Л.р.7
методическая разработка по физике (7 класс) на тему

Лабораторная работа № 8

Исследование зависимости силы трения скольжения от силы нормального давления

Цель работы: опытным путем установить зависимость силы трения от силы нормального давления. Определить коэффициент трения дерева по дереву.

Оборудование: трибометр, состоящий из деревянной линейки и деревянного бруска с тремя отверстиями; школьный динамометр; набор грузов по механике.

Правила техники безопасности. Внимательно прочитайте правила и распишитесь в том, что обязуетесь их выполнять.

Осторожно! На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Неаккуратное обращение с приборами приводит к их падению. Можно при этом получить механическую травм-ушиб., вывести приборы  из рабочего состояния.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять. _____________________

                                                                                     Подпись учащегося       

Указания к работе

Если положить на горизонтальную поверхность брусок и подействовать на него с достаточной силой в горизонтальном направлении, то брусок станет двигаться. Нетрудно убедиться, что в этом случае на брусок действует четыре силы (см. рисунок): в вертикальном направлении – сила тяжести Fт и сила реакции опоры N, равные по модулю и противоположные по направлению; в горизонтальном направлении – сила тяги F и противоположная по направлению сила трения Fтр. Чтобы брусок двигался равномерно и прямолинейно, нужно, чтобы модуль силы тяги был равен модулю силы трения.

На этом основан метод измерения силы трения. Следует приложить к бруску силу тяги, которая будет поддерживать равномерное прямолинейное движение этого тела. По этой силе тяги определяют модуль силы трения.  

Тренировочные задания и вопросы

1. Сила трения – характеристика взаимодействия тел, возникающая в месте соприкосновения тел и препятствующая их __________________________

________________________________________________________________

2. Виды трения:

а) _________________________;

б) _________________________;

в) _________________________.

3. Причины возникновения силы трения:

а) _____________________________________________________________;

б) _____________________________________________________________.

4. В каком случае можно сдвинуть тело с места?

________________________________________________________________

5. Куда направлена сила трения?

6. Сравните силы трения при разных нагрузках.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ход работы

1. Определите цену деления динамометра и погрешность измерений:

Цена деления = ____________________, погрешность = ________________

2. Определите вес бруска и груза из набора.
3. Зацепив крючок динамометра за крючок бруска, приведите их в равномерное движение по линейке (или поверхности стола), измерьте силу тяги. Заметим, что во время движения бруска указатель динамометра колеблется, поэтому за результат измерения принимают среднее положение указателя между его крайними отклонениями. Результат измерения с учетом погрешности занесите в таблицу. 
4. Нагружая брусок одним, двумя и тремя грузами, измерьте в каждом случае силу трения. Данные занесите в таблицу.

5. В случае движения тела по горизонтальной поверхности сила нормального давления равна силе тяжести, действующей на тело: N = Fт. Это позволяет вычислить коэффициент трения:

μ = Fтр/N = Fтр/Fт

μ = _____________________________________________________________

Дополнительное задание

Силу трения определяют с большой погрешностью из-за того, что по ряду причин указатель динамометра не устанавливается на одном месте, а колеблется в процессе измерения. Поэтому целесообразно вычисление вести следующим образом:

1. По экспериментальным точкам (таблица лабораторной работы) постройте график зависимости силы трения от силы нормального давления. Так как неизбежен разброс экспериментальных точек, то график линейной зависимости силы Fтр от силы тяжести Fт (прямая, проходящая через начало координат) надо построить так, чтобы он проходил

по возможности ближе ко всем экспериментальным точкам (см. рисунок).

2. Выбрав на построенном графике произвольную точку, определите соответствующие ей значения Fтр и найдите их отношение. Это даст среднее значение коэффициента трения.

μ = _____________________________________________________________

3. Вычислив значения коэффициента трения для экспериментальных точек, сильнее всего отклоняющееся от среднего. Разность этих значений дает максимальную погрешность опыта. Найдите отношение погрешности к измеряемой величине (в процентах).

________________________________________________________________

Вывод: ____________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа № 9

Определение центра тяжести плоской пластины

Цель работы: экспериментально научиться находить центр тяжести плоской пластины неправильной формы. Проверить с помощью опыта правильность определения центра тяжести.

Оборудование: плоская картонная фигура произвольной формы, штатив с лапкой и муфтой, пробка, булавка (одностержневая), линейка, отвес (грузик

на нити).

Правила техники безопасности. Внимательно прочитайте правила и распишитесь в том, что обязуетесь их выполнять.

Осторожно! На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Неаккуратное обращение с приборами приводит к их падению. Можно при этом получить механическую травм-ушиб., вывести приборы  из рабочего состояния.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять.________________________

                                                                                    Подпись учащегося      

Центр тяжести

Одной из сил, действующих на тело, всегда является сила тяжести. При равновесии тела, подвешенного на нити (рис. 1), действующие на него сила тяжести Fт и сила упругости нити Fупр равны по модулю и лежат на одной прямой, иначе бы тело не находилось в равновесии. Поэтому линия действия силы тяжести совпадает с нитью. Этим обстоятельством мы и воспользуемся для определения точки приложения силы тяжести опытным путем.

Вырежем из картона фигуру произвольной формы и подвесим ее к нити (рис. 2, а). Проведем карандашом на ней прямую, совпадающую с вертикалью, вдоль которой  расположена нить.  Тем  самым мы найдем

линию  действия  силы  тяжести. Подвесим                            Рисунок 1

тело за  какие-нибудь  другие точки (рис. 2, б, в) и точно так же определим линии действия силы тяжести. Мы увидим, что все три линии пересекутся в одной и той же точке С. Значит, как бы мы ни поворачивали тело, линия действия силы тяжести всегда будет проходить через точку С. Поэтому естественно ее считать точкой приложения силы тяжести. Эта точка называется центром тяжести.

Рисунок 2

Итак, центром тяжести тела называется точка, через которую проходит линия действия силы тяжести при любом положении тела.

Если бы мы проделали такие же опыты с телами правильной геометрической формы, то обнаружили бы, что у треугольника центр тяжести совпадает с точкой пересечения его медиан, у круга – с его центром, у параллелограмма – с точкой пересечения его диагоналей. Центр тяжести симметричных тел всегда находится в центре симметрии (если, конечно, эти тела однородные). У таких объемных тел, как шар или куб, центр тяжести совпадает с их центром. Но центр тяжести может находиться и вне тел, например у кольца, у пустой банки и т.д.  Ход работы

1. Зажмите пробку в лапке штатива.

2. Проделайте по краям плоской пластины три отверстия.

3. Вставив булавку в одно из отверстий, подвесьте пластину к пробке, закрепленной в лапке штатива.

4. К той же булавке прикрепите отвес.

5. С помощью карандаша отметьте на нижнем и верхнем краях пластины точки, лежащие на линии отвеса.
6. Сняв пластину, проведите через отмеченные точки прямую линию.
7. Повторите опыт, используя два других отверстия в пластине.
8. Получив точку пересечения трех линий, убедитесь, что она является центром тяжести данной фигуры. Для этого, расположив пластину в горизонтальной плоскости, поместите ее центр тяжести на острие заточенного карандаша.
9. Вывод: ____________________________________________________________

_______________________________________________________________