Эксперимент № 1. Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.




Цель работы: определить ускорение свободного падения на основе зависимости периода колебаний маятника на подвесе от длины подвеса.

Оборудование: секундомер, измеритель­ная лента, шарик с отверсти­ем, нить, штатив с муфтой.

Проведение эксперимента

1. Устанавливаю на краю стола штатив. У его верхнего конца укрепляю шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоя­нии 10--8 см от пола.

2. Измеряю лентой длину l маятника.

3. Возбуждаю колебания маятника, отклонив шарик в сторону на 10—8 см и отпустив его.

4. Измеряю в нескольких экспериментах время t 50 колебании маятника и вычисляю tcp:

где n— число опытов по измерению времени. [4]

5. Результаты заношу в таблицу

Номер опыта t, с tср , с l, м g, м/с2
  111,0     1,22      
  108,4    
  110,5 110,4 9,87
  111,1    
  110,1    
  110,2    

6. Вычислить ускорение свободного падения по фор­муле

7. Вывод: ускорения свободного падения получилось равным 9,72 м/с2.

Эксперимент № 2. Измерение жесткости пружины.

Цель: изготовить пружинный маятник и измерить жесткость пружины.

Оборудование: пружина неизвестной жесткости, штатив с перекладиной и муфтой, груз массой 102 г, крючок, секундомер.

Проведение эксперимента

1. Собираю установку: укрепляю пружину на штативе, к пружине подвешиваю груз массой 102 г.

2. Возбуждаю колебания маятника, оттянув его немного вниз.

3. Измеряю в нескольких экспериментах время t 10 колебании маятника и вычисляю tcp:

где n— число опытов по измерению времени.

4. Результаты заношу в таблицу

Номер опыта t, с tср , с m, кг k, Н/м
  5,1     0,102      
  4,5    
  4,3 4,32  
  4,5    
  3,8    
  3,7    

5. Вычисляем жесткость пружины по формуле:

.

6. Вывод: жесткость пружины равна 22 Н/м.

Эксперимент № 3. Изготовление модели маятника Фуко.

Оборудование: яблоко, пробку, булавку, три вилки, тарелка с солью.

Проведение эксперимента:

1. Возьмём лёгкий маятник с острым концом. Свободный конец нитки привяжем к булавке, воткнутой в пробку. Установим эту пробку на трех вилках, воткнутых в нее наискось. Поставим свой треножник на тарелку и отрегулируем длину нитки так, чтобы нижний конец острия доходил почти до дна тарелки.

2. У краев тарелки насыпаем две грядочки из мелкой соли. Они заменят песок в опыте Фуко.

3. Качнем теперь маятник. Острие прочертит следы в грядках соли. При каждом качании маятника конец острия будет проходить по прежним следам.

4. Наша скромная тарелка изображает земной шар. Подражая вращению Земли, начнём тихо, без толчков поворачивать тарелку. Замечаем, что острие маятника будет чертить уже другую траекторию.

5. Из опыта следует, что плоскость колебания маятника не поменялась – это наша тарелка-Земля обернулась вокруг своей оси.

Вывод: с помощью нашей модели маятника мы продемонстрировали опыт Фуко и доказали суточное вращение Земли. (приложение, рис № 9)

Эксперимент № 4. Изготовление игрушки «йо-йо» как один из видов крутильного маятника.

Цель: с помощью подручных материалов изготовить игрушку и продемонстрировать работу крутильного маятника.

Оборудование: две одинаковые пластмассовые крышки (можно от йогурта или кофе), капроновую нить, трубочку и пластилин.

Проведение эксперимента:

1. Проделаем отверстия в крышках по центру, вставим трубочку (внутрь трубочки необходимо поместить пластилин или вату для твёрдости).

2. Для утяжеления в крышки помещаем пластилин. Привязываем нить и игрушка готова.

3. Наблюдаем, как при раскручивании нити до конца, катушка не останавливается, а за счет энергии поднимается вверх.

Вывод: с помощью видоизмененного крутильного маятника мы продемонстрировали его действие.

 

Эксперимент 5. Изготовление маятника Ньютона.

Цель: с помощью подручных материалов изготовить маятник Ньютона и пронаблюдать его действие.

Оборудование: шесть шариков от подшипника, капроновые нити, клей, коробка из прочного картона для основания.

Проведение эксперимента:

1. Приклеим нити к шарикам с двух сторон.

2. Из коробки сделаем каркас основания для маятника.

3. Приклеиваем маятники так, чтобы их центры располагались вдоль одной прямой и касались друг друга.

4. Отводим крайний шарик на пару сантиметров в сторону и отпускаем. Наблюдаем, что импульс передаётся от одного шарика к другому и последний шарик откланяется на точно такое же расстояние, что и первый.

5. Сложность этого эксперимента в том, то очень трудно подвесить маятники так, чтобы практический не происходило потери энергии.

Вывод: мы изготовили модель маятника Ньютона.

 

Заключение.

В ходе работы мы рассмотрели различные маятники и познакомился с ними, узнали много фактов, касающихся истории маятников.

Мы доказали, что маятники находят широко применение в жизни, в различных приборах.

Мы научились планировать эксперимент, отбирать приборы для его выполнения, выполнять эксперимент и делать выводы. Определили ускорение свободного падения и жесткость пружины.

Самое главное, что мы поняли, что с помощи физики можно и нужно познавать мир, так как познание физики – это движение вперед.

Библиографический список

1. Занимательная физика. Знаете ли вы физику? / Я. И. Перельман. – М.: АСТ, 2007. – 462 c.

2. Интернет ресурсы: class- fizika. narod.ru

3. Интернет ресурсы: ru. wiki pedia.org

4. Универсальные поурочные разработки по физике: 11 класс.- М.: ВАКО, 2009. – 464 с. – (в помощь школьному учителю).

5. Физика. 9 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений/ А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. – 14-е изд., стереопит. – М.: Дрофа, 2009. – 300, [4] с.

6. Физика в школе. Научно-методический журнал, 2012, № 1, 1-72 с.

7. Физика в школе. Научно-методический журнал, 2009, № 3, 1-64 с.

 

 

Приложение.

Модели маятника Фуко
«Игрушка Йо-Йо». «Маятник Ньютона».

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: