Работа № 8 Демонстрационный эксперимент при изучении динамики
Цель работы
Знакомство с содержанием и методикой изложения темы “Динамика” 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:
основные понятия динамики (инерция, инертность, взаимодействие, масса, сила) и их физический смысл;
основные законы динамики.
Опыт 1. Явление инерции
Оборудование: тележка, деревянный брусок.
В
озьмите
тележку от наборов по кинематике или
динамики и поставьте на неё деревянный
брусок. Медленно сообщите скорость
тележки, предварительно поставив на её
пути препятствие. Опишите, что произошло
после наезда тележки о препятствие.
Резко толкните покоящуюся тележку с бруском, опишите произошедшее. Объясните результаты опытов, дайте определение явления инерции.
|
|
|
|
О
пыт
2. Инертность тела
Оборудование: гиря 2 кг, два штатива с перекладиной, страховочный шпагат, нитки.
К П-образной раме подвяжите массивную гирю на страховочной достаточно толстой бечевке. Сверху и снизу привяжите к гире нити одинаковой толщины. Резко дерните вниз нижнюю нить. Запишите результат опыта.
|
|
Привяжите новую нить вместо разорвавшейся. Теперь медленно натягивайте нижнюю нить. Запишите результат опыта.
|
|
Объясните результаты, дайте определение инертности тела.
|
|
|
|
Приведите другие варианты демонстрации свойства инертности тел.
|
|
О
пыт
3. Опыт с телами
“неравной массы” на центробежной
машине
По конструкции прибора отношение масс равно 2. Подберите расстояние между телами таким образом, чтобы при вращении они не сдвигались.
Измерьте
расстояния от тел до оси вращения,
запишите отношение
. На основе анализа особенностей
движения тел сделайте вывод о значении
отношения ускорений тел
и их масс
Запишите верное соотношение
.
Сформулируйте метод измерения массы тела по его взаимодействию с эталоном массы.
|
|
Опыт 4. Второй закон Ньютона
Е
сть
несколько способов проверки второго
закона Ньютона. Рассмотрим один из них.
Расположите рейку от прибора ПДЗМ
горизонтально, к тележке привяжите
нить, так чтобы после перекидывания ее
через блок к ней можно было привязать
площадку для грузов. Подключите
электромагнит прибора к счетчику-секундомеру.
Ко входу 2 подсоедините один из фотодатчиков
и установите его на показании 70 см
линейки, так чтобы при перемещении
тележки флажок пересекал луч фотодатчика
и останавливал секундомер.
1. Зависимость ускорения от силы, действующей на тело.
Взвесьте динамометром вес платформы с грузом. Подсоедините платформу с грузом к нити, привязанной к тележке. Включите секундомер и нажмите кнопку «пуск». Измерьте время движения тележки и вычислите её ускорение. Затем увеличьте вес груза с платформой в 2 раза, повторите вычисления. Сравните ускорения и сделайте вывод о зависимости ускорения от действующей на тележку силы.
F |
s |
t |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Зависимость ускорения от массы на тела.
Оставляйте неизменным вес платформы с грузом, меняя массу тележки, добавляя на неё грузы. Измерьте массу тележки, присоедините её через нить к платформе с грузом, включите секундомер, нажмите «пуск». Измерьте время движения тележки, вычислите её ускорение. Затем увеличьте массу тележки в 2 раза, повторите вычисления. Сравните ускорения и сделайте вывод о зависимости ускорения от массы тела.
M |
s |
t |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сформулируйте второй закон Ньютона
|
|
О
пыт
5. Третий закон
Ньютона
Оборудование: два демонстрационных динамометра, штатив, пластмассовый сосуд с водой, цилиндр от прибора «Ведерко Архимеда», электромагнит, железный брусок.
Укрепите два динамометра па одном штативе друг над другом согласно рисунку. Стрелки динамометров приведите в нулевое положение.
1. Поставьте стрелки динамометров на нулевое положение. На верхнюю площадку нижнего динамометра поставьте сосуд с водой. К нижнему крючку верхнего динамометра подвесьте цилиндр. Заметьте показания динамометров.
Опуская верхний динамометр, осторожно погрузите тело в сосуд с водой, стоящий на нижнем динамометре, снимите новые показания. Опишите характер изменений показаний динамометров и сделайте вывод.
|
|
2. На площадку нижнего динамометра положите железный брусок. К верхнему динамометру подвесьте кольцевой электромагнит. Соберите цепь электромагнита. Заметьте показания динамометров. Замкните цепь электромагнита, снимите новые показания. Опишите характер изменений показаний и сделайте вывод.
|
|
Сформулируйте третий закон Ньютона.
|
|
Опыт 6. Коэффициент трения покоя и скольжения
Оборудование: динамометр демонстрационный, трибометр, гиря 2 кг, деревянный брусок.
Трибометр
расположите горизонтально, на него
положите деревянный брусок, на него
гирю. Подсоедините к бруску через толстую
нить динамометр.
Постепенно натягивайте нить, следите за показаниями динамометра, пока брусок с гирей не начнет двигаться. Опишите результаты, объясните их.
|
|
|
Добейтесь равномерного движения бруска с грузом, запишите показания динамометра. Определите вес гири с бруском, вычислите коэффициент трения. Поясните этот способ определения коэффициента трения.
Fтр |
Р |
µ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|||
|
|||
Проведите подобные опыты, положив брусок на трибометр меньшей гранью. Сделайте вывод о характере зависимости коэффициента трения скольжения от площади трущихся поверхностей
Fтр |
Р |
µ |
|
|
|
|
|