Министерство образования и науки Красноярского края

краевое государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования (среднее специальное учебное заведение)

«Красноярский колледж радиоэлектроники, экономики и управления»

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ по дисциплине «Физика»

Методические указания для студентов на базе основного

общего образования технического профиля

Красноярск, 2012

Методические указания разработаны

преподавателем физики КГБОУ СПО «ККРЭУ» Н.А. Поповой

Ответственный редактор

Зам. директора по УР Н.Ю. Орина­­­­­­­­­­­

Печатается в соответствии с решением цикловой комиссии

естественнонаучных дисциплин и физической культуры,

протокол от « » 2012 г. №

Председатель цикловой комиссии Т.Ф. Костромина

Одобрено методическим советом КГБОУ СПО «ККРЭУ»

Протокол от « » 2012 г. №

Председатель методического совета,

Зам. директора по НМР Н.А. Попова

3

Предисловие

Цель настоящего пособия – оказать помощь студентам в подготовке и выполнении лабораторных работ, а также облегчить работу преподавателя по организации и проведению лабораторных занятий.

Пособие содержит описание всех, предусмотренных рабочей программой лабораторных работ и составлено в соответствии с примерной программой по физике, утвержденной ФГУ «ФИРО» Минобрнауки России, в 2008 г.

Проводить лабораторные занятия целесообразно в порядке изучения программного материала.

Пособие содержит: предисловие; правила выполнения лабораторных работ; методические указания по их выполнению, где определены цели работы, даны краткие теоретические сведения по каждой работе на основе минимума содержания по заданному разделу дисциплины с учетом требований к итогам его усвоения, определяемых ГОС СПО; приводятся схемы (рисунки) установок и конкретные инструкции по проведению исследований и расчетов; приводятся таблицы, пояснения для построения графиков; указывается состав и форма отчета; контрольные вопросы; литература.

После выполнения лабораторных работ у студентов должны сформироваться практические умения и навыки обращения с различными приборами, установками, лабораторным оборудованием, аппаратурой, которые могут составлять часть профессиональной практической подготовки, а также исследовательские умения (наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимости, делать выводы и обобщения, самостоятельно вести исследования, оформлять результаты).

Правила выполнения лабораторных работ

Для более эффективного выполнения лабораторных работ необходимо повторить соответствующий теоретический материал, а на занятиях, прежде всего, внимательно ознакомиться с содержанием работы и оборудованием.

В ходе работы необходимо строго соблюдать правила по технике безопасности; все измерения производить с максимальной тщательностью; для вычислений использовать микрокалькулятор.

После окончания работы каждый студент в специальной тетради составляет отчет по следующей схеме:

1. наименование и номер работы;

2. цели работы;

3. перечень оборудования;

4. схема установки;

5. расчетные формулы;

6. таблицы результатов измерений и вычислений (заполняется по ходу работы);

7. графики или рисунки;

8. выводы;

соблюдая при оформлении отчета требования ЕСКД и, производя вычисления в системе СИ.

Небрежное оформление работы, исправления уже написанного недопустимы.

Необходимым структурным элементом лабораторной работы является организация обсуждения итогов выполнения лабораторной работы. В конце урока преподаватель ставит зачет, который складывается из результатов наблюдения за выполнением практической части работы, проверки отчета, беседы в ходе работы или после нее. Выполнение лабораторных работ учитывается как показатель текущей успеваемости студентов.

4

Все лабораторные работы должны быть выполнены и защищены в сроки, определяемые рабочей программой и календарно-тематическим планом преподавателя.

Лабораторные работы, не выполненные студентами по уважительной или неуважительной причинам, должны быть выполнены ими на консультации.

Студенты, не получившие зачет по лабораторным работам, к экзамену не допускаются.

ЗАДАНИЕ

При домашней подготовке к лабораторным работам студент обязан:

• самостоятельно изучить методические рекомендации по проведению конкретной лабораторной работы;

• подготовить форму отчета;

• подготовить устные ответы на контрольные вопросы;

• подготовить, при необходимости, координатные оси для построения графиков.

5

Лабораторная работа № 1

1 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПОСТОЯННОЙ СИЛЫ

1. Цель работы

1.1.1 Определить ускорение шарика, скатывающегося по наклонному желобу.

2. Оборудование

1. Металлический желоб

2. Штатив с муфтой и зажимом

3. Стальной шарик

4. Металлический цилиндр

5. Измерительная лента

6. Секундомер или часы с секундной стрелкой

3. Краткие теоретические сведения

Движение шарика, скатывающегося по желобу, приближенно можно считать равноускоренным. При равноускоренном движении без начальной скорости модуль перемещения s, модуль ускорения а и время движения t связаны соотношением:

s =

at2 2

(1)

Поэтому, измерив s и t, мы можем найти ускорение шарика по формуле:

a =

2s t2

(2)

Чтобы повысить точность измерения, ставят опыт несколько раз, а затем вычисляют средние значения измеряемых величин.

Рисунок 1. – Установка для опыта

4. Ход работы

1. Соберите установку, изображенную на рисунке 1 (верхний конец желоба должен быть на несколько сантиметров выше нижнего).

6

2. Положите в желоб у его нижнего конца металлический цилиндр. Когда шарик, скатившись, ударится о цилиндр, звук удара поможет точнее определить время движения шарика.

3. Отметьте на желобе начальное положение шарика, а так же его конечное положение – верхний торец металлического цилиндра.

4. Измерьте расстояние между верхней и нижней отметками на желобе (модуль s перемещения шарика) и результат измерения запишите в таблицу.

Таблица 1.1 –Измеряемые и вычисляемые величины

№ опыта	Модуль перемещения шарика s, м	Время t, с	Среднее значение времени tср, с	Ускорение а, м/c2	Относительная погрешность δ а, %	Абсолютная погрешность Δ а, м/c2
1
2
3
4
5

5. Отпустите шарик без толчка от верхней отметки и измерьте, какое время t пройдет до удара шарика о цилиндр.

6. Повторите опыт пять раз, записывая в таблицу результаты измерений. При проведении каждого опыта пускайте шарик из одного и того же положения, а так же следите за тем, чтобы верхний торец цилиндра находился у соответствующей отметки.

7. Вычислите среднее значение времени:

tср =

t1 + t2 + t3 + t4 +t5 5

(3)

и результат запишите в таблицу.

8. Вычислите ускорение, с которым скатывался шарик:

a =

2s tср2

(4)

9. Вычислите относительную погрешность по формуле:

δ а = (

∆s s

+

∆t tср

) 100 % , (5)

где: ∆s = 0,0005 м;

∆t = 0,005 с.

10. Вычислить абсолютную погрешность по формуле:

Δ а =

δа а 100 %

(6)

11. Результаты вычислений запишите в таблицу 1.1.

12. Сделайте вывод.

7

5. Контрольные вопросы

1. Как движется тело под действием постоянной силы?

2. Как читается второй закон Ньютона7

3. Мерой чего является масса тела?

4. Дайте определение ускорения. Как оно направлено?

5. Чем отличаются путь и перемещение?

6. Изменится ли величина ускорения, если изменить наклон желоба, или изменить его длину?

6. Содержание отчета

1. Название лабораторной работы

2. Цель работы

3. Оборудование

4. Расчетные формулы

5. Таблица

6. Вывод

8