Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Череповецкий лесомеханический техникум им. В.П. Чкалова»

Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по физике для студентов 1 курса

Специальности:

250407 Технология лесозаготовок

250405 Технология комплексной переработки древесины

190631 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

190629 Техническая эксплуатация подъёмно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям)

140448 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

г. Череповец

2011 г

Методические рекомендации составлены Костылевой И.В.

Вороновой А.Н. Гущиной Л.И.

в соответствии с рабочей программой дисциплины «Физика», утвержденной ПЦК от 30.05.11 г. протокол № 7

Методические рекомендации рассмотрены и утверждены на заседании ПЦК математических и естественно-научных дисциплин протокол №_1__ от _31.08.2011_

Председатель ПЦК С.В. Захарова

Содержание

№	Название лабораторной работы	Страницы
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4	Правила оформления лабораторных работ Аудиторные лабораторные работы Учет погрешностей при измерениях и вычислениях Исследование движения тела под действием постоянной силы Измерение коэффициента трения скольжения Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести Изучение закона сохранения механической энергии Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити Проверка закона Бойля – Мариотта Измерение влажности воздуха Измерение поверхностного натяжения жидкости Проверка правил последовательного соединения потребителей Проверка правил параллельного соединения потребителей Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока Определение показателя преломления стекла Изучение интерференции и дифракции Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки Внеаудиторные лабораторные работы Определение начальной скорости свободно падающего тела Измерение времени реакции с использованием линейки Наблюдение роста кристаллов из раствора Изучение закона радиоактивного распада Литература	4 5 9 12 15 19 23 26 29 32 35 38 41 44 47 51 55 58 61 63 66

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Отвести рамку на расстоянии 1клеточка сверху, справа и снизу, а слева отступить 4 клеточки от края листа (лицевая сторона), на оборотной стороне сделать симметрично (слева – 1 клеточка, справа – 4 клеточки)

2. Текст от рамки должен отступать сверху и снизу на 2 клеточки, а слева и справа – на 1 клеточку. Соблюдая красную строку, отступить от рамки на 2 клеточки.

3. Заголовок «ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА» пишется седьмым шрифтом (печатные буквы, высота 7 мм), знак № не ставится, а работы нумеруются и раскладываются в папке по порядку с 1 по 15, после аудиторных работ раскладываются домашние работы с 1 по 4.

4. Заголовки «Цель работы», «Порядок выполнения работы», «Оборудование», «Вычисления», «Вывод» пишутся печатными буквами высотой: заглавная буква 7 мм, прописные – 5 мм по центру страницы.

5. Переносы слов в заголовках не допускаются.

6. Между заголовками оставить интервалы 2 клеточки.

7. Точки в конце предложения в заголовках не ставятся.

8. Перед таблицей пишется «Результаты измерений и вычислений», слово Таблица записывают справа страницы в той же строке, а через 1 клеточку чертится таблица.

9. Таблица ограничивается справа, слева, снизу. Между измерениями поперечные линии не проводятся.

10. От таблицы отступаются 2 клеточки, а затем записываются вычисления к работе с пояснениями. Единицы измерения проставляются у каждого числа, а так же в ответе.

11. Все, что необходимо вычислить, записывается в отчете с пояснениями.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

Учет погрешностей при измерениях

и вычислениях

Цель работы

Научиться определять абсолютную и относительную погрешность и по их значению оценивать точность выполненных измерений.

Теоретическая часть работы

Выполнение лабораторных работ связано с измерением различных физических величин и последующей обработкой их результатов.

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью средств измерения.

Прямое измерение – определение значения физической величины непосредственно средствами измерения.

Косвенное измерение – определение значения физической величины по формуле, связывающей ее с другими физическими величинами, определяемые прямыми измерениями.

Никакие измерения не делаются абсолютно точно. Они всегда производятся с некоторой погрешностью, связанной с несовершенством средств измерения и другими причинами. Но и при наличии погрешностей имеется несколько способов проведения достоверных измерений и вычисления отклонения от точного значения.

