Експериментальні завдання з фізики.

Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com

Підписи до слайдів:

Дослідження залежності тиску твердих тіл від сили тиску та від площі поверхні, на яку діє сила тиску

У 7 класі ми виконували завдання з розрахунку тиску, який робить учень, стоячи на підлозі. Завдання цікаве, пізнавальне та має велике практичне значення у житті людини. Ми вирішили вивчити це питання.

Мета: дослідити залежність тиску від сили та площі поверхні, на яку діє тіло Обладнання: ваги; взуття із різною площею підошви; папір у клітку; фотоапарат.

Для того щоб обчислити тиск нам необхідно знати площу та силу Р= F/S P-тиск (Па) F-сила (Н) S-площа (м кв.)

ЕКСПЕРИМЕНТ-1 Залежність тиску від площі, при незмінній силі Мета: визначити залежність тиску твердого тіла від площі опори. Методика обчислення площі тіл неправильної форми така: - підраховуємо кількість квадратів цілих, - підраховуємо кількість квадратів відомої площі не цілих і ділимо навпіл, - підсумовуємо площі цілих і нецілих квадратів Для цього я ми повинні за допомогою олівця обвести краї підмітки та каблука; порахувати число повних (В) та неповних клітин (С) та визначити площу однієї клітини (S до); S 1 = (В + С/2) · S до Відповідь отримаємо в см кв., які потрібно перекласти у м кв. 1см кв. = 0,0001 м кв.

Для того щоб обчислити силу нам знадобиться маса тіла F = m*g F – сила тяжіння m - маса тіла g – прискорення вільно падіння

Дані для знаходження тиску № досвіду Взуття з різною S S (м кв.) F (Н) P (Па) 1 Туфлі на шпильці 2 Туфлі на платформі 3 Туфлі на плоскій підошві

Тиск, що чиниться на поверхню Туфлі на шпильці р= Туфлі на платформі р= Туфлі на плоскій підошві р= Висновок: тиск твердого тіла на опору зі збільшенням площі зменшується

Яке взуття носити? - Вчені з'ясували, що тиск, що чиниться однією шпилькою, приблизно дорівнює тиску, який надають 137 гусеничних тракторів. - Слон тисне на 1 квадратний сантиметр поверхні у 25 разів із меншою вагою, ніж жінка на 13 сантиметровому підборі. Каблуки – найголовніша причина виникнення плоскостопості у жінок

ЕКСПЕРИМЕНТ-2 Залежність тиску від маси при незмінній площі Мета: визначити залежність тиску твердого тіла від його маси.

Як залежить тиск маси? Маса учня m= Р= Маса учня із ранцем на спині m= Р=

За темою: методичні розробки, презентації та конспекти

Організація дослідно-експериментальної роботи щодо впровадження системи моніторингу якості навчання у практику роботи вчителя-предметника

Моніторинг в освіті не замінює та не ламає традиційну систему внутрішньошкільного управління та контролю, а сприяє забезпеченню її стабільності, довгостроковості та надійності. Він проводиться там,...

1. Пояснювальна записка до експериментальної роботи на тему «Формування граматичної компетенції у дошкільнят за умов логопункта".2. Календарно-тематичний план логопедичних занять...

Програма дає чітку систему вивчення творчості Ф.І. Тютчева в 10 класі.

1.Пояснювальна записка.

Навчання фізики у старшій школі будується з урахуванням курсу фізики основний школи за умови диференціації. Зміст освіти має сприяти здійсненню різнорівневого підходу. Ліцей № 44 націлений на оптимальний розвиток творчих здібностей учнів, які виявляють особливий інтерес у галузі фізики; цей рівень викладання здійснюється у класах з поглибленим вивченням фізики.

Об'єктами вивчення в курсі фізики на доступному для учнів рівні поряд з фундаментальними фізичними поняттями та законами мають бути експеримент як метод пізнання, метод побудови моделей та метод їхнього теоретичного аналізу. Випускники ліцею повинні розуміти, у чому суть моделей природних об'єктів (процесів) та гіпотез, як робляться теоретичні висновки, як експериментально перевіряти моделі, гіпотези та теоретичні висновки.

У ліцеї кількість годин з фізики у поглиблених класах відповідає новому статусу фізико-математичного ліцею: в 9 класах – 2 години. У зв'язку з цим пропонується уроки технології в 9 класі (1 годину на тиждень з розподілом на дві групи) замінити на практичну експериментальну фізику додатково до основних уроків з годинника.

Мета курсу – надання учням можливості задовольнити індивідуальний інтерес до вивчення практичних додатків фізики у процесі пізнавальної та творчої діяльності під час проведення самостійних експериментів та досліджень.

Основне завдання курсу – допомога учням в обґрунтованому виборі профілю подальшого навчання.

Програма складається з таких частин: а) похибки; б) лабораторні роботи; в) експериментальні роботи; г) експериментальні завдання; д) тестування.

На елективних заняттях школярі практично познайомляться з тими видами діяльності, які є провідними в багатьох інженерних і технічних професіях, пов'язаних із практичним застосуванням фізики. Досвід самостійного виконання спочатку простих фізичних експериментів, потім завдань дослідницького та конструкторського типу дозволить або переконатися у правильності попереднього вибору, або змінити свій вибір та спробувати себе в якомусь іншому напрямку.

У цьому теоретичні заняття доцільні лише першому етапі для формування групи та визначенні інтересів і здібностей учнів.

Основними формами занять мають стати практичні роботи учнів у фізичній лабораторії та виконання простих експериментальних завдань у домашніх умовах.

На практичних заняттях при виконанні лабораторних робіт учні зможуть набути навичок планування фізичного експерименту відповідно до поставленого завдання, навчаться вибирати раціональний метод вимірювань, виконувати експеримент та обробляти його результати. Виконання практичних та експериментальних завдань дозволить застосувати набуті навички у нестандартній обстановці, стати компетентними у багатьох практичних питаннях.

Всі види практичних завдань розраховані на використання типового обладнання кабінету фізики і можуть виконуватися у формі лабораторних робіт або як експериментальні завдання на вибір.

Елективний курс спрямований на виховання у школярів впевненості у своїх силах та вміння використовувати різноманітні прилади та пристрої побутової техніки у повсякденному житті, а також на розвиток інтересу до уважного розгляду звичних явищ, предметів. Бажання зрозуміти, розібратися в сутності явищ, у влаштуванні речей, які служать людині все життя, неминуче вимагатиме додаткових знань, підштовхне до самоосвіти, змусить спостерігати, думати, читати, винаходити.

Методи виміру фізичних величин (2 години).

Основні та похідні фізичні величини та їх виміри. Одиниці та зразки величин. Абсолютні та відносні похибки прямих вимірювань. Вимірювальні прилади, інструменти, заходи. Інструментальні похибки та похибки відліку. Класи точності пристроїв. Кордони систематичних похибок та методи їх оцінки. Випадкові похибки вимірів та оцінка їх меж.

Етапи планування та виконання експерименту. Запобіжні заходи при проведенні експерименту. Врахування впливу вимірювальних приладів на досліджуваний процес. Вибір методу вимірювань та вимірювальних приладів.

Способи контролю результатів вимірів. Запис результатів вимірів. Таблиці та графіки. Обробка результатів вимірів. Обговорення та подання отриманих результатів.

Лабораторні роботи (16 годин).

1. Розрахунок похибок вимірів фізичних величин.
2. Вивчення рівноприскореного руху.
3. Визначення прискорення тіла за рівноприскореного руху.
4. Вимірювання маси тіла.
5. Вивчення другого закону Ньютона.
6. Визначення жорсткості пружини.
7. Визначення коефіцієнта тертя ковзання.
8. Вивчення руху тіла, кинутого горизонтально.
9. Вивчення руху тіла по колу під впливом кількох сил.
10. З'ясування умов рівноваги тіл під впливом кількох сил.
11. Визначення центру важкості плоскої пластини.
12. Вивчення закону збереження імпульсу.
13. Вимір ККД похилої площини.
14. Порівняння роботи зі зміною енергії тіла.
15. Вивчення закону збереження енергії.
16. Вимірювання прискорення вільного падіння з допомогою маятника.

Експериментальні роботи (4 години).

1. Розрахунок середньої та миттєвої швидкості.
2. Вимірювання швидкості внизу похилої площини.
3. Розрахунок та вимірювання швидкості кулі, що скочується по похилому жолобу.
4. Вивчення коливань пружинного маятника.

Експериментальні завдання (10 годин).

1. Вирішення експериментальних завдань 7 класу (2 години).
2. Розв'язання експериментальних завдань 8 класу (2 години).
3. Розв'язання експериментальних завдань 9 класу (2 години).
4. Вирішення експериментальних завдань за допомогою комп'ютера (4 години).

Тестоване завдання (1 год).

Узагальнююче заняття (1 год).

3. Атестація учнів.

Особливостям елективних занять найбільше відповідає залікова форма оцінки досягнень учнів. Залік з виконаної лабораторної роботи доцільно виставляти за поданим письмовим звітом, у якому коротко описані умови експерименту. У систематизованому вигляді представлені результати вимірювань та зроблено висновки.

За результатами виконання творчих експериментальних завдань, крім письмових звітів, корисно практикувати повідомлення загальному занятті групи з демонстрацією виконаних експериментів, виготовлених приладів. Для проведення загальних підсумків занять усієї групи можливе проведення конкурсу творчих робіт. На цьому конкурсі учні зможуть не лише продемонструвати експериментальну установку в дію, а й розповісти про її оригінальність та можливості. Тут особливо важливо оформити свою доповідь графіками, таблицями, коротко та емоційно розповісти про найголовніше. У цьому випадку з'являється можливість побачити та оцінити свою працю і себе на тлі інших цікавих робіт і таких самих захоплених людей.

Підсумковий залік учнем з усього елективного курсу можна виставляти, наприклад, за такими критеріями: виконання не менше половини лабораторних робіт; виконання не менше одного експериментального завдання дослідницького чи конструкторського типу; активну участь у підготовці та проведенні семінарів, дискусій, конкурсів.

Запропоновані критерії оцінки досягнення учнів можуть бути лише орієнтиром, але є обов'язковими. За підсумками свого досвіду вчитель може встановлювати інші критерії.

