metodichka

государственное бюджетное профессиональное общеобразовательное учреждение
«Волгоградский энергетический колледж»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для выполнения лабораторных работ
по дисциплине «Физика»
2017 г.
Сведения о приближенных вычислениях:
При работе с приближенными числами необходимо соблюдать следующие правила:
1. При сложении и вычитании приближенных чисел в конечном результате следует сохранить
столько десятичных знаков, сколько их имеет наименьшее точное значение.
2. В результате полученном после умножения и деления следует сохранять столько значащих
цифр, сколько их имеет наименьшее точное значение.
3. При возведении приближенного числа в квадрат и куб следует сохранить в результате столько
значащих цифр, сколько их имеет возводимое в степень приближенное число.
4. При выполнении промежуточных результатов необходимо брать одной цифрой больше, чем
рекомендуют предыдущие правила.
Выполнение лабораторных работ связано с измерениями физических величин. Измерения не дают
возможности получить абсолютно точные результаты. Ошибки (погрешности) возникающие при
измерениях объясняются несовершенством методов измерения, измерительных приборов, условиями
опыта. Для исключения случайных ошибок и повышения степени точности необходимо производить
всегда несколько измерения (минимум три).
Для определения погрешностей можно воспользоваться методом среднего арифметического:
1. Производят измерение искомой величины х несколько раз и находят среднее арифметическое
результатов этих измерений
х  х 2  х3
xcp  1
3
2. Находят абсолютные погрешности каждого измерения
x  x cp  x
Потом определяют среднее арифметическое этих погрешностей
x  x2  x3
xcp  1
3
И принимают его за абсолютную погрешность измерения.
3. Находят относительную погрешность
x cp
 
* 100%
x cp
Лабораторная работа №1.
Тема: «Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести».
Цель работы: опытным путём доказать, что при движении тела по окружности под действием
нескольких сил их равнодействующая равна произведению массы тела на ускорение: F  m  a .
Оборудование.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Линейка с миллиметровыми делениями.
Часы с секундной стрелкой.
Динамометр.
Штатив с муфтой и кольцом.
Прочная нить.
Лист бумаги с начерченной окружностью радиусом 15 см.
Груз из набора по механике.
Литература:
1. С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
2. В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
3. Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
4. Конспекты по физике
Теория.
Эксперименты проводятся с коническим маятником. Небольшой шарик движется по окружности
радиуса R. При этом нить АВ, к которой прикреплен шарик, описывает поверхность прямого
кругового конуса. На шарик действуют две силы: сила тяжести и натяжение нити (рис. а). Они
создают центростремительное ускорение , направленное по радиусу к центру окружности. Модуль
ускорения можно определить кинематически. Он равен:
Для определения ускорения надо измерить радиус окружности и
период обращения шарика по окружности.
Центростремительное (нормальное) ускорение можно определить
также, используя законы динамики.
Согласно второму закону Ньютона
. Разложим силу на
составляющие и , направленные по радиусу к центру окружности
и по вертикали вверх.
Тогда второй закон Ньютона запишется следующим образом:
Направление координатных осей выберем так, как показано на рисунке б. В проекциях на ось О 1у
уравнение движения шарика примет вид: 0 = F2 —mg. Отсюда F2 = mg:
составляющая уравновешивает силу тяжести , действующую на
шарик.
Запишем второй закон Ньютона в проекциях на ось О1х:
man = F1. Отсюда
Модуль составляющей F1 можно определить различными способами. Вопервых, это можно сделать из подобия треугольников ОАВ и FBF1:
Отсюда
и
Во-вторых, модуль составляющей F1 можно непосредственно измерить
динамометром. Для этого оттягиваем горизонтально расположенным
динамометром шарик на расстояние, равное радиусу R окружности (рис. в), и определяем показание
динамометра. При этом сила упругости пружины уравновешивает составляющую .
Сопоставим все три выражения для аn:
,
,
и убедимся, что они близки между собой.
В этой работе с наибольшей тщательностью следует измерять время. Для этого полезно отсчитывать
возможно большее число оборотов маятника, уменьшая тем самым относительную погрешность.
Ход работы.
Собрать установку, изображенную на рисунке:
1.
2.
3.
4.
5.
Одному из учащихся взяться за нить в точке подвеса и провести во вращение маятник.
Второму измерять линейкой радиус окружности, по которой движется груз.
Определить время, за которое маятник делает 30-40 оборотов при помощи часов.
Опыт повторить 2 раза, не изменяя количество оборотов.
𝑡 +𝑡 +𝑡
Вычислить среднее время по формуле 𝑡ср = 1 32 3
6. Определить период обращения маятника Т для этого воспользуйтесь формулой 𝑇 =
4𝜋 2 𝑟
𝑡ср
𝑁
7. Рассчитать среднее значение ускорения по формуле 𝑎 = 𝑇 2 .
8. Измерить модуль равнодействующей, уравновесив её силой упругости пружины динамометра
(смотри рисунок).
9. Результаты измерений занести в таблицу.
Номер
опыта
Время
t, сек
Среднее
время
t ср , с
Число
оборотов
N
Масса
груза
Радиус
окружности
Центростремительное
ускорение
m, кг
r, м
a, м/с²
Сила
упругости
Fупр , Н
10. Сравнить отношение F/ma с единицей и сделать вывод о погрешности.
11. Оформить отчёт по работе.
Содержание отчёта:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
Контрольные вопросы:
1. Сформулируйте законы Ньютона.
2. Что такое масса тела?
3. Что называется силой упругости?
4. Что такое деформация? Какие виды Вы знаете?
5. Что называется силой трения? С чем связано появление этой силы?
6. Что такое сила?
7. Что называется ускорением?
8. Что называется материальной точки?
9. Чем называется центростремительным ускорением?
10. Что такое центростремительное ускорение? Когда она возникает?
11. В чем отличие силы гравитации от тяжести?
12. Объясните существование инерциальных систем отсчета?
13. Что называется весом тела?
14. Как можно увеличит или уменьшить вес тела не уменьшая ее массы? Приведите примеры.
15. Что такое скорость? Какие виды бывают? Дать их определения.
Лабораторная работа №2
Тема: «Измерение коэффициента трения скольжения».
Цель работы: Определить коэффициент трения деревянного бруска, скользящего по деревянной
поверхности, используя формулу Fтр    Р .
Оборудование.
1.
2.
3.
4.
Динамометр.
Деревянный брусок.
Деревянная линейка.
Набор грузов.
Литература:
1. С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
2. В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
3. Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
4. Конспекты по физике
Ход работы.
1. Положить брусок рядом с горизонтально расположенной деревянной линейки.
2. Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки.
Заметьте показания динамометра. Эта сила равна по модулю силе трения, действующая на
брусок.
3. Положите на брусок груз и как более равномерно тяните его вдоль линейки. Замерьте
показания динамометра.
