Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ по физике
учебно-методический материал по физике

ГБПОУ СО «Александрово-Гайский политехнический лицей»

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ФИЗИКЕ

Профессии 15.01.05 «Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))»

13.01.10 «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования»

с. Александров-Гай, 2019 г.

Составитель: Сейтова Альбина Сериковна, преподаватель физики

Пояснительная записка

Данное учебно-методическое пособие предназначено  для студентов по  профессиям 15.01.05 «Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))», 13.01.10 «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования» для выполнения лабораторных работ по физике. В качестве способа решения учебной задачи при взаимосвязанной деятельности преподавателя и студентов выбран метод самостоятельной работы.

Целями выполнения лабораторных работ является:

- обобщение, систематизация, углубление, закрепление полученных теоретических знаний по конкретным темам дисциплины;

- формирование умений применять полученные знания на практике, реализация единства интеллектуальной и практической деятельности;

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

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

В процессе изучения физики очень большое значение имеет решение задач, так как оно позволяет закрепить теоретический материал курса, разобраться в различных законах и границах их применения, способствует их запоминанию. Кроме того, при этом развиваются навыки использования этих законов для выяснения конкретных практических вопросов. Таким образом, выполнение задач в практических работах является проверкой степени усвоения студентами теоретического материала и может служить критерием знания курса.

Предлагаемое пособие содержит материал 8лабораторных работ по физике (согласно рабочей программе), краткую теорию,предлагаемые студентам для теоретической подготовки к занятиям вопросы;подробные методические указания по решению задач; примеры решения задач; задачи для самостоятельного решения.

Лабораторная  работа  рассчитана  на  выполнение  в  течение двух  учебных часов.

Примерный план решения задачи:

1. Работа над условием:

• Краткая запись условия и выяснение смысла терминов (рисунки, чертежи).
• Анализ физических явлений, процессов, описанных в задаче.
• Запись упрощающих предположений.

2. Поиск необходимых уравнений, связывающих физические величины, которые характеризуют рассматриваемое явление, процесс.

3. Решение задачи в общем виде.

4. Анализ полученного результата (действие с наименованиями, проверка на частных случаях, решение другим способом).

5. Приведение всех данных к СИ (если это необходимо).

6. Получение числового ответа.

В процессе выполнения лабораторной работы студенты в отчёт должны внести:

название лабораторной работы;

цель работы;

решение выполненных заданий лабораторной работы.

Порядок выполнения лабораторных работ

1. Уясните тему и цель лабораторной работы. Внимательно прочтите инструкцию к ней и бланк отчёта о выполнении лабораторной работы. Исходя из прочитанного, составьте план действий, необходимый для достижения поставленных целей.

2. Проверьте свою подготовленность к выполнению работы. Если ответы на поставленные вопросы представляют для вас затруднение, то прочтите материал по учебнику.

3. Проверьте наличие на лабораторном столе необходимого оборудования и материалов.

4. Ознакомившись с описанием лабораторной работы, подумайте, понятны ли вам приёмы осуществления тех или иных операций эксперимента. Если у вас возникают сомнения, проконсультируйтесь у преподавателя. Если вопросов нет, приступайте к работе.

5. Перед началом работы в отчёте о выполнении заполните свои данные.

6. По мере проведения эксперимента и получения определённых данных (показания приборов), заполняйте таблицу. В экспериментальной работе не бывает мелочей. Любые, на первый взгляд малозначительные замечания могут оказаться необходимыми при формулировке выводов.

7. По окончании лабораторной работы оформите её результаты (в виде таблиц, графиков, диаграмм, словесных описаний, вычислений) в бланке отчёта о выполнении лабораторной работы.

8. Сформулируйте выводы на основании результатов проведённого эксперимента и сделайте соответствующую запись.

9. Дайте чёткие, лаконичные ответы на контрольные вопросы.

Оценка за выполнение лабораторных работ  выставляется по пятибалльной системе и учитывается как показатель текущей успеваемости студентов.

Критерии оценки практической работы

Лабораторные занятия оцениваются преподавателем, исходя из следующих критериев успешности работ:

1) соответствие содержания работы заданной теме и оформление в соответствии с существующими требованиями;

2) логика изложения, взаимосвязь структурных элементов работы;

3) объем, характер и качество использованных источников;

4) обоснованность выводов, их глубина, оригинальность;

5) теоретическая и методическая достаточность, стиль и качество оформления компьютерной презентации

Оценивая итоговое задание, преподаватель ставит отметку.