4. Література:

1. Демонстраційний експеримент із фізики у середній школе./Под ред. А. А. Покров
   з кого. Ч. 1.- М.: Просвітництво,1978.
2. Методика викладання фізики у 7-11 класах середньої школи. / За редакцією В.П.
   Орєхова та А.В. Вусовий. - М: Просвітництво,1999.
3. Мартинов І.М., Хазяїнова Е.М. Дидактичний матеріал із фізики. 9 клас. - М:
   Просвітництво,1995.
4. В.А.Буров, А.І.Іванов, В.І.Свиридов. Фронтальні експериментальні завдання з
   фізиці.9 клас. - М: Просвітництво.1988.
5. Римкевич А.П., Римкевич П.А. Збірник завдань із фізики для 9 – 11 класів. - М.: Про
   освітлення, 2000.
6. Степанова Г.М. Збірник завдань з фізики: Для 9-11 класів загальноосвітніх навчальних закладів
   режень. - М: Просвітництво,1998.
7. Городецький Д.М., Пеньков І.А. Перевірочні роботи з фізики. – Мінськ “Вишийш
   школа”, 1987
8. В.А.Буров,С.Ф.Кабанов, В.І.Свиридов. “Фронтальні експериментальні завдання з
   фізики”. - М: Просвітництво.1988
9. Кікоін І.К., Кікоін А.К.Фізика: Підручник для 10 класів - М.: Просвітництво, 2003

Т ЕМАТИЧНЕ ПЛАНУВАННЯ З ФІЗИКИ В 9 У КЛАСІ

Елективний курс: “Практична та експериментальна фізика”

(поглиблене вивчення – 34 години)

Ступінь – третя

Рівень – поглиблений

ЛІТЕРАТУРА:

1. Демонстраційний експеримент із фізики у середній школе./Под ред. А. А. Покровського. Ч. 1.- М.: Просвітництво,1978.
2. Методика викладання фізики у 7-11 класах середньої школи. / За редакцією В.П. Орєхова та А.В. Вусовий. - М: Просвітництво,1999.
3. Єнохович А.С. Довідник з фізики. - М: Просвітництво, 1978.
4. Мартинов І.М., Хазяїнова Е.М. Дидактичний матеріал із фізики. 9 клас. - М: Просвітництво,1995.
5. Скрілін Л.І. Дидактичний матеріал із фізики. 9 клас. - М.: Просвітництво, 1998.
6. Хрестоматія з фізики / Под ред. Б.І. Спаського. - М.: Просвітництво, 1982.
7. Римкевич А.П., Римкевич П.А. Збірник завдань із фізики для 9 – 11 класів. - М.: Просвітництво, 2000.
8. Степанова Г.М. Збірник завдань із фізики: Для 9-11 класів загальноосвітніх установ. - М: Просвітництво,1998.
9. Городецький Д.М., Пеньков І.А. Перевірочні роботи з фізики. - Мінськ "Вища школа", 1987.

Додаток 1

Урок № 1: "Вимір фізичних величин та оцінка похибок вимірювання".

Цілі уроку: 1. Познайомити учнів з математичною обробкою результатів виміру та навчити представляти експериментальні дані;

2. Розвиток обчислювальних здібностей, пам'яті та уваги.

Хід уроку

Результати будь-якого фізичного експерименту необхідно вміти проаналізувати. Це означає, що у лабораторії необхідно навчитися як вимірювати різні фізичні величини, а й перевіряти і шукати зв'язок з-поміж них, зіставляти результати експерименту з висновками теорії.

Але що означає виміряти фізичну величину? Як бути, якщо шукану величину не можна виміряти безпосередньо та її значення перебуває за значенням інших величин?

Під виміром розуміють порівняння вимірюваної величини з іншою величиною, прийнятою за одиницю виміру.

Вимірювання поділяють на прямі та непрямі.

При прямих вимірах визначальну величину порівнюють з одиницею виміру безпосередньо або за допомогою вимірювального приладу, що прогороджується у відповідних одиницях.

При непрямих вимірах шукана величина визначається (обчислюється) з результатів прямих вимірів інших величин, пов'язані з величиною, що вимірюється певною функціональною залежністю.

При вимірі будь-якої фізичної величини зазвичай доводиться виконувати три послідовні операції:

1. Вибір, перевірку та встановлення приладів;
2. Спостереження показань приладів та відлік;
3. Нарахування шуканої величини з результатів вимірювань, проведення оцінки похибок.

Похибки результатів вимірів.

Справжнє значення фізичної величини зазвичай точно визначити неможливо. Кожен вимір дає значення визначається величини х з деякою похибкою?х. Це означає, що справжнє значення лежить в інтервалі

х змін - dх< х ист < х изм + dх, (1)

де х ізм - Значення величини х, отримана при вимірі; ?х характеризує точність виміру х. Величину?х називають абсолютною похибкою, з якою визначається х.

Усі похибки поділяють на систематичні, випадкові та промахи (помилки).Причина виникнення похиб найрізноманітніші. Зрозуміти можливі причини похибок і звести їх до мінімуму - це означає грамотно поставити експеримент. Зрозуміло, що це складне завдання.

Систематичною називають таку похибку, яка залишається постійною чи закономірно змінюється при повторних вимірах однієї тієї ж величини.

Такі похибки виникають у результаті конструктивних особливостей вимірювальних приладів, неточності методу дослідження, будь-яких упущень експериментатора, а також при застосуванні для обчислень неточних формул, заокруглених констант.

Вимірювальним приладом називають такий пристрій, за допомогою якого здійснюється порівняння величини, що вимірюється з одиницею вимірювання.

У будь-якому приладі закладено ту чи іншу систематичну похибку, яку неможливо усунути, але порядок якої можна врахувати.

p align="justify"> Систематичні похибки або збільшують, або зменшують результати вимірювань, тобто ці похибки характеризуються сталістю знака.

Випадкові помилки-помилки, поява яких не може бути попереджена.

Тому вони можуть вплинути на окремий вимір, але при багаторазових вимірах вони підкоряються статистичним законам і їх вплив на результати вимірів можна врахувати або значно зменшити.

Промахи та грубі похибки – надмірно великі помилки, що явно спотворюють результат вимірювання.

Цей клас похибок викликаний найчастіше неправильними діями спостерігача. Вимірювання, що містять промахи та грубі похибки, слід відкидати.

Вимірювання можуть бути проведені з точки зору їх точності технічнимі лабораторними методами.

У цьому випадку задовольняються такою точністю, при якій похибка не перевищує певного, наперед заданого значення, що визначається похибкою застосованої вимірювальної апаратури.

При лабораторних методах вимірювань потрібно точніше вказати значення вимірюваної величини, ніж допускає одноразове її вимірювання технічним методом.

Тоді роблять кілька вимірювань і обчислюють середнє арифметичне отриманих значень, яке приймають за достовірне значення вимірюваної величини. Потім проводять оцінку точності результату виміру (облік випадкових похибок).

З можливості проведення вимірювань двома методами випливає існування двох методів оцінки точності вимірювань: технічного і лабораторного.

Класи точності пристроїв.

Для характеристики більшості вимірювальних приладів часто використовують поняття наведеної похибки Еп (клас точності).

Наведена похибка – це відношення абсолютної похибки.?х до граничного значення х пр вимірюваної величини (тобто найбільшого її значення, яке може бути виміряно за шкалою приладів).

Наведена похибка, будучи по суті відносною похибкою,виражається у відсотках:

Е п = / dх / х пр / * 100%

За наведеною похибкою прилади поділяють сім класів: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4.

Прилади класу точності 01; 0,2; 0,5 застосовують для точних лабораторних вимірів і називають прецизійними.

У техніці застосовують прилади класів 1, 0; 1,5; 2,5 та 4 (технічні). Клас точності пристрою вказують на шкалі пристрою. Якщо на шкалі такого позначення немає, але прилад позакласний, тобто його наведена похибка більше 4%. У тих випадках, коли на приладі клас точності не вказано, абсолютна похибка приймається рівною половині ціни найменшого поділу.

Так, при вимірі лінійкою, найменший поділ якої 1 мм, допускається помилка до 0,5 мм. Для приладів, оснащених ноніусом, за приладову похибку приймають похибку, яка визначається ноніусом (для штангенциркуля-0,1 мм або 0,05 мм; для мікрометра-0,01 мм).

Додаток 2

Лабораторна робота: "Вимір ККД похилої площини".

Обладнання:дерев'яна дошка, дерев'яний брусок, штатив, динамометр, лінійка вимірювальна.

Завдання. Дослідіть залежність ККД похилої площини та виграш у силі, що отримується з її допомогою від кута нахилу площини до горизонту.

ККД будь-якого простого механізму дорівнює відношенню корисної роботи А підлогу, до досконалої роботи А сов і виражається у відсотках:

n = А підлога / А сов * 100% (1).

За відсутності тертя ККД простого механізму, зокрема й похилої площині, дорівнює одиниці. В цьому випадку досконала робота А сов сили F т, прикладеної до тіла і спрямованої вгору вздовж похилої площини, дорівнює корисній роботі А підлогу.

А стать = А сов.

Позначивши шлях, пройдений тілом уздовж похилої площини буквою S , висоту підйому? , Отримаємо F * S = hgm.

При цьому виграш у силі дорівнюватиме: до = gm/F=l/h.

У реальних умовах дія сили тертя знижує ККД похилої площини та зменшує виграш у силі.

Для визначення ККД похилої площини виграшу в силі, отриманої за її допомогою, слід використовувати вираз:

n = hgm/F т l*100% (2), = gm/F т (3).

Метою роботи є виміряти ККД похилої площини та виграш у силі за різних кутів? її нахилу до горизонту та пояснити отриманий результат.

Порядок виконання.

1. Зберіть установку за рис1. Виміряйте висоту? та довжину l похилої площини (рис.2).

2. Обчисліть максимально можливе значення виграшу в силі, що отримується за заданого нахилу площини (a=30).

3. Покладіть брусок на похилу площину. Прикріпивши динамометр до нього, рівномірно тягніть його вгору вздовж похилої площини. Виміряйте силу тяги F т.

4. Виміряйте за допомогою динамометра силу тяжіння mg бруска і знайдіть експериментальне значення виграшу в силі, одержаного за допомогою похилої площини: k= gm/F т.

5. Обчисліть ККД похилої площини при заданому куті її нахилу

n = hgm / F т l * 100%

6. Повторіть вимірювання за інших кутів нахилу площини: a 2 =45?, a 3 =60 ?.

7. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці:

8. Додаткове завдання

Отриману теоретичну залежність n(a) та k(a) порівняйте з результатами експерименту.

Контрольні питання.

1. З якою метою застосовують похилу площину?
2. Яким чином можна збільшити ККД похилої площини?
3. Яким чином можна збільшити виграш у силі, отриманий за допомогою похилої площини?
4. Чи залежить ККД похилої площини від маси вантажу?
5. Поясніть якісно залежність ККД похилої площини та виграшу в силі, що отримується за її допомогою, від кута нахилу площини.

Додаток 3

Перелік експериментальних завдань для 7 класу

1. Вимір розмірів бруска.
2. Вимірювання об'єму рідини за допомогою мензурки.
3. Вимірювання густини рідини.
4. Вимірювання густини твердого тіла.

Усі роботи проводяться з розрахунком похибок та перевіркою

розмірності.

1. Вимірювання ваги тіла за допомогою важеля.
2. Обчислення виграшу в силі інструментів, у яких застосовано (ножиці, кусачки, плоскогубці)
3. Спостереження залежності кінетичної енергії тіла від його швидкості та маси.
4. З'ясувати, від чого залежить сила тертя експериментально.

Перелік експериментальних завдань для 8 класу

1. Спостереження дій електричного струму (теплового, хімічного, магнітного та по можливості фізіологічного).
2. Розрахунок параметрів змішаного з'єднання провідників.
3. Визначення питомого опору провідника з оцінкою похибок.
4. Спостереження явища електромагнітної індукції.

1. Спостереження поглинання енергії під час плавлення льоду.
2. Спостереження виділення енергії при кристалізації гіпосульфіту.
3. Спостереження поглинання енергії під час випаровування рідин.
4. Спостереження залежності швидкості випаровування рідини від роду рідини, площі її вільної поверхні, температури та швидкості видалення парів.
5. Визначення вологості повітря у кабінеті.

Перелік експериментальних робіт 9 класу

1. 1.Вимірювання модулів кутової та лінійної швидкостей тіла при рівномірному русі по колу.
2. 2.Вимірювання модуля доцентрового прискорення тіла при рівномірному русі по колу.
3. 3.Спостереження залежності модулів сил натягу ниток від кута між ними при постійній рівнодіючій силі.
4. 4.Вивчення третього закону Ньютона.

1. Спостерігає зміну модуля ваги тіла, що рухається з прискоренням.
2. З'ясування умов рівноваги тіла, що має вісь обертання при дії на нього сил.
3. Вивчення закону збереження імпульсу при пружному зіткненні тел.
4. Вимір ККД рухомого блоку.

Додаток 4

Експериментальні завдання

Вимір розмірів бруска

Прилади та матеріали (рис. 2): 1) лінійка вимірювальна; 2) брусок дерев'яний.

Порядок виконання роботи:

• Обчисліть ціну поділу шкали лінійки.
• Вкажіть межу цієї шкали.
• Виміряйте лінійкою довжину, ширину, висоту бруска.
• Результати всіх вимірів запишіть у зошит.

Вимірювання об'єму рідини за допомогою мензурки

Прилади та матеріали (рис. 3):

• циліндр вимірювальний (мензурка),
• склянку з водою.

Порядок виконання роботи

1. Обчисліть ціну поділу шкали мензурки.
2. Замалюйте в зошиту частину шкали мензурки і зробіть запис, який пояснює порядок обчислення ціни розподілу шкали.
3. Вкажіть межу цієї шкали.
4. Виміряйте об'єм води у склянці за допомогою мензурки. " "
5. Результат виміру запишіть у зошит.
6. Вилийте воду назад у склянку.

Налийте у мензурку, наприклад, 20 мл води. Після перевірки вчителем долийте в неї води, довівши рівень до поділу, наприклад, 50 мл. Скільки води було долито до мензурки

Вимірювання щільності рідини

Прилади та матеріали (рис. 14): 1) ваги навчальні; 2) гирі; 3) циліндр вимірювальний (мензурка); 4) склянка з водою.

Порядок виконання роботи

1. Запишіть: ціну розподілу шкали мензурки; верхня межа шкали мензурки.
2. Виміряйте масу склянки з водою за допомогою терезів.
3. Перелийте воду зі склянки в мензурку та виміряйте масу порожньої склянки.
4. Обчисліть масу води у мензурці.
5. Виміряйте об'єм води у мензурці.
6. Обчисліть густину води.

Обчислення маси тіла за його щільністю та об'ємом

Прилади та матеріали (рис. 15): 1) ваги навчальні, 2) гирі, 3) циліндр вимірювальний (мензурка) з водою, 4) тіло неправильної форми на нитці, 5) таблиця щільностей.

Порядок виконання роботи(Мал. 15)

1. Виміряйте об'єм тіла за допомогою мензурки.
2. Обчисліть масу тіла.
3. Перевірте результат обчислення маси тіла за допомогою ваги.
4. Результати вимірювань та обчислень запишіть у зошит.

Обчислення об'єму тіла за його щільністю та масою

Прилади та матеріали (рис. 15): 1) ваги навчальні; 2) гирі; 3) циліндр вимірювальний (мензурка) з водою; 4) тіло неправильної форми на нитці; б) таблиця щільностей.

Порядок виконання роботи

1. Запишіть речовину, з якої складається тіло неправильної форми.
2. Знайдіть у таблиці значення густини цієї речовини.
3. Виміряйте масу тіла за допомогою вагів.
4. Обчисліть об'єм тіла.
5. Перевірте результат обчислення об'єму тіла за допомогою мензурки.
6. Результати вимірювань та обчислень запишіть у зошит.

Вивчення залежності сили тертя ковзання від роду поверхонь, що труться.

Прилади та матеріали (рис. 23): 1) динамометр, 2) трибометр 3) вантажі з двома гачками -2 шт., 4) аркуш паперу, 5) аркуш наждакового паперу.

Порядок виконання роботи

1. Підготуйте у зошиті таблицю для запису результатів вимірювань:

2. Обчисліть ціну розподілу шкали динамометра.
3.Виміряйте силу тертя ковзання бруска з двома вантажами:

4. Результати вимірів запишіть у таблицю.

5. Дайте відповідь на запитання:

1. Чи залежить сила тертя ковзання:
   а) від роду тертьових поверхонь?
   б) від шорсткості тертьових поверхонь?
2. Якими способами можна збільшити та зменшити силу тертя ковзання? (рис. 24):
   1) динамометр; 2) трибометр.

Вивчення залежності сили тертя ковзання від сили тиску і незалежності від площі поверхонь, що труться.

Прилади та матеріали: 1) динамометр; 2) трибометр; 3) вантажі з двома гачками - 2 шт.

Порядок виконання роботи

1. Обчисліть ціну розподілу шкали динамометра.
2. Покладіть на лінійку трибометра брусок великою гранню, а на нього - вантаж і виміряйте силу тертя ковзання бруска лінійкою (рис. 24, а).
3. Покладіть на брусок другий вантаж і знову виміряйте силу тертя ковзання бруска лінійкою (рис. 24, б).
4. Покладіть на лінійку брусок меншою гранню, поставте на нього знову два вантажі і знову виміряйте силу тертя ковзання бруска по лінійці (рис. 24, в)
5. 5. Дайте відповідь на питання: чи залежить сила тертя ковзання:
   а) від сили тиску, і якщо залежить, то як?
   б) від площі поверхонь, що труться, при постійній силі тиску?

Вимірювання ваги тіла за допомогою важеля

Прилади та матеріали: 1) важіль-лінійка, 2) лінійка вимірювальна, 3) динамометр, 4) вантаж двома гачками, 5) циліндр металевий, 6) штатив.

Порядок виконання роботи

1. Підвісьте важіль на осі, що закріплена в муфті штатива. Повертаючи гайки на кінцях важеля, встановіть його у горизонтальне положення.
2. Підвісьте до лівої частини важеля металевий циліндр, а до правої – вантаж, попередньо вимірявши динамометром його вагу. Досвідченим шляхом досягайте рівноваги важеля з вантажем.
3. Виміряйте плечі сил, що діють на важіль.
4. Використовуючи правило рівноваги важеля, обчисліть вагу металевого циліндра.
5. Виміряйте вагу металевого циліндра за допомогою динамометра та отриманий результат порівняйте з розрахунковим.
6. Результати вимірювань та обчислень запишіть у зошит.
7. Дайте відповідь на запитання: чи зміниться результат досвіду, якщо:

• важіль врівноважити при іншій довжині плечей сил, які діють?
• циліндр підвісити до правої частини важеля, а вантаж, що врівноважує, - до лівої?

Обчислення виграшу у силі інструментів, у яких застосовано важіль

"Прилади та матеріали (рис. 45): 1) ножиці, 2) кусачки, 3) плоскогубці, 4) лінійка вимірювальна.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомтеся з пристроєм запропонованого вам інструменту, в якому застосовано важіль: знайдіть вісь обертання, точки докладання сил.
2. Виміряйте плечі сил.
3. Обчисліть приблизно, в яких межах може змінюватися ви-
   іграш у силі при користуванні цим інструментом.
4. Результати вимірювань та обчислень запишіть у зошит.
5. Дайте відповідь на питання:

• Як потрібно розташовувати матеріал, що розрізається в ножицях, щоб отримати найбільший виграш в силі?
• Як потрібно тримати кусачки у руці, щоб отримати найбільший виграш у силі?

Спостереження залежності кінетичної енергії тіла від його швидкості та маси

Прилади та матеріали (рис. 50): I) кулі різної маси – 2 шт., 2) жолоб, 3) брусок, 4) стрічка вимірювальна, 5) штатив. Рис. 50.

Порядок виконання роботи

1. Закріпіть жолоб у похилому положенні за допомогою штатива, як показано на малюнку 50. До нижнього кінця жолоба приставте дерев'яний брусок
2. Покладіть на середину жолоба кульку меншої маси і, відпустивши її, спостерігайте, як кулька, скатившись із жолоба і вдарившись об дерев'яний брусок, пересуне останній на деяку відстань, здійснюючи роботу з подолання сили тертя.
3. Виміряйте відстань, на яку перемістився брусок.
4. Повторіть досвід, пустивши кульку з верхнього кінця ринви, і знову виміряйте відстань, на яку перемістився брусок.
5. Пустіть із середини жолоба кульку більшої маси і знову виміряйте переміщення бруска.

Вимірювання модулів кутової та лінійної швидкостей тіла при рівномірному русі по колу

Прилади та матеріали* 1) кулька діаметром 25 мм на нитці довжиною 200 мм, 2) лінійка вимірювальна 30-35 см з міліметровими поділками, 3) годинник із секундною стрілкою або метроном механічний (один на клас).

Порядок виконання роботи

1. Підніміть кульку за кінець нитки над лінійкою і приведіть її в рівномірний рух по колу так, щоб вона при обертанні щоразу проходила через нульовий і, наприклад, десятий поділ шкали (рис. 9). Для отримання стійкого руху кульки лікоть руки, що утримує нитку, поставте на стіл
2. Виміряйте час, наприклад, 30 повних обертів кульки.
3. Знаючи час руху, число обертів та радіус обертання, обчисліть модулі кутової та лінійної швидкостей кульки щодо столу.
4. Результати вимірювань та обчислень запишіть у зошит.
5. Дайте відповідь на питання:

Вимірювання модуля доцентрового прискорення тіла при рівномірному русі по колу

Прилади та матеріали ті ж, що у завданні 11.

Порядок виконання роботи

1. Виконайте пп. 1, 2 завдання 11.
2. Знаючи час руху, кількість обертів і радіус обертання, обчисліть модуль доцентрового прискорення кульки.
3. Результати вимірювань та обчислень запишіть у зошит:
4. Дайте відповідь на питання:

• Як зміниться модуль доцентрового прискорення кульки, якщо кількість його оборотів в одиницю часу збільшити в 2 рази?
• Як зміниться модуль доцентрового прискорення кульки, якщо радіус її обертання збільшити в 2 рази?

Спостереження залежності модулів сил натягу ниток від кута між ними при постійній рівнодіючій силі

Прилади та матеріали: 1) вантаж масою 100 г з двома гачками; 2) динамометри навчальні – 2 шт.; 3) нитка довжиною 200 мм з петлями на кінцях.

Порядок виконання роботи

• Чому дорівнюють модулі сил натягу ниток? Чи змінювалися вони під час досвіду?
• Чому дорівнює модуль рівнодіючої двох сил натягу ниток? Чи змінювався він під час досвіду?
• Що можна сказати про залежність модулів сил натягу ниток від кута між ними при постійній рівнодіючій силі?

Вивчення третього закону Ньютона

Прилади та матеріали: I) динамометри навчальні – 2 шт.; 2) нитка довжиною 200 мм з петлями на кінцях.

Порядок виконання роботи

• З якою силою за модулем лівий динамометр діє на правий? В який бік спрямовано цю силу? До якого динамометра вона додана?
• З якою силою за модулем правий динамометр діє на лівий? В який бік спрямовано цю силу? До якого динамометра вона додана?

3. Збільште взаємодію динамометрів. Зауважте їх нові показання.

4. З'єднайте динамометри ниткою та натягніть її.

5. Дайте відповідь на запитання:

• З якою силою за модулем лівий динамометр діє на нитку?
• З якою силою за модулем правий динамометр діє на нитку?
• З якою силою по модулю розтягується нитка?

6. Зробіть загальний висновок із виконаних дослідів.

