добавленные лабораторные работы в курс физики 7-9 класса
(физика) по теме

Лабораторные работы,

добавленные в последней редакции  общеобразовательной программы по физике.

Пояснительная записка.

Данная  работа представляет собой попытку создания описаний лабораторных работ, которые отсутствуют в учебниках физики 7 -9 классов. Описания некоторых работ составлены самостоятельно, а некоторые полностью или частично взяты из различных печатных пособий. Думаю, что имея какое-то описание, учителю есть от чего оттолкнуться и предложить учащимся свой вариант выполнения той или иной лабораторной работы.

В описаниях лабораторных работ не дан расчет погрешности. Это предлагается учащимся сделать самостоятельно после объяснений учителем темы: «Прямые и косвенные измерения физических величин. Абсолютная и относительная погрешности».

Перечень добавленных лабораторных работ в 7 – 9 классах.

7класс.

1. Л.р. №1 . Измерение физических величин с учетом абсолютной погрешности.

2. Л.р. №3. Изучение зависимости пути от времени при прямолинейном равномерном                                движении. Измерение скорости.

3. Л.р №7. Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жесткости пружины.

4.Л.р. №8. Исследование зависимости силы трения скольжения от силы нормального давления.

5.Л.р. №9. Определение центра тяжести плоской пластины.

6.Л.р. №10. Измерение давления твердого тела на опору.

8 класс.

1.Л.р. №1. Исследование изменения со временем температуры остывающей воды.

2.Л.р. №4 Измерение относительной влажности воздуха.

3.Л.р. №8. Исследование зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах при постоянном сопротивлении. Измерение сопротивления проводника.

4.Л.р. №12. Исследование зависимости угла отражения от угла падения света.

5.Л.р. №13. Исследование зависимости угла преломления от угла падения света.

9 класс.

1.Л.р. №3 Исследование зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза и жесткости пружины.

2.Л.р. №6. Наблюдение сплошного и линейчатых спектров испускания.

3. Л.р. №9. Измерение естественного радиационного фона дозиметром.

Лабораторные работы   7 класс

Лабораторная работа №1.

Измерение физических величин с учетом абсолютной погрешности.

Цель работы: научиться

1) определять цену деления измерительных приборов;

2)  измерять физические величины с учетом абсолютной погрешности.

Приборы и материалы: измерительный цилиндр (мензурка), линейка, термометр, стакан с водой, небольшая баночка, пробирка, пузырек.

Порядок выполнения работы.

1.Определите цену деления измерительных приборов и абсолютную погрешность измерения этими приборами (пока под абсолютной погрешностью измерений считаем абсолютную погрешность отсчета , которая получается от недостаточно точного отсчитывания показаний средств измерения, ∆А – равна в большинстве случаев половине цены деления измерительного прибора).

а) цена деления мензурки ц.д. =

    ∆V = ½ ц.д. мензурки,     ∆V =        

б) цена деления термометра ц.д.=

    ∆t =   ½ ц.д. термометра,   ∆t =  

в) цена деления линейки ц.д.=

    ∆ ℓ = ½ ц.д. линейки,    ∆ℓ=  

2.Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений.

                          Таблица.                  

В таблице А – измеряемая величина (объем, температура, высота); ∆А – абсолютная погрешность измеряемой величины (∆V, ∆t,  ∆ℓ).

3.Измерьте объемы названных сосудов. Налейте полный пузырек воды из стакана, потом осторожно перелейте воду в измерительный цилиндр. Определите и запишите объем налитой воды с учетом погрешности. Обратите внимание на правильное положение глаза при отсчете объема жидкости. Глаз следует направить на деление, совпадающее с плоской частью поверхности жидкости. Таким же образом определите объем пробирки и баночки.

4.Измерьте температуру воды в стакане.

5.Измерьте высоту пробирки. Данные всех измерений занесите в таблицу.

6. Сделайте вывод.

Лабораторная работа №3.

Изучение зависимости пути от времени при прямолинейном равномерном движении. Измерение скорости.

