Фронтальные лабораторные работы. 8 класс.

Дата _____________ ФИ___________________________________________________ 8 «_____» класс

Лабораторная работа № 3 по теме:

«Измерение удельной теплоёмкости твердого тела».

Цель работы: научиться измерять и сравнивать с табличными данными удельную теплоемкость металлического цилиндра.

Приборы и материалы: металлический цилиндр на нити, калориметр, стакан с холодной водой, термометр, электронные весы, калориметр, сосуд с горячей водой.

Ход работы:

1. Определите цену деления и абсолютную погрешность вашего термометра:

Ц.д._{термометра} = ___________. Δt = 1/2Ц.д._{термометра} = _____________.

2. Налейте во внутренний стакан калориметра ≈ 100 -150 мл воды комнатной температуры. Найдите с помощью электронных весов массу налитой воды.

3. Измерьте температуру воды в калориметре (t₁).

4. Нагрейте металлический цилиндр в сосуде с горячей водой в течение нескольких минут. Измерьте её температуру (эта температура и будет начальной температурой цилиндра (t₂)).

5. Затем опустите горячий цилиндр в калориметр с водой комнатной температуры.

6. Измерьте температуру воды в калориметре после опускания цилиндра (t). (Дождитесь установления теплового равновесия).

7. С помощью электронных весов определите массу (m₂) металлического цилиндра, предварительно обсушив его салфеткой.

Запишите результаты всех измерений с учетом абсолютной погрешности в

Таблицу № 1.

8. Рассчитайте количество теплоты (Q₁), которое получила вода при нагревании:

Q₁ = с₁ m₁ (t - t₁), где с₁ - удельная теплоёмкость воды.

_________________________________________________________________________

9. Найдем формулу для расчета теплоемкости вещества цилиндра.

Количество теплоты(Q₂), отданное металлическим цилиндром при охлаждении:

Q₂ = с₂ m₂ (t₂ - t),

где с₂ - удельная теплоёмкость вещества цилиндра, значение которой надо определить.

Зная, что количество теплоты , полученное водой при нагревании (Q₁) равно количеству теплоты, отданному металлическим цилиндром при охлаждении (Q₂)_, можно записать: Q₁ = Q₂ – это и есть уравнение теплового баланса. .

Значит: с₁ m₁ (t - t₁) = с₂ m₂ (t₂ - t)

c₂ =

А теперь рассчитайте удельную теплоемкость вещества цилиндра, используя последнюю формулу.

с₂ =

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Сравните полученное вами значение удельной теплоемкости цилиндра с табличным значением и определите, из какого материала сделан цилиндр.

Результаты вычислений занесите в таблицу №2.

Таблица № 2.

10. Вычислите абсолютную и относительную погрешность измерения удельной теплоемкости по формулам:

Δс₂ =|с₂ - с_табл| = __________________________________________________________________________________

Окончательный результат удельной теплоемкости цилиндра запишите следующим образом:

(с₂ ± Δс₂ )

________________________________________________________________

Напишите вывод о проделанной работе.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ОЦЕНКА _____________

8 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 3

Дата _____________ ФИ___________________________________________________ 8 «_____» класс

Лабораторная работа № 4 по теме:

«Измерение относительной влажности воздуха».

Цель работы: научиться определять относительную влажность воздуха.

Приборы и материалы: термометр демонстрационный, термометр лабораторный, стакан с водой комнатной температуры, кусок марли, психрометрическая таблица.

Ход работы:

1. Определите цену деления и абсолютную погрешность термометра.

Ц.д._{термометра}= _____________. ΔТ= 1/2Ц.д._{термометра}= _______________.

2. Изготовьте модель психрометра. Для этого оберните резервуар лабораторного термометра марлей (или ватой) так, чтобы кончик ткани свободно свисал вниз, и закрепите её. Держа термометр за его верхний край, опустите свисающую часть ткани в воду. Вода должна смочить ткань. При этом резервуар термометра должен оставаться выше уровня воды в стакане.