Спостереження зміни модуля ваги тіла, що рухається із прискоренням

Прилади та матеріали: 1) динамометр навчальний, 2) вантаж масою 100 г із двома гачками, 3) нитка довжиною 200 мм із петлями на кінцях.

Порядок виконання роботи

• Чи змінювалася швидкість руху вантажу під час його руху вгору і вниз?
• Як змінювався модуль ваги вантажу при його прискореному русі вгору та вниз?

4. Поставте динамометр на край столу. Відхиліть вантаж у бік на деякий кут і відпустіть (рис. 18). Спостерігайте за показаннями динамометра під час коливань вантажу.

5. Дайте відповідь на запитання:

• Чи змінюється швидкість вантажу при його коливаннях?
• Чи змінюються прискорення та вага вантажу при його коливаннях?
• Як змінюються центри стрімке прискорення і вага вантажу при його коливаннях?
• У яких точках траєкторії доцентрове прискорення та вага вантажу по модулю найбільші, у яких найменші? Рис. 18.

З'ясування умов рівноваги тіла, що має вісь обертання при дії на нього сил

Прилади та матеріали: 1) лист картону розміром 150Х 150 мм з, вума нитковими петлями, 2) динамометри навчальні-2 шт., 3) лист картону розміром 240X340 Мм з вбитим цвяхом, 4) косинець учнівський, 5) лінійка вимірювальна5 см з міліметровими поділками; 6) олівець.

Порядок виконання роботи

1. Надягніть на цвях листок картону. Зачепіть динамометри за петлі, натягніть їх із силами приблизно 2 і 3 Н і розташуйте петлі під кутом 100-120° один до одного, як показано на малюнку 27. Переконайтеся, що лист картону при його відхиленні убік повертається в стан

Рис. 27. Виміряйте модулі доданих сил (не вагайтеся).

2. Дайте відповідь на запитання:

• Скільки сил діє на картон?
• Чому дорівнює модуль рівнодіючої прикладених до картону сил?

3. На аркуші картону проведіть відрізки прямих ліній, уздовж яких діють сили, і за допомогою косинця побудуйте плечі цих сил, як показано на малюнку 28.

4. Виміряйте плечі сил.

5. Обчисліть моменти діючих сил та їх суму алгебри. За якої умови тіло із закріпленою віссю обертання перебуває у стані рівноваги? Рис. 28. Відповідь запишіть у зошит.

Вивчення закону збереження імпульсу при пружному зіткненні тіл

Прилади та матеріали: 1) кульки діаметром 25 мм – 2 шт., 2) нитка довжиною 500 мм, 3) штатив для фронтальних робіт.

Порядок виконання роботи

• Чому дорівнює загальний імпульс кульок до взаємодії?
• Чи однакові імпульси по модулю набули кульки після взаємодії?
• Чому дорівнює загальний імпульс кульок після взаємодії?

4. Відпустіть відведену кульку та помітте відхилення кульок після удару. Досвід повторіть 2-3 рази. Відхиліть одну з кульок на 4-5 см від положення рівноваги, а другий дайте спокій.

5. Дайте відповідь на питання п. 3.

6. Зробіть висновок із виконаних дослідів

Вимір ККД рухомого блоку

Прилади та матеріали: 1) блок, 2) динамометр навчальний, 3) стрічка вимірювальна з сантиметровими поділами, 4) вантажі масою по 100 г з двома гачками - 3 шт. петлями на кінцях.

Порядок виконання роботи

1. Зберіть установку з рухомим блоком, як показано на малюнку 42. Через блок перекиньте нитку. Один кінець нитки зачепите за лапку штатива, другий – за гачок динамометра. До обойми блоку підвісьте три вантажі масою по 100 г.
2. Візьміть динамометр в руку, розташуйте його вертикально так, щоб блок з вантажами повис на нитках, і виміряйте модуль сили натягу нитки.
3. Підніміть рівномірно вантажі на деяку висоту та виміряйте модулі переміщень вантажів та динамометра щодо столу.
4. Обчисліть корисну та досконалу роботи щодо столу.
5. Обчисліть ККД рухомого блоку.
6. Дайте відповідь на питання:

• Який виграш у силі дає рухомий блок?
• Чи можна за допомогою рухомого блоку отримати виграш у роботі?
• Як підвищити ККД рухомого блоку?

Додаток5

Вимоги до рівня підготовки випускників основної школи.

1. Володіти методами наукового пізнання.

1.1. Збирати установки для експерименту за описом, малюнком або схемою і проводити спостереження явищ, що вивчаються.

1.2. Вимірювати: температуру, масу, об'єм, силу (пружності, тяжкості, тертя ковзання), відстань, проміжок часу, силу струму, напруга, щільність, період коливань маятника, фокусна відстань лінзи, що збирає.

1.3. Представляти результати вимірювань у вигляді таблиць, графіків та виявляти емпіричні закономірності:

• зміни координати тіла від часу;
• сили пружності від подовження пружини;
• сили струму у резисторі від напруги;
• маси речовини від обсягу;
• температури тіла іноді при теплообміні.

1.4. Пояснювати результати спостережень та експериментів:

• зміну дня й ночі у системі відліку, що з Землею, й у системі відліку, що з Сонцем;
• велику стисливість газів;
• малу стисливість рідин та твердих тіл;
• процеси випаровування та плавлення речовини;
• випаровування рідин при будь-якій температурі та її охолодження при випаровуванні.

1.5. Застосовувати експериментальні результати для передбачення значення величин, що характеризують перебіг фізичних явищ:

• становище тіла при його русі під дією сили;
• подовження пружини під дією підвішеного вантажу;
• силу струму при заданій напрузі;
• значення температури води, що остигає, в заданий момент часу.

2. Володіти основними поняттями та законами фізики.

2.1. Давати визначення фізичних величин та формулювати фізичні закони.

2.2. Описувати:

• фізичні явища та процеси;
• зміни та перетворення енергії при аналізі: вільного падіння тіл, руху тіл за наявності тертя, коливань ниткового та пружинного маятників, нагрівання провідників електричним струмом, плавлення та випаровування речовини.

2.3. Обчислювати:

• рівнодіючу силу, використовуючи другий закон Ньютона;
• імпульс тіла, якщо відомі швидкість тіла та його маса;
• відстань, на яку поширюється звук за певний час при заданій швидкості;
• кінетичну енергію тіла при заданих масі та швидкості;
• потенційну енергію взаємодії тіла із Землею та силу тяжкості при заданій масі тіла;
• енергію, що виділяється у провіднику при проходженні електричного струму (при заданих силі струму та напрузі);
• енергію, що поглинається (виділяється) при нагріванні (охолодженні) тіл;

2.4. Будувати зображення точки в плоскому дзеркалі і лінзи, що збирає.

3. Сприймати, переробляти та пред'являти навчальну інформацію у різних формах (словесній, образній, символічній).

3.1. Називати:

• джерела електростатичного та магнітного полів, способи їх виявлення;
• перетворення енергії у двигунах внутрішнього згоряння, електрогенераторах, електронагрівальних приладах.

3.2. Наводити приклади:

• відносності швидкості та траєкторії руху одного й того ж тіла у різних системах відліку;
• зміна швидкості тіл під впливом сили;
• деформація тіл під час взаємодії;
• прояв закону збереження імпульсу у природі та техніці;
• коливальних та хвильових рухів у природі та техніці;
• екологічних наслідків роботи двигунів внутрішнього згоряння, теплових, атомних та гідроелектростанцій;
• Дослідів, що підтверджують основні положення молекулярно-кінетичної теорії.

3.4. Виділяти головну думку у прочитаному тексті.

3.5. Знаходити у прочитаному тексті відповіді на ці запитання.

3.6. Конспектувати прочитаний текст.

3.7. Визначати:

• проміжні значення величин за таблицями результатів вимірювань та побудованим графікам;
• характер теплових процесів: нагрівання, охолодження, плавлення, кипіння (за графіками зміни температури тіла з часом);
• опір металевого провідника (за графіком коливань);
• за графіком залежності координати від часу: координату тіла в заданий момент часу; проміжки часу, протягом яких тіло рухалося з постійною швидкістю, що збільшується, зменшується; проміжки часу дії сили.

3.8. Порівнювати опори металевих провідників (більше – менше) за графіками залежності сили струму від напруги.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ

ЗАВДАННЯ

ПРИ НАВЧАННІ

ФІЗИКИ

Сосіна Наталія Миколаївна

вчитель фізики

МБОУ «ЦО №22 – Ліцей мистецтв»

Експериментальні завдання грають велику роль навчанні учнів фізики. Вони розвивають мислення та пізнавальну активність, сприяють глибшому розумінню сутності явищ, виробленню вміння будувати гіпотезу та перевіряти її на практиці. Основне значення рішення експериментальних завдань полягає у формуванні та розвитку за їх допомогою спостережливості, вимірювальних умінь, умінь поводитися з приладами. Експериментальні завдання сприяють підвищенню активності учнів під час уроків, розвитку логічного мислення, вчать аналізувати явища.

До експериментальних завдань належать ті, які можуть бути вирішені без постановки дослідів чи вимірів. Ці завдання щодо ролі експерименту у вирішенні можна розділити на кілька видів:

Завдання, в яких без експерименту не можна отримати відповіді на запитання;

Експеримент використається для створення проблемної ситуації;

Експеримент використовується для ілюстрації явища, про яке йдеться у завданні;

Експеримент використовують для перевірки правильності рішення.

Вирішувати експериментальні завдання можна і на уроці та вдома.

Розглянемо деякі експериментальні завдання, які можна використати на уроці.

ДЕЯКІ ПРОБЛЕМНІ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

Пояснити явище, що спостерігається

- Якщо нагріти повітря в банку і зверху на шийку банки покласти злегка надуту повітряну кулю з водою, то вона засмоктується в банку. Чому?

(Повітря в банку остигає, його щільність збільшується, а обсяг

зменшується – кулька втягується в банку)

- Якщо злегка надута повітряна куля полити гарячою водою, то вона збільшиться у розмірі. Чому?

(Повітря нагрівається, швидкість молекул збільшується і вони частіше ударяються об стінки кульки. Тиск повітря збільшується. Оболонка еластична, сила тиску розтягує оболонку і кулька збільшується в розмірі)

- Гумову кульку, опущену в пластикову пляшку, неможливо надути. Чому? Що треба зробити, щоб можна було надути кульку?

(Кулька ізолює атмосферу повітря в пляшці. При збільшенні об'єму кульки, повітря в пляшці стискається, тиск зростає і перешкоджає надуванню кульки. Якщо в пляшці зробити отвір, то тиск повітря в пляшці буде атмосферним і кульку можна надуть).

- Чи можна закип'ятити воду в сірниковій коробці?

Розрахункові завдання

– Як визначити втрату механічної енергії за одне повне коливання вантажу?

(Втрата енергії дорівнює різниці значень потенційної енергії вантажу в початковому та в кінцевому положенні через один період).

(Для цього треба знати масу сірника та час її горіння).

Експериментальні завдання, які спонукають до пошуку інформації

для відповіді на запитання

- Піднесіть до головки сірника сильний магніт, він майже не притягується. Спалить сірчану головку сірника і знову піднесіть до магніту. Чому тепер притягується головка сірника до магніту?

Знайдіть інформацію про склад сірникової головки.