Оценка «5» (отлично) ставится, если обучающийся выполняет работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений; самостоятельно и рационально монтирует необходимое оборудование; все опыты проводит в условиях и режимах, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов; соблюдает требования правил безопасного труда; в отчете правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ погрешностей.

- в отчете правильно и аккуратно выполнены все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления;

- правильно выполнен анализ погрешностей.

Оценка «4» (хорошо) ставится в том случае, если были выполнены требования к оценке «5», но допущены недочеты или негрубые ошибки.

Оценка «3» (удовлетворительно) ставится, если результат выполненной части таков, что позволяет получить правильные выводы, но в ходе проведения опыта и измерений были допущены ошибки.

Оценка «2» (неудовлетворительно) ставится, если результаты не позволяют сделать правильных выводов, если опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно.

Техника безопасности при выполнении практических занятий

Перед началом практического занятия:

1. Внимательно прослушайте вводный инструктаж преподавателя о порядке и особенностях выполнения практического занятия.

2. Внимательно изучите методические указания к работе, которую выполняете и строго руководствуетесь.

3. Подготовьте рабочее место для безопасной работы: уберите его, если на нем находятся посторонние предметы;

4. Проверьте и подготовьте к работе, согласно методическим указаниям, необходимые инструменты и принадлежности.

Во время работы:

1. Выполняйте только ту работу, которая разрешена преподавателем.

2. За разъяснениями по всем вопросам выполнения практического занятия обращайтесь к преподавателю.

3. Будьте внимательны и аккуратны. Не отвлекайтесь сами и не отвлекайте других. Не вмешивайтесь в процесс работы других обучающихся, если это предусмотрено инструкцией

По окончании работы:

1. Наведите порядок на рабочем месте и сдайте его преподавателю;

2. Сдайте преподавателю учебную литературу и инструменты;

При выполнении работы строго запрещается:

1. Бесцельно ходить по кабинету и лаборатории.

2. Покидать помещение кабинета(лаборатории)  в рабочее время без разрешения преподавателя.

Лабораторная работа №1

Тема:  «Исследование движения тела под действием постоянной силы».

Цель работы:получить практическое подтверждение первого закона Ньютона.

Оборудование: 1. гладкая доска,брусок деревянный,набор грузов,динамометр,измерительная линейка,секундомер.

Теоретическая справка.

Согласно    первому   закону   Ньютона:   под   действием   постоянной   силы  (= const)   тело остаётся впокое или движется равномерно и прямолинейно, то есть скорость тела (= const) остаётся постоянной и по величине, и по направлению.

Ход работы

1. Соберите лабораторную установку                                                                                                                          

100г100г  

2. Меняя массу груза (m), прикрепив к нему динамометр, равномерно тяните его вдоль плоскости доски. Измерьте величину силы тяги (F).

3. Измерьте пройденный путь за 4 с, обратив внимание на неизменность приложенной силы при каждом опыте.

4. Полученные данные запишите в таблицу.

5. Вычислите скорость движения груза по формуле  равномерного прямолинейного движения:      

6. Сделайте проверку правильности выполненных вычислений, используя формулу второго закона Ньютона:    

7. Сделайте вывод о проделанной работе.

8. Ответьте на контрольные вопросы.8.1. Что такое сила? Дайте определение физической величине и перечислите, чем она  характеризуется.

8.2. Какие силы действуют на тело (показать схематически):а) стоящее на горизонтальной плоскости;б) стоящее на наклонной плоскости.

8.3. Что надо сделать, чтобы тело не скатывалось с наклонной плоскости?

8.4. Какие силы действуют на тело при взвешивании его с помощью динамометра?

Отчёт о выполнении лабораторной  работы № 1

Тема:  «Исследование движения тела под действием постоянной силы».

Цель работы:1. Получить практическое подтверждение первого закона Ньютона.

2. Научиться вычислять скорость движения тела, используя формулу второго закона Ньютона.

Оборудование: 1. гладкая доска,брусок деревянный,набор грузов,динамометр,измерительная линейка,секундомер.

Ход работы

1. Схема  лабораторной установки.  

2. Таблица измерений и вычислений.

Вычисления.

1) Время движения тела …………………………………………………………….

2) На протяжении каждого отдельного опыта на тело действовала……………...сила;

3) Путь, по результатам опытов, тело проходило ……………

4) Скорость определяю по формуле  =……………………………………...

5) Проверяю, используя второй закон Ньютона, правильность выполненных вычислений скорости с которой тело прошло указанный путь за 4с в каждом из трёх случаев:  

3. Вывод.……………………………………………………………………………

4. Ответы на контрольные вопросы

4.2.а) тело стоит на горизонтальной плоскости:

…………………………………………………..

