Отчет по лабораторной работе 1
студента группы__________________
ФИО_______________________________________________________________
ТЕМА: ИССЛЕДОВАНИЕ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА БЕЗ НАЧАЛЬНОЙ СКОРОСТИ
Цель: изучить движения тела по наклонной плоскости; опытным путем рассчитать ускорение, с которым движется стальной шарик; построить графики зависимости пройденного пути и скорости от времени равноускоренного движения.
Оборудование: металлопластиковый желоб; стальной шарик; метроном (секундомер); штатив с принадлежностями; стальной цилиндр(стопор); сантиметр; миллиметровая бумага А4.
Краткие теоретические сведения
Уравнение равноускоренного движения:
(1)
где S – модуль вектора перемещения, υ0 – начальная скорость тела.
Если υ0=0, то
, (2)
отсюда
(3)
Мгновенная скорость
(4)
Пользуясь приведенной формулой, следует иметь в виду, что знак «+» означает равноускоренное движение, а знак «-» равнозамедленное.
Если υ0=0, то
(5)
Порядок выполнения работы
Рисунок 1 – Экспериментальная установка
1.Закрепить желоб с помощью штатива в наклонном положении под небольшим углом к горизонту на высоте h=10см (рис.1).
2.Настроить метроном на 120 ударов в минуту. В этом случае промежуток времени между двумя следующими друг за другом ударами метронома составит 0,5с.
3.В нижней части желоба поместить цилиндр (стопор) для торможения шарика. Положение стопора следует подбирать так, чтобы удар шарика о стопор совпадал с очередным ударом метронома.
4.Одновременно с одним из ударов метронома пустить шарик по желобу и сосчитать, за сколько ударов метронома шарик скатится вниз (N). При этом удар метронома, одновременно с которым начинается движение шарика, считается нулевым. В случае использования секундомера – нажать кнопку «старт» и измерить время движения шарика.
5.Измерить расстояние пройденное шариком(S).
6.Установить стопор в новое положение и пустить шарик по желобу с ударом метронома (с началом отсчета секундомера). Измерить время движения шарика. Измерить расстояние пройденное шариком(S).
7.При использовании метронома вычислить время движения шарика t=0,5·N, где N – число ударов метронома.
8.Повторить измерения четыре раза для различных положений стопора. Результаты занести в таблицу. В случае использования секундомера, первый столбик в таблице 1 не заполняется.
Таблица 1 – Экспериментальные данные
№ |
N число ударов |
t (с) |
S(м) |
a (м/с2) |
aср (м/с2) |
∆ a (м/с2) |
∆aср (м/с2) |
ε % |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
|
|
|||
4 |
|
|
|
|
|
Обработка результатов измерения
1.Пользуясь формулой (3) вычислить ускорение шарика. Результат округлить до тысячных.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2.Определить среднее значение ускорения, абсолютную и относительную погрешность измерений методом среднего арифметического (Приложение А). Результаты вычислений занести в таблицу №1.
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.Используя формулу (2), вычислить пути, пройденные шариком за 1,2,3,4….10 секунд от начала движения. s1=…..; s2….; s3….;
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4.Используя формулу(5) вычислить значения мгновенной скорости шарика от одной до 10 секунд после начала движения.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5.Результаты вычислений, выполненных в пунктах 11и 12 занести в таблицу №2.
Таблица№2– Данные для построения графиков зависимости пути от времени s(t) и скорости от времени υ(t)
t,с |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
s,м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ν,м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.По данным таблицы №2 построить графики зависимости пройденного пути и мгновенной скорости от времени на миллиметровой бумаге.
7.Сделать вывод
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________