Домашняя_лаборатория

Экспериментальные способы вычисления плотности.
1.1. Определите плотность сахара, располагая бытовой мензуркой.
1. Насыпьте в мензурку некоторое количество сахарного песка.
2. Найдите его массу по соответствующей шкале, а объем – по шкале
жидкостей.
3. Рассчитайте плотность.  
m
v
1.2. Найдите массу кастрюли, пользуясь весами и набором гирь.
Пусть масса пустой кастрюли равна m1, а после наполнения водой она составляет m2
Тогда разность m1 - m2 дает массу воды в объеме кастрюли. Поделив эту разность на
плотность воды р находим объем кастрюли V:
1.
Пусть масса пустой кастрюли равна m1, а после наполнения водой она
составляет m2
2.
Найдите массу воды в объеме кастрюли разностью m1 - m2.
3.
Найдите объем кастрюли. V 
m 2 m1

1.3. Имея цилиндрический стакан, до краёв наполненный жидкостью распределите
содержимое стакана на две равные части, располагая ещё одним сосудом, но уже другой
формы и несколько меньшего размера.
1. Через точки M и N мысленно проведите плоскость, которая рассечет
цилиндр на две симметричные равные по объему фигуры.
2. Постепенно наклоняя стакан, отлейте содержащуюся в нем жидкость до
тех пор, пока чуть-чуть не покажется дно.
1.4. Определите, в каком коробке находиться меньше спичек, не открывая коробок.
1. Одновременно уроните два коробка с балкона. Тот из них, который раньше
достигнет земной поверхности, содержит больше спичек.
1.5. Определите положение центра тяжести гладкой палки, не пользуясь никакими
инструментами.
1. Положите палку горизонтально на края ладоней обеих рук, поставленных
ребром, и медленно сдвигайте руки. Они всегда сойдутся в центре тяжести.
1.6. Определите диаметр футбольного мяча жёсткой линейкой.
1. Обернуть мяч «по экватору» один раз ниткой.
2. Измерьте ее длину l.
3. Вычислите диаметр d. d  l / 
1.7. Находите диаметр небольшого шарика с помощью мензурки.
1. С помощью мензурки определяется обычным образом объем V шарика.
m
V 

2. Рассчитайте диаметр d. d  6V / 
1
1.8. Узнайте диаметр сравнительно тонкой проволоки, располагая для этой цели
только школьной тетрадью « в клетку» и карандашом.
1. Намотайте проволоку на карандаш вплотную виток к витку в таком
количестве, чтобы она занимала целое число клеток.
2. Разделите длину l, занятую на карандаше проволокой, на число витков n.
d l/n
1.9. Определите массу тела с помощью одной линейки.
1. Найдите объем вытесненной воды, умножая площадь сечения сосуда,
найденного с помощью линейки, на уменьшение уровня воды в сосуде после
удаления тела.
2. Умножьте объем вытесненной воды на ее плотность, находя тем самым
массу воды, а, следовательно, и массу плавающего тела.
mâîäû   âîäû V mâîäû  mòåëà
1.10. Определять плотность кусочка пробки с помощью стальной спицы и мензурки с
водой.
1. Бросьте пробку в мензурку.
2. Отсчитайте увеличения уровня воды.
3. Найдите массу пробки. mòåëà   âîäû Vòåëà
4. Определите объем пробки, полностью утопив ее с помощью спицы в воде.
5. Рассчитайте плотность.  
m
v
1.11. Имея только одну линейку, определите плотность дерева, из которого
изготовлена палочка, плавающая в узком цилиндрическом сосуде.
1. Измерьте полную длину палочки.
2. Опустите ее в воду.
3. Пусть вся длина составляет l1, а находящаяся под водой часть равна l2.
4. Найдите массу палочки. m1  l1S1 p1 – плотность дерева, а S – площадь
поперечного сечения палочки.
5. Найдите массу вытесненной воды. m2  l2 S 2 p2 плотность воды.
6. Поскольку палочка плавает, эти массы равны. l1S1  l2 S 2
7. Найдите плотность дерева. 1   2 (l2 / l1 )
1.12. Определять, какая из линз (собирающая или рассеивающая) обладает большей
оптической силой.
.
1. Сложите обе линзы вплотную. Если полученная система будет собирать
лучи, оптическая сила собирающей линзы больше. В противном случае
большей оптической силой обладает рассеивающая линза.
1.13. Находите скорость истечения воды из водопроводного крана, имея
цилиндрическую банку, секундомер и штангенциркуль.
1. Штангенциркулем измерьте высоту h сосуда.
2
2. Штангенциркулем измерьте диаметр d1 сосуда.
3. Вычислите объем сосуда. V  hS  hr 1
2
4. Определите с помощью секундомера время t, за которое текущая вода
заполняет банку.
5. Найдите количество Q воды, вытекающей за единицу времени. Q 
V
t
6. Q можно выразить как произведение искомой скорости v истечения воды
2
на площадь S поперечного сечения крана. Q  Sv  r2 v r2 - диаметр крана.
7. Приравняйте правые части. v 
Q
r2 2
8. Поскольку d2 также можно измерить штангенциркулем, задача в принципе
решена.
1.14. Вычислите, располагая только линейкой, за какое время наполнится водой
большая ванна известной емкости с помощью гибкого шланга, снабженного
цилиндрической насадкой.
1. Направьте шланг вертикально вверх, определяя с помощью линейки высоту
h, на которую поднимается вода.
2. Найдите скорость течения v. v  2 gh
3. Умножив найденную скорость на площадь S сечения насадки (её диаметр d
измеряется также линейкой).
4. Находите расход воды Q , т.е. количество её, вытекающее
ежесекундно Q  Sv  r 2 v
5. Определите время наполнения ванны. t 
V
Q
Задание 1. Измерить плотность исследуемой жидкости
с помощью ареометра Никольсона.
ХОД РАБОТЫ.
1. Взвесить ареометр ( m ).
2. Опустить ареометр в эталонную жидкость и нагрузить
разновесами m0 до погружения его до риски N .
3. Тщательно просушить ареометр фильтровальной бумагой,
опустить в исследуемую жидкость и снова нагрузить разновесами
m1 до погружения до риски N .
4. Измерения произвести трижды, результаты записать в таблицу 1.
Таблица 1
№
1.
2.
m
m
m0
m 0
m1
m1
1cp

