Лабораторная работа по физике №2 в 10 классе

Дата__________ ФИ_____________________________________ Класс 10_____

Лабораторная работа № 2 по теме:

«ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ».

Цель работы: научиться измерять потенциальную энергию поднятого над землей тела и упругодеформированной пружины; сравнить два значения потенциальной энергии системы.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, динамометр лабораторный, линейка, груз массой m на нити длиной около 25 см, набор картонок, толщиной порядка 2 мм, краска и кисточка.

Теоретическая часть.

Эксперимент проводится с грузом, прикрепленным к одному концу нити длиной l. Другой конец нити привязан к крючку динамометра. Если поднять груз, то пружина динамометра становится недеформированной и стрелка динамометра показывает ноль, при этом потенциальная энергия груза обусловлена только силой тяжести. Груз отпускают, и он падает, вниз растягивая пружину. Если за нулевой уровень отсчета потенциальной энергии взаимодействия тела с Землей взять нижнюю точку, которую он достигает при падении, то очевидно, что потенциальная энергия тела в поле силы тяжести переходит в потенциальную энергию деформации пружины динамометра:

где Δl – максимальное удлинение пружины, k - ее жесткость.

Трудность эксперимента состоит в точном определении максимальной деформации пружины, т.к. тело движется быстро.

Ход работы:

1. Соберите установку, показанную на рисунке. Укрепите динамометр в лапке штатива.

   

2. Привяжите груз к нити, другой конец нити привяжите к крючку динамометра и измерьте вес груза. В данном случае

P = F_Т = mg. Р = ______________.

1. С помощью линейки измерьте длину нити l, на которой привязан груз. l = _______________.

2. На нижний конец груза нанесите немного краски.

3. Поднимите груз до точки закрепления нити.

4. Отпустите груз и убедитесь по отсутствию краски на столе, что груз не касается его при падении.

5. Повторяйте опыт, каждый раз подкладывая картонки до тех пор. Пока на верхней картонке не появятся следы краски.

6. Взявшись за груз рукой, растяните пружину до его соприкосновения с верхней картонкой и измерьте динамометром максимальную силу упругости F_упр и линейкой максимальное растяжение пружины Δl_пр, отсчитывая его от нулевого деления динамометра. F_упр = ________________, Δl_пр = ________________.

7. Вычислите высоту, с которой падает груз: h = l + Δl_пр (это высота, на которую смещается центр тяжести груза).

h = __________________________________________________________

1. Вычислите потенциальную энергию поднятого груза (т.е. перед началом падения):

__________________________________________________________________

1. Вычислите потенциальную энергию деформированной пружины :

где .

Подставив выражение для k в формулу для энергии получим:

__________________________________________________________________

1. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

1. Сравните значения потенциальной энергии в первом и во втором состояниях

системы: ____________________________________________________________________

ВЫВОД:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дополнительно:

1. От чего зависит потенциальная энергия системы? ______________________________

2. От чего зависит кинетическая энергия тел? ____________________________________

3. В чем состоит закон сохранения полной механической энергии? __________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

4. Отличия и сходства силы тяжести от силы упругости (определения, обозначения, направление, единицы измерения в СИ).

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

5. Вычислите относительные и абсолютные погрешности измерения энергии:

___________; __________;

_________; ________.

6. Решить задачу:

Мяч массой 100г брошен вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Чему равна потенциальная энергия его в высшей точке подъема? Сопротивление воздуха не учитывать.

Дано: СИ: Решение:

____________

ОЦЕНКА ____________