

3.Вычислите поверхностное натяжение по формуле 

Результат запишите в таблицу.

4.Повторите опыт с 2 мл и 3 мл воды.

5.Найдите среднее значение поверхностного натяжения 

Результат запишите в таблицу.

Сравните полученный результат с табличным значением поверхностного натяжения с учетом температуры.

6.Определите относительную погрешность методом оценки результатов измерений.

2. Результат запишите в таблицу.

Вычисляем поверхностное натяжение по формуле 

 σ1 =

σ2 =

σ3 =

Находим среднее значение поверхностного натяжения по формуле:  

σср =

Определяем относительную погрешность методом оценки результатов измерений.

δ=

Контрольные вопросы:

1. Почему поверхностное натяжение зависит от рода жидкости?

2. Почему и как зависит поверхностное натяжение от температуры?

3. Изменится ли результат вычисления поверхностного натяжения, если опыт проводить в другом месте Земли?

4. Изменится ли результат вычисления, если диаметр капель трубки будет меньше?

5. Почему следует добиваться медленного падения капель?

Вывод:

Раздел 2 Молекулярная физика и термодинамика

Тема 2.3 Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

Лабораторная работа № 5 (2 ч)

Наблюдение процесса кристаллизации.

Цель работы: пронаблюдать кристаллизацию вещества на примере роста

                          кристалла соли из раствора.

Оборудование: соль  крупного помола (поваренная, медный купорос или                             другая), вода, стеклянный сосуд - 2шт. (банки объёмом 1л),                             нитка, карандаш.

Советы и рекомендации:

- соль лучше брать крупного помола (для засолки);

- не допускать попадания мусора в раствор, где растёт кристалл;

- если раствор охлаждать быстро, то кристаллы будут расти тоже быстро, но их форма может оказаться неправильной;

- если же раствор охлаждать медленно, то форма кристаллов будет правильной;

- кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора;

- за 2-3 недели можно вырастить красивые кристаллы в домашних условиях;

- в 100г воды при t=20ͦͦ С  может раствориться приблизительно 35г поваренной соли. С повышением температуры растворимость соли растёт.

Порядок выполнения  работы:        

Кристаллы поваренной соли  NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики.

1. Заранее подготовьте более крупный кристаллик . Это будет ваша «затравка». Привяжите его к нитке, нитку закрепите на карандаше. (Можно положить кристаллик на дно сосуда с насыщенным раствором соли.)
2.  Наполните стеклянную банку водой. Добавьте в неё немного поваренной соли. Перемешайте состав, чтобы вся соль растворилась. Добавьте ещё немного соли, также добейтесь полного растворения. Проделывайте эту операцию до тех пор , пока соль не перестанет растворяться, т.е. пока на дне банки не появиться осадок из кристалликов соли.
3. После этого вам необходимо нагреть полученный раствор . Для этого поставьте банку в кастрюлю с  тёплой  водой (50°С-60°С). Продолжайте помешивание. Когда банка нагреется осадок раствориться в воде.
4. Для большей надёжности избавьтесь от остатков осадка путём переливания раствора в новую банку.
5. Поставьте банку с раствором в спокойное место при комнатной температуре, в котором на него не будут влиять внешние воздействия.
6. Теперь возьмите  «затравку», привязанную на карандаш, опустите в сосуд с насыщенным раствором соли так, чтобы кристаллик  не касался стенок сосуда. Зафиксируйте карандаш на краю банки. Накройте банку листом бумаги.
7. Теперь вам необходимо ждать . Раз в неделю рекомендуется обновлять раствор по той же схеме, как описано выше и опустить в него этот же кристаллик. В остальное время банку с раствором трогать не стоит.
8. Спустя некоторое время вы заметите, как ваш кристалл увеличивается в размерах.
9.  Время выращивания кристалла 2-3 недели
10.  Когда кристаллы подрастут и уже более не будут увеличиваться  –аккуратно вытащить кристаллы  из воды. Высушить их на газете. Раствор слить.
11.  Сделать вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы:

1. Какие виды кристаллических решеток вы знаете?
2. Что такое полиморфизм?
3. Что означает анизотропия?
4. Приведите пример аморфных тел.
5. Назовите виды кристаллов.
6. Какими свойствами облает твердое тело.