1
1cp
3
3.
Ср.
5. Рассчитать, используя формулу (3), среднее значение плотности
исследуемой жидкости:
1cp   0
mcp  m1cp
mcp  m0 cp
=
6. Оценить относительную и абсолютную ошибки измерения:
1cp
mcp  m1cp m1cp  m0cp
     m m   m m 

=
1cp
mcp  m1cp
m1cp  m0cp
1
1
0
1cp   1 1cp =
7. Результат записать в виде
 = 1cp ± 1cp
Задание 2. Измерить плотность исследуемой жидкости
с помощью пикнометра.
ХОД РАБОТЫ.
1. Взвесить пикнометра без жидкости ( m ).
2. Взвесить пикнометра с эталонной жидкостью ( m0 ).
3. Тщательно просушить пикнометр и затем взвесить его с исследуемой
жидкостью ( m1 ).
4. Все измерения провести трижды, результаты измерений внести в
таблицу 2
Таблица 2
1cp
1cp
 1
m0
m 0
m1
m1
№
M
M
1.
2.
3.
Ср.
5. Рассчитать, согласно (8), среднее значение плотности исследуемой
жидкости:
m1 ср  mср
 1 ср   0
=
m0 ср  mср
6. Оценить относительную и абсолютную ошибки измерений:
4
    m m   m m 
1
1
0
 1cp
 1cp

m1cp  mcp
m1cp  mcp

m0 cp  mcp
m0 cp  mcp
=
1cp   1 1cp =
7. Результат записать в виде:
 = 1cp ± 1cp =
Задание 3. Определить плотность жидкости методом
гидростатического взвешивания.
1.
2.
3.
4.
ХОД РАБОТЫ.
Взвесить тонущее тело в воздухе ( m ).
Взвесить его в эталонной жидкости ( m0 ).
Взвесить тело в исследуемой жидкости ( m1 ).
Все измерения провести трижды. Данные измерений записать в
таблицу 3.
Таблица 3
1cp
1cp

m0
m 0
m1
m1
№ M
M
1.
2.
3.
Ср.
5. Рассчитать, согласно (13), среднее значение плотности исследуемой
жидкости:
1
 1 ср   0
mср  m1 ср
mср  m0 ср
=
6. Оценить относительную и абсолютную ошибки измерений:
 1cp
mcp  m1cp mcp  m0 cp
     mm   m m 

=
 1cp
mcp  m1cp
mcp  m0 cp
1
1
0
1cp   1 1cp =
7. Результат записать в виде:
 = 1cp ± 1cp =
5
6