Цель работы: убедиться в том, что при равномерном движении тело за  любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути. Измерить скорость.                        

Приборы и материалы: трубка стеклянная   длиной не менее 200 мм  с водой(можно использовать трубку  длиной 600 мм из оборудования на газовые законы)  , стеариновым шариком и тремя резиновыми кольцами (кольца от детских надувных шариков), метроном (один на класс), линейка измерительная.

Порядок выполнения работы.

1.Расположите стеклянную трубку с водой вертикально и держите ее в таком положении до тех пор, пока стеариновый шарик не поднимется к верхнему концу трубки.

2.Одновременно с одним из ударов метронома, настроенного на частоту 120 ударов в минуту, поверните трубку на 1800 и сосчитайте число ударов, за которые шарик проходит всю длину трубки.

3. Поместите резиновое кольцо на середине трубки и убедитесь, что за половину времени движения шарик проходит половину длины трубки.

4.Разделите трубку резиновыми кольцами на три, а затем на четыре равные части и, проведя опыты, убедитесь в том, что за треть и четверть времени шарик проходит третью и четвертую часть длины трубки.

5. Результаты измерений внесите в таблицу.

                   Таблица. (вся длина трубки принята за 1).

 6.Сделайте вывод о характере движения (смотри цель работы).

7.Измерьте величину скорости равномерного движения. Для этого:

   а) измерьте длину трубки s ;

   б)измерьте время движения шарика в трубке  t = 0,5 n, где n –число ударов метронома;

    в) по формуле рассчитайте скорость v = s/t.

8.Расчитайте абсолютную и относительную погрешности измерения скорости шарика.

Лабораторная работа №7.

Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жесткости пружины.

Цель работы: исследовать, как зависит сила упругости пружины от удлинения пружины и измерить жесткость пружины.  

Сила тяжести грузов, подвешенных к пружине, уравновешивается силой упругости, возникающей в пружине. При изменении числа грузов, подвешенных к пружине, изменяется ее удлинение и сила упругости. По закону Гука Fупр. = k│ ∆ℓ│, где ∆ℓ- удлинение пружины,  k – жесткость пружины.  По результатам нескольких опытов постройте график зависимости модуля силы упругости Fупр.  от модуля удлинения │ ∆ℓ│. При построении графика по результатам опыта экспериментальные точки могут не оказаться на прямой, которая соответствует формуле Fупр. = k│ ∆ℓ│. Это связано с погрешностями измерения. В этом случае график надо проводить так, чтобы примерно одинаковое число точек оказалось по разные стороны от прямой. После построения графика сделайте вывод о зависимости силы упругости от удлинения пружины .

Возьмите точку на прямой (в средней части графика) и определите по графику соответствующие этой точке значения силы упругости и удлинения и вычислите жесткость k. Она и будет искомым средним значением жесткости пружины.  

Приборы и материалы: штатив с муфтами и лапкой, спиральная пружина, набор грузов , масса каждого по 0,1 кг, линейка.  

Порядок выполнения работы.

1.Закрепите на штативе конец спиральной пружины.

2.Рядом с пружиной установите и закрепите линейку.

3.Отметьте и запишите то деление линейки, против которого приходится стрелка-указатель пружины.

4.Подвесьте груз известной массы и измерьте вызванное им удлинение пружины.

5.К первому грузу добавьте второй, третий и четвертый грузы, записывая каждый раз удлинение  │ ∆ℓ│пружины. По результатам измерений составьте таблицу:

6.По результатам измерений постройте график зависимости силы упругости от удлинения и , пользуясь им, определите среднее значение жесткости пружины kср.

kср. = F / │ ∆ℓ│.

Лабораторная работа №8.

Исследование зависимости силы трения скольжения от силы нормального давления.

Цель работы: выяснить, зависит ли сила трения скольжения от силы нормального давления, если зависит, то как.

Приборы и материалы: динамометр, деревянный брусок, деревянная линейка, набор грузов.

Порядок выполнения работы.

1.Определите цену деления шкалы динамометра.

2.Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.

3.Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Запишите показания динамометра, это и есть величина силы трения скольжения.

4.К первому грузу добавьте второй, третий, четвертый грузы, каждый раз измеряя силу трения. С увеличением числа грузов растет сила нормального давления.

5.Результаты измерений занесите в таблицу.

6.Сделайте вывод: зависит ли сила трения скольжения от силы нормального давления, и если зависит, то как? 

Лабораторная работа №9

Определение центра тяжести плоской пластины.

Цель работы: найти точку, служащую центром тяжести пластины.

Точка, через которую должна проходить линия действия силы, чтобы тело двигалось поступательно, называется центром тяжести тела. В однородном поле тяжести центр тяжести совпадает с центром масс тела.

Если плоскую пластину подвесить в какой-либо точке, она расположится так, что вертикальная прямая, проведенная через точку подвеса, пройдет через центр тяжести пластины. Это позволяет находить центр тяжести плоских пластин опытным путем. Для этого нужно, подвесив пластину в какой-либо точке, прочертить на ней вертикальную прямую, проходящую через точку подвеса. Затем проделать те же операции, подвесив пластину в другой точке. Точка пересечения проведенных прямых даст положение центра тяжести пластины. Для того чтобы убедиться в этом, пластину можно подвесить в третьей точке. Вертикальная прямая, проходящая через точку подвеса, должна пройти через точку пересечения двух прямых. Можно также уравновесить пластину на острие булавки. Пластина будет находиться в равновесии, если точка опоры совпадает с центром тяжести.

 Приборы и материалы: линейка, плоская пластина произвольной формы, отвес, булавка, штатив с лапкой и муфтой, пробка.

Порядок выполнения работы.

1.Зажать в лапке штатива пробку в горизонтальном положении.  

2.С помощью булавки, которая вкалывается в пробку, подвесить пластину и отвес.

3.Остро отточенным карандашом отметить линию отвеса на нижнем и верхнем краях пластины.

4.Сняв пластину, провести на ней линию, соединяющую отмеченные точки.

5.Повторить опыт , подвесив пластину в другой точке.

6.Убедиться в том, что точка пересечения проведенных прямых является центром тяжести пластины.

7.Сделать вывод.  

Дополнительное задание.

Можно провести исследования по определению центра тяжести плоской пластины:

а) правильной геометрической формы (круг, квадрат, кольцо, прямоугольник);

б) со смещенным центром тяжести пластины правильной геометрической формы;

в) пластины произвольной формы.

Лабораторная работа №10.

Измерение давления твердого тела на опору.

Цель работы: измерить давление твердого тела на опору и выяснить, зависит ли оно от площади опоры, и если зависит, то как.

Приборы и материалы: динамометр, линейка измерительная, брусок деревянный.

Порядок выполнения работы.

1.Определите цену деления динамометра.

2.Измерьте силу давления бруска на стол (вес бруска)с помощью динамометра.

3.Измерьте длину, ширину и высоту бруска.

4.Используя полученные данные, вычислите площади наименьшей и наибольшей граней бруска.

5.Расситайте давление, которое производит брусок на стол наименьшей и наибольшей гранями.

6.Результаты измерений и вычислений запишите в тетрадь и занесите в таблицу.

7.Вычисления S –наименьшей грани, S – наибольшей грани, p – давление наименьшей гранью, p – давление наибольшей гранью выполнить в тетради после таблицы.

8.Сделайте вывод о том, как давление твердого тела зависит от площади опоры при неизменной силе давления.

Лабораторные работы   8 класс

 Лабораторная работа №1

Исследование изменения со временем температуры остывающей воды.

Цель работы: исследовать изменение со временем температуры остывающей воды.

Приборы и материалы: сосуд с горячей водой (70оС – 80оС), стакан, термометр.

Выполнение работы.

1.Определите цену деления термометра.

  2.Налейте в стакан горячую воду массой 100 – 150 г.

 3. Поместите термометр в воду и каждую минуту снимайте его показания. Результаты измерений занесите в таблицу.  