Вывод:

Раздел 3 Электродинамика

Тема 3.2 Законы постоянного тока

Лабораторная работа № 6 (2 ч)

Исследование мощности, потребляемой лампой от напряжения на ее зажимах.

Цель работы: на опыте исследовать зависимость мощности, потребляемой лампой накаливания, от напряжения на ее зажимах.

Оборудование: электрическая лампа, источник питания, реостат, амперметр, вольтметр, омметр, ключ, провода, миллиметровая бумага.

Теоретические сведения.

 При замыкании электрической цепи на ее участке с сопротивлением R,

токомI, напряжением на концах U производится работа  А:

A= IUt = I2Rt =  U2t/R

Величина, равная отношению работы тока ко времени, за которое она совершается, называется мощностью Р: P=A/t. 

Следовательно, 

P = IU = I2R = U2/R (1)

Анализ выражения (1) убеждает нас в том, что Р — функция двух переменных. Зависимость Р от U можно исследовать экспериментально.

Порядок выполнения работы.

1. Определить цену деления шкалы измерительных приборов.

2. Омметром измерить сопротивление нити лампы при комнатной температуре.

3.Составить   электрическую   цепь по схеме, изображенной на рисунке, соблюдая полярность приборов.

4.После проверки цепи преподавателем ключ замкнуть. С помощью реостата установить наименьшее значение напряжения. Снять показания   измерительных приборов.

5.Постепенно перемещая,   ползунок реостата, снять 8—10 раз показания амперметра и вольтметра.

6.Для каждого значения  напряжения   определить   мощность P=UI, потребляемую лампой, сопротивление нити накала  RT=U/I 

7. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.

8.  Построить график зависимости мощности, потребляемой лампой P (Вт), от напряжения на ее зажимах U (В).  По оси ординат откладывать мощность в ваттах, на оси абсцисс – напряжение.

9. Сделать вывод.

Контрольные вопросы.

1.  Каков физический смысл напряжения на участке электрической цепи?
2.  Какие способы определения мощности тока вам известны?
3. Лампы  200-ваттная и 60-ваттная, рассчитаны на одно напряжение. Сопротивление,  какой лампы больше? Во сколько раз?
4. Можно ли по яркости свечения электрической лампы судить о количестве теплоты, выделяемой в нити лампы при нагревании электрическим током?

5.Как зависит количество теплоты, выделяемой в нити лампы, от силы тока?

6.Какие превращения энергии происходит в замкнутой электрической цепи?

7.На всех ли участках цепи ток совершает работу?

Раздел 3 Электродинамика

Тема 3.2 Законы постоянного тока

Лабораторная работа №7 (2 ч)

Определение коэффициента полезного действия электрического чайника

Цель работы: вычислить КПД  электрического чайника.

Оборудование:

1)электрический чайник

2) источник электрического тока (розетка квартирной электропроводки),

3) водопроводная вода,

4) термометр,

5) часы с секундной

стрелкой (секундомер),

6) таблица (справочник по физике),

7) калькулятор.

Порядок выполнения работы:

Электрический чайник отключен от электрической сети. Берем в руки пустой

чайник, переворачиваем его, изучаем паспорт чайника, записываем значение мощности нагревательного элемента.

1) Открываем крышку чайника, наливаем в него воду из крана объемом 1 литр (1 килограмм ).

2) Термометр помещаем в чайник с водой.

3) Измеряем температуру воды в чайнике.

4) Вынимаем термометр из воды.

5) Плотно закрываем крышку чайника.

6) Ставим чайник на платформу.

7) Включаем чайник и засекаем время по часам. Вода в чайнике нагревается. Следим за показаниями часов.

8) Отмечаем момент автоматического отключения чайника (момент закипания воды).