б) тело стоит на наклонной плоскости:

…………………………………………………

4.3. Чтобы тело не скатывалось с наклонной плоскости можно:

………………………………………………….

4.4. При взвешивании тела с помощью динамометра на него действуют

Лабораторная работа № 2

Тема: «Изучение закона сохранения импульса».

Цель работы:   1. Опытным путём, опираясь на второй и третий законы Ньютона, убедиться в справедливости закона сохранения импульса.

Оборудование:Тележка с закреплённым на ней надувным воздушным шариком;Три металлических шарика: m1 = m2 ≠ m3;Два штатива.

Теоретическая справка.

I. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА

1. Импульсом материальной точки  или тела называется величина, равная произведению массы точки (тела) на её скорость.  

2. Второй закон Ньютона.  Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на ускорение, которое тело получило в результате воздействия на него данной силы.  

Наличие ускорения говорит о том, что под действием силы происходит изменение скорости движения тела. Значит, второй закон Ньютона можно записать:

3. Импульсом силы называют произведение силы на время её действия. Изменение импульса точки равно импульсу силы, действующей на неё.

4. Система тел – это совокупность взаимосвязанных между собой тел. Внутренние силы изменяют импульсы отдельных тел системы, но изменить суммарный импульс системы они не могут. Импульс системы могут изменить тольковнешние силы, причём изменение импульса системы совпадает по направлению с суммарной внешней силой.  

5. Закон сохранения импульса: если сумма внешних сил равна нулю, то импульс системы сохраняется. Иными словами: в инерциальной системе отсчёта суммарный импульс замкнутой системы остаётся постоянным при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

до          и          после      взаимодействия

Ход работы

I. ЗАКОН  СОХРАНЕНИЯ  ИМПУЛЬСА.

1. Рассмотрим движущуюся систему «Человек в тележке»: С тележки массой 70 кг, движущейся со скоростью 1м/с, прыгает мальчик массой 50кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость тележки после прыжка мальчика, если он прыгает со скоростью 4м/с?

Вывод по задаче: ……………………………………………………………..

2. Рассмотрим взаимодействие шариков.http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/fc5c224e-3916-de44-8988-2e5d493f1a5b/00144676402321672.htm;         http://interfizika.narod.ru/mecan.html

http://salda.ws/video.php?id=ftJ0sfC9XKA;    http://salda.ws/video.php?id=RWeF1r-Epbw

а) Шарики одинаковой массы движутся по одной прямой и,  после абсолютно неупругого  столкновения….

б) шарики  одинаковой массы движутся навстречу друг другу и после абсолютно неупругого  столкновения…

в) шарики разной массы движутся навстречу друг другу, а после упругого столкновения шарик с меньшей массой ….

Вывод по эксперименту:…………………………………………………………….

3. Решите задачу.Два шара с массами   m1 = 0,5кг   и   m2 = 0,2 кг  движутся по гладкой горизонтальной поверхности на встречу друг другу со скоростями  υ1 = 1м/с   и   υ2 = 4м/с.  Найдите их скорость υ после центрального абсолютно неупругого удара.

3. Сделать вывод о проделанной работе.

Отчёт о выполнении лабораторной  работы № 2

Тема: «Изучение закона сохранения импульса».

Цель работы:   1. Опытным путём, опираясь на второй и третий законы Ньютона, убедиться в справедливости закона сохранения импульса.

Оборудование:Тележка с закреплённым на ней надувным воздушным шариком;Три металлических шарика: m1 = m2 ≠ m3;Два штатива.

Ход работы

I. ЗАКОН  СОХРАНЕНИЯ  ИМПУЛЬСА.

1. Рассмотрел   движущуюся систему «Человек в тележке». Задача.Вывод по задаче.

2. Рассмотрел  взаимодействие шариков:

а) шарики одинаковой массы движутся по одной прямой и,  после абсолютно неупругого  столкновения, продолжают совместное движение с одинаковой скоростью как единое целое:

б) шарики  одинаковой массы движутся навстречу друг другу и после абсолютно неупругого  столкновения останавливаются …

в) шарики разной массы движутся навстречу друг другу, а после упругого столкновения шарик с меньшей массой отскакивает от шарика с большей массой в противоположном направлении:

Вывод по эксперименту:……………………………………………………………

3.   Задача.                                        

Вывод о проделанной работе. ……………………………………………………………………………………………………………………………

Лабораторная работа № 3

Тема:«Сохранение механической энергии при движении тела под действием сил тяжести и упругости».