ДОМАШНІ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

Великий інтерес у учнів викликають домашні експериментальні завдання. Проводячи спостереження, за якимось фізичним явищем, ставлячи вдома експеримент, який слід пояснити і під час цих завдань, учні вчаться самостійно мислити, розвивають свої практичні навички. Виконання експериментальних завдань грає особливо значної ролі у підлітковому віці, оскільки у період перебудовується характер навчальної діяльності школяра. Підлітка вже не завжди задовольняє те, що відповідь на його запитання є у підручнику. У нього з'являється потреба отримати цю відповідь із життєвого досвіду, спостережень за навколишньою дійсністю, з результату власних експериментів. Домашні досліди та спостереження, лабораторні роботи, експериментальні завдання учні виконують охочіше та з більшим інтересом, ніж інші види домашніх завдань. Завдання стають більш осмисленими, глибокими, підвищується інтерес до фізики та техніки. Уміння спостерігати, експериментувати, досліджувати та конструювати стають складовою у підготовці учнів до подальшої творчої праці у різних галузях виробництва.

Вимоги до домашніх експериментів

Насамперед, це, звичайно, безпека. Оскільки досвід проводиться учнем вдома самостійно без безпосереднього контролю вчителя, то досвіді має бути ніяких хімічних речовин і предметів, які мають загрозу здоров'ю дитини та її домашнього оточення. Досвід не повинен вимагати від учня будь-яких суттєвих матеріальних витрат, при проведенні досвіду повинні використовуватися предмети та речовини, які є практично у кожному будинку: посуд, банки, пляшки, вода, сіль тощо. Експеримент, що виконується вдома школярами, повинен бути простим по виконанню та обладнанню, але, водночас, бути цінним у справі вивчення та розуміння фізики в дитячому віці, бути цікавим за змістом. Оскільки вчитель немає можливості безпосередньо контролювати досвід, що виконується учнями вдома, то результати досвіду повинні бути відповідним чином оформлені (приблизно так, як це робиться при виконанні фронтальних лабораторних робіт). Результати досвіду, проведеного учнями вдома, слід обов'язково обговорити та проаналізувати на уроці. Роботи учнів нічого не винні бути сліпим наслідуванням які встановилися шаблонам, вони мають у собі найширший прояв своєї ініціативи, творчості, шукань нового. На основі вищесказаного можна сформулювати вимоги, що пред'являються до домашніх експериментальних завдань:

- Безпека при проведенні;
- Мінімальні матеріальні витрати;
- Простота по виконанню;
– мати цінність у вивченні та розумінні фізики;
- Легкість подальшого контролю вчителем;
- Наявність творчого забарвлення.

ДЕЯКІ ДОМАШНІ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

- визначити щільність плитки шоколаду, шматка мила, пакетика соку;

- Візьміть блюдце і опустіть його ребром у каструлю з водою. Блюдце тоне. Тепер опустіть блюдце на воду дном, воно плаває. Чому? Визначте силу, що виштовхує, що діє на плаваюче блюдце.

- Виконайте шилом у дні пластикової пляшки отвір, швидко заповніть водою і щільно закрийте кришкою. Чому вода перестала виливатися?

- Як визначити початкову швидкість кулі іграшкового пістолета, маючи в своєму розпорядженні тільки рулетку.

- На балоні лампи написано 60 Вт, 220 В. Визначте опір спіралі. Розрахуйте довжину спіралі лампи, якщо відомо, що вона виготовлена ​​із вольфрамового дроту діаметром 0,08 мм.

- Запишіть за паспортом потужність електричного чайника. Визначте кількість теплоти, що виділяється за 15 хв та вартість споживаної за цей час енергії.

Для організації та проведення уроку з проблемними експериментальними завданнями перед учителем відкривається велика можливість виявити свої творчі здібності, підібрати завдання на власний розсуд, розраховані на той чи інший клас, залежно від ступеня підготовки учнів. В даний час існує велика кількість методичної літератури, на яку може спиратися вчитель під час підготовки до уроків.

Можна використовувати такі книги як

Л. А. Горьов. Цікаві досліди з фізики у 6-7 класах середньої школи – М.: «Освіта», 1985 р

В. Н. Ланґе. Експериментальні фізичні завдання на кмітливість: Навчальний посібник. - М.: Наука. Головна редакція фізико-математичної літератури, 1985

Л. А. Горлова. Нетрадиційні уроки, позаурочні заходи – М.: Вако, 2006

В. Ф. Шилов. Домашні експериментальні завдання з фізики. 7 – 9 класи. - М.: «Шкільна преса», 2003

У додатках наведено деякі експериментальні завдання.

ДОДАТОК 1

(З сайту вчителя фізики В. І. Єлькіна)

Експериментальні завдання

1 . Визначте, скільки крапель води міститься у склянці, якщо у вас є піпетка, ваги, різновага, склянка з водою, посудина.

Рішення. Накапайте, скажімо, 100 крапель у порожню посудину і визначте їхню масу. У скільки разів маса води у склянці більша за масу 100 крапель, у стільки разів більше число крапель.

2 . Визначте площу однорідної картонки неправильної форми, якщо у вас є ножиці, лінійка, ваги, різновага.

Рішення. Зважте платівку. Виріжте з неї фігуру правильної форми (наприклад, квадрат), площу якого легко виміряти. Знайдіть відношення мас - воно дорівнює відношенню площ.

3 . Визначте масу однорідної картонки правильної форми (наприклад, великого плаката), якщо у вас є ножиці, лінійка, ваги, ваги.

Рішення. Весь плакат не потрібно зважувати. Визначте його площу, а потім виріжте з краю фігуру правильної форми (наприклад прямокутник) і виміряйте його площу. Знайдіть відношення площ – воно дорівнює відношенню мас.

4 . Визначте радіус металевої кульки, не користуючись штангенциркулем.

Рішення. Об'єм кульки визначте за допомогою мензурки, а з формули V = (4/3) R 3 визначте її радіус.

Рішення. Намотайте щільно олівець, наприклад, 10 витків нитки і виміряйте довжину обмотки. Розділивши на 10, дізнайтеся діаметр нитки. За допомогою лінійки визначте довжину котушки, розділіть її на діаметр однієї нитки та отримайте число витків в одному шарі. Вимірявши зовнішній та внутрішній діаметри котушки, знайдіть їх різницю, поділіть на діаметр нитки – дізнаєтеся кількість шарів. Розрахуйте довжину одного витка в середній частині котушки та підрахуйте довжину нитки.

Устаткування. Мензурка, пробірка, склянка з крупою, склянка з водою, лінійка.

Рішення. Вважайте крупинки приблизно рівними та кулястими. Використовуючи метод рядів, обчисліть діаметр крупинки, та був її обсяг. У пробірку з крупою налийте води, щоб вода заповнила проміжки між крупинками. Використовуючи мензурку, обчисліть загальний обсяг крупи. Поділивши загальний обсяг крупи на обсяг однієї крупинки, підрахуйте кількість крупинок.

7 . Перед вами шматок дроту, вимірювальна лінійка, кусачки та ваги з різновагою. Як з одного разу відрізати два шматки дроту (з точністю до 1 мм), щоб отримати саморобні різновиди масою 2 і 5 г?

Рішення. Виміряйте довжину та масу всього дроту. Обчисліть довжину дроту, що припадає на кожен грам її маси.

8 . Визначте товщину волосся.

Рішення. Намотайте виток до витка волосся на голку та виміряйте довжину ряду. Знаючи кількість витків, обчисліть діаметр волосся.

9 . Про заснування міста Карфагена складено переказ. Дідон, дочка тирського царя, втративши чоловіка, вбитого її братом, бігла в Африку. Там вона купила у нумідійського царя стільки землі, «скільки займає волова шкура». Коли угода відбулася, Дідона розрізала волов'яну шкуру на тонкі ремінці і завдяки такому хитрощі охопила ділянку землі, достатню для спорудження фортеці. Так, начебто виникла фортеця Карфаген, а згодом було побудовано і місто. Спробуйте приблизно визначити, яку площу могла зайняти фортеця, якщо вважати, що розмір волов'яної шкіри 4 м2, а ширина ремінців, на які Дідона її розрізала, 1 мм.

Відповідь. 1 км2.

10 . З'ясуйте, чи має алюмінієвий предмет (наприклад, кулька) усередині порожнини.

Рішення. За допомогою динамометра визначте вагу тіла у повітрі та воді. У повітрі P = mg, а воді P = mg – F, де F = gV – сила Архімеда. За довідником знайдіть та обчисліть об'єм кульки V у повітрі та у воді.

11 . Обчисліть внутрішній радіус тонкої скляної трубочки, використовуючи ваги з різновагою, вимірювальну лінійку, посудину з водою.

Рішення. У трубочку наберіть воду. Виміряйте висоту стовпа рідини, потім вилийте воду з трубочки та визначте її масу. Знаючи густину води, визначте її об'єм. З формули V = SH = R2H обчисліть радіус.

12 Визначте товщину алюмінієвої фольги, не користуючись мікрометром чи штангенциркулем.

Рішення. Масу алюмінієвого листа визначте зважуванням, площу – за допомогою лінійки. За довідником знайдіть густину алюмінію. Потім обчисліть об'єм і формули V = Sd – товщину фольги d.

13 . Обчисліть масу цеглини у стіні будинку.

Рішення. Так як цегла стандартна, то в стіні знайдіть цеглу, у яких можна виміряти довжину, товщину або ширину. За довідником знайдіть щільність цегли, та обчисліть масу.

14 . Виготовте кишенькові ваги для зважування рідини.

Рішення. Найпростіші "ваги" - мензурка.

15 . Два учні зробили для визначення напряму вітру флюгером. Зверху вони помістили гарні прапорці, вирізані з того самого шматка жерсті – одному флюгері прямокутної форми, іншому – трикутної. Для якого прапорця, трикутного чи прямокутного, потрібно більше фарби?

Рішення. Так як прапорці виготовлені з одного і того ж шматка жерсті, їх досить зважити, більший по масі має велику площу.

16 . Листок паперу накрийте книгою та ривком підніміть її. Чому за нею піднімається листок?

Відповідь. Листок паперу піднімає атмосферний тиск, т.к. у момент відриву книги між нею та листком утворюється розрідження.

17 . Як вилити воду з банки, що стоїть на столі, не торкаючись її?

Устаткування. Трилітрова банка, на 2/3 заповнена водою, довга гумова трубочка.

Рішення. У банку опустіть один кінець довгої гумової трубочки, заповненої водою повністю. Другий кінець трубки візьміть у рот і відсмоктуйте повітря до тих пір, поки рівень рідини в трубці не виявиться вище краю банки, потім вийміть її з рота, а другий кінець трубочки опустіть нижче за рівень води в банку - вода потече сама. (Цей прийом часто використовують водії при переливанні бензину з бака автомобіля у каністру).

18 . Визначте, який тиск чинить металевий брусок, що щільно лежить на дні посудини з водою.

Рішення. Тиск на дно склянки складається з тиску стовпа рідини над бруском і тиску, що чиниться на дно безпосередньо бруском. За допомогою лінійки визначте висоту стовпа рідини, а також площу грані бруска, на якій він лежить.

19 . Дві однакові за масою кульки занурені одна – в чисту, інша – у сильно солону воду. Важель, до якого вони підвішені, знаходиться в рівновазі. Визначте, в якому посудині чиста вода. Пробувати воду на смак не можна.