4. К первому грузу добавьте второй, третий и т.д. Повторите п. 2 и 3.
5. Вычислите вес тела по формуле 𝑃 = 𝑚𝑔, где g- ускорение свободного падения.
6. Заполните таблицу.
Номер
опыта
Масса тела
m, кг
Вес тела
Сила трения
P, Н
Fтр , Н
7. Вычислите коэффициент трения по формуле  
Коэффициент
трения

Абсолютная
погрешность
коэффициента
трения, 
Fтр
Р
8. Вычислите среднее значение коэффициента трения.
9. Вычислите абсолютную погрешность вычисления по формуле ∆𝜇 = |𝜇ср − 𝜇𝑖 | , где i- номер
опыта.
10. По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от веса тела и,
пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения (графически). По оси ОХ
отложите вес тела, а вдоль оси ОУ – силу трения. Учтите, что единица вдоль оси ОХ
одинакова с осью ОУ.
 граф   ср
11. Рассчитайте максимальную относительную погрешность по формуле  
 граф
12. Оформите отчёт о работе, в котором запишите коэффициент трения в виде    cр   , где
 - максимальное отклонение.
Содержание отчёта:
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
Контрольные вопросы:
1. Сформулируйте законы Ньютона.
2. Что такое масса тела?
3. Что называется силой упругости?
4. Что такое деформация? Какие виды Вы знаете?
5. Что называется силой трения? С чем связано появление этой силы?
6. Что такое сила?
7. Что называется ускорением? Какие виды бывают? Дать их определения.
8. Что называется материальной точки?
9. Такое коэффициент трения? От чего он зависит?
10. В чем отличие силы гравитации от тяжести?
11. Объясните существование инерциальных систем отсчета?
12. Что называется весом тела?
13. Как можно увеличит или уменьшить вес тела не уменьшая ее массы? Приведите примеры.
14. Что такое скорость? Какие виды бывают? Дать их определения.
15. Почему коэффициент трения безразмерная величина?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Лабораторная работа №3
Тема: «Измерение жесткости пружины».
Цель: Найти жесткость пружины из измерений удлинений пружины при различных значениях силы
тяжести, уравновешивающей силой упругости, на основе закона Гука.
Оборудование:
1.
2.
3.
4.
Набор грузов.
Линейка.
Штатив с муфтой и лапкой.
Спиральная пружина.
Литература:
1. С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
2. В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
3. Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
4. Конспекты по физике.
Ход работы:
1. Закрепите на штативе конец спиральной пружины (другой конец пружины снабжен стрелкой
– указателем и крючком).
2. Рядом с пружиной или за ней установите и закрепите линейку с миллиметровыми делениями.
3. Установите ноль линейки, против которого приходится стрелка указатель пружины.
4. Подвесьте к пружине груз известной массы и измерьте вызванное им удлинение пружины с
помощью линейки.
5. К первому грузу добавьте второй, третий груз и т.д., записывая каждый раз удлинение
пружины. По результатам измерений заполните таблицу:
Номер опыта
Масса груза
m, кг
Сила
тяжести
𝐹тяж , Н
Удлинение
пружины
|х|, м
Жесткость
пружины
k, Н/м
Абсолютная
погрешность
вычисления
жесткости
Δk, Н/м
6. Вычислите силу тяжести по формуле: 𝐹тяж = 𝑚𝑔.
7. Вычислить жесткость пружины по закону Гука 𝑘 =
𝐹тяж
.
|х|
8. Вычислить среднее значение жесткости пружины.
9. По результатам измерений постройте график зависимости силы упругости (сила тяжести) от
удлинения пружины (удлинение откладывайте в см) и, пользуясь им, определите графическое
значение жесткости пружины 𝑘гр = 100𝑡𝑔𝛼.
10. Найдите относительную погрешность вычислений по формуле 𝜀 =
|𝑘гр −𝑘ср |
𝑘гр
∗ 100%.
11. Записать вывод о работе, в нем указать абсолютную погрешность вычислений в виде 𝑘 =
𝑘ср ± ∆𝑘, где Δk – наибольшее из отклонений.
Содержание отчёта:
1. Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
2.
3.
4.
5.
6.
Контрольные вопросы:
1. Сформулируйте законы Ньютона.
2. Что такое масса тела?
3. Что называется силой упругости?
4. Что такое деформация? Какие виды Вы знаете?
5. Что называется силой трения? С чем связано появление этой силы?
6. Что такое сила?
7. Что называется ускорением? Какие виды бывают? Дать их определения.
8. Что называется материальной точки?
9. Такое коэффициент трения? От чего он зависит?
10. В чем отличие силы гравитации от тяжести?
11. Объясните существование инерциальных систем отсчета?
12. Что называется весом тела?
13. Как можно увеличит или уменьшить вес тела не уменьшая ее массы? Приведите примеры.
14. Что такое скорость? Какие виды бывают? Дать их определения.
15. Почему коэффициент трения безразмерная величина?
Лабораторная работа №4.
Тема: «Измерение плотности твердых тел».
Цель: Вычислить плотность твердых тел.
Оборудование:
1. Весы с гирями.
2. Измерительный сосуд с водой.
3. Твердое тело на нити.
Литература:
1. С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
2. В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
3. Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
4. Конспекты по физике.
Порядок выполнения работы:
1. Проверка теоретической подготовки студентов.
2. Инструктаж преподавателя по Т.Б. и о ходе выполнения работы.
3. Выполнение работы.
4. Подведение итогов.
Ход работы.
Измерьте массу тела с помощью весов.
Определите цену деления измерительного цилиндра.
Измерьте объем воды в цилиндре.
Удерживая тело, опустите его в воду. Измерьте объем воды вместе с погруженным в нее
телом.
5. Определите объем тела по формуле 𝑉 = 𝑉2 − 𝑉1 .
𝑚
6. Зная массу и объем тела, вычислите его плотность по формуле 𝜌 = 𝑉 .
7. Результаты измерений занести в таблицу.
1.
2.
3.
4.
Масса
тела
m, кг
Объем
Объем воды в цилиндре с
воды в
погруженным телом
цилиндре
V2 , м3
V1 , м3
Объем тела
V , м3
Плотность
тела,
Теоретическое
значение плотности
ρ, кг/м3
ρ, кг/м3
8. Сравнить теоретическое значение плотности с полученным и сделать вывод о погрешности.
9. Составить отчет по работе.
Содержание отчёта:
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Контрольные вопросы:
1. Что называется жидкостью? Приведите основные характеристики жидкого агрегатного
состояния.
2. Что называется газом? Приведите основные характеристики газового агрегатного состояния.
3. Что называется твердым телом? Приведите основные характеристики твердого агрегатного
состояния.
4. Что называется диффузией? Приведите примеры.
5. Что такое Броуновское движение?
6. Что называется молекулой? Чем он отличается от атома?