Цель работы:

1. Экспериментально сравнить изменения потенциальной энергии тела (Еп), поднятого над землёй и кинетической энергии (Ек) тела, полученной за счёт этого изменения.

2.  Убедиться в том, что тело при движении под действием силы тяжести, сохраняет свою механическую энергию – что соответствует закону сохранения энергии.

Оборудование:штатив с муфтой и лапкой, динамометр лабораторный с фиксатором, лента измерительная, груз на нити длиной 25 см.

Теоретическая справка

1. Тело массой m, поднятое на высоту h, обладает потенциальной энергией Еп. Потенциальной энергией взаимодействия тел и Земли называют величину, равную произведению массы тела на ускорение свободного падения и на высоту тела над поверхностью Земли:  Еп = mgh

2. При падении с высоты тело набирает скорость υ, и потенциальная энергия при уменьшении высоты до 0 переходит в кинетическую энергию. Кинетической энергией называют величину, равную половине произведения массы тела на квадрат скорости его движения:  

3. Закон сохранения и превращения энергии: полная механическая энергия замкнутой системы тел, между которыми действуют только консервативные силы, сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени. Энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой.

Е = Еп + Ек = m·g·h +  = const

В ситуации падения тела с высоты закон сохранения энергии можно записать следующим образом: =   m·g·h,    

Ход работы

Для выполнения работы соберите установку. Динамометр укрепляется в лапке штативе. Фиксатором 1 показаний динамометра служит пластинка из пробки рис. 2. пластинку из пробки надрезают ножом до середины и насаживают на проволочный стержень динамометра. Фиксатор должен перемещаться вдоль стержня с малым трением.

1.Привяжите груз к нити, другой конец привяжите к крючку динамометра и измерьте вес груза .

2.Измерьте расстояние ℓ от крючка динамометра до центра тяжести груза.

3.Поднимите груз до высоты крючка динамометра и отпустите его. Поднимая груз, расслабьте пружину и укрепите фиксатор около ограничительной скобы.

4.Снимите груз и по положению фиксатора измерьте линейкой максимальное удлинение ∆ℓ пружины.

5.Растяните рукой пружину до соприкосновения фиксатора с ограничительной скобой и отсчитайте по шкале максимальное значение модуля силы упругости пружины. Среднее значение силы упругости равно .

6.Найдите высоту падения груза. Она равна .

7.Вычислите потенциальную энергию системы в первом положении груза, т.е. перед началом падения, приняв за нулевой уровень значение потенциальной энергии груза в конечном его положении: E′ = mqh = F1(ℓ+∆ℓ)/

8.В конечном положении груза его потенциальная энергия равна нулю. Потенциальная энергия системы в этом состоянии определяется лишь энергией упруго деформированной пружины:

E′= . Вычислите ее.

9.Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

6. Сделать вывод по проделанной работе.

7. Ответить на контрольные вопросы

7.1. Какие системы тел называются консервативными?    

7.2. Отчего зависит значение кинетической энергии? Может ли она быть отрицательной?    

7.3. От чего зависит значение потенциальной энергии. Может ли она быть отрицательной?

7.4. Какая энергия используется в пневматических тормозных системах автобусов, трамваев и других транспортных средств?

Отчёт о выполнении лабораторной работы № 3

Тема: «Сохранение механической энергии при движении тела под действием сил тяжести и упругости».

Цель работы:

1. Экспериментально сравнить изменения потенциальной энергии тела (Еп), поднятого над землёй и кинетической энергии (Ек ) тела, полученной за счёт этого изменения.

2.  Убедиться в том, что тело при движении под действием силы тяжести, сохраняет свою механическую энергию – что соответствует закону сохранения энергии.

Оборудование:  штатив с муфтой и лапкой, динамометр лабораторный с фиксатором, лента измерительная, груз на нити длиной 25 см.

Ход работы

1. Привязали груз к нити, другой конец привязали  к крючку динамометра и измеряли вес груза .

2.Измеряли расстояние ℓ от крючка динамометра до центра тяжести груза.

3.Подняли груз до высоты крючка динамометра и отпустли его. Поднимая груз, расслабьте пружину и укрепите фиксатор около ограничительной скобы.

4.Сняли груз и по положению фиксатора измеряли линейкой максимальное удлинение ∆ℓ пружины.

5.Растянули рукой пружину до соприкосновения фиксатора с ограничительной скобой и отсчитали по шкале максимальное значение модуля силы упругости пружины. Среднее значение силы упругости равно .

6.Нашли высоту падения груза. Она равна .

