Задания для лабораторной работы:
Лабораторная работа №2
Тема : « Определение ускорения свободного падения при помощи математического маятника »
Учебная цель: познакомиться с экспериментальным методом определения ускорения свободного падения при помощи математического маятника.
Учебные задачи:
1. Научится определять ускорение свободного падения при помощи математического маятника.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
- описывать и объяснять свободные колебания нитяного маятника;
- применять полученные знания для решения физических задач.
- переводить единицы физических величин в СИ в ходе лабораторных занятий;
- применять правила техники безопасности при обращении с физическими приборами и оборудованием;
- планировать проведение опыта;
- собирать установку по схеме;
- проводить наблюдения;
- снимать показания с физических приборов;
- составлять таблицы зависимости физических величин и строить графики;
- оценивать и вычислять погрешности измерений;
- составлять отчёт и делать выводы по проделанной работ
знать:
- смысл понятий свободные механические колебания, математический маятник;
- смысл физических величин: амплитуда, период, частота.
Оборудование и оснащение:
- Учебно-методическая литература:
- Дмитриева В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник для образовательных учреждений сред. проф. образования. — М., 2013.
|
|
|
- Дмитриева В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Сборник задач: учеб.пособие для образовательных учреждений сред. проф. образования. — М.,2013.
- Дмитриева В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Лабораторный практикум: учеб. пособия для учреждений сред. проф. образования / В. Ф. Дмитриева, А. В. Коржуев, О. В. Муртазина. — М., 2014.
- Справочная литература:
- Самойленко П.И., Сергеев А.В. Физика. М. Просвещение. 2010.;
- Лабораторное оборудование и инструменты:
- шарик на нити;
- штатив с муфтой и кольцом;
- измерительная лента;
- часы (или секундомер).
- Калькулятор инженерный или простой.
- Ручка.
- Карандаш простой (при необходимости, цветные карандаши – для построения графиков, диаграмм, проекций точек на поверхности детали).
- Чертежные принадлежности: линейка.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме лабораторной работы
Для измерения ускорения свободного падения применяются разнообразные гравиметры, в частности маятниковые приборы. С их помощью удается измерить ускорение свободного падения с абсолютной погрешностью порядка 10 -5 м/с2.
|
|
|
В работе используется простейший маятниковый прибор — шарик на нити. При малых размерах шарика по сравнению с длиной нити и небольших отклонениях от положения равновесия период колебания равен 
Для увеличения точности измерения периода нужно измерить время t достаточно большого числа N полных колебаний маятника. Тогда период
и ускорение свободного падения может быть вычислено по формуле 
или 
.
Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе :
1. Что называется ускорением свободного падения?
2. Что называется гравиметром?
Задания для лабораторной работы:
1. 1 вариант
1. Под действием каких сил математический маятник совершает колебания? Какие это колебания - свободные или вынужденные?
2. Как изменится период колебаний маятника, если его перенести из воздуха в воду?
3. Маятник на Земле имеет период колебаний 1 с. Каков будет период его колебаний на Луне? Ускорение свободного падения на Луне равно 1,6 м/с2.
4. Математический маятник совершает 100 колебаний за 314 с. Определить его период, частоту и длину нити.
5. Найти отношение периодов двух математических маятников, если длина нити одного маятника 1,44 м, а другого = 0,67 м.
|
|
|
6. Часы с маятником длиной 0,5 м за сутки отстают на 30 минут. Что надо сделать с маятником, чтобы часы не отставали?
2. 2 вариант
1. Почему колебания математического маятника постепенно затухают?
2. Будет ли совершать колебания математический маятник внутри космического корабля – спутника, движущегося по круговой орбите вокруг Земли?
3. Маятник на Земле имеет период колебаний 1 с. Каков будет период его колебаний на Марсе? Ускорение свободного паления на Марсе равно 4,9 м/с2.
4. Математический маятник совершает 180 колебаний за 1 мин. Определить его период, частоту и длину нити.
5. Как относятся длины маятников, если за одно и то же время первый совершил 30 колебаний, а второй – 15?
6. Часы с маятником длиной 1 м за сутки спешат на 1 час. Что надо сделать с маятником, чтобы часы не спешили?
Инструкция по выполнению лабораторной работы
1. Подготовьте в тетради таблицу:
| № опыта | l, (м) длина нити | N количество колебаний | t, (с) время колебаний | 
период колебаний (c)
| ускорение свободного падения
(м/с2)
|
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| 3 |
|
|
|
2. Установите на краю стола штатив. К штативу подвесьте шарик на длинной нити (так, чтобы длина нити была во много раз больше прикреплённого к ней шарика).
3. Измерьте лентой длину нити lмаятника.
4. Выведите маятник из положения равновесия, отклонив его на 5 – 7 см и отпустите.
5. С помощью секундомера определите время 10 - 20 колебаний маятника. Рассчитайте период его колебаний. Результаты запишите в таблицу.
6. По формуле рассчитайте ускорение свободного падения.
7. Повторите опыт для других длин маятника и для каждого случая рассчитайте ускорение свободного падения.
8. Сравните вычисленное значение со средним значением ускорения свободного падения. Сделайте вывод.
9. Ответьте на контрольные вопросы:
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 87; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!