3. Некоторое время (10 -15 мин) наблюдайте за изменением показаний увлажненного термометра. Запишите температуру увлажненного термометра (t_увл.) в тот момент, когда температура перестанет изменяться.

4. С помощью демонстрационного термометра измерьте температуру воздуха в кабинете. Это будет показание сухого термометра (t_сух ).

5. Найдите разницу показаний сухого и влажного термометров ∆t = t_сухого- t_увл.

Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Таблица

5. С помощью психрометрической таблицы (см. в конце лабораторной работы) определите относительную влажность воздуха в кабинете (φ_модель).

6. Соответствует ли полученное значение санитарным нормам? _______________

Напишите вывод о проделанной работе.

Сравните измеренное значение влажности с помощью модели психрометра с влажностью, измеренной психрометром или волосным гигрометром. Сделайте вывод.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Психрометрическая таблица.

Дополнительное задание.

Заполните таблицу, используя психрометрическую таблицу.

ОЦЕНКА ___________

8 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 4

Дата _____________ ФИ_________________________________________________ 8 «_____» класс

Лабораторная работа № 5 по теме:

«Сборка электрической цепи и измерение силы тока на различных её участках».

Цель работы: научиться собирать простейшую электрическую цепь, пользоваться амперметром, измерять силу тока на различных участках цепи, и убедиться на опыте в том, что сила тока в различных последовательно соединённых участках цепи одинакова.

Приборы и материалы: батарея (4,5В), электрическая лампочка, амперметр, ключ, соединительные провода.

Ход работы:

1. Ознакомьтесь с амперметром. Рассмотрите шкалу амперметра. По шкале амперметра запишите его характеристики в таблицу:

Таблица

Напишите вывод о проделанной работе.

Сравните результаты измерений силы тока в трех опытах.

ОЦЕНКА__________

Дата _____________ ФИ_________________________________________________ 8 «_____» класс

Лабораторная работа № 6 по теме:

«Измерение напряжения на различных участках электрической цепи».

Цель работы: научиться включать вольтметр в цепь, измерять напряжение на участке цепи, состоящем из двух последовательно соединенных спиралей, и сравнить его с напряжением на конце каждой спирали.

Приборы и материалы: батарея (4,5 В), два резистора, вольтметр, амперметр, ключ, соединительные провода.

Ход работы:

1. Возьмите вольтметр в руки, обратите внимание на знаки «+» и «-», подставленные у зажимов прибора. Рассмотрите шкалу вольтметра. Определите основные характеристики прибора:

2. Схемы соединения приборов в цепь.

3. Результаты измерения напряжения запишите в таблицу с учетом погрешности.

Таблица.

Напишите вывод о проделанной работе.

Вычислите сумму напряжений U₁ + U₂ на обеих спиралях и сравните её с напряжением U.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА_________

Дополнительное задание.

Измерьте напряжение на полюсах батареи и на зажимах лампы. Сравните эти напряжения. ________

8 класс Суздальцева Н.В. Л/Р

Дата _____________ ФИ_________________________________________________ 8 «_____» класс

Лабораторная работа № 7 по теме:

«Регулирование силы тока реостатом».

Цель работы: научиться включать в цепь реостат и регулировать с его помощью силу тока в цепи.

Приборы и материалы: батарея (4,5 В), ползунковый реостат, ключ, соединительные провода, амперметр.

Ход работы:

1. По шкале амперметра запишите его характеристики :

2. Рассмотрите внимательно устройство реостата и установите, при каком положении ползунка сопротивление реостата наибольшее (т.е. реостат включен на полное сопротивление).

3. Соберите цепь, включив неё последовательно амперметр, реостат на полное сопротивление, источник питания и ключ, как показано на рисунке.

Ключ замыкать после проверки цепи преподавателем.

4. Начертите схему этой цепи.

5. Замкните цепь и отметьте показания амперметра в таблицу.

6. Уменьшайте сопротивление реостата плавно и медленно, передвигая его ползунок (но не до конца!). Наблюдайте за показаниями амперметра.