7. Что такое атом? Чем он отличается от молекулы?
8. Что такое изотермический процесс? Какому закону он подчиняется? Что такое изотерма?
9. Что такое изобарический процесс? Какому закону он подчиняется? Что такое изобара?
10. Что такое изохорический процесс? Какому закону он подчиняется? Что такое изохора?
11. Что такое температура? Чем Кельвин отличается от Цельсия? Что такое абсолютный ноль
температуры?
12. Что такое давление?
13. Что называется давлением газа?
14. Назовите 3 положения молекулярно– кинетической теории.
15. Что называется Броуновской частицей?
Лабораторная работа №5
Тема: «Определение поверхностного натяжения жидкости»
Цель работы: Определить коэффициент поверхностного натяжения методом подъёма жидкости в
капиллярах.
Оборудование:
1. Стакан с жидкостью.
2. Две капиллярные трубки различного сечения.
3. Линейка.
4. Лупа.
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы.
1. Измерьте внутренний диаметр капиллярной трубки.
2. Опустить в стакан с жидкостью поочередно каждую из двух капиллярных трубок.
3. Измерить высоту подъёма жидкости в капиллярной трубке над поверхностью жидкости в
стакане.
4. Произвести вычисления поверхностного натяжения по формуле:
𝜎 = ℎ𝑑𝑔𝜌/4
5. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
6. Вычислить среднее значение поверхностного натяжения для каждой трубки.
7. Сравнить результаты с табличным значением и определить относительную погрешность (для
каждой трубки):
|𝜎табл − 𝜎ср |
𝛿=
𝜎табл
8. Результаты записать в таблицу.
№
Диаметр
опыта
трубки
d, м
Высота
подъёма
воды
Плотность
h, м
 , кг / м 3
воды
Поверхностно
е натяжение
Среднее
значение
 , Н/м
 cр ,Н/м
Табличное
значение
 таб , Н/м
9. Оформить отчёт по работе
10. В выводе укажите, с какой капиллярной трубкой лучше работать и почему
Содержание отчёта:
1.
2.
3.
4.
5.
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Относительная
погрешность
,%
6. Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
Контрольные вопросы.
1. Что называется жидкостью? Приведите основные характеристики жидкого агрегатного
состояния.
2. Что называется газом? Приведите основные характеристики газового агрегатного состояния.
3. Что называется твердым телом? Приведите основные характеристики твердого агрегатного
состояния.
4. Что называется диффузией? Приведите примеры.
5. Что такое Броуновское движение?
6. Что называется молекулой? Чем он отличается от атома?
7. Что такое атом? Чем он отличается от молекулы?
8. Что такое изотермический процесс? Какому закону он подчиняется? Что такое изотерма?
9. Что такое изобарический процесс? Какому закону он подчиняется? Что такое изобара?
10. Что такое изохорический процесс? Какому закону он подчиняется? Что такое изохора?
11. Что называется мениском?
12. Что называется краевым углом?
13. Что такое капилляр? В чем отличие от трубок с малым диаметром?
14. Что называется поверхностным натяжением жидкости?
15. Что такое смачиваемая и не смачиваемая жидкость? Приведите примеры.
Лабораторная работа №6
Тема: «Определение относительной влажности воздуха с помощью психрометра и гигрометра».
Цель работы: Определить относительную влажность воздуха в аудитории.
Оборудование:
1.
2.
3.
4.
Психрометр.
Гигрометр.
Термометр.
Диэтиловый эфир.
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы.
Работа с гигрометром.
1.
2.
3.
4.
№ опыта
5.
6.
7.
8.
Измерить температуру окружающего воздуха.
Наполнить камеру гигрометра летучей жидкостью (3  4cм 3 ) .
Установить термометр в камеру гигрометра.
При помощи груши продувать воздух через эфир и внимательно следить за полированной
поверхностью стенки камеры, сравнивая её с поверхностью кольца. Заметив появление росы
записать температуру.
Опыт повторить 1-2 раза.
По таблице определить плотность пара при температуре точки росы и комнатной.
Вычислить относительную влажность, найти среднее значение её.
Определить относительную погрешность методом среднего арифметического:
Bcр
 
100%
Bср
9. Результаты измерений, вычислений и табличные данные записать в таблицу.
Температур Температура Абсолютная Плотность ОтносительСреднее
а воздуха точки росы влажность
насыщенная
значение
ного пара влажность В,

Bср , %
t C
 a , кг / м 3
tp C
%
3
 н , кг / м
Относительная
погрешность
Работа с психрометром.
1.
2.
3.
4.
5.
Проверить наличие воды в стаканчике психрометра и при необходимости долить её.
Определить температуру сухого термометра.
Определить температуру смоченного термометра.
Пользуясь психрометрической таблицей, определить относительную влажность.
Результаты измерений занести в таблицу.

Показания сухого
термометра
t1 ,  C
Показания
смоченного
термометра
Результаты
показаний
термометра

t , C
t2 , C
Относительная
влажность воздуха
В, %

6. Результаты по определению В сравнить и сделать вывод.
7. Оформить отчёт по работе.
Контрольные вопросы:
1. Что называется жидкостью? Приведите основные характеристики жидкого агрегатного
состояния.
2. Что называется газом? Приведите основные характеристики газового агрегатного состояния.
3. Что называется твердым телом? Приведите основные характеристики твердого агрегатного
состояния.
4. Что называется диффузией? Приведите примеры.
5. Что такое Броуновское движение?
6. Что называется молекулой? Чем он отличается от атома?
7. Что такое атом? Чем он отличается от молекулы?
8. Что такое изотермический процесс? Какому закону он подчиняется? Что такое изотерма?
9. Что такое изобарический процесс? Какому закону он подчиняется? Что такое изобара?
10. Что такое изохорический процесс? Какому закону он подчиняется? Что такое изохора?
11. Что называется абсолютной влажностью?
12. Что называется относительной влажностью?
13. Что такое точка росы? Как ее получить в домашних условиях?
14. Что такое туман? Когда возникает?
15. Что такое давление?
16. Что такое температура? Что такое абсолютный ноль температуры?
Лабораторная работа №7
Тема: «Определение электрической емкости конденсатора»
Цель работы: Определить электрическую ёмкость конденсатора.
Оборудование:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Источник электрической энергии.
Миллиамперметр.
Конденсаторы (3-4 шт.) известной ёмкости.
Конденсатор неизвестной ёмкости.
Двухполюсный выключатель.
Соединительные провода.
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы.
1. Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке.
2.
В цепи установить один из конденсаторов известной ёмкости.
3. Конденсатор зарядить, для этого соединить его (переключателем) на короткое время с
источником электрической энергии.
4. Сосредоточив внимание на миллиамперметре, быстро замкнуть конденсатор на
измерительный прибор и определить число делений, соответствующее максимальному
отклонению стрелки.
