Рабочая тетрадь для лабораторных работ по физике 10 класс
учебно-методический материал по физике (10 класс) на тему

МБОУ СОШ№4, п.Победа, Майкопский район, Республика Адыгея

Название общеобразовательного учреждения

ФИЗИКА

Профильный уровень

Тетрадь

для контрольных и лабораторных работ

учени (-ка/-цы) 10 «___»   класса____________________________(Ф.И.О.)                   

(по учебнику Г.Я. Мякишева, Б.Б.

Буховцева)

                                                                                                  Учитель: Клыгина Т.А

Дата_________________

Дата: _________

Фронтальная лабораторная работа по физике № 1

Тема ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА ПО ОКРУЖНОСТИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛ УПРУГОСТИ И ТЯЖЕСТИ

Цель работы: определение центростремительного ускорения шарика при его равномерном движении по окружности.

Теоретическая  часть  работы.

Эксперименты проводятся с коническим маятником Модуль ускорения можно определить кинематически. Он равен:

Согласно второму закону Ньютона . Разложим силу  на составляющие и , направленные по радиусу к центру окружности и по вертикали вверх.

Тогда второй закон Ньютона запишется следующим образом:

Запишем второй закон Ньютона в проекциях на ось О1х:

man = F1. Отсюда

Модуль составляющей F1 можно определить различными способами. Во-первых, это можно сделать из подобия треугольников ОАВ и FBF1:

Отсюда  и

Во-вторых, модуль составляющей F1 можно непосредственно измерить динамометром. Для этого оттягиваем горизонтально расположенным динамометром шарик на расстояние, равное радиусу R окружности (рис. в), и определяем показание динамометра. При этом сила упругости пружины уравновешивает составляющую .

 Сопоставим все три выражения для аn:

, ,

и убедимся, что они близки между собой.

В этой работе с наибольшей тщательностью следует измерять время. Для этого полезно отсчитывать возможно большее число оборотов маятника, уменьшая тем самым относительную погрешность.

Взвешивать шарик с точностью, которую могут дать лабораторные весы, нет необходимости. Вполне достаточно взвешивать с точностью до 1 г. Высоту конуса и радиус окружности достаточно измерить с точностью до 1 см. При такой точности измерений относительные погрешности величин будут одного порядка.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, лента измерительная, циркуль, динамометр лабораторный, весы с разновесами, шарик на нити, кусочек пробки с отверстием, лист бумаги, линейка.

Указания  к  работе.

1. Определяем массу шарика на весах с точностью до 1 г.

2. Нить продеваем сквозь отверстие и зажимаем пробку в лапке штатива (рис. в).

3. Вычерчиваем на листе бумаги окружность, радиус которой около 20 см. Измеряем радиус с точностью до 1 см.

4. Штатив с маятником располагаем так, чтобы продолжение шнура проходило через центр окружности.

5. Взяв нить пальцами у точки подвеса, вращаем маятник так, чтобы шарик описывал окружность, равную начерченной на бумаге.

6. Отсчитываем время, за которое маятник совершает к примеру, N = 50 оборотов.

7. Определяем высоту конического маятника. Для этого измеряем расстояние по вертикали от центра шарик; до точки подвеса.

8. Находим модуль центростремительного ускорение по формулам:

 и

9. Оттягиваем горизонтально расположенным динамо метром шарик на расстояние, равное радиусу окружности, и измеряем модуль составляющей . Затем вычисляем ускорение по формуле .

10. Результаты измерений заносим в таблицу.

Сравнивая полученные три значения модуля центростремительного ускорения, убеждаемся, что они примерно одинаковы

Отметка: _____________          Учитель: _____________ ___________________________

                                                                               подпись                     ФИО учителя    

 Дата: _________

Фронтальная лабораторная работа по физике № 2

Тема: Изучение закона сохранения механической энергии

Цель работы: сравнить две величины—уменьшение потенциальной энергии прикрепленного к пружине тела при его падении и увеличение потенциальной энергии растянутой пружины.