Результаты наблюдений занесите в таблицу c учетом погрешности.

Таблица

Напишите вывод о проделанной работе.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ОЦЕНКА ________

Дата _____________ ФИ_________________________________________________ 8 «_____» класс

Лабораторная работа № 8 по теме:

«Исследование зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах при постоянном сопротивлении. Измерение сопротивления проводника».

Цель работы: убедиться в том, что сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению на его концах. Научиться измерять сопротивление проводника при помощи амперметра и вольтметра

Приборы и материалы: батарея (4,5 В), 2 резистора с разными сопротивлениями, вольтметр, амперметр, ключ, соединительные провода, реостат.

Ход работы:

1. Найдите абсолютные погрешности амперметра и вольтметра по формулам:

· =

· =

2. Соберите цепь, последовательно соединив батарею (4,5 В), амперметр, первый резистор, реостат и ключ.

Начертите схему этой цепи.

3. При трех положениях ползунка реостата произвести измерения силы тока в цепи и напряжения на концах резистора.

4. Используя закон Ома, вычислите сопротивление проводника по данным каждого отдельного измерения. (Подсказка: I = U / R ⇨ R = U / I).

5. Повторите все измерения для второго резистора.

6.Сравните найденные сопротивления (R_эксп ) с сопротивлениями на резисторах (R_зад).

Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Сделайте вывод о проделанной работе

______________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА ___________

8 класс Суздальцева Н.В. ЛР

Дата _____________ ФИ_________________________________________________ 8 «_____» класс

Лабораторная работа № 9 по теме:

«Измерение работы и мощности электрического тока».

Цель работы: научиться измерять работу и мощность электрического тока.

Приборы и материалы: батарея (4,5 В), электрическая лампа, вольтметр, амперметр, ключ, соединительные провода, секундомер.

Ход работы:

1. Найдите абсолютные погрешности амперметра и вольтметра по формулам:

· =

· =

2. Соберите цепь из источника питания, лампы, амперметра и ключа, соединив всё последовательно. Параллельно лампе подключите вольтметр.

Начертите схему электрической цепи.

3. Измерьте силу тока (I), напряжение (U) на лампочке и время (t) от включения до размыкания ключа.

Запишите результаты измерений в таблицу с учетом погрешности.

4. Вычислите мощность тока в лампе по формуле: P = U · I.

5. Вычислите работу электрического тока по формуле: А = P · t.

Результаты вычислений занесите в таблицу с учетом погрешности.

Таблица

6. Вычислите абсолютные погрешности измерения мощности и работы лампы по формулам:

ΔP = P · =

ΔА = А · =

Напишите вывод о проделанной работе.

Проверьте, совпадает ли полученное значение мощности с мощностью, обозначенной на лампе?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА _______

Дата _____________ ФИ_________________________________________________ 8 «_____» класс

Лабораторная работа № 10 по теме:

«Сборка электромагнита и испытание его действия».

Цель работы: научиться собирать электромагнит из готовых деталей и изучить принцип его действия; проверить на опыте от чего зависит магнитное действие электромагнита.

Приборы и материалы: батарея (4,5 В), реостат, линейка, ключ, соединительные провода, магнитная стрелка (компас), амперметр, детали для сборки электромагнита.

Ход работы:

1. Составьте электрическую цепь из источника питания, катушки, реостата, ключа, соединив их последовательно. Нарисуйте в тетради схему сборки цепи.

Опыты с катушкой без сердечника.

2. Замкните цепь и с помощью магнитной стрелки определите полюсы у катушки.

3. Измерьте расстояние от катушки до стрелки L₁ и силу тока I₁ в катушке.

4. Отодвиньте магнитную стрелку вдоль оси катушки на такое расстояние L₂,

на котором действие магнитного поля катушки на магнитную стрелку незначительно. 5. Измерьте это расстояние и силу тока I₂ в катушке.

Результаты измерений также запишите в таблицу 1.