5. Опыт повторить для более точного числа делений n и найти отношение найденного
количества делений к ёмкости взятого конденсатора С:
n/C  k
6. Опыт повторить 2 раза с одним конденсаторам известной ёмкости.
7. Включить в цепь другой конденсатор известной емкости. Повторить опыт с ним 2 раза.
8. Результаты измерений, вычислений записать в таблицу:
№
опыта
Ёмкость
конденсаторов
С, мкФ
Число
делений по
шкале мА
n
Отношение
числа
делений к
ёмкости
Найденная
ёмкость
конденсатора
C x , мкФ
Относительная
погрешность
,%
9. Опыт (п.1-4) повторить с конденсатором неизвестной ёмкости C x . Определить в этом случае
число делений n x и найти ёмкость из соотношения:
C x  n x / k ср .
10. Узнать у преподавателя ёмкость исследуемого конденсатора и, приняв её за табличное
значение, определить относительную погрешность.
C  Сx
  таб
100% .
Стаб
11. Оформить отчет по работе.
Содержание отчёта:
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
Контрольные вопросы:
1. Что называется электрическим полем?
2. Что такое электрический заряд
3. Сформулируйте закон сохранения электрического заряда.
4. В чем заключается опыт, сделанный Кулоном. Какой вывод он сделал
5. Сформулируйте закон Кулона.
6. Что называется потенциалом поля?
7. Что такое напряжение.
8. Что такое разность потенциалов.
9. Что называется конденсатором?
10. Какие виды конденсаторов бывают?
11. Для чего конденсаторы предназначены?
12. Что такое емкость конденсатора? От чего зависит емкость?
13. Что такое диэлектрическая проницаемость среды?
14. Что такое сила тока?
15. Как изображаются силовые линии поля. Приведите примеры.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Лабораторная работа №8
Тема: «Определение коэффициента полезного действия электрического чайника»
Цель: определить опытным путем КПД чайника.
Оборудование:
1.
2.
3.
4.
5.
Электрический чайник
Источник электрического тока
Водопроводная вода
Термометр
Часы с секундной стрелкой
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы:
Электрический чайник отключен от электрической сети. Берем в руки пустой чайник,
переворачиваем его, изучаем паспорт чайника, записываем значение мощности
нагревательного элемента.
2. Открываем крышку чайника, наливаем в него воду из крана (1л).
3. Термометр опускаем в чайник с водой.
4. Измеряем температуру воды в чайнике.
5. Вынимаем термометр из воды.
6. Плотно закрываем крышку чайника.
7. Ставим чайник на платформу.
8. Включаем чайник и засекаем время по часам. Вода в чайнике нагревается. Следим за
показаниями секундомера.
9. Отмечаем момент автоматического отключения чайника (момент закипания воды).
10. Вычисляем промежуток времени, в течении которого нагревалась вода от начальной
температуры до кипения.
11. Рассчитываем работу электрического тока по формуле A  Pt , где А- работа электрического
тока, Р – электрическая мощность нагревательного прибора, t – промежуток времени, в
течении которого нагревается вода.
12. Вычисляем массу воды по формуле: m  V , где m – масса воды, ρ – плотность воды, V –
объем воды.
13. Вычисляем количество теплоты по формуле: Q  cm(t 20  t10 ) , где с – удельная теплоемкость
воды, m – масса воды, t1 – начальная температура воды, t2=100 С0 – температура кипения
воды.
14. Рассчитываем коэффициент полезного действия нагревательного элемента электрического
Q
чайника по формуле  
A
15. Результаты опытов и вычислений записывайте в таблицу.
1.
Масса
воды
m, кг
Температура
воды в
начале
опыта,
Т, К
Температура
воды в
конце
опыта,
Т, К
Время
Мощность Энергия
Работа,
КПД,
проведения чайника,
затраченная совершаемая η, %
опыта,
Р, Вт
на
чайником,
t, сек
нагревание А, Дж
воды,
Q, Дж
16. Оформить отчет по работе.
Содержание отчёта:
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
Контрольные вопросы:
1. Что такое сила тока?
2. Сформулируйте законы Ома.
3. Что называется электрическим зарядом?
4. Что такое напряжение?
5. Что называется сопротивлением проводника?
6. От чего зависит сопротивление? Каким образом можно вычислить сопротивление, не включая
его в цепь?
7. Что такое ЭДС источника? В чем измеряется? Какой буквой обозначается.
8. Сформулируйте закон Джоуля – Ленца.
9. Что такое мощность?
10. Что называется КПД? Для чего оно нужно?
11. Что такое работа? Как можно измерить работу электрической цепи?
12. Как находится сопротивление при последовательном соединении? При параллельном?
13. Что называется электрическим зарядом?
14. Что такое электрическое поле
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Лабораторная работа №9.
Тема: «Исследование зависимости мощности, потребляемой лампой накаливания, от напряжения на
ее зажимах».
Цель: Исследовать зависимость мощности лампы от напряжения на ее зажимах.
Оборудование:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Электрическая лампа.
Источник постоянного напряжения.
Реостат ползунковый.
Амперметр.
Вольтметр.
Соединительные провода.
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы.
1. Определить цену деления измерительных приборов.
2. Составить электрическую цепь по схеме, соблюдая полярность приборов.
3. После проверки цепи преподавателем, с помощью реостата установить наименьшее значение
напряжения. Снять показания измерительных приборов.
4. Постепенно с помощью реостата изменять силу тока в цепи, снять 8-10 раз показания
амперметра и вольтметра.
5. Для каждого значения напряжения определить мощность P=UI, потребляемую лампой.
6. Результаты измерений записать в таблицу.
Номер опыта
Напряжение на
Сила тока в лампе
Мощность
зажимах лампы
потребляемая лампой,
I, А
U, В
Р, Вт
7. На миллиметровой бумаге построить график зависимости мощности, потребляемой лампой,
от напряжения на ее зажимах.
8. Составить отчет.
Содержание отчёта:
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Контрольные вопросы:
Что такое сила тока?
Сформулируйте законы Ома.
Что называется электрическим зарядом?
Что такое напряжение?
Что называется сопротивлением проводника?
От чего зависит сопротивление? Каким образом можно вычислить сопротивление, не включая
его в цепь?
7. Что такое ЭДС источника? В чем измеряется? Какой буквой обозначается.
8. Сформулируйте закон Джоуля – Ленца.
9. Что такое мощность?
10. Что называется КПД? Для чего оно нужно?
11. Что такое работа? Как можно измерить работу электрической цепи?
12. Как находится сопротивление при последовательном соединении? При параллельном?
13. Что называется электрическим зарядом?
14. Что такое электрическое поле
15. Что такое электрический ток? Как двигаются электрические заряды и почему?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Лабораторная работа №10
Тема: «Определение температуры нити накаливания лампы».
Цель работы: научиться определять температуру нити накаливания лампы.