7.Вычислили потенциальную энергию системы в первом положении груза, т.е. перед началом падения, приняв за нулевой уровень значение потенциальной энергии груза в конечном его положении: E′ = mqh = F1(ℓ+∆ℓ)/

8.В конечном положении груза его потенциальная энергия равна нулю. Потенциальная энергия системы в этом состоянии определяется лишь энергией упруго деформированной пружины:

E′= . Вычислите ее.

9.Результаты измерений и вычислений записали в таблицу:

5. Определяю абсолютную погрешность вычислений механической энергии с учётом погрешностей измерений по формуле:   ∆ Е = Еп – Ек

6. Вывод о проделанной работе……………………………………………………...

7. Ответы на контрольные вопросы.

Лабораторная работа № 4

Тема:«Измерение влажности воздуха»

Цель: измерить относительную влажность воздуха при помощи термометра, психрометра.

Оборудование: термометр лабораторный (до 1000С), кусочек марли или ваты, сосуд с водой комнатной температуры, психрометр, психрометрическая таблица.

Подготовительные вопросы:

1. Что называют относительной влажностью воздуха?

2. Как рассчитать относительную влажность воздуха?

3. С помощью каких приборов определяют влажность воздуха?

ХОД РАБОТЫ

1. Измерьте температуру воздуха в классе: tсух

2. Смочите кусочек марли или ваты в стакане с водой и оберните им резервуар термометра. Подержите влажный термометр некоторое время в воздухе. Как только понижение температуры прекратится, запишите его показания: tвл

3. Найдите разность температур «сухого» и «влажного» термометров и с помощью психрометрической таблицы определите относительную влажность воздуха в классе.

4. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

1. Работа с психрометром:

А) Изучить устройство психрометра и принцип его действия.

Б) Проверить наличие воды в резервуаре и при необходимости долить ее.

В) Снять показания сухого и смоченного термометров и определить разность их показаний.

Г) Пользуясь психрометрической таблицей, определить относительную влажность воздуха.  Результаты измерений занести в таблицу.Изучите устройство и принцип действия конденсационного гигрометра (видео)

ВЫВОД:

Контрольные вопросы:

1)Имеет ли значение влажности воздуха при хранении пищевых продуктов? Где и для чего ещё необходимо учитывать значение влажности?

2)Какие последствия может иметь наличие в кухне повышенной влажности воздуха?

1.Какой пар называется насыщенным? Что такое динамическое равновесие; точка росы?

2.Почему показания смоченного термометра меньше, чем сухого?

4.Сухой и влажный термометры психрометра показывают одинаковую температуру. Какова относительная влажность воздуха?

5. В каком случае температура «влажного» термометра будет равна температуре «сухого»?

Отчёт о выполнении лабораторной работы №4

Тема:«Измерение влажности воздуха»

Цель: измерить относительную влажность воздуха при помощи термометра, психрометра.

Оборудование: термометр лабораторный (до 1000С), кусочек марли или ваты, сосуд с водой комнатной температуры, психрометр, психрометрическая таблица.

Подготовительные вопросы:

1. Что называют относительной влажностью воздуха?

2. Как рассчитать относительную влажность воздуха?

3. С помощью каких приборов определяют влажность воздуха?

ХОД РАБОТЫ

1. Измерили температуру воздуха в классе: tсух

2. Смочили кусочек марли или ваты в стакане с водой и обернули им резервуар термометра. Подержали влажный термометр некоторое время в воздухе. Как только понижение температуры прекратилось, записали его показания:tвл

3. Нашли разность температур «сухого» и «влажного» термометров и с помощью психрометрической таблицы, определили относительную влажность воздуха в классе.

4. Результаты измерений и вычислений записали в таблицу:

1. Работа с психрометром:

А) Изучили устройство психрометра и принцип его действия.

Б) Проверили наличие воды в резервуаре и при необходимости долили ее.

В) Сняли показания сухого и смоченного термометров и определили разность их показаний.

Г) Пользуясь психрометрической таблицей, определили относительную влажность воздуха.  Результаты измерений занесли в таблицу. Изучили устройство и принцип действия конденсационного гигрометра.

2. Вывод о проделанной работе……………………………………………………...

3. Ответы на контрольные вопросы.

Лабораторная работа №5

Тема «Изучение деформации растяжения»

Цель работы:  научиться, экспериментально, определять модуль упругости резины (модуль Юнга) методом деформации резинового шнура.

Оборудование:  Штатив с зажимом;  Резиновый шнур;  Два-три груза известной массы; Измерительная линейка.

