ГОУ СПО «Омский государственный колледж торговли, экономики и сервиса»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

по дисциплине «Физика»

2006

ББК 74.262.22 Ш 20

ОДОБРЕНО Цикловой методической комиссией естественно-математических дисциплин Протокол № 4 Дата 05.12.2006 Председатель Игнатович Т.Н

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Физика». – Омск: ОГКТЭиС, 2006г. – 46 с.

Методические указания к выполнению лабораторных работ по физике составлены в соответствии с программой по физике. Цель данного пособия – помочь студентам в выполнении лабораторных работ. Методические указания предполагают краткую теоретическую подготовку по данной теме с составлением отчета по указанной теме лабораторной работы; ознакомление с приборами, сборку схем; проведение опыта и измерений, числовую обработку результатов лабораторного эксперимента и сдачу зачета по выполненной работе.

Письменные инструкции к каждой лабораторной работе, приведенные в данном пособии, не только позволяют определить порядок выполнения работы, но предполагают контрольные вопросы по каждой теме.

Данные методические указания к выполнению лабораторных работ по физике рекомендованы для преподавателей и студентов средних специальных учебных заведений.

Составители: Т.Л. Шайкина, преподаватель ОГКТЭиС

Н.В. Макеева, преподаватель ОГКТЭиС

Рецензент: Т.Г. Зверева, руководитель областного методического объединения преподавателей физики СПУЗ, преподаватель Омского колледжа транспортного строительства.

© ОГКТЭиС, 2006

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...5

Лабораторная работа №1

Определение ускорения свободного падения при помощи маятника…………7

Лабораторная работа №2

Экспериментальная проверка закона Бойля-Мариотта………………………...9

Лабораторная работа №3

Определение модуля упругости резины при деформации растяжения……...11

Лабораторная работа №4

Определение удельного сопротивления проводника………………………….13

Лабораторная работа №5

Последовательное соединение проводников…………………………………..16

Лабораторная работа №6

Параллельное соединение проводников……………………………………….18

Лабораторная работа №7

Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока…………..20

Лабораторная работа №8

Определение показателя преломления стекла…………………………………22

Лабораторная работа № 9

Наблюдение интерференции и дифракции света……………………………...25

Лабораторная работа №10

Наблюдение сплошного и линейчатого спектров……………………………..27

Лабораторная работа №11

Изучение треков заряженных частиц (по готовым фотографиям)…………..28

Лабораторная работа №12

Сборка действующей модели радиоприемника……………………………….31

Лабораторная работа №13

Определение относительной влажности воздуха……………………………...33

Лабораторная работа №14

Монтаж бытовой электропроводки и расчет мощности, потребляемой нагрузкой…………………………………………………………………………35

Лабораторная работа №15

Определение длины световой волны при помощи

дифракционной решетки………………………………………………………..37

Лабораторная работа №16

Определение электроемкости конденсатора…………………………………..39

Лабораторная работа №17

Определение удельной теплоемкости вещества………………………………41

Библиографический список …………………………………………………….45

Введение

Цель данного пособия – помочь студентам выполнить лабораторные работы, предусмотренные программой по физике, научить правильно определять погрешности и производить необходимую числовую обработку результатов лабораторного эксперимента.

Весь процесс выполнения лабораторных работ включает в себя теоретическую подготовку, ознакомление с приборами и сборку схем, проведение опыта и измерений, числовую обработку результатов лабораторного эксперимента и сдачу зачета по выполненной работе.

Теоретическая подготовка

Теоретическая подготовка необходима для проведения физического эксперимента, должна проводиться студентом в порядке самостоятельной внеаудиторной работы. Ее следует начинать внимательным разбором руководства к данной лабораторной работе, а для более глубокого изучения рассматриваемого явления рекомендуется обратиться к литературе, указанной в руководстве.

Особое внимание в ходе теоретической подготовки должно быть обращено на понимание физической сущности процесса.

Для самоконтроля в каждой работе приведены контрольные вопросы, на которые студент обязан дать четкие, правильные ответы.

Теоретическая подготовка завершается предварительным составлением отчета со следующим порядком записей:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Оборудование.

4. Ход работы (включает рисунки, схемы, таблицы, основные формулы для определения величин, а так же расчетные формулы для определения погрешностей измеряемых величин).

5. Расчеты – окончательная запись результатов работы.

6. Вывод.

Ознакомление с приборами, сборка схем

Приступая к лабораторным работам, необходимо:

1. получить у лаборанта приборы, требуемые для выполнения работы;

2. разобраться в назначении приборов и принадлежностей в соответствии с их техническими данными;

3. пользуясь схемой или рисунками, имеющимися в пособии, разместить приборы так, чтобы удобно было производить отсчеты, а затем собрать установку;

4. сборку электрических схем следует производить после тщательного изучения правил выполнения лабораторных работ по электричеству.