Оборудование:
1. лампочка;
2. мультиметр
3. источник тока
4. вольтметр
5. соединительные провода.
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы:
1. Измерить электрическое сопротивление нити лампы накаливания при комнатной
температуре с помощью мультиметра. Считать полученное значение примерно равным
электрическому сопротивлению R0 нити лампы при 0 С.
2. Подключить лампу к выводам источника электропитания. Измерить силу тока в цепи при
различных значениях напряжения. Вычислить электрическое сопротивление Rt нити лампы в
нагретом состоянии по формуле: Rt = U/I.
3. По найденным значениям электрического сопротивления нити лампы R0 и Rt и известному
значению температурного коэффициента электрического сопротивления вольфрама α = 5,8 ⋅ 10–3 К–1
вычислить температуру t нити лампы по формуле t = (Rt /R0 – 1)/α. Оценить границы погрешностей
измерений.
4. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу:
Сопротивление в
Напряжение на Сила тока Сопротивление в
Температура Относительная
цепи при
концах лампы
I, А лампе, в рабочем
нити
погрешность
комнатной
U, В
состоянии
накаливания ε, %
температуре
Rt, Ом
t, С
R0, Ом
5. Сделать вывод по работе и ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1. Почему электрическое сопротивление металлов зависит от температуры?
2. Каковы основные источники погрешностей измерений в данном эксперименте?
3. Каким способом можно повысить точность измерений в данной работе?
4. Что происходит с сопротивлением при приближении температуры к абсолютному нулю?
1. Почему электрическое сопротивление нити лампы при комнатной температуре можно считать
приблизительно равным ее электрическому сопротивлению при 0 С?
2. Оцените экономичность лампы накаливания как источника света.
3. Что такое сила тока?
4. Сформулируйте законы Ома.
5. Что называется электрическим зарядом?
6. Что такое напряжение?
7. Что называется сопротивлением проводника?
8. От чего зависит сопротивление? Каким образом можно вычислить сопротивление, не включая
его в цепь?
9. Что такое ЭДС источника? В чем измеряется? Какой буквой обозначается.
10. Сформулируйте закон Джоуля – Ленца.
11. Что такое мощность?
Лабораторная работа № 11.
Тема: «Изучение параллельного и последовательного соединения проводников».
Цель работы: изучить последовательное и параллельное соединение проводников.
Оборудование:
1. Источник электрической энергии.
2. Резисторы (проволочные спирали на панелях клеммами.).
3. Амперметр постоянного тока.
4. Вольтметр постоянного тока.
5. Реостат ползунковый.
6. Соединительные провода.
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы.
Последовательное соединение резисторов.
I.
Номер
опыта
1. Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке.
2. После проверки цепи преподавателем цепь замкнуть и измерить напряжение на участке АВ.
3. Выключив из сети цепь измерить напряжение на отдельных резисторах. Для этого не
отключая другие резисторы, подключить вольтметр к первому резистору, потом аналогично к
другим резисторам.
4. Проверить соотношение U AB  U 1  U 2  U 3 и сделать вывод.
5. По формуле I=U/R вычислить силу тока в каждом резисторе. Сравнить ее с показаниями
амперметра и сделать вывод.
6. Результаты измерений занести в таблицу.
Сопротивление, Ом
Напряжение, В
Сила тока, А
R1
R2
R3
RЭКВ
U1
U2
U3
UAB
I1
I2
I3
Iобщ
II.
1.
2.
3.
Номер
опыта
4.
Параллельное соединение резисторов
.
Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке.
После проверки преподавателем ключ замкнуть, с помощью реостата установить силу тока в
цепи 1,5 – 2А.
Переключить амперметр из магистрали в ту или иную ветвь и измерить силу тока в каждом
резисторе. Проверить соотношение I  I 1  I 2  I 3 и сделать вывод.
Результаты измерений записать в таблицу.
Сопротивление, Ом
Сила тока, А
R1
I1
R2
R3
RЭКВ
I2
I3
Напряжение U, В
Iобщ
U1
U2
U3
UАВ
5. Оформить отчет по работе.
Содержание отчёта:
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
Контрольные вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
1. Дать определение сопротивлению.
2. Дать определение напряжению
3. Дать определение силы тока.
4. Дать определение ЭДС.
5. Сформулировать законы Ома.
6. Сформулировать закон Джоуля – Ленца.
7. Дать определение мощности.
8. Что такое электрическое поле
9. Что такое электрический заряд.
10. Сформулировать закон Кулона.
11. В чем заключается опыт Кулона.
12. В чем заключается закон сохранения электрического заряда?
13. В каком случае применяется закон Ома для участка цепи, для полной цепи. В чем отличие и
почему?
14. Как можно не изменяя ток и напряжение изменить сопротивление в цепи?
15. От чего зависит ток в цепи?
Лабораторная работа №12
Тема: «Определение температурного коэффициента сопротивления меди»
Цель: с помощью эксперимента определить температурный коэффициент сопротивления меди.
Оборудование:
1. Прибор для определения температурного коэффициента сопротивления меди.
2. Омметр.
3. Термометр.
4. Сосуд с горячей водой.
5. Миллиметровая бумага.
Литература:
1. Л.С.Жданов, Физика для средних специальных учебных заведений.
2. В.Ф. Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
3. Б.М. Яворский, Ю.А. Селезнёв. Справочное руководство по физике.
4. Конспекты по физике.
Ход работы:
1. Определить цену деления шкалы омметра.
2. Измерить сопротивление медной проволоки при комнатной температуре.
3. Опустить прибор в воду, установить в нем термометр, при некоторой температуре измерить
сопротивление исследуемой проволоки.
4. Опыт повторить 5-7 раз, одновременно измеряя сопротивление и температуру проволоки.
𝑅 +𝑅
5. Вычислить 2-3 раза α, используя соотношение ∝= 𝑅 𝑇2 +𝑅1 𝑇 .
1 2
2 1
6. Определить среднее значение α и, сравнив полученный результат с табличным значением,
вычислить относительную погрешность.
|𝑎табл − 𝑎ср |
𝛿=
∗ 100%
𝑎табл
7. Результаты измерений, вычислений записать в таблицу.
Номе
р
опыт
а
Температу
ра медной
проволоки
t,K
Сопротивлен
ие медной
проволоки
R, Ом
Температурн
ый
коэффициент
сопротивлен
ия
α, (1/К)
Среднее
значение
коэффициен
та
Табличное
значение
коэффициен
та
8. Используя данные эксперимента, построить график зависимости R от t.
9. Оформить отчет по работе.
Контрольные вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Дать определение сопротивлению.
Дать определение напряжению
Дать определение силы тока.
Дать определение ЭДС.
Сформулировать законы Ома.
Сформулировать закон Джоуля – Ленца.
Дать определение мощности.