9) Вычисляем промежуток времени, в течение которого нагревалась вода от

начальной температуры до кипения

10) Осторожно снимаем с платформы чайник с горячей водой.

Выливаем воду из чайника в раковину.

11) Рассчитываем работу электрического тока по формуле А = Р *t,

где А – работа электрического тока, Р–электрическая мощность нагревательного прибора, t–промежуток времени, в течение которого нагревается вода .

12) Вычисляем количество теплоты по формуле Q = cm(Т2-Т1), где с–удельная теплоѐмкость воды (с=4200 Дж/кг*ͦС ), m–масса воды, кг.

T2= 100°C–температура кипения воды, 4м=Т1- начальная температура воды  (измеряется термометром ).

13) Рассчитываем коэффициент полезного действия нагревательного элемента электрического чайника по формуле ŋ =  *100%.

14) A результаты опытов и вычислений записываем

в таблицу.

15) Сделайте вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы:

1. Как рассчитать количество теплоты, выделяющееся в проводнике при протекании по нему тока, зная сопротивление этого проводника?

2. Почему спираль электрочайника изготавливают из проводника большой площади поперечного сечения? Дайте развёрнутый ответ.

3. Приведите примеры других электроприборов, в которых нагревательным элементом является спираль. Чем эти приборы отличаются друг от друга?

Вывод:

Раздел 3 Электродинамика

Тема 3.5 Электромагнитная индукция

Лабораторная работа № 8 (2ч)

Изучение явления электромагнитной индукции.

Цель работы: доказать экспериментально правило Ленца, определяющее    направление тока при электромагнитной индукции.

Оборудование: дугообразный магнит, катушка-моток, миллиамперметр, полосовой магнит.

Ход работы:

Порядок выполнения работы:

1. Катушку-моток подключите к зажимам миллиамперметра.

2. Северный полюс дугообразного магнита внесите в катушку вдоль ее оси. В последующих опытах полюса магнита перемещайте с одной и той же стороны катушки, положение которой не изменяется.

3. Результаты занесите в таблицу.

4. То же проделайте в остальных трех случаях.

Для каждого способа получения индукционного тока определяют:        

1. направление индукционного тока I в катушке;        
2. направление вектора магнитной индукции поля индукционного тока  в катушке;

3. направление вектора магнитной индукции поля магнита   катушке;
4. изменение магнитного потока поля магнита    через  катушку.

Направление индукционного тока в катушке определяют по направлению отклонения стрелки миллиамперметра и по направлению намотки витков катушки; направление вектора магнитной индукции поля индукционного тока в катушке — по правилу винта; направление вектора магнитной индукции поля магнита в катушке — по расположению полюсов магнита; изменение магнитного потока поля магнита через катушку — по направлению движения магнита.

Результаты опытов записывают в соответствующие столбцы таблицы. Для краткости записи направления индукционного тока в катушке I условно изображают в виде дуговых стрелок  «     », «     », и направления ,  — в виде горизонтальных стрелок «→ », «←», а — знаками      « + » (возрастание магнитного потока) и « — » (убывание магнитного потока), если смотреть на катушку со стороны магнита.

5. Сделайте вывод.

Контрольные вопросы.

1. Дайте определение электромагнитной индукции.
2. Запишите формулу ЭДС индукции электромагнитно поля.
3. Что такое индукционный ток?
4. Каким является индуцированное электрическое поле?

Магнитный поток (формула).

Раздел 4 Колебания и волны

Тема 4.1 Механические колебания и волны.

Лабораторная работа № 9 (2 ч)

Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити. 

Цель работы: состоит в экспериментальной проверке формулы, связывающей период колебаний маятника с длиной его подвеса.

Оборудование: штатив с перекладиной и муфтой, нить с петлями на концах, груз с крючком, линейка, электронный секундомер

1. Краткие теоретические сведения:

Рассмотрим колебания нитяного маятника, т.е. небольшого тела (например, шарика), подвешенного на нити, длина которой значительно превышает размеры самого тела. Если шарик отклонить от положения равновесия и отпустить, то он начнет колебаться. Сначала маятник движется с нарастающей скоростью вниз. В положении равновесия скорость шарика не равна нулю, и он по инерции движется вверх. По достижении наивысшего положения шарик снова начинает двигаться вниз. Это будут свободные колебания маятника.