Средства измерения:

1) динамометр, жесткость пружины которого равна 40 Н/м;
2) линейка измерительная;
3) груз из набора по механике; масса груза равна (0,100 ±0,002) кг.

Материалы: 1) фиксатор; 2) штатив с муфтой и лапкой.

Для работы используется установка, показанная на рисунке 1. Она представляет собой укрепленный на штативе динамометр с фиксатором 1.

Выполнение работы:

Вычисления:

Оценим погрешности:

Отношение потенциальных энергий запишем как:

откуда видно, что полученное отклонение от единицы лежит в пределах погрешности измерений.

Вывод: 

 Отметка: _____________          Учитель: _____________ ___________________________

                                                                               подпись                     ФИО учителя    

Дата: _________

Фронтальная лабораторная работа по физике № 3

Тема: Экспериментальная проверка закона Гей-Люссака

Оборудование: стеклянная трубка, запаянная с одного конца, длиной 600 мм и диаметром 8—10 мм; цилиндрический сосуд высотой 600 мм и диаметром 40—50 мм, наполненный горячей водой (t ~ 60 °С); стакан с водой комнатной температуры; пластилин, термометр, линейка.

Теоретическая часть работы:

Чтобы проверить закон Гей-Люссака, достаточно измерить объем и температуру газа в двух состояниях при постоянном давлении и проверить справедливость равенства . Это можно осуществить, используя воздух при атмосферном давлении.

Стеклянная трубка открытым концом вверх помещается на 3—5 мин в цилиндрический сосуд с горячей водой (рис. а). В этом случае объем воздуха V1 равен объему стеклянной трубки, а температура — температуре горячей воды Т1. Это — первое состояние. Чтобы при

переходе воздуха в следующее состояние его количество не изменилось, открытый конец стеклянной трубки, находящейся в горячей воде, замазывают пластилином. После этого трубку вынимают из сосуда с горячей водой и замазанный конец быстро опускают в стакан с водой комнатной температуры (рис. б), а затем прямо под водой снимают пластилин. По мере охлаждения воздуха в трубке вода в ней будет подниматься. После прекращения подъема воды в трубке (рис. в) объем воздуха в ней станет равным V21, а давление p=paтм—pgh. Чтобы давление воздуха в трубке вновь стало равным атмосферному, необходимо увеличивать глубину погружения трубки в стакан до тех пор, пока уровни воды в трубке и в стакане не выровняются (рис. г). Это будет второе состояние воздуха в трубке при температуре T2 окружающего воздуха. Отношение объемов воздуха в трубке в первом и втором состояниях можно заменить отношением высот воздушных столбов в трубке в этих состояниях, если сечение трубки постоянно по всей длине

 Поэтому в работе следует сравнить отношения. Длина воздушного столба измеряется линейкой, температура — термометром.

Подготовка к проведению работы

1. Подготовьте бланк отчета с таблицей (см. таблицу) для записи результатов измерений и вычислений

Таблица

2. Подготовьте стакан с водой комнатной температуры и сосуд с горячей водой.

Проведение эксперимента, обработка результатов

1. Измерьте длину l1 стеклянной трубки и температуру воды в цилиндрическом сосуде.

2. Приведите воздух в трубке во второе состояние так, как об этом рассказано выше. Измерьте длину 12 воздушного столба в трубке и температуру окружающего воздуха Т2.

3. Вычислите   отношения   l1/l2 и  T1/T2,   относительные (ε1 и ε2) и абсолютные (Δ1 и Δ2) погрешности измерений этих отношений по формулам

4. Сравните отношения l1/l2 и  T1/T2.

5. Сделайте вывод о справедливости закона Гей-Люссака.

Вывод:

 Отметка: _____________          Учитель: _____________ ___________________________

                                                                               подпись                     ФИО учителя    

Дата: _________

Фронтальная лабораторная работа по физике № 4

Тема Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока

Оборудование: амперметр, вольтметр, ключ, провода, реостат, источник тока.

Теоретическая часть работы.