Что такое электрическое поле
Относительн
ая
погрешность
δ, %
9. Что такое электрический заряд.
10. Сформулировать закон Кулона.
11. В чем заключается опыт Кулона.
12. В чем заключается закон сохранения электрического заряда?
13. В каком случае применяется закон Ома для участка цепи, для полной цепи. В чем отличие и
почему?
14. Как можно не изменяя ток и напряжение изменить сопротивление в цепи?
15. От чего зависит ток в цепи?
Лабораторная работа №13
Тема: «Определение электрической силы и внутреннего сопротивления источника электрической
энергии».
Цель работы: Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.
Оборудование:
1. Источник электрической энергии.
2. Реостат на 6-7 Ом.
3. Амперметр.
4. Вольтметр.
5. Ключ.
6. Соединительные провода.
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы.
1. Определить цену деления шкалы измерительных приборов.
2. Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке.
3. После проверки цепи замкнуть ключ и, пользуясь реостатом, установить силу тока,
соответствующую нескольким делениям шкалы амперметра. Снять показания амперметра и
вольтметра.
4. Опыт повторить 1-2 раза, изменяя сопротивление цепи при помощи реостата.
5. Результаты измерений подставить в уравнение   U  Ir и , решая системы уравнений
6. Вычислить среднее значение найденных величин I ср ,  ср .
7. Определить относительную погрешность методом среднего арифметического:  1 
1 
 ср
 ср
100%
Относительная
погрешность ЭДС
Относительная
погрешность
сопротивления
Среднее значение
ЭДС
ε, В
Среднее значение
внутреннего
сопротивления
r, Ом
ЭДС
U, В
Внутреннее
сопротивление
I, А
Напряжение на
внутренней части
цепи
Сила тока в цепи
№ опыта
8. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
rср
rср
100% ,
9. Составить отчет по работе.
Содержание отчёта:
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
Контрольные вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
1. Дать определение сопротивлению.
2. Дать определение напряжению
3. Дать определение силы тока.
4. Дать определение ЭДС.
5. Сформулировать законы Ома.
6. Сформулировать закон Джоуля – Ленца.
7. Дать определение мощности.
8. Что такое электрическое поле
9. Что такое электрический заряд.
10. Сформулировать закон Кулона.
11. В чем заключается опыт Кулона.
12. В чем заключается закон сохранения электрического заряда?
13. В каком случае применяется закон Ома для участка цепи, для полной цепи. В чем отличие и
почему?
14. Как можно не изменяя ток и напряжение изменить сопротивление в цепи?
15. От чего зависит ток в цепи?
Лабораторная работа №14.
Тема: «Определение электрохимического эквивалента меди.»
Цель: Определить опытным путем электрохимический эквивалент меди.
Оборудование:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Весы с разновесами.
Амперметр.
Часы.
Источник электрической энергии.
Реостат.
Медные пластины.
Соединительные провода.
Электролитическая ванна с раствором медного купороса.
Наждачная бумага.
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы.
1. Тщательно очистить поверхность медной пластинки наждачной бумагой и взвесить эту
пластину с максимально возможной точностью.
2. Собрать электрическую цепь по схеме. Взвешенную пластину соединить с отрицательным
полюсом источника электрической энергии.
3. После проверки цепи преподавателем замерить время по часам с секундной стрелкой . быстро
установить реостатом силу тока 1-1,5А. пользуясь реостатом, поддерживать силу тока
неизменной на протяжении всего опыта.
4. Через 8-10 мин цепь разомкнуть. Пластину, служившую в опыте катодом, вынуть, высушить,
осторожно ополоснуть водой, высушить и тщательно взвесить, определить массу
выделившейся меди.
5. По результатам измерений определить электрохимический эквивалент меди по формуле: 𝑘 =
𝑚
𝐼𝑡
6. Сравнить найденное значение электрохимического эквивалента меди с табличным и
|𝑘−𝑘
|
определить относительную погрешность измерения 𝛿 = 𝑘 табл 100%
7. Результаты измерения и вычисления записать в таблицу
Масса
Масса
Масса
Сила Время
катода
катода
меди,
тока
пропускания
до
после
отложивше I, А
тока
опыта
опыта
йся на
t, с
m, кг
m, кг
катоде
m, кг
8. Составить отчет по работе
Содержание отчёта:
1. Дата, наименование и номер работы.
2. Перечень оборудования.
табл
Электрохимический
эквивалент
k, кг/Кл
Табл.
значение
k, кг/Кл
Относитель
ная
погрешност
ь
δ, %
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
Таблица результатов измерений и вычислений.
Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
3.
4.
5.
6.
Контрольные вопросы:
1. Что называется электролизом?
2. Что такое электролитическая диссоциация?
3. Сформулируйте законы Фарадея
4. Благодаря каким частицам осуществляется электрический ток в электролитах?
5. Что называется катодом? Какие частицы называются катионами?
6. Что называется анодом? Что такое анионы?
7. Что называется массой?
8. Что называется силой тока?
9. Сформулируйте законы Ома
10. Как осуществляется электрический ток в электролитах?
11. Что такое аккумулятор?
12. В чем заключается принцип работы аккумулятора?
Лабораторная работа №15
Тема: «Изучение электрических свойств полупроводников».
Цель: опытным путем изучить электрические свойства полупроводников.
Оборудование:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Источник электрической энергии.
Миллиамперметр
Диод.
Реостат
Вольтметр
Ключ
Соединительные провода
Миллиметровая бумага
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы.
1. Проверка односторонней проводимости диода.
1. Составить цепь по схеме.
2. Диод включить в прямом направлении: отметка «+» должна быть обращена к полюсу
источника ЭДС. Замкнуть цепь и отметить показания миллиамперметра. Цепь разомкнуть
3. Диод включить в обратном направлении. Цепь замкнуть и убедиться в отсутствии тока в
цепи. Цепь разомкнуть.
2. Снять вольт-амперной характеристики диода.
1. Составить цепь по схеме. Диод включить в пропускном направлении.
2. Замкнуть цепь. Подобрать положение реостата так, чтобы вольтметр показывал самое
малое напряжение. Снять показания измерительных приборов. Цепь разомкнуть.
3. Результаты измерений записать в таблицу.
Номер опыта
Ток, проходящий через диод
I, мА
Напряжение, поданное на
диод
U, В
4. По результатам измерений построить на миллиметровой бумаге график зависимости силы
тока от напряжения
5. Составить отчет по работе.
Содержание отчёта:
1.
2.
3.
4.
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
5. Таблица результатов измерений и вычислений.
6. Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
Контрольные вопросы:
1. Что называется полупроводником
2. Что такое полупроводник n-типа
3. Что такое полупроводник p-типа
4. Что такое собственная проводимость
5. Что называется дырочной проводимостью
6. Что называется электронной проводимостью
7. Что такое дырки?
8. Что такое n-p переход
9. Что такое диод?