Таблица 1

Опыты с катушкой с железным сердечником внутри.

6. Вставьте железный сердечник в катушку и пронаблюдайте действие электромагнита на стрелку. Измерьте расстояние L₃ от катушки до стрелки и силу тока I₃ в катушке с сердечником.

7. Отодвиньте магнитную стрелку вдоль оси катушки с сердечником на такое

расстояние L₄, на котором действие магнитного поля катушки на магнитную стрелку незначительно. Измерьте это расстояние и силу тока I₄ в катушке.

Результаты измерений также запишите в таблицу 2.

Таблица 2

Напишите вывод о проделанной работе.

От чего зависит магнитное действие электромагнита. ОЦЕНКА __________

8 класс Суздальцева Н.В. Л/Р

Бюджетное общеобразовательное учреждение муниципального образования Динской район

«Средняя общеобразовательная школа № 1

имени Героя Российской Федерации Туркина Андрея Алексеевича»

Лабораторные работы

по ФИЗИКЕ

для 8 класса

Учитель: Суздальцева Наталия Васильевна

Погрешности при физических измерениях. Физические измерения

Физика, как точная экспериментальная наука, основывается на количественных данных наблюдений. Свойства физических объектов и явлений характеризуются физическими величинами. Числовое значение физической величины может быть найдено посредством измерений. Измерение – определение значения физической величины опытным путём с помощью средств измерений (технических средств или измерительных приборов). К техническим средствам относятся: линейка, измерительная лента, транспортир, мензурка, равновесие и др. Измерительные приборы: штангенциркуль, микрометр, весы, секундомер, динамометр, термометр, барометр, амперметр, вольтметр и др.

Различают прямые и косвенные измерения.

Прямое измерение – нахождение числового значения искомой физической величины непосредственно посредствами измерения. Например, линейные размеры предмета измеряют линейкой или штангенциркулем, атмосферное давление – барометром, силу тока – амперметром.

Косвенное измерение - нахождение числового значения искомой физической величины по формуле, связывающей её с другими физическими величинами, определяемые в результате прямых измерений.

Задача измерений состоит не только в том, чтобы получить числовую оценку какой – либо величины, но и обязательно указать погрешность этой оценки, т.е. абсолютную или относительную погрешность.

Результат измерения физической величины всегда отличается от её истинного значения, наиболее точно отражающего соответствующую физическую характеристику.

При прямых измерениях отклонение действительного значения величины от её истинного значения вызывают следующие факторы:

1) ограниченная точность измерительного прибора, связанная с несовершенством его конструкции и определяемая ценой деления шкалы прибора;

2) непостоянство внешних условий опыта (например, колебания температуры и давление воздуха);

3) Несовершенные действия экспериментатора (например, запаздывание включения секундомера, ошибочный отсчёт данных из-за несовпадения положения уровня глаз наблюдателя и делений на шкале прибора).

При косвенных измерениях отклонение действительного значения величины от её истинного значения является следствием таких факторов, как:

1) неточность метода измерений, т. е. идеализация условий протекания эксперимента (например, при изучения движения тела не учитывается сопротивление воздуха);

2) неполное соответствие исследуемого объекта используемой упрощённой физической модели (наприме6р, измеряемый брусок может не быть идеальным параллелепипедом из-за наличия закруглений на рёбрах и вершинах).

Абсолютная и относительная погрешности

Точность измерения определяется близостью действительного значения физической величины к истинному. Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины называется погрешностью измерений.

Качество измерений физической величины характеризуют абсолютной погрешностью. Абсолютная погрешность при однократном прямом измерении равна приборной погрешности ∆a=∆a_пр. Приборная (экспериментальная) погрешность – погрешность средства измерения. Абсолютную погрешность выражают в единицах измеряемой величины. Чем меньше абсолютная погрешность измерения, тем точнее оно выполнено.