 4.По полученным данным постройте график изменения температуры с течением времени, при этом по оси  ОХ отмечайте время , а по оси ОУ – температуру.            

 5.Сравните изменения температуры воды, произошедшие за одну из первых и одну из последних минут процесса остывания. Сделайте вывод о том, равномерно ли остывает вода в области более высоких и более низких температур. В области каких температур вода остывает быстрее?

Таблица

При работе с термометром следует выполнять следующие правила:

1) для уменьшения погрешности измерений необходимо снимать показания, располагая термометр на уровне глаз;

 2)помещать термометр непосредственно в вещество, температура которого измеряется;  

 3)снимать показания термометра после того, как установится температура.

Лабораторная работа №4.

Измерение относительной влажности воздуха.

Цель работы: измерить влажность воздуха в кабинете физики двумя способами и сравнить полученные результаты.

Приборы и материалы: волосной гигрометр, психрометр.

Порядок выполнения работы.                                                                                      Демонстрационный вариант выполнения работы.     

1.Ответьте на вопрос: что лежит в основе принципа действия волосного гигрометра?    

 2.Определите по волосному гигрометру относительную влажность воздуха и запишите  результат в тетрадь.      

3.Определите влажность воздуха с помощью психрометра. Для этого:                                                      а)  определите цену деления термометра                                                                                                                    б) определите температуру сухого термометра  tсухого                                                                                                                                       в) определите температуру увлажненного термометра tувл.                                                                                                                       г) найдите разницу показаний сухого и влажного термометров  ∆t= tсухого- tувл.                                                              д) используя психрометрическую таблицу, определите влажность воздуха φ.

4.Сделайте вывод, сравнив полученные двумя способами значения влажности воздуха.

5.  Решить задачи №1167,1161. Сборник задач по физике.В.И.Лукашик,

Е.В.Иванова.М.Просвещение. 2005г.

Фронтальный вариант выполнения работы.

1.Изготовить модель психрометра. Для этого оберните резервуар термометра со спиртом кусочком ткани и закрепите ее нитью.

2.Измерьте температуру воздуха в кабинете, tсухого

3.Измерьте температуру воды в сосуде. Она должна иметь комнатную температуру.

4. Смочите ткань водой и некоторое время наблюдайте за изменением показаний увлажненного термометра. Запишите температуру увлажненного термометра tувл. в тот момент, когда температура перестанет изменяться.

5. Найдите разницу показаний сухого и влажного термометров  ∆t= tсухого- tувл.  

 6. Используя психрометрическую таблицу, определите влажность воздуха φ.

7.Сравните измеренное значение влажности с помощью модели психрометра с влажностью, измеренную психрометром или волосным гигрометром. Сделайте вывод.

Лабораторная работа №8.

Исследование зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах при постоянном сопротивлении. Измерение сопротивления проводника.

Цель работы: убедиться в том, что сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению на его концах. Научиться измерять сопротивление проводника при помощи амперметра и вольтметра.

Приборы и материалы: источники постоянного тока ,исследуемый проводник (небольшая никелиновая спираль), амперметр, вольтметр, реостат, ключ, соединительные провода.

Порядок выполнения работы.

1.Начертите схему электрической цепи, соединив последовательно источник питания, спираль, амперметр, реостат ,ключ. Вольтметр подключается параллельно спирали.

2.Соберите электрическую цепь по схеме.

3.При четырех положениях ползунка реостата (крайнее левое,1/3 от левого конца реостата, середина, крайнее правое) произвести измерения силы тока в цепи и напряжения на концах спирали.

4.Результаты измерений занесите в таблицу.

5.Используя закон Ома, вычислите сопротивление проводника по данным каждого отдельного измерения.

6. Результаты вычислений занесите в таблицу.

7.Сделайте вывод о том, как зависит сила тока от приложенного напряжения и зависит ли сопротивление проводника от приложенного напряжения к проводнику и силы тока в нем.

Лабораторная работа №12.