Теоретическая справка

Закон Гука: при малых деформациях  механическое напряжение σ прямо пропорционально относительномуудлинению ε.      σ = Е·|ε|,     где Е – модуль упругости или модуль Юнга.                                                      

Механическое напряжение:         Относительное удлинение:      

Подставив эти значения в закон Гука, мы получим:    

Ход работы:

1. Подготовить таблицу для записи измерений и вычислений.

2. Собрать экспериментальную установку:
3. Нанести карандашом метки А и В на резиновом шнуре, на расстоянии ℓ0

4. Подвесить деформационную нагрузку к резиновому шнуру, закреплённому на штативе.

5. Измерить расстояние ℓ между штрихами А и В в растянутом состоянии и определить нагрузку F.

6. Вычислить модуль Юнга (модуль упругости) по формуле:

7. Записать все результаты измерений и вычислений в таблицу.

8. Повторить опыт с другой нагрузкой F2 и вычислить Е2.

9. Определить среднее значение модуля упругости Еср.:Еср.=

10. Определить погрешность измерений и вычислений:   – абсолютная:   ΔЕ = | Еср – Е |=             – относительная:    

11. Сделать вывод о проделанной работе. Как модуль упругости характеризует сопротивляемость материала?

12. Ответить на контрольные вопросы.

12.1  Что такое деформация?

12.2  Какую деформацию называют упругой?

12.3  Какие существуют виды упругих деформаций?

12.4 Что называют механическим напряжением?  (Определение, формула, ед.изм.)

12.5. Как проявляются напряжения, возникающие при сварке?

12.6. Какими способами исправляют деформированные детали?

12.7. Деформацию какого типа испытывает тесто?

Отчёт о выполнении лабораторной  работы № 5

Тема «Изучение деформации растяжения»

Цель работы:  научиться, экспериментально, определять модуль упругости резины (модуль Юнга) методом деформации резинового шнура.

Оборудование:  Штатив с зажимом;  Резиновый шнур;  Два-три груза известной массы; Измерительная линейка.

Ход работы:

1. Данные, полученные в процессе демонстрации эксперимента, записываю  в таблицу

2.  Вычисляю модуль Юнга (модуль упругости) по формуле:      .
=

=  

5. Среднее значение модуля Юнга:      

6. Вычисление абсолютной погрешности: ΔЕ1  =  Еср. –  Е1  =;                 ΔЕ2  =  Еср –  Е2   =

7. Вычисление относительной погрешности: =              =       8. Вывод.

9.  Ответы на контрольные вопросы.

Лабораторная работа №6

Тема «Изучение закона Ома для участка цепи»

   Цель работы: установить на опыте зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.

1)ознакомиться с приборами для проведения этой лабораторной работы                            

2) научиться соединять резисторы последовательно и параллельно

   Оборудование: амперметр лабораторный, вольтметр лабораторный, источник питания, набор из трёх резисторов сопротивлениями 1 Ом, 2 Ом, 4 Ом, реостат, ключ замыкания тока, соединительные провода.

Ход работы

Теоретическая справка.

   Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц. Количественной мерой электрического тока служит сила тока.

   Сила тока – скалярная физическая величина, равная отношению заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени t, к этому интервалу времени:

I =

  В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах [А].   

[1A=1Кл/1с]

   Прибор для измерения силы тока Амперметр. Включается в цепь последовательно

   Напряжение – это физическая величина, характеризующая действие электрического поля на заряженные частицы, численно равно работе электрического поля по перемещению заряда из точки с потенциалом φ1 в точку с потенциалом φ2:  U=  Единица напряжения – Вольт [В] [1B=1Дж/1Кл]

   Прибор для измерения напряжения – Вольтметр. Подключается в цепь параллельно тому участку цепи, на котором измеряется разность потенциалов.

   Величина, характеризующая противодействие электрическому току в проводнике, которое обусловлено внутренним строением проводника и хаотическим движением его частиц, называется электрическим сопротивлением проводника.Электрическое сопротивление проводника зависит от размеров и формы проводника и от материала, из которого изготовлен проводник.  R=  В СИ единицей электрического сопротивления проводников служит Ом [Ом].

   Графическая зависимость силы тока I от напряжения U - вольт-амперная характеристика

   Закон Ома для участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.I =

Ход работы

  1. Для выполнения работы соберите электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, проволочного резистора сопротивлением 2 Ом и ключа. Параллельно проволочному резистору присоедините вольтметр (см. схему).

2. Опыт 1. Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи. Включите ток. При помощи  реостата доведите напряжение на зажимах проволочного резистора до 1 В, затем до 2 В и до 3 В. Каждый раз при этом измеряйте силу тока и результаты записывайте в табл. 1.

 3. По данным опытов постройте график зависимости силы тока от напряжения. Сделайте вывод.

   4. Опыт 2. Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на его концах. Включите в цепь по той же схеме проволочный резистор сначала сопротивлением 1 Ом, затем 2 Ом и 4 Ом. При помощи реостата устанавливайте на концах участка каждый раз одно и то же напряжение, например, 2 В. Измеряйте при этом силу тока, результаты записывайте в табл 2.

1. По данным опытов постройте график зависимости силы тока от сопротивления. Сделайте вывод.

Контрольный вопрос

Как соединяются потребители электроэнергии в квартирах? Почему?

Вывод.

Отчёт о выполнении лабораторной работы № 6

Тема «Изучение закона Ома для участка цепи»

Цель работы: установить на опыте зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.

1)ознакомиться с приборами для проведения этой лабораторной работы                            

2) научиться соединять резисторы последовательно и параллельно

   Оборудование: амперметр лабораторный, вольтметр лабораторный, источник питания, набор из трёх резисторов сопротивлениями 1 Ом, 2 Ом, 4 Ом, реостат, ключ замыкания тока, соединительные провода.

Ход работы

 1. Для выполнения работы собрали электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, проволочного резистора сопротивлением 2 Ом и ключа. Параллельно проволочному резистору присоединили вольтметр (см. схему).

2. Опыт 1. Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи. Включили ток. При помощи  реостата довели напряжение на зажимах проволочного резистора до 1 В, затем до 2 В и до 3 В. Каждый раз при этом измеряли силу тока и результаты записывайте в табл. 1.

 3. По данным опытов построили график зависимости силы тока от напряжения. Сделали вывод.

   4. Опыт 2. Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на его концах. Включили в цепь по той же схеме проволочный резистор сначала сопротивлением 1 Ом, затем 2 Ом и 4 Ом. При помощи реостата установили на концах участка каждый раз одно и то же напряжение, например, 2 В. Измерили при этом силу тока, результаты записали в табл 2.

1. По данным опытов построили график зависимости силы тока от сопротивления. Сделали вывод.

Ответ на контрольный вопрос.

Лабораторная работа № 7

Тема «Изучение явления электромагнитной индукции»

Цель работы: исследовать явление электромагнитной индукции, повторив опыты Фарадея сделать вывод.

Оборудование: источник питания, миллиамперметр, катушки с сердечниками, дугообразный магнит,   выключатель кнопочный, соединительные провода, магнитная стрелка (компас),   реостат.

  Тренировочные задания и вопросы

1. 28 августа 1831 г. М. Фарадей _____
2. В чем заключается явление электромагнитной индукции?
3. Магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют _____
4. В каких единицах в системе СИ измеряются

а) индукция магнитного поля [B]= _____

б) магнитный поток [Ф]= _____

5.  Правило Ленца позволяет определить _____

6.  Запишите формулу закона электромагнитной индукции.

7.  В чем заключается физический смысл закона электромагнитной индукции?

8.  Почему открытие явления электромагнитной индукции относят к разряду величайших открытий в области физики?

        Подготовка к проведению работы.

1. Вставить в одну из катушек железный сердечник, закрепив его гайкой. Подключить эту катушку через миллиамперметр, реостат и ключ к источнику питания. Замкнуть ключ и с помощью магнитной стрелки определить расположение магнитных полюсов катушки с током. Зафиксировать, в какую сторону отклоняется при этом стрелка миллиамперметра. В дальнейшем при выполнении работы можно будет судить о расположении магнитных полюсов катушки стоком по направлению отклонения стрелки миллиамперметра.
2. отключить от цепи реостат и ключ, замкнуть миллиамперметр на катушку, сохранив порядок соединения их клемм.

Проведение эксперимента.

1. Приставить сердечник к одному из полюсов дугообразного магнита и вдвинуть внутрь катушки, наблюдая одновременно за стрелкой миллиамперметра.
2. Повторить наблюдение, выдвигая сердечник из катушки, а также меняя полюса магнита.
3. Зарисовать схему опыта и проверить выполнение правила Ленца в каждом случае.
4. Расположить вторую катушку рядом с первой так, чтобы их оси совпадали.
5. Вставит в обе катушки железные сердечники и присоединить вторую катушку через выключатель к источнику питания.
6. 6.Замыкая и размыкая ключ, наблюдать отклонение стрелки миллиамперметра.
7. Зарисовать схему опыта и проверить выполнение правила Ленца.