Свободные колебания – это колебания, которые возникают  в системе под действием внутренних сил, после того, как система была выведена из положения устойчивого равновесия.

Колебательное движение характеризуют амплитудой, периодом и частотой колебаний.

Амплитуда колебаний - это наибольшее смещение колеблющегося тела от положения равновесия. Обозначается А. Единица измерения - метр [1м].

Период колебаний - это время, за которое тело совершает одно полное колебание. Обозначается Т. Единица измерения - секунда [1с].

Частота колебаний - это число колебаний, совершаемых за единицу времени. Обозначается ν. Единица измерения - герц [1Гц].

Тело, подвешенное на невесомой нерастяжимой нити называют математическим маятником.

Период колебаний математического маятника определяется формулой: 

 (1), где l – длина подвеса, а g – ускорение свободного падения.

Период колебаний математического маятника зависит:

1) от длины нити (период колебаний математического маятника пропорционален корню квадратному из длины нити Т ~√ ,  т.е., например при уменьшении длины нити в 4 раза, период уменьшается в 2 раза; при уменьшении длины нити в 9 раз, период уменьшается в 3 раза);

2) от ускорения свободного падения той местности, где происходят колебания. Период колебаний математического маятника обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободного падения 

Т ~ .

В работе мы исследуем колебания математического маятника. Это следствие и проверяют в работе. Поочередно испытывают два маятника, длины подвесов которых отличаются в два раза. Каждый из маятников приводят в движение и измеряют время, за которое он совершит определённое количество колебаний. Чтобы уменьшить влияние побочных факторов, опыт с каждым маятником проводят несколько раз и находят среднее значение времени, затраченное маятником на совершение заданного числа колебаний. Затем вычисляют периоды маятников и находят их отношение.

Выполнение работы.

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

2. Закрепите перекладину в муфте у верхнего края стержня штатива. Штатив разместите на столе так, чтобы конец перекладины выступал за край поверхности стола. Подвесьте к перекладине с помощью нити один груз из набора. Расстояние от точки повеса до центра груза должно быть 10-20 см.

3. Подготовьте электронный секундомер к работе в ручном режиме.

4. Отклоните груз на 5-6 см от положения равновесия и замерьте время, за которое груз совершит 20 полных колебаний (при отклонении груза следите, чтобы угол отклонения не был велик).

5. Повторите измерение 3-4 раза и определите среднее время tср1=(t1+t2+t3+t4)/4

6. Вычислите период колебания груза с длиной подвеса 10-20 см.

7. Увеличьте длину подвеса в четыре раза.

8. Повторите серию опытов с маятником новой длины и вычислите его период колебаний по формуле. 

10. Сравните периоды колебаний двух маятников, длины которых отличались в четыре раза, и сделайте вывод относительно справедливости формулы (1). Укажите возможные причины расхождения результатов.

Контрольные вопросы

1. Что называют периодом колебаний маятника?

2. Что называют частотой колебаний маятника? Какова единица частоты колебаний?

3. От каких величин и как зависит период колебаний математического маятника?

4. От каких величин и как зависит период колебаний пружинного маятника?

5. Какие колебания называют собственными?

Вывод:

Раздел 5 Оптика

Тема 5.1 Природа света

Лабораторная работа № 10 (2 ч)

Определение показателя преломления стеклянной призмы

Цель работы: определить показатель преломления стеклянной пластины.

Оборудование: стеклянная пластина с двумя параллельными гранями, булавки,

                            транспортир, таблица тригонометрических функций.

                   6. Опыт повторить 3 раза.

                     7. Занести данные в таблицу:

8. Вычислите погрешности результата.

8. Сделайте вывод.