Исследование зависимости угла отражения от угла падения света.

Цель работы: убедиться в том, что угол отражения света всегда равен углу падения.

Приборы и материалы: источник тока, лампочка, ключ, реостат, соединительные

провода, экран с узкой щелью, транспортир, плоское зеркало с держателем.

Порядок выполнения работы.

1. Собрать электрическую цепь, последовательно соединив источник тока, лампочку, реостат, ключ.

2. Установите зеркало на листе тетради.

3. Проведите на листе линию вдоль отражающей поверхности.

4.  С помощью экрана с щелью получите тонкий световой пучок.

5. Направьте световой пучок на зеркало.

6. На падающем и отраженном лучах поставьте по две точки.

7. Выключите лампочку и через точки проведите падающий и отраженный лучи.

8. В точке падения луча на зеркало восстановите перпендикуляр к его поверхности.

9. Измерьте углы падения и отражения.

10. Повторите опыт пять раз, изменяя направление падающего луча.

11. Все измеренные значения углов запишите в таблицу.

12.Проанализируйте результаты и сделайте вывод.

 Лабораторная работа №13.

Исследование зависимости угла преломления от угла падения света.

Цель работы: экспериментально подтвердить то, что отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред.

Приборы и материалы: стеклянная пластина с параллельными гранями, транспортир, линейка,  источник света, лампочка, ключ, соединительные провода, экран с узкой щелью.

Порядок выполнения работы.

1. Собрать электрическую цепь, соединив последовательно источник света, лампочку, ключ, реостат.

2. Обведите контур основания стеклянной пластинки карандашом. В дальнейшем при выполнении опыта следите за тем, чтобы пластинка не смещалась за пределы контура.

3. Направить световой пучок на пластинку. Поставить нападающем пучке две точки. На вышедшем из пластинки пучке поставить тоже две точки.

4.Убрать пластинку, провести падающий и преломленный лучи, восстановить

перпендикуляры к поверхности пластинки в точках падения луча на пластинку и выхода из нее.

5. Измерить транспортиром углы падения и преломления.

6. Изменяя угол падения луча, повторить опыт три раза.

7. Все измеренные и вычисленные величины записать в таблицу.

8. Сделать вывод.

Лабораторные работы   9 класс

Лабораторная работа №3.

Исследование зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза и жесткости пружины.

Цель работы: выяснить, как зависит период колебаний пружинного маятника от массы груза и жесткости пружины.

Приборы и материалы: набор пружин с разной жесткостью, набор грузов, массой 100 г, секундомер.

Порядок выполнения работы.

1.  Закрепить пружину в штативе и подвесить к ней один груз.

2. Измерить время 20 колебаний.

3.Вычислить период.

4.Повторить опыт, меняя число подвешенных грузов.

5. Оставив один груз и меняя пружины разной жесткости, измерить период колебаний груза .

6. Все измерения и вычисления занести в таблицу.

7.Сделайте вывод о том, как зависит период колебаний груза от массы подвешенного груза и от жесткости пружины.

Лабораторная работа №6  

Наблюдение сплошного и линейчатых спектров испускания.

Цель работы: выделить основные отличительные признаки сплошного и линейчатого спектров.

Приборы и материалы: генератор «Спектр», спектральные трубки с водородом, криптоном, неоном, источник питания, соединительные провода, стеклянная пластинка со скошенными гранями, лампа с вертикальной нитью накала, призма прямого зрения.

Порядок выполнения работы.

1. Расположите пластинку горизонтально перед глазом. Сквозь грани, составляющие угол 45о, наблюдать сплошной спектр.

2.Выделить основные цвета полученного сплошного спектра и записать их в наблюдаемой последовательности.

3. Повторить опыт, рассматривая сплошной спектр через грани, образующие угол 60о. Записать различия в виде спектров.

4.Наблюдать линейчатые спектры водорода, криптона, неона, рассматривая светящиеся спектральные трубки сквозь грани стеклянной пластины. Записать наиболее яркие линии спектров. (Наблюдать линейчатые спектры удобнее сквозь призму прямого зрения).