10. Что такое транзистор?
11. Принцип работы диода
12. Принцип работы транзистора
13. В чем различие проводимости проводников и полупроводников
14. Как объяснить уменьшение удельного сопротивления полупроводника при уменьшении
температуры?
15. Как следует включить в цепь транзистор, чтобы он действовал как диод в прямом
направлении?
Лабораторная работа № 16
Тема: «Измерение ускорения свободного падения с помощью маятника»
Цель работы: Вычислить ускорение свободного падения.
Оборудование:
1. Часы с секундной стрелкой.
2. Измерительная лента.
3. Шарик с отверстием.
4. Нить.
5. Штатив с муфтой и кольцом.
Литература:
1.
2.
3.
4.
С.Жданов. Физика для средних учебных заведений.
В.Ф.Дмитриев. Физика: учебное пособие для техникумов.
Б.М.Яровский, Ю.А.Селезнёв. Справочное руководство по физике.
Конспекты по физике
Ход работы.
1. Установите на краю стола штатив. Подвести к нему шарик на нити. Шарик должен висеть на
расстоянии 3-5 см от пола.
2. Измерьте длину подвеса мерной лентой.
3. Отклоните маятник от положения равновесия на 5-8 см и отпустите его.
4. Измерьте время 40 полных колебаний.
5. Повторите измерения времени (не изменяя условий опыта) и найдите среднее значение
времени.
6. вычислите среднее значение периода колебаний по среднему значению времени.
4 2
7. Вычислите значение ускорения свободного падения по формуле: g ср  2 l
Т ср
8. Полученные результаты запишите в таблицу.
Длина
Число
Время
Среднее
Период
Ускорение
нити,
колебаний колебаний
значение
колебаний свободного
№ опыта
L, м
N
t, с
времени
Т, с
падения
t cp , сек
g, м/с2
9. Сравните полученное значение ускорения свободного падения со значением 9.8 м / с 2 и
рассчитайте относительную погрешность измерения по формуле:
| g ср  g |

*100% .
g
10. Составить отчет по работе.
Содержание отчёта:
1.
2.
3.
4.
Дата, наименование и номер работы.
Перечень оборудования.
Схема или зарисовка установки.
Запись цены деления измерительного прибора.
5. Таблица результатов измерений и вычислений.
6. Расчётные формулы, обработка результатов измерений и определение относительной
погрешности.
7. Вывод.
Контрольные вопросы.
1. Что называется математическим маятником?
2. Что называется пружинным маятником?
3. Что такое амплитуда колебаний?
4. Что такое период колебаний?
5. Что называется длинной волны?
6. Что называется частотой колебаний?
7. Что такое свободные колебаний?
8. Что такое вынужденные колебания?
9. Что такое гармонические колебания?
10. Что такое затухающие колебания?
11. Что такое незатухающие колебания?
12. Что такое автоколебательная система? Принцип работы.
13. Из чего состоит колебательный контур? Принцип работы.
14. В чем разница между идеальным и реальным колебательным контуром?
15. Можно ли пользоваться в невесомости маятниковыми часами?
Лабораторная работа №17
Тема: «Определение показателя преломления».
Цель: с помощью опыта определить показатель преломления стекла.
Оборудование:
1.
2.
3.
4.
Стеклянная пластинка с двумя параллельными гранями.
Булавки (3шт.)
Транспортир
Таблица тригонометрических функций
Ход работы:
1. На лист тетради плашмя положить стеклянную пластинку и карандашом обвести ее контуры.
2. С дальней стороны от вас наколоть возможно дальше друг от друга две булавки, чтобы
прямая, проходящая через них, не была перпендикулярна.
3. Третью булавку расположить по грани с другой стороны стекла и вколоть ее так, чтобы,
смотря вдоль всех булавок через стекло, видеть их расположенными на одной прямой (при
этом не двигая стеклянную пластину).
4. Стекло, булавки снять, места наколов отметить точками 1,2 и 3, провести прямые до
пересечения с контурами стекла. Через точку 2 провести перпендикуляр к границе раздела АВ
сред воздух – стекло.
5. Отметить угол падения α и угол преломления γ, транспортиром измерить эти углы и по
таблице значений синусов ( или с помощью калькулятора) определить синусы измеренных
углов.
6. Опыт повторить 2 раза, меняя каждый раз угол падения α.
7. Вычислить коэффициент преломления по формуле 𝑛 =
𝑠𝑖𝑛𝛼
𝑠𝑖𝑛𝛾
8. Найти среднее значение коэффициента преломления.
9. Определить абсолютную погрешность измерения по формуле ∆𝑛 = |𝑛ср − 𝑛|
10. Определить среднее значение абсолютной погрешности измерения.
11. Определить относительную погрешность измерений по формуле 𝛿 =
12. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу
∆𝑛ср
𝑛ср
∗ 100%
Относительная
погрешность
δ, %
Абсолютная
погрешность
вычислений
∆𝑛
Среднее
значение ∆𝑛ср
Среднее
значение
коэффициента
преломления
𝑛ср
Коэффициент
преломления n
Угол падения
α
Угол
преломления γ
Номер опыта
13. Составить отчет по работе.
Контрольные вопросы:
1. Что такое луч?
2. Сформулируйте 3 закона оптики
3. Что называется дисперсией
4. Что такое дифракция света?
5. Что такое интерференция света?
6. Что называется интерференционным максимумом и минимумом?
7. Что называется интерференционной картиной?
8. Что такое полное внутреннее отражение?
9. Что называется абсолютным показателем преломления?
10. Что называется относительным показателем преломления?
11. Что называется дифракционной решеткой? Как она работает?
12. Что называется когерентными волнами?
13. Что такое спектр?
14. Что такое когерентность? Приведите примеры когерентных волн.
15. Что называется спектром поглощения и испускания? Приведите примеры.
Лабораторная работа №18
Тема: «определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».
Цель: определить длину световой волны.
Оборудование:
1. Прибор для определения длины световой волны
2. Дифракционная решетка
3. Источник света (лампа накаливания или солнечный свет)
Теория.
Пучок света, проходя через дифракционную решетку, вследствие дифракции за решеткой,
распространяется по всевозможным направлениям и интерферирует. На экране можно наблюдать
интерференционную картину. Максимумы света наблюдаются в точках экрана, для которых
выполняется
∆= 𝑛𝜆,где Δ – разность хода волн, λ – длина световой волны, n – номер максимума.
Центральный максимум называют нулевым; для него Δ=0. Слева и справа от него располагаются
максимумы высших порядков.
Условие возникновения максимума можно записать иначе:
𝑛𝜆 = 𝑑𝑠𝑖𝑛𝜑
Здесь d – период дифракционной решетки, φ – угол, под которым виден световой максимум. Т.к.