Рішення. Кулька, занурена в солону воду, втрачає у вазі менше, ніж кулька в чистій воді. Тому його вага буде більша, отже, це та кулька, яка висить на більш короткому плечі. Якщо прибрати склянки, то перетягне кулька, підвішена до довшого плеча.

20 . Що потрібно зробити, щоб шматочок пластиліну плавав у воді?

Рішення. З пластиліну виготовити «човник».

21 . Пластмасову пляшку з-під газованої води заповнили на 3/4 водою. Що потрібно зробити, щоб кинута в пляшку кулька з пластиліну тонула, але спливала б, якщо пробку закрутити і стиснути стінки пляшки?

Рішення. Усередині кульки потрібно створити повітряну порожнину.

22 . Який тиск на підлогу чинить кішка (собака)?

Устаткування. Листок паперу в клітку (з учнівського зошита), блюдце з водою, побутові ваги.

Рішення. Зважте тварину на домашніх терезах. Змочіть лапки і змусіть його пробігти листком паперу в клітинку (з учнівського зошита). Визначте площу лап та обчисліть тиск.

23 . Щоб швидко вилити сік із банки, треба проробіть дві дірки у кришці. Головне, щоб, коли ви починаєте виливати сік із банки, вони опинилися одна вгорі, інша діаметрально внизу. Чому потрібні дві дірки, а не одна? Пояснення. У верхню дірку надходить повітря. Під впливом атмосферного тиску сік випливає із нижньої. Якщо дірка одна, то тиск у банку періодично змінюватиметься, і сік почне булькати.

24 . Листом паперу котиться шестикутний олівець, ширина грані якого 5 мм. Якою є траєкторія руху його центру? Накресліть.

Рішення. Траєкторія – синусоїда.

25 . На поверхні круглого олівця поставили крапку. Олівець встановили на похилу площину і дали змогу, обертаючись, скотитися. Намалюйте траєкторію руху точки щодо поверхні столу, збільшену в 5 разів.

Рішення. Траєкторія – циклоїда.

26 . Підвісьте металевий стрижень на двох штативах так, щоб рух міг бути поступальним; обертальним.

Рішення. Стрижень підвісьте на двох нитках так, щоб він був горизонтальним. Якщо його штовхнути вздовж, він буде переміщатися, залишаючись паралельним себе. Якщо його штовхнути упоперек, він почне вагатися, тобто. здійснювати обертальний рух.

27 . Визначте швидкість руху кінця секундної стрілки ручного годинника.

Рішення. Виміряйте довжину секундної стрілки - це радіус кола, по якому вона рухається. Потім розрахуйте довжину кола і обчисліть швидкість

28 . Визначте, яка кулька має велику масу. (Кульки в руки брати не можна.)

Рішення. Кульки встановіть у ряд і за допомогою лінійки одночасно всім повідомите однакову силу поштовху. Той, що відлетить на найменшу відстань, і є найважчим.

29 . Визначте, яка пружинка з двох на вигляд однакових має більший коефіцієнт жорсткості.

Рішення. Пружинки зчепить і розтягуйте в протилежні сторони. Пружинка з меншим коефіцієнтом жорсткості розтягнеться більше.

30 . Вам дано два однакові гумові м'ячики. Як довести, що один з м'ячиків підстрибне вище за інший, якщо їх впустити з однакової висоти? Кидати м'ячі, зіштовхувати між собою, піднімати зі столу, катати по столу – не можна.

Рішення. На м'ячі слід натиснути рукою. Який м'яч пружніший, той і відскакувати буде вище.

31 . Визначте коефіцієнт тертя ковзання сталевої кульки по дереву.

Рішення. Візьміть дві однакові кульки, з'єднайте їх між собою пластиліном для того, щоб вони при скочуванні не оберталися. Дерев'яну лінійку встановіть у штативі під таким кутом, щоб кульки, що ковзають по ній, рухалися прямолінійно і рівномірно. І тут = tg , де – кут нахилу. Вимірявши висоту похилої площини та довжину її основи, знайдіть тангенс цього кута нахилу (коефіцієнт тертя ковзання).

32 . У вас іграшковий пістолет та лінійка. Визначте швидкість вильоту «кулі» під час пострілу.

Рішення. Постріл зробіть вертикально вгору, засікайте висоту підйому. У найвищій точці кінетична енергія дорівнює потенційній – із цієї рівності знайдіть швидкість.

33 . Горизонтально розташований стрижень масою 0,5 кг лежить одним кінцем на опорі, а іншим на знімному столику демонстраційного динамометра. Які показання динамометра?

Рішення. Загальна вага стрижня 5 Н. Оскільки стрижень спирається на дві точки, вага тіла розподіляється на обидві точки опори порівну, отже, динамометр покаже 2,5 Н.

34 . На учнівському столі – візок із вантажем. Учень трохи штовхає її рукою, і візок, пройшовши деяку відстань, зупиняється. Як знайти початкову швидкість візка?

Рішення. Кінетична енергія візка в початковий момент її руху дорівнює роботі сили тертя по всьому шляху руху, отже, m 2 /2 = Fs. Щоб знайти швидкість, треба знати масу візка з вантажем, силу тертя та пройдений шлях. Виходячи з цього необхідно мати ваги, динамометр, лінійку.

35 . На столі лежать куля та куб, зроблені зі сталі. Маси їх однакові. Ви підняли обидва тіла і притиснули до стелі. Чи однаковою потенційною енергією вони володітимуть?

Рішення. Ні. Центр ваги куба нижче центру тяжіння кулі, отже, потенційна енергія кулі менша.

ДОДАТОК 2

(З книги В. Н. Ланге «Експериментальні фізичні завдання на кмітливість» - експериментальні завдання в домашній обстановці)

1. Вам запропонували знайти густину цукру. Як це зробити, маючи в своєму розпорядженні тільки побутову мензурку, якщо досвід потрібно провести з цукровим піском?

2. Як за допомогою 100-грамової гирки, тригранного напилка та лінійки з поділками приблизно визначити масу деякого тіла, якщо вона не особливо відрізняється від маси гирки? Як зробити, якщо замість гирки дано набір «мідних» монет?

3. Як за допомогою мідних монет знайти масу лінійки?

4. Шкала ваг, що є в будинку, проградуйована лише до 500 г. Як з їх допомогою зважити книгу, маса якої близько 1 кг, маючи також котушку з нитками?

5. У вашому розпорядженні є наповнена водою ванна, маленька банка з широким горлом, кілька копійчаних монет, піпетка, кольорова крейда (або м'який олівець). Як за допомогою цих – і лише цих – предметів знайти масу однієї краплі води?

6. Як за допомогою ваг, набору гирь і посудини з водою визначити густину каменю, якщо його обсяг неможливо виміряти безпосередньо?

7. Як розрізнити, маючи в розпорядженні пружину (або смужку гуми), шпагат і шматок заліза, в якій із двох непрозорих судин налити гас, а в якому - гас із водою?

8. Як, користуючись вагами та набором гир, можна знайти місткість (тобто внутрішній об'єм) каструлі?

9. Як розділити вміст циліндричної склянки, до країв наповненої рідиною, на дві однакові частини, маючи ще одну посудину, але іншої форми і трохи меншого об'єму?

10. Два товариші відпочивали на балконі і розмірковували над тим, як визначити, не відкриваючи сірникових коробок, у чиїй коробці залишилося менше сірників. А який спосіб ви можете запропонувати?

11. Як визначити положення центру мас гладкої палиці, не користуючись інструментами?

12. Як виміряти діаметр футбольного м'яча за допомогою жорсткої (наприклад, звичайної дерев'яної) лінійки?

13. Як знайти діаметр невеликої кульки за допомогою мензурки?

14. Необхідно можливо точніше дізнатися діаметр порівняно тонкого дроту, маючи для цього лише шкільний зошит «в клітинку» і олівцем. Як слід вчинити?

15. Є частково заповнена водою посудина прямокутного перерізу, в якій плаває занурене у воду тіло. Як за допомогою однієї лінійки знайти масу цього тіла?

16. Як за допомогою сталевої спиці та мензурки з водою знайти густину пробки?

17. Як, маючи тільки лінійку, знайти щільність дерева, з якого виготовлена ​​паличка, що плаває у вузькій циліндричній посудині?

18. Скляна пробка має всередині порожнину. Чи можна за допомогою ваг, набору гирь і посудини з водою визначити об'єм порожнини, не розбиваючи пробки? А як можна, то як?

19. Є залізний лист, прибитий до підлоги, легка дерев'яна палиця (стрижень) та лінійка. Розробте спосіб визначення коефіцієнта тертя дерева залізо із застосуванням лише перелічених предметів.

20. Перебуваючи в кімнаті, освітленій електричною лампою, потрібно дізнатися, яка з двох лінз, що збирають, з однаковими діаметрами має велику оптичну силу. Жодних спеціальних приладів для цієї мети не дано. Вкажіть спосіб розв'язання задачі.

21. Є дві лінзи з однаковими діаметрами: одна збираюча, інша, що розсіює. Як визначити, яка з них має більшу оптичну силу, не вдаючись до допомоги приладів?

22. У довгому коридорі, позбавленому вікон, висить електрична лампа. Її можна запалити та погасити вимикачем, встановленим біля вхідних дверей на початку коридору. Це незручно, що виходить надвір, оскільки до виходу він змушений пробиратися в темряві. Втім, лампа, що ввійшла й увімкнула при вході, теж незадоволена: пройшовши коридор, він залишає лампу, що даремно горить. А чи не можна вигадати схему, що дозволяє вмикати і вимикати лампу з різних кінців коридору?

23. Уявіть собі, що для вимірювання висоти будинку вам було запропоновано скористатися порожньою консервною банкою та секундоміром. Чи зуміли б ви впоратися із завданням? Розкажіть, як діяти?

24. Як знайти швидкість витікання води з водопровідного крана, маючи циліндричну банку, секундомір та штангенциркуль?

25. З нещільно прикритого водопровідного крана тоненькою цівкою витікає вода. Як за допомогою лише однієї лінійки можна визначити швидкість витікання води, а також її об'ємну витрату (тобто об'єм води, що випливає із крана в одиницю часу)?

26. Пропонується визначити прискорення вільного падіння, спостерігаючи за струмком води, що випливає з нещільно закритого водопровідного крана. Як виконати завдання, розташовуючи для цієї мети лінійкою, посудиною відомого об'єму та годинником?

27. Припустимо, що вам потрібно наповнити водою великий бак відомого об'єму за допомогою гнучкого шланга, з циліндричною насадкою. Ви хочете знати, скільки часу триватиме це нудне заняття. Чи не можна його обчислити, маючи лише лінійку?

28. Як за допомогою гирки відомої маси, легкого шнура, двох цвяхів, молотка, шматочка пластиліну, математичних таблиць та транспортира визначити масу деякого предмета?

29. Як визначити тиск у футбольному м'ячі за допомогою чутливих ваг та лінійки?

30. Як за допомогою циліндричної посудини з йодом і лінійки визначити тиск усередині електричної лампочки, що перегоріла?

31. Спробуйте вирішити попереднє завдання, якщо нам дозволено використовувати наповнену водою каструлю та ваги з набором гирь.

32. Дана вузька скляна трубка, запаяна з кінця. Трубка містить повітря, відокремлене від навколишньої атмосфери стовпчиком ртуті. Є також міліметрова лінійка. Визначте за допомогою атмосферний тиск.

