Применение компьютерных технологий при обработке результатов физических экспериментов
методическая разработка (11 класс) по теме
Предлагабю материал лабораторнй работы по физике с исполизованием возможностей электронных табли
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 26.7 КБ |
Предварительный просмотр:
Применение компьютерных технологий при обработке результатов физических экспериментов
Многие практические задачи курса физики и математики можно решать с помощью компьютера. В настоящее время имеются мощные математические пакеты, позволяющие решать такие задачи быстро и эффективно. Мы же рассмотрим пример выполнения расчетов лабораторной работы по физике для курсантов первого курса с помощью Microsoft Office Excel 2007, так как при изучении Информатики курсанты знакомятся с возможностями обработки результатов экспериментов средствами электронных таблиц.
Лабораторная работа
Тема: Определение момента инерции тела
Оборудование: маятник Обербека (представляет собой тело сложной формы – шкив из двух одноосных цилиндров и четырех стержней, прикрепленных к шкиву, на стержни навинчены грузы различной массы), шнур, грузы, секундомер, линейка.
Задание: исследуйте зависимость момента силы от углового ускорения, по графику зависимости определите момент силы трения и момент инерции тела сложной формы.
Содержание и метод выполнения работы
Момент инерции тела зависит от его массы, формы, размеров и положения относительно оси вращения. В §6 на стр.38 учебника дано Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела :
Μ=Iε , где Μ – момент сил, ε - угловое ускорение, I – момент инерции тела. Вращение маятника происходит в результате действия силы натяжения нити и силы трения. Момент силы натяжения нити можно вычислить, зная массу подвешенного на шнур груза, ускорение свободного падения и радиус шкива: Мн≈mgR. Момент силы трения определяется по графической зависимости М(ԑ).
Угловое ускорение рассчитывается по формуле: ε=h2Rt2 .
Для построения графика зависимости опыт проделывают 5-10 раз. Момент инерции тела – это угловой коэффициент линейной зависимости М(ԑ), его находят по графику. Для чего выбирают две точки графика, расположенные в области экспериментальных точек, но не являющиеся экспериментальными Ι=M1-M2ε1-ε2 .
Порядок выполнения работы
- Наматайте шнур с грузом известной массы на шкив.
- Измерьте время падения груза. Занесите в таблицу время падения, высоту падения, радиус шкива и массу груза.
- Вычислите угловое ускорение и момент силы натяжения нити.
- Проделайте опыт 5-10 раз.
- Постройте график зависимости М(ԑ) , проведя прямую линию через экспериментальные точки наилучшим образом.
- Выберете две произвольные точки на графике в качестве расчетных (две точки графика, расположенные в области экспериментальных точек, но не являющиеся экспериментальными), определите момент инерции тела.
- Момент силы трения определите по графику зависимости, как ординату точки с абсциссой ԑ=0.
- Выполните все эти действия, наматывая шнур на шкив другого цилиндра.
- Запишите ответ на задание лабораторной работы.
Применение электронных таблиц для расчетов лабораторной работы по теме «Определение момента инерции тела»
- Запустите программу Excel (Пуск ►Программы ►Microsoft Excel).
- Создайте новую рабочую книгу (кнопка Создать на стандартной панели инструментов).
- Дважды щелкните на ярлычке текущего рабочего листа и дайте этому рабочему листу имя «Лабораторная работа. Таблица 1».
- Дайте команду Файл ►Сохранить как и сохраните рабочую книгу под именем book.xls.
- Сделайте текущим диапазон ячеек B1: H2 , объедините ячейки (для этого вызовите контекстное меню, выберите : Формат ячеек, во вкладке Выравнивание отметьте Объединение ячеек.
- Введите в диапазон заголовок «Таблица 1».
- В ячейку В4 введите «№», в ячейку В5 введите число «1».
- Сделайте активной ячейку В5, наведите указатель мыши на маркер заполнения в правом нижнем углу рамки, нажмите правую кнопку мыши и перетащите этот маркер до ячейки В24, отпустите кнопку, выберите Прогрессия ►по столбца ►шаг 1 , в диапазоне В 5: В24 появится нумерация строк от 1 до 20.
- В ячейки С4 , D4, E4, F4, G4, H4 введите соответственно h(м), R(м), m(кг), t(с),Mн (Н·м), ԑ(рад/с2).
- Выполните лабораторные опыты и заполните значениями физических величин: h(м), R(м), m(кг), t(с) столбцы диапазона С5: F24 .
- Введите в ячейку G5формулу для расчета момента силы натяжения нити, для этого наберите =9,8*E5*D5.
- Используя метод автозаполнения, скопируйте эту формулу по диапазону G5:G24, для этого сделайте активной ячейку G5, наведите указатель мыши на маркер заполнения, нажмите левую кнопку мыши и перетащите этот маркер до ячейки G24.
- Введите в ячейку H5 формулу для расчета углового ускорения =2*C5/(D5*F5*F5) и скопируйте по диапазону H5:H24.
- После того, как таблица будет полностью заполнена, переходите к построению графика М(ԑ), для этого дважды щелкните на ярлычке рабочего листа №2 и дайте этому рабочему листу имя «График».
- На рабочем листе №2 сделайте активной ячейку В2, на стандартной панели инструментов выберите Вставка ►диаграммы►точечная , выберите вид точечной диаграммы - плавную кривую, щелкните на кнопке ОК.
- На области диаграммы вызовите контекстное меню и выберите: Выбрать данные в окне Выбор источника данных нажмите Добавить ряд, заполните значения «X», для чего на листе №1 укажите методом протягивания диапазон H5:H24 и «Y» - диапазон G5:G24.
- График зависимости будет представлять собой кривую линию, проходящую через все экспериментальные точки. Аналитически известно, что зависимость М(ԑ) – линейная, а ее угловой коэффициент и есть искомое значение момента инерции тела. Поэтому построим наилучшую прямую следующим способом: дайте команду : Макет►Анализ ►Линия тренда , выберите Линейное приближение.
- Щелчком на графике выделите линию тренда, вызовите контекстное меню и выберите Формат линии тренда ►параметры линии тренда отметьте «показывать уравнение на диаграмме».
- Рядом с прямой М(ԑ) появится ее уравнение, угловой коэффициент этой прямой численно равен моменту инерции тела, а свободный член уравнения прямой численно равен моменту силы трения. Таким образом, оба искомых значения найдены.
h (м) | R (м) | m (кг) | t (с) | Mн (Н·м) | ԑ(рад/с2) |
1 | 4 | 1 | 1,9 | 39,2 | 0,138504 |
1 | 4 | 2 | 2 | 78,4 | 0,125 |
1 | 4 | 3 | 1,7 | 117,6 | 0,17301 |
1 | 4 | 4 | 1,2 | 156,8 | 0,347222 |
1 | 4 | 5 | 1,2 | 196 | 0,347222 |
1 | 4 | 6 | 1,1 | 235,2 | 0,413223 |
1 | 4 | 7 | 1,1 | 274,4 | 0,413223 |
1 | 4 | 8 | 1,6 | 313,6 | 0,195313 |
1 | 4 | 9 | 1 | 352,8 | 0,5 |
1 | 4 | 10 | 0,9 | 392 | 0,617284 |
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2018/02/16/picture-27999-1518811648.jpg)
«Применение компьютерных технологий в учебном процессе ДШИ»
Данная статья была представлена на Республиканской научно-практической конференции «Развитие творческого потенциала личности ребенка. Инновационные технологии в педагогической деятельности»....
О практическом применении компьютерных технологий в образовательном процессе на примере математики и информатики
О применении информационныхтехнологий в школе...
![](/sites/default/files/pictures/2012/03/23/picture-70051.jpg)
Применение компьютерных технологий для выполнения практических работ по закреплению правил орфоэпии и произношения глухими учащимися на уроках РРС и ФП на второй ступени обучения
Данная статья представляет собой теоретический и практический материал по использованию компьютерных технологий на уроках РРС и ФП для закрепления правил орфоэпии и произношения путём вы...
Разработка уроков с применением компьютерных технологий
В данном раздели представленны некоторые презентации, которые используются мной в процессе обучени с применением компьютерных технологий....
![](/sites/default/files/pictures/2017/12/22/picture-126204-1513973878.jpg)
Опыт работы "Применение компьютерных технологий для формирования лексических навыков учащихся"
В данном опыте работы отражен опыт исследования применения компьютерных технологий....
«Применение компьютерных технологий в изучении математики»
В качестве объекта исследования выступает учебные занятия по алгебре в 11 классах.Предметом исследования является обучение школьников алгебре и подготовка к сдаче ЕГЭ с помощью компьютерных технологий...
Комментарии
Электронные таблицы и физика
лаботаторные расчеты