углы дифракции малы, то для них можно принять 𝑠𝑖𝑛𝜑 = 𝑡𝑔𝜑, а 𝑡𝑔𝜑 = 𝑎/𝑏 (см. рис.)
Поэтому 𝑛𝜆 =
𝑑∗𝑎
𝑏
эту формулу используют для вычисления длины световой волны. Получить
дифракционный спектр можно, используя прибор для определения длины световой волны.
Прибор состоит из бруска 1со шкалой. Внизу бруска укреплен стержень 2. Брусок закрепляют под
разными углами с помощью винта 3. Вдоль бруска в боковых пазах его может перемещаться
ползунок 4 с экраном 5. К концу бруска прикреплена рамка 6, в которую вставляют дифракционную
решетку.
Ход работы:
1. Собрать установку, изображенную на рис.
2. Смотря через дифракционную решетку, направить прибор на лампу так, чтобы через окно
экрана была видна нить лампы.
3. Экран прибора установить на возможно большем расстоянии от дифракционной решетки и
получить на нем четкое изображение спектров 1 и 2 порядков.
4. Измерить по шкале бруска установки расстояние b от экрана прибора до дифракционной
решетки ( не более 30см).
5. Определить расстояние от нулевого деления экрана до середины фиолетовой полосы как
слева "ал ", так и справа "апр " для спектров 1 порядка и вычислить среднее значение аср
6. Опыт повторить со спектром 2 порядка.
7. Такие же измерения выполнить и для красных полос дифракционного спектра.
8. Вычислить длину волны фиолетового и красного света для спектров 1 и 2 порядков.
9. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.
10. Оформить отчет по работе.
Номер
опыта
Период
дифракционной
решетки
d, мм
Порядок
спектра
n
Расстояние
от решетки
до экрана
b, мм
Границы спектра
красного света
ал, мм
апр,
аср,
мм
мм
Границы спектра
фиолетового света
ал, мм апр,
аср ,
мм
мм
Длина световой волны
Красного
𝜆кр , мм
Контрольные вопросы:
1. Что такое луч?
2. Сформулируйте 3 закона оптики
3. Что называется дисперсией
4. Что такое дифракция света?
5. Что такое интерференция света?
6. Что называется интерференционным максимумом и минимумом?
7. Что называется интерференционной картиной?
8. Что такое полное внутреннее отражение?
9. Что называется абсолютным показателем преломления?
10. Что называется относительным показателем преломления?
11. Что называется дифракционной решеткой? Как она работает?
12. Что называется когерентными волнами?
13. В каких точках экрана получают максимумы?
14. В каких точках получают минимумы?
15. Какой вид имеет интерференционная картина в случае монохроматического света?
Фиолетового
𝜆ф , мм
Лабораторная работа №19
Тема: «Наблюдение сплошного и линейчатого спектров».
Цель: Пронаблюдать с помощью спектроскопа сплошной и линейчатый спектры».
Оборудование:
1.
2.
3.
4.
Спектроскоп
Спектральные трубки
Прибор для зажигания спектральных трубок
Цветные карандаши
Теория.
Если излучение источника света направить на стеклянную призму, на пути прошедших через призму
лучей поставить экран, то на экране можно наблюдать набор цветных полос – спектр.
Наблюдать спектр можно с помощью спектроскопа. Прибор состоит из трубы 1, сложной призмы 2,
собирающей линзы 3, закрепленной винтом 4, постоянной щели 5, окуляра 6.
Ход работы:
Наблюдение сплошного спектра:
1. Приблизить окуляр спектроскопа к глазу и рассмотреть спектр дневного света.
2. Спектр зарисовать.
Наблюдение линейный спектров:
1. Откинуть планку прибора, нажав кнопку 4 вверх. Установить поочередно спектральные
трубки в приборе, соблюдая направление, указанное на рис. стрелками. При этом острый
выступ на трубке развернуть в сторону кожуха. Планку закрыть.
2. Подключить прибор к источнику тока, соблюдая полярность.
3. Расположить щель спектроскопа параллельно щели прибора и рассмотреть спектры газов,
отметить характерные для них цветные линии, расположенные на некотором расстоянии друг
от друга.
4. Прибор отсоединить от источника тока. Спектры зарисовать, сохраняя расположение цветных
линий для каждого глаза и относительное расстояние между ними.
5. Оформить отчет по работе.
Контрольные вопросы:
1. Что такое луч?
2. Сформулируйте 3 закона оптики
3. Что называется дисперсией
4. Что такое дифракция света?
5. Что такое интерференция света?
6. Что называется интерференционным максимумом и минимумом?
7. Что называется интерференционной картиной?
8. Что такое полное внутреннее отражение?
9. Что называется абсолютным показателем преломления?
10. Что называется относительным показателем преломления?
11. Что называется дифракционной решеткой? Как она работает?
12. Как объяснить происхождение линейчатого спектров?
13. В чем различие дифракционного и дисперсионного спектров? Приведите примеры
практического использование спектров?
14. Будут ли изменяться частота, длина волны, цвет при переходе зеленого света из воздуха в
воду?
15. Какой вид имеет интерференционная картина в случае монохроматического света?
Лабораторная работа №20.
Тема: №изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям».
Цель: по готовым фотографиям научится определять массу и название неизвестной частицы.
Оборудование:
1.
2.
3.
4.
фотографии косых столкновений частиц.
Транспортир
Линейка
Тонко очерченный карандаш.
Теория.
В результате косого соударения двух частиц каждая разлетается по траектории, выходящей из одной
точки, поэтому образуется «вилка». На рис. показана импульсная диаграмма такого взаимодействия
движущейся частицы (масса ее М) и неподвижной (масса ее m).
Отношение масс взаимодействующих частиц определяется соотношением:
𝑀
𝑚
= sin(𝜃 + 2𝜑) /𝑠𝑖𝑛𝜃
φ - угол отдачи, θ – угол рассеяния.
Ход работы:
1. Используя рис., начертить в тетради трек налетающей частицы и продолжить его.
2. Начертить прямолинейные участки треков взаимодействующих частиц, сохранив углы
рассеяния и отдачи. Отметить эти углы.
3. Используя формулу, вычислить отношение массы частицы к массе рассеянной частицы
4. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу
Номер опыта
Угол рассеяния
Угол отдачи
Отношение масс
5. Составить отчет по работе
Контрольные вопросы:
1. Что называется радиоактивностью?
2. Виды радиоактивности, из каких частиц они состоят?
3. Кто впервые открыл 3 вида радиоактивности? Расскажите, в чем заключался этот опыт?
4. Что называется естественной радиоактивностью?
5. Закон радиоактивного распада?
6. Принцип работы счетчик Гейгера?
7. Принцип работы пузырьковой камеры.
8. Что означает дефект масс?
9. Что такое нуклоны? За что они отвечают?
10. Какие модели строения атома и атомного ядра существуют?
11. Опишите опыт, который доказывает существование атомарной модели атома?