5.Сделайте вывод.

6. Выполните следующие задания:

а)На рисунках А, Б, В приведены спектры  излучения газов А и В и газовой смеси Б. На основании анализа этих участков                                                                                                       спектров можно сказать, что смесь газов                                                                                                 содержит                                                                                                                                                       1)только газы А и В                                                                                                                           2)газы А, В и другие                                                                                                                               3)газ А и другой неизвестный газ                                                                                                           4)газ В и другой неизвестный газ                                                                                                       

б)На рисунке приведен спектр  поглощения смеси паров неизвестных                                                                                                                                                                                                                              металлов. Внизу – спектры поглощения                                                                                                                                                                                       паров лития и стронция. Что можно сказать о                                                                                              химическом  составе смеси металлов ?                                                                                                                                                                   1)смесь содержит литий, стронций и                                                                                                             еще какие–то неизвестные элементы;                                                                                              2)смесь содержит литий и еще какие-то                                                                                        неизвестные элементы, а стронция не                                                                                          содержит;                                                                                                                                            3)смесь содержит стронций и еще какие-то                                                                                             неизвестные элементы, а лития не содержит;                                                                                                     4)смесь не содержит ни лития, ни стронция.                                                                                                                                                                                                                                  

  Лабораторная работа №9.

Измерение естественного радиационного фона дозиметром.

Цель работы: получить практические навыки по использованию бытового дозиметра для измерения радиационного фона.

Приборы и материалы: дозиметр бытовой, инструкция по его использованию.

Бытовые дозиметры предназначены для оперативного индивидуального контроля населением радиационной обстановки и позволяют приблизительно оценивать мощность эквивалентной дозы излучения. Большинство современных дозиметров измеряет мощность дозы излучения в микрозивертах в час (мкЗв/ч), однако до сих пор широко используется и другая единица – микрорентген в час (мкР/ч). Соотношение между ними такое: 1 мкЗв/ч = 100 мкР/ч.

Порядок выполнения работы.

1.Внимательно изучите инструкцию по работе с дозиметром и определите:

а ) каков порядок подготовки его к работе;

б ) какие виды ионизирующих излучений он измеряет;

в ) в каких единицах регистрирует прибор мощность дозы излучения;

г ) какова длительность цикла измерения;

д ) каковы границы абсолютной погрешности измерения;

е ) каков порядок контроля и замены внутреннего источника питания;

ж ) каково расположение и назначение органов управления работой прибора.

2.Произвести внешний осмотр прибора и его пробное включение.

3.Убедитесь, что дозиметр находится в рабочем состоянии.

4.Подготовьте прибор для измерения мощности дозы излучения.

5.Измерьте 8 – 10 раз уровень радиационного фона, записывая каждый раз показание дозиметра.

6.Вычислите среднее значение радиационного фона.

7.Вычислите, какую дозу ионизирующих излучений получит человек в течение года, если среднее значение радиационного фона на протяжении года изменяться не будет. Сопоставьте ее со значением, безопасным для здоровья человека.

8. Сравните полученное среднее значение фона с естественным радиационным фоном, принятым за норму, - 0,15 мкЗв/ч. 

Список литературы

1. В.А.Буров, С.Ф.Кабанов, В.И.Свиридов. Фронтальные экспериментальные задания по физике в 6 – 7 классах средней школы. Под редакцией В.А.Бурова.                                             М. «Просвещение»,1981г.

2. В.А.Буров, А.И.Иванов, В.И.Свиридов. Фронтальные экспериментальные задания по физике. 8 класс. М. «Просвещение», 1985 г.

3. И.К.Кикоин, А.К.Кикоин. Физика. 9 класс. М. «Просвещение»,1990 г.

4. И.К.Кикоин, А.К.Кикоин. Физика.8 класс. М. «Просвещение», 1986 г.

5.С.В.Степанов. Физика 10 – 11. Лабораторный эксперимент. М. «Просвещение», 2005 г.