Абсолютной погрешностью называется отклонение от точного значения:

,

где Δа – абсолютная погрешность,

а_т – точное значение измеряемой величины,

а – измеренное значение.

Абсолютная погрешность прямых измерений складывается из абсолютной инструментальной погрешности (определяется конструкцией прибора) и абсолютной погрешности отсчета (связана с неправильным снятием показаний прибора).

Абсолютную погрешность измерения округляют до такого же разряда, что и значения измерений.

При нескольких измерениях часто вычисляют среднее значение нескольких величин. Для этого сумму величин делят на их количество:

,

где Δа_ср – среднее значение абсолютной погрешности,

n – количество приближенных измерений (величин).

Относительная погрешность измерения физической величины равна отношению среднего значения абсолютной погрешности к точному значению, выраженному в процентах:

100%,

где ε – относительна погрешность.

Ход работы

1. Решить задачу 1 двумя способами

2. Решить задачу 2

3. Ответить на вопросы

Вычисления

Задача 1.

Решить задачу 1, если заданы значения:

а_т – точное значение числа,

а₁,а₂,а₃ – приближенные значения числа.

Найти среднее значение абсолютной погрешности ∆а_ср, относительную погрешность ε.

Способ 1:

1. Абсолютная погрешность каждого значения приближенного числа:

,

∆a₁=

∆a₂=

∆a₃=

2. Среднее значение абсолютной погрешности: ,

∆а_ср=

3. Относительная погрешность: 100%

ε=

Способ 2:

1. Среднее значение приближенных величин: , а_ср=

2. Абсолютная погрешность: , ∆a_ср=

3. Относительная погрешность: ε 100% ε=

Задача 2.

Решить задачу 2, когда не задано точное значение величины, а известны только ее приближенные значения:

а₁,а₂,а₃ – приближенные значения числа;

Найти среднее значение абсолютной погрешности ∆а_ср, относительную погрешность ε.

1. Среднее значение приближенных величин, принимаемое за точное значение: ,

а_ср=

2. Абсолютная погрешность каждого значения приближенного числа:

,

∆a₁=

∆a₂=

∆a₃=

3. Среднее значение абсолютной погрешности: ,

∆а_ср=

4. Относительная погрешность: 100%

ε=

Вывод

Записать ответы на вопросы полными предложениями:

1. Что называется погрешностью?

2. Что такое абсолютная погрешность? Как ее вычислить?

3. Что такое относительная погрешность? Как ее вычислить?

4) Как вычислить среднее значение нескольких величин?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

Исследование движения тела под действием постоянной силы

Цель работы

Вычислить ускорение, с которым скатывается шарик по наклонному желобу.

Теоретическая часть работы

Шарик движется по наклонному желобу под действием сил тяжести и трения. Силы не изменяются в процессе движения шарика, следовательно, постоянной остается и равнодействующая этих сил. Шарик начинает движение без начальной скорости, его перемещение при равноускоренном движении определяется формулой:

,

где s – перемещение шарика,

a – ускорение,

t – время движения.

Измерив перемещение и время движения можно определить ускорение по формуле:

Оборудование

Программа «Виртуальные лабораторные работы по физике» ЗАО «Новый диск», 2007; Лабораторная работа 7 «Изучение равноускоренного движения» Лабораторная работа выполняется по первому варианту .

Ход работы

1. Закрепите желоб в штативе на высоте от 10 до 25 см

2. Установите стопор. Шарик положите в желоб (нажав левую кнопку мыши, «перетащить» шарик)

3. Измерьте линейкой путь шарика (от стопора до шарика)

4. Запустите шарик (щелкните левой кнопкой мыши по ограничителю). Запишите время движения шарика.

5. Повторите опыт дважды, устанавливая стопор в новое положение.

6. Вычислите ускорение.

7. Вычислите погрешность.

Таблица Результаты измерений и вычислений

№ опыта	Высота наклона желоба h, м	Перемещение s,м	Время t,с	Ускорение а,м/с2	Абсолютная погрешность ∆а, м/с2	Относительная погрешность ε,%
1 2 3