Контрольные вопросы:

1. В чем сущность явления преломления?
2. В каких случаях свет на границе раздела двух сред не преломляется?
3. Что называется коэффициентом преломления?
4. В чем различие абсолютного и относительного показателей преломления.
5. Запишите формулу закона преломления.

 Вывод:

Раздел 5 Оптика

Тема 5.2 Волновые свойства света

Лабораторная работа № 11 (2 ч)

Измерение длины  световой волны с помощью дифракционной решетки

   Цель работы: измерить длину световой волны с помощью дифракционной решетки.

Контрольные вопросы:

1. Что такое дифракция?
2. Почему максимумы располагаются как слева, так и справа от нулевого максимума?
3. Запишите формулу максимума дифракционной решетки.
4. Какой вид имеет интерференционная картина в случае монохроматического света от круглого источника?
5. В каких точках экрана получается световой минимум?

Вывод:

4. Литература:

Печатные издания:

1.Дмитриева,В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля [Текст]: учебник для образоват. учреждений сред. проф. образования/ В.Ф.Дмитриева. - 6-е изд., стер. — М.: Академия, 2019. – 464 с.

2.Дмитриева,В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Сборник задач [Текст]: учеб. пособие для образовательных учреждений сред. проф. образования/ В.Ф.Дмитриева. — М.: Академия, 2015. – 336 с.

3.Дмитриева, В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Контрольные материалы [Текст]: учеб. пособие для учреждений сред. проф. образования/ В. Ф. Дмитриева, Л. И. Васильев. — М.: Академия, 2014. – 228 с.

4.Дмитриева,В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Лабораторный практикум [Текст]: учеб. пособие для учреждений сред. проф. образования/ В.Ф. Дмитриева, А.В. Коржуев, О. В. Муртазина. - 2-е изд., стер. — М.: Академия, 2016. – 230 с.

5.Мякишев,Г.Я.Физика. 10 кл. Базовый и углубленный уровни [Электронный ресурс]: учебник/ Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин; под ред.Н.А.Парфентьевой. – М.: Просвещение, 2023.

6.Мякишев,Г.Я.Физика. 11 кл. Базовый и углубленный уровни [Электронный ресурс]: учебник/ Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин; под ред.Н.А.Парфентьевой. – М.: Просвещение, 2023.

3Электронные издания (электронные ресурсы):

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов. – Режим доступа: http://school-collection.edu.ru/catalog/pupil/?subject=30 (дата обращения: 29.08.2022);

2. КМ-школа. – Режим доступа: http://www.km-school.ru/ (дата обращения: 29.08.2022);

3. Открытая физика. – Режим доступа: http://www.physics.ru/courses/op25part2/design/index.htm (дата обращения: 29.08.2022);

4. Платформа ЯКласс – Режим доступа: http://www. yaklass.ru /(дата обращения: 29.08.2022);

5. Российская электронная школа – Режим доступа: http://www.resh.edu.ru/(дата обращения: 29.08.2022);

6. Физика.ru. – Режим доступа: http://www.fizika.ru (дата обращения:29.08.2022);

7. ФИПИ (ВПР 11 класс) – Режим доступа: http://www.fipi.ru /(дата обращения: 29.08.2022);

Электронный учебник – Режим доступа: http://www.physbook.ru/(дата обращения: 29.08.2022)

Дополнительные источники:

1. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики с примерами решения задач [Электронный ресурс]: PDF—копия книги для СПО/ Т.И.Трофимова. – М.: КНОРУС, 2015. – 1 электрон.опт.диск (CD-R). – (Электронные издания)

2. Трофимова,Т.И. Краткий курс физики с примерами решения задач [Текст]: учеб.пособие / Т.И.Трофимова. – 4-е изд., стер. – М.:КНОРУС, 2017. – 280 с. – (Среднее профессиональное образование)

3. Фирсов, А.В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей [Текст]: учебник для СПО / А. В. Фирсов; под ред.Т.И.Трофимовой. - 5-е изд.,стер. - М.: Академия, 2020. - 352 с. - (Профессиональное образование. Общеобразовательные дисциплины).