Работа №7 Демонстрационный эксперимент при изучении кинематики
Цель работы:
Знакомство с содержанием и методикой изложения темы “Кинематика” в курсе физики.
Изучение основных приборов, которые используются при проведении демонстраций по данной теме.
Овладение техникой и методикой проведения основных демонстраций.
При подготовке к работе следует:
изучить основное содержание темы по учебнику;
познакомиться с экспериментом, предлагаемом в учебнике.
Перед выполнением работы необходимо знать:
определение механического движения;
определение и физический смысл понятия скорости;
определение и физический смысл понятия ускорения;
определение мгновенной скорости;
формулу для нахождения скорости равномерного движения;
формулу для нахождения ускорения равноускоренного движения;
уравнения равноускоренного движения;
Опыт 1. Определение мгновенной скорости
Оборудование: монорельс прибора ПДЗМ, тележка, счетчик – секундомер электронный с фотодатчиками.
Монорельс прибора ПЗДМ установите под малым углом к столу. Фотодатчики укрепите на штативе на расстоянии 10 см друг от друга так, чтобы точка, в которой измеряется мгновенная скорость, была серединой отрезка между датчиками. Все кнопки секундомера находятся в отжатом состоянии.
К
тележке с грузами вверху с самого левого
края закрепите пластилином флажок,
который при движении пересекал бы луч
света в датчиках. Запуская каретку
нажатием кнопки “пуск” на
счетчике-секундомере (при этом отключается
магнит), измерьте промежуток времени,
в течение которого пройден отрезок пути
10 см.
Численное значение мгновенной скорости в заданной точке определите по формуле :
.
Измерьте по три раза время для точек А (50 см) и В (70 см), вычислите мгновенные скорости в этих точках, данные занести в таблицу.
|
точка В |
||||||
м |
с |
|
м/с |
, м |
, с |
= |
м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
точка
А
,
,
=
,
,
Вывод:
|
|
Опыт 2. Введение понятия ускорения прямолинейного движения
Оборудование: аналогично опыту 1.
Определите мгновенную скорость в точках А (50 см) и В (70 см). На уроке нужно использовать данные опыта 1.
Сравните значение v
и v
, сделайте вывод о характере движения.Определить время движения от начальной точки О до каждой из точек В и А - t
и
t
.
При этом на секундомере все кнопки
отжаты, а датчик Д
ставится в соответствующих точках А и
В. Сравнить время движения t
и t
.Определить изменение скорости:
=
-
;
=
-
;
где
=
0.Определить отношение
и
.
Сравнить их.Определите ускорения а = и а = . Данные внесите в таблицу.
Точка А
Точка В
vАмгн
v0=0
Δv = vA – v0
T
а
=
v0=0
Δv=vВ–v0
t
а =
Соберите установку, аналогичную опыту 1, датчики Д и Д установите в точках А и В соответственно. В опыте измерьте время прохождения тележки от А до В. Зная мгновенную скорость в этих точках найдите ускорение по формуле а =
.
Сравните величину ускорения, вычисленных
в п.6 и п.7.
Вывод:
|
|
Опыт 3. Определение ускорения свободного падения с помощью прибора по кинематике
Оборудование: счетчик-секундомер электронный, монорельс от прибора ПДЗМ, датчик НР.
Д
ля
проведения эксперимента по свободному
падению:
Откидную стойку сложить.
Ввернуть ручки в резьбовые отверстия укосов монорельса.
Ручки закрепить в муфтах лабораторного штатива. Выставить монорельс вертикально с помощью отвеса.
Укрепить датчик НР на шкале.
Закрепить ловушку двумя винтами на нижнем монорельса, а на дно ловушки разложить ровным слоем пакет с песком.
Электромагнит монорельса соединить проводами с гнездами “ЭМ” на передней панели счетчика. Датчик НР на шкале соединить с гнездом Д .
Рычаг датчика установить во взведенное состояние.
Поднести шарик к сердечнику пускового электромагнита. Нажать кнопку “Пуск”. Шарик начинает падать, счетчик включается на измерение времени. Высота падения отсчитывается по линейке шкалы монорельса до рычага датчика.
Время падения отсчитывается с табло секундомера.
Опыт проделайте 3 раза, высота 1 метр.
Запишите результаты измерений и ваши вычисления.
|
|
|
Опыт 4. Измерение угловой скорости стробоскопическим методом
О борудование: электродвигатель со стробоскопическим диском, РНШ, стробоскоп.
На стробоскопическом диске находятся ряд колец, на каждом из которых размещены черные и белые секции. Диск цепляют на валу двигателя. Двигатель подключите к РНШ и освещайте стробоскопом.
Стробоскоп настройте на частоту 100 Гц (Т=0,01 с). Изменяя напряжение, подаваемое на двигатель, добейтесь кажущейся остановки сначала наружного кольца, а потом всех последующих.
При остановке того или иного кольца соседние кольца медленно вращаются в ту или другую сторону. При помощи этого опыта разъясните стробоскопический эффект и его применение в технике для контроля числа оборотов, а также рассмотрения в замедленном темпе быстротекущих периодических процессов.
Объясните суть стробоскопического метода определения частоты вращения диска.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|