33. Як визначити питому теплоту пароутворення води, маючи домашній холодильник, каструлю невідомого об'єму, годинник і газовий пальник, що рівномірно горить? Питому теплоємність води вважатиме відомою.

34. Потрібно дізнатися потужність, яка споживається від міської мережі телевізором (або іншим електричним приладом), за допомогою настільної лампи, котушки з нитками, шматочка заліза та електролічильника. Як виконати це завдання?

35. Як знайти опір електричної праски в робочому режимі (відомості про його потужність відсутні) за допомогою електролічильника та радіоприймача? Розглянути окремо випадки радіоприймачів, що живляться від батарей та міської мережі.

36. За вікном сніг, а у кімнаті тепло. На жаль, виміряти температуру нічим – немає термометра. Але є батарея гальванічних елементів, дуже точні вольтметр і амперметр, скільки завгодно мідного дроту і фізичний довідник. Чи не можна за допомогою їх знайти температуру повітря в кімнаті?

37. Як вирішити попереднє завдання, якщо фізичного довідника не виявилося, але додатково до перелічених предметів дозволено користуватися електричною плиткою та каструлею з водою?

38. У наявного у нашому розпорядженні підковоподібного магніту стерлися позначення полюсів. Звичайно, існує безліч способів дізнатися, який із них є південним, а який - північним. Але вам запропоновано виконати це завдання за допомогою телевізора! Як ви повинні вчинити?

39. Як визначити знаки полюсів немаркованої батареї за допомогою мотка ізольованого дроту, залізного стрижня та телевізора.

40. Як дізнатися, чи намагнічений сталевий стрижень, маючи у своєму розпорядженні шматок мідного дроту та котушку з нитками?

41. Дочка звернулася до батька, що записує при світлі лампи показання електролічильника, з проханням відпустити її погуляти. Даючи дозвіл, батько попросив дочку повернутися рівно за годину. Як батько зможе проконтролювати тривалість прогулянки, не користуючись годинником?

42. Завдання 22 досить часто публікується у різних збірниках і тому добре відоме. А ось завдання того ж характеру, але дещо складніше. Придумайте схему, що дозволяє вмикати та вимикати електричну лампу або якийсь інший прилад, що працює від електромережі, з будь-якої кількості різних пунктів.

43. Якщо поставити дерев'яний кубик на вкритий сукном диск програвача радіоли близько до осі обертання, кубик обертатиметься разом із диском. Якщо відстань до осі обертання велика, кубик, як правило, скидається з диска. Як визначити коефіцієнт тертя дерева про сукно за допомогою однієї лише лінійки?

44. Розробте метод визначення об'єму кімнати за допомогою досить довгої та тонкої нитки, годинника та гирки.

45. При навчанні музиці, балетному мистецтву, у тренуванні спортсменів та деяких інших цілей часто використовується метроном - прилад, видає періодичні уривчасті клацання. Тривалість інтервалу між двома ударами (клацаннями) метронома регулюється переміщенням вантажу за спеціальною шкалою, що коливається. Як проградуювати шкалу метронома в секундах за допомогою нитки, сталевої кульки та рулетки, якщо це не зроблено на заводі?

46. ​​Вантажівку метронома з невідградуйованою шкалою (див. попереднє завдання) потрібно встановити в таке положення, щоб проміжок часу між двома ударами дорівнював одній секунді. Для цієї мети можна користуватися довгими сходами, каменем і рулеткою. Як розпорядитися цим набором предметів, щоб виконати завдання?

47. Є дерев'яний прямокутний паралелепіпед, у якого одне ребро значно перевищує два інші. Як за допомогою однієї лінійки визначити коефіцієнт тертя бруска об поверхню підлоги в кімнаті?

48. Сучасні кавомолки приводяться в дію електродвигуном невеликої потужності. Як, не розбираючи кавомолки, визначити напрямок обертання ротора її двигунам

49. Дві порожнисті кулі, що мають однакову масу та об'єм, пофарбовані однаковою фарбою, дряпати яку небажано. Одна куля виготовлена ​​з алюмінію, а інша - з міді. Як найпростіше дізнатися, яка куля алюмінієва, а яка - мідна?

50. Як визначити масу деякого тіла за допомогою однорідної рейки з поділками і шматка не дуже товстого мідного дроту? Дозволено також користуватися фізичним довідником.

51. Як оцінити радіус увігнутого сферичного дзеркала (або радіус кривизни увігнутої лінзи) за допомогою секундоміра та сталевої кульки відомого радіусу?

52. Дві однакові сферичні колби зі скла наповнені різними рідинами. Як визначити, в якій рідині швидкість світла більша, маючи для цього лише електричну лампочку і аркуш паперу?

53. Забарвлену целофанову плівку можна використовувати як найпростіший монохроматор - пристосування, що виділяє із суцільного спектра досить вузький інтервал світлових хвиль. Як за допомогою настільної лампи, програвача з платівкою (краще довгограючою), лінійки та аркуша картону з невеликим отвором визначити середню довжину хвилі з цього інтервалу? Добре, якщо у вашому експерименті братиме участь товариш із олівцем.

Експеримент у фізиці. Фізичний практикум. Шутов В.І., Сухов В.Г., Підлісний Д.В.

М.: Фізматліт, 2005. – 184с.

Формат: djvu/zip

Розмір: 2,6 Мб

/ Download файл

ВСТУП

Фізичний практикум є невід'ємною частиною курсу фізики. Ясне та глибоке засвоєння основних законів фізики та її методів неможливе без роботи у фізичній лабораторії, без самостійних практичних занять. У фізичній лабораторії учні не тільки перевіряють відомі закони фізики, але й навчаються працювати з фізичними приладами, опановують навички експериментальної дослідницької діяльності, навчаються грамотної обробки результатів вимірювань та критичного ставлення до них.

Даний посібник є спробою створення єдиного керівництва з експериментальної фізики для ведення занять у фізичних лабораторіях профільних фізико-математичних шкіл та ліцеїв. Воно розраховане на учнів, які не мають досвіду самостійної роботи у фізичній лабораторії. Тому описи робіт виконані докладно та докладно. Особливу увагу приділено теоретичному обгрунтуванню експериментальних методів, що застосовуються, питанням обробки результатів вимірювань та оцінки їх похибок.

Опис кожної експериментальної роботи починається з теоретичного запровадження. В експериментальній частині кожної роботи наводяться описи експериментальних установок та завдання, що регламентують послідовність роботи учнів при проведенні вимірювань, зразки робочих таблиць для запису результатів вимірювань та рекомендації щодо методів обробки та подання результатів. Наприкінці описів пропонуються контрольні питання, відповіді куди учні мають підготувати до захисту робіт.

У середньому за навчальний рік кожен учень має виконати 10–12 експериментальних робіт відповідно до навчального плану.

Учень заздалегідь готується до виконання кожної роботи. Він повинен вивчити опис роботи, знати теорію в обсязі, зазначеному в описі, порядок виконання роботи, мати попередньо підготовлений лабораторний журнал з конспектом теорії та таблицями, а також, якщо це необхідно, мати міліметровий папір для виконання графічного графіка.

Перед початком виконання роботи учень отримує допуск на роботу.

Зразковий перелік питань для отримання допуску:

1. Ціль роботи.

2. Основні фізичні закони, що вивчаються у роботі.

3. Схема установки та принцип її дії.

4. Вимірювані величини та розрахункові формули.

5. Порядок виконання.

Учні, допущені до виконання роботи, повинні слідувати порядку виконання строго відповідно до опису.

Робота в лабораторії закінчується виконанням попередніх розрахунків та обговоренням їх із викладачем.

До наступного заняття учень самостійно закінчує обробку отриманих експериментальних даних, побудову графіків та оформлення звіту.

На захист роботи учень повинен уміти відповісти на всі питання з теорії в повному обсязі програми, обґрунтувати прийняту методику вимірювань та обробки даних, вивести самостійно розрахункові формули. Виконання роботи на цьому завершується, виставляється остаточна підсумкова оцінка роботи.

Семестрова та річна оцінки виставляються при успішному виконанні всіх робіт відповідно до навчального плану.

Курс "Експериментальна фізика" практично реалізований на комплексному лабораторному обладнанні, розробленому Навчально-методичною лабораторією Московського фізико-технічного інституту, що включає в себе лабораторні комплекси з механіки матеріальної точки, механіки твердого тіла, молекулярної фізики, електродинаміки, геодинаміки та геометричної. Таке обладнання є у багатьох спеціалізованих фізико-математичних школах та ліцеях Росії.

Вступ.

Похибки фізичних величин. Обробка результатів вимірів.

Практична робота 1. Вимір обсягу тіл правильної форми.

Практична робота 2. Дослідження прямолінійного руху тіл на полі земного тяжіння машиною Атвуда.

Практична робота 3. Сухе тертя. Визначення коефіцієнта тертя ковзання.

Теоретичне введення до робіт з коливань.

Практична робота 4. Вивчення коливань пружинного маятника.

Практична робота 5. Вивчення коливань математичного маятника. Визначення прискорення вільного падіння.

Практична робота 6. Вивчення коливань фізичного маятника.

Практична робота 7. Визначення моментів інерції тіл правильної форми методом крутильних коливань.

Практична робота 8. Вивчення законів обертання твердого тіла на хрестоподібному маятнику Обербека.

Практична робота 9. Визначення відношення молярних теплоємностей повітря.

Практична робота 10. Стоячі хвилі. Вимірювання швидкості хвилі в пружній струні.

Практична робота 11. Визначення відносини ср/с? для повітря у стоячій звуковій хвилі.

Практична робота 12. Вивчення роботи електронного осцилографа.

Практична робота 13. Вимір частоти коливань шляхом дослідження фігур Ліссажу.

Практична робота 14. Визначення питомого опору ніхромового дроту.

Практична робота 15. Визначення опору провідників компенсаційним методом Уітстона.

Практична робота 16. Перехідні процеси у конденсаторі. Визначення ємності.

Практична робота 17. Визначення напруженості електричного поля в циліндричному провіднику зі струмом.

Практична робота 18. Дослідження роботи джерела в ланцюзі постійного струму.

Практична робота 19. Вивчення законів відображення та заломлення світла.

Практична робота 20. Визначення фокусних відстаней лінз, що збирає та розсіює.

Практична робота 21. Явище електромагнітної індукції. Дослідження магнітного поля соленоїда.

Практична робота 22. Дослідження загасаючих коливань.

Практична робота 23. Вивчення явища резонансу ланцюга змінного струму.

Практична робота 24. Дифракція Фраунгофер на щілини. Вимірювання ширини щілини «хвильовим методом».

Практична робота 25. Дифракція Фраунгофера. Дифракційні грати як оптичний прилад.

Практична робота 26. Визначення показника заломлення скла «хвильовим» методом.

Практична робота 27. Визначення радіусу кривизни лінзи в експерименті з кільцями Ньютона.

Практична робота 28. Дослідження поляризованого світла.

ФЕДЕРАЛЬНИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЗАГАЛЬНООСВІТНИЙ ЗАКЛАД СЕРЕДНЯ ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ШКОЛА

ІМЕНІ а. н. РАДИЩЕВА

Г. КУЗНЕЦЬК - 12

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЗАВДАННЯ З ФІЗИКИ

1. Вимірювання модуля початкової швидкості та часу гальмування тіла, що рухається під дією сили тертя

Прилади та матеріали: 1) брусок від лабораторного трибометра, 2) динамометр навчальний, 3) вимірювальна стрічка з сантиметровими поділами.