Сделать вывод.

Отчёт о выполнении лабораторной работы № 7

Тема «Изучение явления электромагнитной индукции»

Цель работы: исследовать явление электромагнитной индукции, повторив опыты Фарадея сделать вывод.

Оборудование: источник питания, миллиамперметр, катушки с сердечниками, дугообразный магнит,   выключатель кнопочный, соединительные провода, магнитная стрелка (компас),   реостат.

  Ответы на тренировочные вопросы.

        Подготовка к проведению работы.

3. Вставили в одну из катушек железный сердечник, закрепив его гайкой. Подключили эту катушку через миллиамперметр, реостат и ключ к источнику питания. Замкнули ключ и с помощью магнитной стрелки, определили расположение магнитных полюсов катушки с током. Зафиксировали, в какую сторону отклоняется при этом стрелка миллиамперметра.
4. Отключилиот цепи реостат и ключ, замкнули миллиамперметр на катушку, сохранив порядок соединения их клемм.

Проведение эксперимента.

8. Приставили сердечник к одному из полюсов дугообразного магнита и вдвинули внутрь катушки, наблюдая одновременно за стрелкой миллиамперметра.
9. Повторили наблюдение, выдвигая сердечник из катушки, а также меняя полюса магнита.
10. Зарисовали схему опыта и проверили выполнение правила Ленца в каждом случае.
11. Расположили вторую катушку рядом с первой так, чтобы их оси совпадали.
12. Вставили в обе катушки железные сердечники и присоединили вторую катушку через выключатель к источнику питания.
13. Замыкая и размыкая ключ, наблюдали отклонение стрелки миллиамперметра.
14. Зарисовали схему опыта и проверили выполнение правила Ленца.

Вывод.

Лабораторная работа № 8

Тема «Изучение изображения в тонкой линзе»

Цель работы: измерить оптическую силу и фокусное расстояние собирающей линзы одним из способов.

Оборудование: источник света, линейка, линза собирающая, лампочка на стойке, экран, соединительные провода, выключатель.

Теоретическое обоснование:

Формула тонкой линзы имеет вид:  (1), где d – расстояние от линзы до объекта, f – расстояние от линзы до изображения, F – фокусное расстояние линзы, D – оптическая сила линзы.

Для того, чтобы убедиться в пригодности формулы  тонкой линзы, для вашего случая необходимо измерить с помощью этой формулы оптическую силу этой линзы D при различных значениях d и f, найти абсолютные погрешности измерения D и убедиться, что в пределах точности наших измерений оптическую силу линзы можно считать величиной постоянной, т.е. формула работает.

Это можно сделать, измерив расстояния d от предмета до линзы и расстояния f от линзы до реального изображения на экране. Реальное перевернутое изображение на экране для собирающей линзы получается, если предмет расположить от линзы на расстоянии большем фокусного.  При этом если расстояние  f

Простейший способ измеренияоптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы основан на использовании формулы линзы:

 (1)  или   (2)

В качестве предмета используется светящаяся лампочка. Действительное изображение нити накала лампочки получают на экране.

Ход работы

1.Собрать электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через выключатель.

2.Поставить лампочку  и экран по краям стола, между ними поместить линзу. Перемещая линзу, получить резкое изображение светящейся нити лампочки.

3.Измерить расстояния d и f , обратите внимание на точность измерения расстояний.

4.Рассчитать по формулам  (1) и (2) оптическую силу и фокусное расстояние линзы.                

5.Вывод по работе

Отчёт о выполнении лабораторной работы № 8

Тема «Изучение изображения в тонкой линзе»

Цель работы: измерить оптическую силу и фокусное расстояние собирающей линзы одним из способов.

Оборудование: источник света, линейка, линза собирающая, лампочка на стойке, экран, соединительные провода, выключатель.

Ход работы

1. Собрали электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через выключатель.

2. Поставили лампочку  и экран по краям стола, между ними поместилилинзу. Перемещая линзу, получили резкое изображение светящейся нити лампочки.

3. Измерили  расстояния d и f , обратили внимание на точность измерения расстояний.

4. Рассчитали по формулам  (1) и (2) оптическую силу и фокусное расстояние линзы.                

5.Вывод по работе.

Используемая литература

1. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Лабораторный практикум: учебное пособие для студентов учреждений сред.проф. образования/ В.Ф. Дмитриева, А.В. Коржуев, О.В. Муртазина. – 5-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2019.

2. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей: учебник для студентов учреждений сред.проф. образования/ А.В. Фирсов; под ред. Т.И. Трофимовой. – 4-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2019.