Проведение опыта и измерений

При выполнении лабораторных работ измерение физических величин необходимо проводить в строгой, заранее предусмотренной последовательности.

Особо следует обратить внимание на точность и своевременность отсчетов при измерении нужных физических величин. Например, точность измерения времени с помощью секундомера зависит не только от четкого определения положения стрелки, но и в значительной степени – от своевременности включения и выключения часового механизма.

Критерии оценок лабораторных работ

Оценка «5» (отлично) ставится, если студент выполняет работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений; самостоятельно и рационально монтирует необходимое оборудование; все опыты проводит в условиях и режимах, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов; соблюдает требования правил безопасного труда; в отчете правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ погрешностей.

Оценка «4» (хорошо) ставится, если выполнены требования к оценке 5, но было допущено два-три недочета, не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3» (удовлетворительно) ставится, если работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы; если в ходе проведения опыта и измерений были допущены ошибки.

Оценка «2» (неудовлетворительно) ставится, если работа выполнена не полностью и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов; если опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно.

Оценка «1» ставится, если студент совсем не выполнил работу.

Во всех случаях оценка снижается, если студент не соблюдал требований правил безопасного труда.

Лабораторные работы выполняются по письменным инструкциям, которые приводятся в данном пособии. Каждая инструкция содержит краткие теоретические сведения, относящиеся к данной работе, перечень необходимого оборудования, порядок выполнения работы, контрольные вопросы и литературу.

Внимательное изучение методических указаний поможет выполнить работу.

Лабораторный практикум является хорошей формой повторения, углубления и обобщения основных вопросов пройденного курса.

Лабораторная работа №1 Тема: «Определение ускорения свободного падения при помощи маятника»

Цель работы:

учебная: определить ускорение свободного падения;

профессиональная: уметь определять вес тела известной массы на данной широте.

Студент должен

знать: понятия: математический маятник, период колебаний, частота, амплитуда колебаний;

уметь: измерять длину нити с помощью линейки, период колебаний нитяного маятника, пользоваться секундомером;

Оборудование: нитяной маятник, линейка измерительная, секундомер или часы с секундной стрелкой.

Краткая теория

Закон колебания математического маятника можно записать в виде формулы

, (1)

где Т – период колебаний маятника,

l – длина маятника,

g – ускорение свободного падения в данном месте Земли.

π = 3,14

Из формулы (1) находим g. Для этого период Т возведем в квадрат

Т²= 4π² l /g , отсюда Т² g = 4π² l, отсюда

g_{cр =} 4π² l / Т_ср² (2)

Таким образом, чтобы определить ускорение свободного падения на опыте, надо измерить длину маятника l и определить из опыта период колебания Т. Эти значения подставить в формулу (2).

Периодом колебания называется время, за которое маятник делает одно полное колебание.

Формулы (2) и (1) справедливы только при малых амплитудах колебания.

Порядок выполнения работы:

1. Измерьте длину маятника (l) линейкой с точностью до 0,5 мм и переведите результат в метры (но не округляйте).

2. Отклонив немного маятник от положения равновесия, отпустите его и, одновременно заметив по часам этот момент (секундная стрелка должна проходить цифру 12), отсчитав 10 полных колебаний, по часам определите (t) время 10 колебаний в секундах.

3. Разделив время t на 10, определите период

Т= t /10 Т= t /n (3)

4. Повторите опыт с 20-ю и 30-ю полными колебаниями.

5. Вычислите Т среднее по формуле:

Т₁+ Т₂ + Т₃

Т_ср = ---------------- (4)

3

6. Подставьте найденные значения l и Тср в формулу (2) и вычислите g_ср.

7. Все вычисления округлите до 3-х значных цифр,

например: π² = π π

π² =3,14х3,14=9,8596=9,86

8. Все измерения и вычисления занесите в отчетную таблицу:

Отчетная таблица

№ опыта	n	t, (с)	T, (с)	Тср, (с)	l, (м)	gср, (м/с2)	∆g	εg
1	10
2	20
3	30

9. Сравните полученное среднее значение для g_ср, со значением g₀=9,8 м/c² и рассчитайте абсолютную погрешность измерения по формуле:

∆g = / g_ср - g₀ / (5)

10. Рассчитайте относительную погрешность измерения по формуле:

ε_g = ∆g / g₀ (6)

11. Сделайте вывод в конце работы (согласно цели работы), запишите результат измерения в виде :

g = g_ср +∆g (7)

12. Ответьте на контрольные вопросы.