1. Покладіть брусок на стіл і зауважте його початкове положення.

2. Натисніть трохи брусок рукою і помітте його нове положення на столі (див. мал.).

3. Виміряйте гальмівний шлях бруска щодо столу._________

4. Виміряйте модуль ваги бруска та обчисліть його масу.__

5. Виміряйте модуль сили тертя ковзання бруска по столу.___________________________________________________________

6. Знаючи масу, гальмівний шлях і модуль сили тертя ковзання, обчисліть модуль початкової швидкості та час гальмування бруска.______________________________________________

7. Запишіть результати вимірювань та обчислень.__________

2. Вимірювання модуля прискорення тіла, що рухається під дією сил пружності та тертя

Прилади та матеріали: 1) трибометр лабораторний; 2) динамометр навчальний з фіксатором.

Порядок виконання роботи

1. Виміряйте модуль ваги бруска за допомогою динамометра.

_________________________________________________________________.

2. Зачепіть динамометр за брусок і покладіть на лінійку трибометра. Вказівник динамометра встановіть на нульовий розподіл шкали, а фіксатор - біля упору (див. мал.).

3. Приведіть брусок у рівномірний рух уздовж лінійки трибометра та виміряйте модуль сили тертя ковзання. ________

_________________________________________________________________.

4. Приведіть брусок у прискорений рух уздовж лінійки трибометра, подіявши на нього силою, більшою за модуль сили тертя ковзання. Виміряйте модуль цієї сили. __________________

_________________________________________________________________.

5. За отриманими даними обчисліть модуль прискорення бруска.

_________________________________________________________________.

__________________________________________________________________

2. Перемістіть брусок з вантажами рівномірно вздовж лінійки трибометра та запишіть показання динамометра з точністю до 0,1 Н.__________________________________________________________.

3. Виміряйте модуль переміщення бруска з точністю до 0,005 м

щодо столу. ___________________________________________.

__________________________________________________________________

5. Обчисліть абсолютну та відносну похибки вимірювання роботи._______________________________________________

__________________________________________________________________

6. Запишіть результати вимірювань та обчислень.__________

__________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Дайте відповідь на питання:

1. Як спрямований вектор сили тяги щодо вектора переміщення бруска?_____________________________________________

_________________________________________________________________.

2. Який знак має робота, здійснена силою тяги з переміщення бруска?____________________________________________

__________________________________________________________________

Варіант 2.

1. Покладіть брусок із двома вантажами на лінійку трибометра. За гачок бруска зачепіть динамометр, розташувавши його під кутом 30° до лінійки (див. мал.). Кут нахилу динамометра перевірте за допомогою косинця.

2. Перемістіть брусок з вантажами по лінійці, зберігаючи початковий напрямок сили тяги. Запишіть показ динамометра з точністю до 0,1 Н.____________________

_________________________________________________________________.

3. Виміряйте модуль переміщення бруска з точністю до 0,005 м щодо столу._______________________________________________

4. Обчисліть роботу сили тяги по переміщенню бруска щодо столу._______________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________.

5. Запишіть результати вимірювань та обчислень.__________

__________________________________________________________________

Дайте відповідь на питання:

1. Як спрямований вектор сили тяги щодо вектора переміщення бруска? ____________________________________________

_________________________________________________________________.

2. Який знак має робота сили тяги переміщення бруска?

_________________________________________________________________.

_________________________________________________________________

4. Вимірювання ККД рухомого блоку

Прибори та матеріали: 1) блок, 2) динамометр навчальний, 3) стрічка вимірювальна з сантиметровими поділами, 4) вантажі масою по 100 г з двома гачками – 3 шт., 5) штатив з лапкою, 6) нитка довжиною 50 см із петлями на кінцях.

Порядок виконання роботи

1. Зберіть установку з рухомим блоком, як показано на малюнку. Через блок перекиньте нитку. Один кінець нитки зачепите за лапку штатива, другий – за гачок динамометра. До обойми блоку підвісьте три вантажі масою по 100 г.

2.Візьміть динамометр в руку, розташуйте його вертикально так, щоб блок з вантажами повис на нитках, і виміряйте модуль сили натягу нитки._____________

___________________________________________

3.Підніміть рівномірно вантажі на деяку висоту та виміряйте модулі переміщень вантажів та динамометра щодо столу. ___________________________________________________________

_________________________________________________________________.

4.Обчисліть корисну та досконалу роботи щодо столу. ___________________________________________________________

__________________________________________________________________

5.Обчисліть ККД рухомого блоку. ________________________

Дайте відповідь на питання:

1.Який виграш у силі дає рухомий блок?______________

2. Чи можна за допомогою рухомого блоку отримати виграш у роботі? _______________________________________________

_________________________________________________________________

3.Як підвищити ККД рухомого блоку?_____________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

5. Вимірювання моменту сили

Прибори та матеріали: 1) жолоб лабораторний; 2) динамометр навчальний; 3) стрічка вимірювальна з сантиметровими поділами; 4) петля із міцної нитки.

Порядок виконання роботи

1.Наденьте петлю на кінець жолоба і зачепіть її динамометром, як показано на малюнку. Піднімаючи динамометр, повертайте ринву навколо горизонтальної осі, що проходить через інший його кінець.

2.Виміряйте модуль сили, необхідної для обертання жолоба.

3. Виміряйте плече цієї сили. ________________________________.

4.Обчисліть момент цієї сили.______________________________

__________________________________________________________________.

5.Пересуньте петлю в середину ринви, і знову виміряйте модуль сили, необхідної для обертання ринви, та її плече.

___________________________________________________________________________________________________________________________________.

6.Обчисліть момент другої сили. ___________________________

_________________________________________________________________.

7.Порівняйте обчислені моменти сил. Зробіть висновок. _____

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

6. «Вимір жорсткості пружини.

Мета роботи:знайти жорсткість пружини.

Матеріали: 1) штатив з муфтами та лапкою; 2) спіральна пружина.

Порядок виконання роботи:

Закріпіть на штативі кінець спіральної пружини (інший кінець пружини має стрілку - покажчик і гачок).

Поруч із пружиною або за нею встановіть і закріпіть лінійку з міліметровими поділками.

Позначте і запишіть поділ лінійки, проти якого доводиться стрілка-покажчик пружини. __________________________

Підвісьте до пружини вантаж відомої маси та виміряйте викликане ним подовження пружини.________________________________

___________________________________________________________________

До першого вантажу додайте другий, третій тощо. вантажі, записуючи щоразу подовження /х/ пружини. За результатами вимірювань заповніть таблицю _____________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________.

DIV_ADBLOCK195">

_______________________________________________________________.

3. Зважте брусок і вантаж.

________________________________________________________________.

4.До першого вантажу додайте другий, третій вантажі, щоразу зважуючи брусок і вантажі та вимірюючи силу тертя. _______________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

5. За результатами вимірювань побудуйте графік залежності сили тертя від сили тиску та, користуючись ним, визначте середнє значення коефіцієнта тертя μ пор. ______________________________-

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Лабораторна робота

Вимірювання жорсткості пружини

Мета роботи: знайти жорсткість пружини за допомогою вимірювання подовження пружини при врівноваженні сили тяжіння вантажу силою пружності пружини та побудувати графік залежності сили пружності даної пружини від її подовження.

Обладнання:набір вантажів; лінійка з міліметровими поділками; штатив з муфтою та лапкою; спіральна пружина (динамометр)

Запитання для самопідготовки

1. Як визначити силу тяжкості вантажу?_________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

4. Вантаж нерухомо висить на пружині. Що можна сказати в цьому випадку про силу тяжкості вантажу та про силу пружності пружини? _________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

5. Як можна за допомогою вказаного обладнання виміряти жорсткість пружини? _____________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

6. Як, знаючи жорсткість, побудувати графік залежності сили пружності від подовження пружини?

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Примітка. Прийміть прискорення вільного падіння рівним (10 ±0,2) м/с2, масу одного вантажу (0,100 ± 0,002) кг, масу двох вантажів - (0,200±0,004) кг тощо. Досить зробити три досліди.

Лабораторна робота

«Вимірювання коефіцієнта тертя ковзання»

Мета роботи: визначити коефіцієнт тертя

Матеріали: 1) дерев'яний брусок; 2) дерев'яна лінійка; 3) набір вантажів.

Порядок виконання роботи

Покладіть брусок на горизонтальну дерев'яну лінійку. На брусок поставте вантаж.

Прикріпивши до бруска динамометр, якомога рівномірніше тягніть його вздовж лінійки. Зауважте при цьому показ динамометра. ____________________________________________________

__________________________________________________________________

Зважте брусок і вантаж._________________________________________

До першого вантажу додайте другий, третій вантажі, щоразу зважуючи брусок та вантажі та вимірюючи силу тертя._________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

За результатами вимірів заповніть таблицю:

5. За результатами вимірювань побудуйте графік залежності сили тертя від сили тиску та, скориставшись ним, визначте середнє значення коефіцієнта тертя μ. ________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

6. Зробіть висновок.

Лабораторна робота

Вивчення капілярних явищ, зумовлених поверхневим натягом рідини.

Мета роботи: виміряти середній діаметр капілярів.

Устаткування: посуд з підфарбованою водою, смужка фільтрувального паперу розміром 120 х 10 мм, смужка бавовняної тканини розміром 120 х 10 мм, лінійка вимірювальна.

Змочує рідина втягується всередину капіляра. Підйом рідини в капілярі відбувається до тих пір, поки результуюча сила, що діє на рідину вгору, Fв не врівноважується силою тяжкості mg стовпа рідини заввишки h:

За третім законом Ньютона сила Fв, що діє на рідину, дорівнює силі поверхневого натягу Fпов, що діє на стінку капіляра по лінії зіткнення її з рідиною:

Таким чином, при рівновазі рідини у капілярі (рисунок 1)

Fпов = mg. (1)

Вважатимемо, що меніск має форму півсфери, радіус якої r дорівнює радіусу капіляра. Довжина контуру, що обмежує поверхню рідини, дорівнює довжині кола:

Тоді сила поверхневого натягу дорівнює:

Fпов = σ2πr, (2)

де σ – поверхневий натяг рідини.

m = ρV = ρ πr2h. (3)

Підставляючи вираз (2) для Fпов і маси (3) за умови рівноваги рідини в капілярі, отримаємо

σ2πr = ρ πr2hg,

звідки діаметр капіляра

D = 2r = 4σ/ρgh. (4)

Порядок виконання.

Смужками фільтрувального паперу та бавовняної тканини одночасно торкніться поверхні підфарбованої води в склянці (рисунок 2), спостерігаючи підняття води в смужках.

Як тільки припиниться підйом води, смужки вийміть і виміряйте лінійкою висоти h1 і h2 підняття води.

Абсолютні похибки вимірювання h1 і h2 приймають рівними подвоєної ціні поділу лінійки.

Δ h1 = 2 мм; Δ h2 = 2 мм.

Розрахуйте діаметр капілярів за формулою (4).

D2 = 4σ/ρgh2.

Для води σ ± Δσ = (7, 3 ± 0, 05) х10-2 Н/м.

Розрахуйте абсолютні похибки D1 ​​і D2 при непрямому вимірі діаметра капілярів.

Δ D2 = D2(Δσ/ σ + Δ h2/ h2).

Похибками Δg та Δρ можна знехтувати.

Остаточний результат вимірювання діаметра капілярів подайте у вигляді