Лабораторный практикум "Экспериментальные задачи по физике"

Экспериментальные задачи по физике

Экспериментальные задачи по физике

Отчёт о работе

1. Задача и цель.

2. Оборудование.

3. Теоретическое обоснование работы.

4. Порядок выполнения работы.

5. Результаты (таблицы, графики, вычисления) эксперимента.

   № п/п	Измерено					Вычислено
   1
   2
   3

6. Выводы.

Подсказки.

Задание 1. Определить массу капли воды, диаметр капли.

Оборудование: стакан с водой, мензурка, пипетка аптечная.

Решение: Накапать, подсчитывая количество капель, в мензурку 5 мл воды (можно 10 мл для большей точности). Вычислить массу одной капли, объём одной капли. Плотность воды известна, диаметр капли (форма капли – шар, формула объёма шара

известна).

m_o = ; V_o = ; V_o = πR³; R = ; D = 2R

Задание 2.

Определить массу и плотность линейки.

l₂

l₁

Оборудование: монета массой 1г, линейка.

F₁ l₁ = F₂ l₂

Решение. Применить правило моментов сил. Линейка кладётся на стол так, чтобы её конец выходил за край, и на этот конец помещается монета так, чтобы система находилась в неустойчивом равновесии.

m₁ g l₁ = m₂ g l₂; m₂ =

Для измерения толщины линейки можно воспользоваться методом измерения размеров малых тел: сложить несколько одинаковых линеек и измерить толщину стопки линеек, затем разделив результат на число линеек найти толщину одной линейки

V = a b c

Плотность можно рассчитать: p = =

Задание 3. Измерьте массу выданного вам предмета. (масса предмета больше 1 кг).

Оборудование: динамометр 0—4 Н, прочная тонкая ка­проновая нить длиной 1 м, миллиметровая бумага, штатив с кронштейнами.

Решение. Следует прикрепить предмет примерно к середине нити. Один конец нити закрепить на штативе, а за свободный конец нити, сделав на нём предварительно петельку, тянуть с помощью динамометра горизонтально. При этом предмет не касается стола, а висит рядом с ним. Участок нити, соединяющей динамометр и предмет, должен располагаться параллельно столу, то есть горизонтально. С помощью миллиметровой бумаги можно измерить тангенс угла а, который составляет наклонный участок нити с вертикалью.

2

x

Если динамометр показывает значение силы F, то масса предмета равна M=(F/g) tg а.

tg α = m =

Задание 4.

Измерить внутренний диаметр иголки шприца.

Оборудование: шприц с иглой, штатив с лапкой, стаканчик с водой, нитки.

Решение:

Жидкость несжимаема, рассмотрим движение по трубам

= = (i)

Скорость, с которой вылетает струя воды, можно определить по высоте подъема

= 0

h = = Подставим в (i)

h

= S₂ S₂ = πD₂ площадь сечения иглы

g

= πD₂ V- объем воды в шприце

D=

D² =

Время ? Нитевой маятник

T = 2π T= 1c l = = 0,23м

Задание 5.

Определить плотность твёрдого тела.

Оборудование: тело (из набора калориметрических тел), динамометр, нить, сосуд с водой.

Решение. С помощью динамометра определяется вес тела в воздухе и в воде . Разность этих весов равна Архимедовой силе , действующей на тело в воде. Далее с помощью закона Архимеда вычисляет объём тела и находим плотность тела

F_A = P₁ – P₂ F_A = pbg V V=

V= m=

p= = =

Задание 6.

Определить плотность жидкости

Оборудование: сосуд с неизвестной жидкостью, сосуд с водой, рычаг-линейка, штатив с муфтой и лапкой, два одинаковых груза (из набора калориметрических тел), линейка.

Решение.

Грузы уравновешивают на рычаге при погружении одного из них в сосуд с водой.

Правило равновесия рычага: (1)

= p_og V = p_ng V

m = p_T V

Заменив сосуд с водой на сосуд с неизвестной жидкостью и повторив предыдущий опыт, не меняя левого плеча груза, получим: (2)

V = V - V =

= =

Аналогично:

=

Задание 7.

Определить плотность жидкости

Оборудование: сосуд с неизвестной жидкостью, сосуд с водой, тело (из набора калориметрических тел), динамометр, нить.

Решение:

С помощью динамометра определяется вес тела в воздухе , в воде и в неизвестной жидкости .

Тогда для архимедовых сил, действующих в воде и в неизвестной жидкости можно записать:

Плотность неизвестной жидкости легко рассчитать из выражений

Разделим (2) на (1)

Задание 8.

Определить коэффициент трения скольжения дерева по поверхности стола.

Оборудование: деревянный брусок, нить, линейка.

Решение:

Поставить брусок торцом на горизонтальную поверхность стола. Привязать нить к бруску и потянуть за неё. При определённой высоте сила натяжения нити опрокинет брусок. Применим правило моментов сил относительно точки опрокидывания.

Подставим в (1)

Задание 9.

Определить коэффициент трения дерева по дереву.

Оборудование: трибометр, деревянный брусок, миллиметровая бумага.

Решение.

положим одну линейку на другую и определим угол при котором начинается соскальзывание.

y

Задание 10.

Измерить атмосферное давление.

Оборудование: Стеклянные трубки 2 шт., резиновая трубка, штатив, линейка, сосуд с водой.

Решение.

h

I в. Измерить , h₂, h

3-й Бойля-Мариотта P₁ V₁ = P₂ V₂

P₁ = P_U

II в.

h₂

P₂

l

P_a