Схема электрической цепи, которую используют в этой лабораторной работе, показана на рисунке. В качестве источника тока в схеме используется аккумулятор или батарейка от карманного фонаря.

При разомкнутом ключе ЭДС источника тока равна напряжению на внешней цепи. В эксперименте источник тока замкнут на вольтметр, сопротивление которого должно быть много больше внутреннего сопротивления источника тока г. Обычно сопротивление источника тока мало, поэтому для измерения напряжения можно использовать школьный вольтметр со шкалой 0—6 В и сопротивлением Rв = 900 Ом (см. надпись под шкалой прибора). Так как сопротивление источника обычно мало, то действительно RB>> г. При этом отличие ξ от U не превышает десятых долей процента, поэтому погрешность измерения ЭДС равна погрешности измерения напряжения.

Внутреннее сопротивление источника тока можно измерить косвенно, сняв показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе. Действительно, из закона Ома для замкнутой цепи получаем ξ = U + Ir, где U= IR — напряжение на внешней цепи. Поэтому . Для измерения силы тока в цепи можно использовать школьный амперметр со шкалой 0—2 А. Максимальные погрешности измерений внутреннего сопротивления источника тока определяются по формулам

Δr=rпрεr

Подготовка к проведению работы

1. Подготовьте бланк отчета со схемой электрической цепи и таблицей (см. таблицу 6) для записи результатов измерений и вычислений.

Таблица 6

2. Соберите электрическую цепь согласно рисунку 257. Проверьте надежность электрических контактов, правильность подключения амперметра и вольтметра.

3. Проверьте работу цепи при разомкнутом и замкнутом ключе.

Проведение эксперимента, обработка результатов

1. Измерьте ЭДС источника тока.

2. Снимите показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе и вычислите rпр. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока, используя данные о классе точности приборов.

3. Запишите результаты измерений ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока:

ξ=ξпр ±Δξ, εЕ = …%;

r=rпр ±Δr, εr = …%;

 Отметка: _____________          Учитель: _____________ ___________________________

                                                                               подпись                     ФИО учителя    

Дата: _________

Фронтальная лабораторная работа по физике № 5

Тема

Изучение последовательного и параллельного соединения проводников

1. Для изучения распределения сил токов и напряжений при последовательном соединении проводников экспериментатор собрал электрическую цепь, показанную на рисунке 1, и получил распределение напряжений, показанное на рисунке 2.

Пользуясь законами электрического тока для последовательного соединения проводников, определите общее сопротивление и напряжение цепи, а также силу электрического тока в цепи.

Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу

2. Для изучения распределения токов и напряжений при параллельном соединении проводников экспериментатор собрал электрическую цепь, показанную на рисунке 3, и получил распределение токов, приведенное на рисунке 4.

Пользуясь законами электрического тока для параллельного соединения проводников, определите общее сопротивление и силу электрического тока, а также напряжение на резисторах.

Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу

Выполнение лабораторной работы

Цель работы: проверить справедливость законов электрического тока для последовательного и параллельного соединения проводников.

Оборудование: источник тока, два проволочных резистора, амперметр, вольтметр, реостат.

Теория: 

Законы электрического тока для последовательного соединения проводников:

Законы электрического тока для параллельного соединения проводников:

Проведение эксперимента и обработка результатов:

1. Соберите электрическую цепь (рис. 5) и с помощью реостата установите стрелку амперметра на определенное деление.
2. Измерьте вольтметром напряжение в общей цепи и на отдельных потребителях.

Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

3. Соберите электрическую цепь (рис. 6) и с помощью реостата установите стрелку вольтметра на определенное деление шкалы.
4. Измерьте поочередно амперметром силу электрического тока в общей цепи и в цепях отдельных потребителей.

Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

5. Проведите расчеты по результатам эксперимента.

6. На основании проведенных опытов, сделайте вывод о том, выполняются ли законы электрического тока для последовательного и параллельного соединений проводников.

Вывод

Отметка: _____________          Учитель: _____________ ___________________________

                                                                               подпись                     ФИО учителя