Любой прибор позволяет проводить измерения лишь с определённой точностью. Для средств измерения с линейной шкалой (линейка, измерительная лента, динамометр) приборная погрешность принимается равной половине цены деления шкалы. Секундомер имеет приборную погрешность, равна цене деления.

Результат однократного прямого измерения принято записывать в виде

а = a_изм ± ∆a, где а_{изм –} измеренное значение физической величины а, ∆a=∆a_пр.

Двойной знак ± перед абсолютной погрешностью означает, что истинное значение измеряемой величины лежит в интервале (а_изм - ∆a, a_изм±∆a).

Относительная погрешность при однократном прямом измерении – безразмерная физическая величина, равна отношению абсолютной погрешности к измерённому значению физической величины.

·100%

Точность измерений различных физических величин сравнивают по их относительным погрешностям. Чем меньше относительная погрешность, тем выше точность измерения.

Итак, любая физическая величина всегда измеряется с определенной точностью, и записывать полученные результаты надо совместно с абсолютной погрешностью.

Если проведено несколько измерений (N – количество измерений):

1). Находится среднее значение измеряемой величины:

а₁ + а₂ + ……..+а_N

а_ср = --------------------------

N

2). Находится абсолютные погрешности всех (N) измерений:

Δа₁ = |а₁ - а_ср|; Δа₂ = |а₂ - а_ср|;. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Δа_n = |а_N - а_ср|.

3). Средняя абсолютная погрешность всех измерений:

Δа₁ + Δа₂ + ……………. Δа_N

Δа_ср = -----------------------------------------.

N

Окончательно истинное значение измерений:

а = а_ср ± Δа_ср

а_ср

 = -------- . 100% – относительная погрешность для нескольких (N)

а_ср измерений.

Расчет погрешностей при косвенных измерениях физической величины.

При косвенном измерении значение физической величины находится по формуле, связывающей искомую величину с другими величинами. Среди них могут быть: физические величины, характеристики установки, справочные и табличные данные, универсальные постоянные.

Погрешность косвенно изменяемой величины зависит от погрешностей всех величин, входящих в расчетную формулу.

Абсолютная погрешность ∆а величины x находятся по формуле

∆а = апр·ε

_{апр – приближенное значение физической величины, т.е. значение, полученное путем измерения.}

Окончательный результат записывают в виде: а = апр ± ∆а.

ε = …%

Сущность заключается в том, что погрешность косвенного измерения складывается из погрешностей прямых измерений, которые повторяются в качестве слагаемых столько раз, сколько раз та или иная прямо измеряемая величина входит в расчётную величину в первой степени.

Цена деления, чувствительность электроизмерительного прибора.

Ценой делений шкалы прибора - значение измеряемой величины, вызывающей отклонение указателя на одно деление шкалы. Если шкала прибора равномерна, то цена деления определяется отношением предела измерения прибора Аmax к полному числу делений N, т.е. цена деления равна: C = Amax/N.

Чем меньше цена деления, тем выше точность измерительного прибора.

Чувствительность прибора – величина, обратная его цене деления. Она характеризует число делений, на которое отклоняется стрелка прибора (амперметра, вольтметра и т.д.) при измерении силы тока в 1 А или напряжения в 1В:

= Чем больше чувствительность, тем выше точность измерения прибора.

Класс точности, погрешность измерения электроизмерительного прибора.

Погрешность измерения электроизмерительного прибора(систематическая погрешность) складывается из погрешности прибора А_пр (это его характеристика) и погрешности отсчетаА_отс.

А_сист= А_пр + А_отс

ΔA_отс = С/2 – стрелочный прибор. ΔA_от = С - цифровой прибор.

Где К –класс точности прибора, Аmax – максимальное отклонение стрелки прибора.

Класс точности указывают на шкале прибора или в его паспорте (знак % при этом не пишется). Существуют следующие классы точности электроизмерительных приборов: 0,1; 0,2; 0,5 ; 1,0 ; 1,5; 2,5 ; 4,0.

Значит погрешность измерения электроизмерительного прибора можно найти по выведенной формуле: