Fyzika pre 9.ročník (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
ուլոհա №2
անել կապիտոլիա» LABORATÓRNE PRÁCE».
Účel práce:
vyrovnávanie elastickej sily na základe Hookovho zákona:
V každom z eksperimentov sa tuhosť určuje pri rôznych hodnotách sily pružnosti a predĺženia, t.j. podmienky փորձարկում է menia. Preto na zistenie priemernej hodnoty tuhosti nemožno vypočítať aritmetický priemer výsledkov merania. Na zistenie priemernej hodnoty použijeme grafickú metódu, ktorú je možné v takýchto prípadoch použiť. Na základe výsledkov viacerých eksperimentov zostrojíme graf závislosti modulu elastickej sily F eln od modulu predĺženia | x |. Pri vykresľovaní grafu na základe výsledkov experimentu nemusia byť experimentálne body na priamke, čo zodpovedá vzorcu
Je to spôsobené chybami merania. V tomto prípade musí byť graf nakreslený tak, aby približne rovnaký počet bodov bol na opačných stranách priamky. Po nakreslení grafu zoberte bod na priamke (v strede grafu), použite ho na určenie hodnôt elastickej sily a predĺženia zodpovedajúce tomuto bodu a vypočítajte tuhosť k. Bude to požadovaná priemerná hodnota tuhosti pružiny k տես.
Výsledok merania sa zvyčajne zapisuje v tvare k = = k cp ± Δk, kde Δk je najväčšia absolutna chyba merania. Z priebehu algebry (VII.stupeň) je známe, že relatívna chyba (ε k) sa rovná pomeru absolútnej chyby Δk k hodnote k:
odkiaľ Δk - ε k k. Existuje pravidlo na výpočet relatívnej chyby. V tej práci
Prostriedky merania: 1) sada závaží, hmotnosť každého sa rovná m0 = 0,100 կգ և chyba Δmo = 0,002 կգ; 2) pravítko s milimetrovými dielikmi.
Նյութական՝ 1) statív so spojkami a nohou; 2) špirálová pružina.
Զակազկա
1. Upevnite koniec špirálovej pružiny na statív (druhý koniec pružiny je vybavený šípkou a háčikom - obr. 176):
2. Položte a zaistite pravítko s milimetrovými značkami vedľa alebo za pružinou.
3. Označte a zaznamenajte rozdelenie pravítka, proti ktorému je hrot šípky pružiny.
4. Zaveste známu hmotu na pružinu a zmerajte výsledné predĺženie pružiny.
5. K prvému závažiu pridajte druhé, tretie atď. závažie a zaznamenajte každé predĺženie | pružiny. Na základe výsledkov merania vyplňte tabuľku:
6. Na základe výsledkov meraní zostrojte graf závislosti pružnej sily od predĺženia a pomocou neho určte priemernú hodnotu tuhosti pružiny k cp.
7. Vypočítajte najväčšiu relatívnu chybu, s ktorou sa zistí hodnota k cf (z pokusu s jedným zaťažením): Vo vzorci (1)
keďže chyba pri meraní predĺženia Δx = 1 մմ, potom
8. Նայդիտե
a odpoveď napíšte v tvare:
1 Վեզմիտ գ≈10 մ/վ 2.
Hookov բառը. «Sila prružnosti vznikajúca pri deformácii telesa je úmerná jeho predĺženiu a smeruje proti smeru pohybu častíc telesa pri deformácii»:
Hookov zákon
Tuhosť je koeficient úmernosti medzi elastickou silou a zmenou dĺžky pružiny pri pôsobení sily, ktorá na ňu pôsobí. Podľa tretieho Newtonovho zákona sa sila pôsobiaca na pružinu rovná modulu pružnosti, ktorá v nej vznikla. Tuhosť pružiny teda možno vyjadriť ako:
kde F je sila pôsobiaca na pružinu a x je zmena dĺžky pružiny pri jej pôsobení. Prostriedky merania: sada závaží, hmotnosť každého je m 0 = (0,1 ± 0,002) կգ:
Pravítko s milimetrovymi dielikmi (Δх = ± 0,5 մմ): Postup pri vykonávaní práce je popísaný v učebnici a nevyžaduje commentár.
|
hmotnosť, կգ |  |
նախադեպ | x |, | ||
Vývoj lekcie (poznámky k lekcii)
Stredné všeobecné vzdelanie
Linka UMK G. Ya. Մյակիշև. Ֆիզիկա (10-11) (Դ)
Պոզո՜ր։ Stránka správy stránky nezodpovedá za obsah metodického vývoja, ako aj za súlad s vývojom federálneho štátneho vzdelávacieho štandardu.
Účel lekcie: skontrolujte platnosť Hookovho zákona pre pružinu dynamometra a zmerajte koeficient tuhosti tejto pružiny, vypočítajte chybu merania hodnoty:
Ciele lekcie:
- vzdelávacie: schopnosť spracovať a vysvetliť výsledky merania a vyvodiť závery Posilnenie experimentálnych zručností a schopností
- vzdelávacie: zapájanie žiakov do aktívnej praktickej činnosti, zlepšovanie komunikačných schopností:
- rozvíjanie: zvládnutie základných techník používaných vo fyzike - meranie, փորձ.
Տիպ lekcie: lekcia tréningu zručností
Վիբավենի: statív so spojkou a svorkou, špirálová pružina, sada závaží známej hmotnosti (po 100 գ, chyba Δm = 0,002 կգ), pravítko s milimetrovými dielikmi:
Պոկրոկ
I. Organizačný պահ.
II. Aktualizácia znalostí.
- Čo je deformácia?
- Հուկովի ձևակերպումը
- Čo je tuhosť a v akých jednotkách sa meria.
- Uveďte pojem absolútnej a relatívnej chyby.
- Dôvody vedúce k chybám.
- Chyby merania.
- Ako sa kreslia grafy výsledkov eksperimentu.
Možné reakcie študentov:
- Դեֆորմացիա- zmena relatívnej polohy častíc tela spojená s ich vzájomným pohybom. Deformácia je výsledkom zmeny medziatómových vzdialeností a preskupenia atómových blokov. Deformácie sa delia na vratné (elastické) a nevratné (plastické, dotvarovanie): Elastické deformácie po skončení pôsobenia síl zmiznú a zostanú nezvratné. Elastické deformácie sú založené na reverzibilných posunoch atómov kovu z rovnovážnej polohy; plastické sú založené na nevratných posunoch atómov na značné vzdialenosti od počiatočných rovnovážnych polôh.
- Hookov zákon«Sila prružnosti vznikajúca pri deformácii telesa je úmerná jeho predĺženiu a smeruje proti smeru pohybu častíc telesa pri deformácii»:
Ֆօվլադանիե = - kx
- Tuhosť nazývaný koeficient úmernosti medzi elastickou silou a zmenou dĺžky pružiny pri pôsobení sily, ktorá na ňu pôsobí. Օզնաչին կ... Jednotka merania N / մ. Podľa tretieho Newtonovho zákona sa sila pôsobiaca na pružinu rovná modulu pružnosti, ktorá v nej vznikla. Tuhosť pružiny teda možno vyjadriť ako:
կ = Ֆ ovládanie / X
- Absolútna chyba približná hodnota sa nazýva modul rozdielu medzi presnými a približnými hodnotami.
∆Ն.Ս = |Ն.Ս – Ն.ՍՍբ|
- Relatívna chyba približná hodnota je pomer absolútnej chyby k modulu približnej hodnoty.
ε = ∆Ն.Ս/Ն.Ս
- Մերանիա sa nikdy nedá vykonať úplne presne. Výsledok akéhokoľvek merania je približný a vyznačuje sa chybou - odchýlkou nameranej hodnoty fyzikálnej veličiny od jej skutočnej hodnoty: Medzi dôvody, ktoré vedú k výskytu chýb, patria:
- obmedzená výrobná presnosť meracích prístrojov.
- zmena vonkajších podmienok (zmena teploty, kolísanie napätia)
- akcie experimentátora (oneskorenie so spustením stopiek, iná poloha očí ...):
- približný Charakter zákonov použitých na nájdenie meraných Veličín
- Nepresnosti vznikajúce pri meraniach sa delia podľa systematické a náhodné... Systematické chyby sú chyby, ktoré zodpovedajú odchýlke nameranej hodnoty od skutočnej hodnoty fyzikálnej veličiny vždy v jednom smere (zvýšenie alebo zníženie). Pri opakovanıch meraniach zostáva chyba rovnaká. Պրիչինի výskyt systematických chýb:
- nesúlad medzi meracími prístrojmi a etalónmi;
- nesprávna inštalácia meracích prístrojov (náklon, nevyváženosť);
- nesúlad počiatočných indikátorov zariadení s nulou a ignorovanie opráv, ktoré s tým vznikajú;
- nesúlad medzi meraným objektom a predpokladom o jeho vlastnostiach.
Náhodné chyby sú chyby, ktoré menia svoju číselnú hodnotu nepredvídateľným spôsobom. Takéto chyby sú spôsobené veľkým množstvom nekontrolovateľných príčin, ktoré ovplyvňujú process merania (nepravidelnosti na povrchu objektu, fúkanie vetra, napäťové rázy atď.) Vplyv náhodných chýb možno znížiť opakovaným opakovaním eksperimentu.
Chyby meracích prístrojov. Tieto chyby sa nazıvajú aj inštrumentálne alebo inštrumentálne. Sú spôsobené konštrukciou meracieho zariadenia, presnosťou jeho výroby a kalibráciou.
Pri vykresľovaní grafu na základe výsledkov experimentu nemusia byť experimentálne body na priamke, čo zodpovedá vzorcu Ֆ ovládanie = kx
Je to spôsobené chybami merania. V tomto prípade musí byť graf nakreslený tak, aby približne rovnaký počet bodov bol na opačných stranách priamky. Po nakreslení grafu zoberte bod na priamke (v strede grafu), použite ho na určenie hodnôt elastickej sily a predĺženia zodpovedajúce tomuto bodu a vypočítajte tuhosť: կ... Bude to požadovaná priemerná hodnota tuhosti pružiny կՍբ
III. Զակազկա
1. Pripevnite koniec špirálovej pružiny k statívu (na druhom konci pružiny je šípka a háčik, pozri obrázok):
2. Položte a zaistite pravítko s milimetrovými značkami vedľa alebo za pružinou.
3. Označte a zaznamenajte rozdelenie pravítka, proti ktorému je hrot šípky pružiny.
4. Zaveste známu hmotu na pružinu a zmerajte výsledné predĺženie pružiny.
5. K prvému závažiu pridajte druhé, tretie atď. závažie, pričom zaznamenajte každé predĺženie | Ն.Ս| pružiny.
Na základe výsledkov merania vyplňte tabuľku:
|
Ֆ ovládanie = մգ, Հ |
׀ Ն.Ս 10 - 3 մ |
կ Streda, N / մ |
||
6. Na základe výsledkov meraní zostavte graf závislosti pružnej sily od predĺženia a pomocou neho určte priemernú hodnotu tuhosti pružiny: կ cp.
Výpočet chýb priamych meraní.
Možnosť 1. Výpočet náhodnej chyby.
1. Vypočítajte tuhosť pružiny v každom z eksperimentov:
| k = | Ֆ | , |
| │X│ |
2... կ cf = ( կ 1 + կ 2 + կ 3 + կ 4)/4 ∆կ = ׀ կ – կ cf ׀ , ∆ կ cf = (∆ կ 1 + ∆կ 2 + ∆կ 3 + ∆կ 4)/4
Výsledky zapíšte do tabuľky.
3. Vypočítajte relatívnu chybu ε = ∆ կՍբ / կՍուրբ 100%
4. Vyplňte tabuľku:
|
Ֆվերահսկողություն, Ն |
׀ Ն.Ս 10 - 3 մ |
կ, N / մ |
կ Streda, N / մ |
Δ կ, N / մ |
Δ կ Streda, N / մ |
|
5. Odpoveď zapíšte do formulára: կ = կ cf ± ∆ կ cf, ε =…%, pričom do tohto vzorca nahradíme číselné hodnoty nájdených veličín.
Možnosť 2. Výpočet inštrumentálnej chyby.
1. կ = մգ/Ն.Ս Na výpočet relatívnej chyby použijeme vzorec 1, strana 344 učebnice.
ε = ∆ Ա/Ա + ∆Վ/Վ + ∆Ս/Ս = ε մ + ε է + ε X.
∆մ= 0,01 10 –3 կգ; ∆ է= 0,2 կգ մ / վ վ; ∆ X= 1 մմ
2. Vypočítajte najväčší relatívna chyba, s ktorou je hodnota nájdená կՍբ (zo skúseností s jedným nákladom).
ε = ε մ + ε է + ε X = ∆մ/մ + ∆է/է + ∆X/X
3. Nájdite ∆ կ cf = k cf ε
4. Vyplňte tabuľku:
5. Odpoveď zapíšte do formulára: կ = կ cf ± ∆ կ Stred, =…%, pričom do tohto vzorca sa nahradia číselné hodnoty nájdených hodnôt:
Možnosť 3. Výpočet metódou odhadu chyby nepriamych meraní.
1. Na výpočet chyby կողմից ste mali použiť skúsenosť, ktorú sme získali pri experimente č. 4, pretože zodpovedá najmenšej relatívnej chybe merania. Vypočítajte սահմանափակում Ֆ min a Ֆ max, ktorý obsahuje skutočnú hodnotu Ֆ zvažujem դեպի Ֆ min = Ֆ – Δ Ֆ, Ֆառավելագույնը = Ֆ + Δ Ֆ.
2. Prijmite Δ Ֆ= 4 Ա մ· է, kde Δ մ- chyba pri výrobe závaží (pre posúdenie možno predpokladať, že Δ. մ= 0,005 կգ):
X min = X – ∆X Xառավելագույնը = X + ∆X, kde Δ Ն.Ս= 0,5 մմ:
3. Pomocou metódy odhadu chyby nepriamych meraní vypočítajte:
կառավելագույնը = Ֆառավելագույն / Xր կ min = Ֆրոպե / Xառավելագույնը
4. Vypočítajte strednú hodnotu kcp a absolútnu chybu merania Δ կ podľa vzorcov:
կ cf = ( կառավելագույնը + կրոպե) / 2 Δ կ = (կառավելագույնը - կրոպե) / 2
5. Vypočítajte relatívnu chybu merania:
ε = ∆ կՍբ / կՍուրբ 100%
6. Vyplňte tabuľku:
|
Ֆրոպե, Հ |
Ֆմաքս, Հ |
Xրոպե, մ |
Xառավելագույնը, մ |
կրոպե, N / մ |
կառավելագույնը, N / մ |
կ Streda, N / մ |
Δ կ, N / մ |
|
7. Výsledok zapíšte do zošita na laboratórne práce vo formulari. կ = կ cp ± A կ, ε =…% dosadením číselných hodnôt zistených veličín do tohto vzorca.
Záver vykonanej práce si zapíšte do laboratórneho zošita.
IV. Ռեֆլեքսիա
Skúste zostaviť syncwine կամ «lekcia - արհեստանոց» հասկացությունը: Sinkwine (v preklade z francúzštiny - päť riadkov): Prvý riadok - jedno podstatné meno (podstata, názov témy);
Druhý riadok je popis vlastností-atribútov témy v dvoch slovách (dve prídavné mená);
Tretí riadok je popis činnosti (funkcií) v rámci témy v troch slovesách;
Štvrtý riadok je štvorslovná fráza (slovná kombinácia), ktorá vyjadruje postoj k téme;
Piaty riadok je jednoslovné synonymum (podstatné meno), ktoré opakuje podstatu témy (k prvému podstatnému menu).
Laboratórne Prace
«Stanovenie tuhosti pružiny»
účel práce : Stanovenie koeficientu tuhosti pružiny. Overenie platnosti Hookovho zákona Odhad chyby merania.
Զակազկա .
Základná úroveň
Վիբավենի statív so spojkou a pätkou, súprava závažia po 100 g, pružinový silomer, pravítko:
Լ0 Ֆ
Լ1 v tomto prípade.
լ= Լ0 - Լ1
կՍբ.podľa vzorcaկՍբ=( կ1 + կ2 + կ3 )/3
Ֆ, Հ
լ, մ
կ, N / մ
կՍբ, N / մ
6. Nakreslite graf závislostiլ ( Ֆ).
Pokročilá úroveň
Վիբավենի statív so spojkou a pätkou, súprava závažia po 100 g, pružina, pravítko.
Pripevnite pružinu k statívu a zmerajte dĺžku pružinyԼ0 bez vonkajšieho vplyvu (Ֆ= 0H): Výsledky merania zapíšte do tabuľky.
Zaveste 1 N závažie na pružinu a určte jej dĺžku.Լ1 v tomto prípade.
Nájdite deformáciu (predĺženie) pružiny pomocou vzorcaլ= Լ0 - Լ1 Výsledky merania zadajte do tabuľky.
Podobne nájdite predĺženie pružiny pri zavesení závaží 2 N a 3 N. Výsledky merania zapíšte do tabuľky:
Vypočítajte aritmetický priemerկՍբ.podľa vzorcaկՍբ=( կ1 + կ2 + կ3 )/3
Odhadnite chybu ∆կmetódou strednej chyby. Za týmto účelom vypočítajte modul rozdielu│ կՍբ- կես│=∆ կեսpre každý rozmer
կ = կ Սբ ±∆ կ
Ֆ, Հ
լ, մ
կ, N / մ
կՍբ, N / մ
∆կ, N / մ
∆կՍբ, N / մ
Pokročilá úroveň
Վիբավենի: statív so spojkou a pätkou, súprava závažia po 100 g, pružina, pravítko.
Pripevnite pružinu k statívu a zmerajte dĺžku pružinyԼ0 bez vonkajšieho vplyvu (Ֆ= 0H): Výsledky merania zapíšte do tabuľky.
Zaveste 1 N závažie na pružinu a určte jej dĺžku.Լ1 v tomto prípade.
Nájdite deformáciu (predĺženie) pružiny pomocou vzorcaլ= Լ0 - Լ1 Výsledky merania zadajte do tabuľky.
Podobne nájdite predĺženie pružiny pri zavesení závaží 2 N a 3 N. Výsledky merania zapíšte do tabuľky:
Vypočítajte aritmetický priemerկՍբ.podľa vzorcaկՍբ=( կ1 + կ2 + կ3 )/3
Vypočítajte relatívne chyby a absolutne neistoty merania∆ կpodľa vzorcov
ε Ֆ=(∆ Ֆ0 + Ֆա) / Ֆառավելագույնը
ε լ=(∆ լ0 + լա) / լառավելագույնը
ε կ=ε Ֆ+ε լ
∆k = εկ* կՍբ
Získaný výsledok zapíšte do formularaկ = կ cf ± ∆ կ
Nakreslite graf závislostiլ ( ՖFormulujte geometrický význam tuhosti.
Ֆ, Հ
լ, մ
կ, N / մ
կՍբ, N / մ
ε Ֆ
ε լ
ε կ
∆ կ
Գուգլում (ավելի քան մեկ) և մուտքագրեք այն՝ https://accounts.google.com:
Popisy snímok:
Laboratórna práca «Meranie tuhosti pružiny» Učiteľ fyziky GBOU stredná škola No 145 Kalininskij okres St. Պետերբուրգ Մ.Վ. Կարաբաշյան
skontrolujte platnosť Hookovho zákona pre pružinu dynamometra a zmerajte koeficient tuhosti tejto pružiny. Účel práce Vybavenie՝ sada «Mechaniky» zo sady L-mikrostatív so spojkou a svorkou, silomer so zapečatenou stupnicou, sada závaží známej hmotnosti (po 50 g), pravítko s milimetrovými
Prípravné otázky Čo je elastická sila? Ako vypočítať elastickú silu vznikajúcu v pružine, keď je na nej zavesené bremeno s hmotnosťou m kg? Čo je predlžovanie tela? Ako zmerať predĺženie pružiny, keď je na nej zavesené bremeno? Čo je Hookov zákon?
Bezpečnostné opatrenia Pri práci s napnutou pružinou buďte opatrní. Nehádžte a nehádžte bremená.
Օգտագործման նկարագրությունը՝ Podľa Hookovho zákona modul F elastickej sily a modul x Predĺženia Pružiny Súvisia pomerom F = kx: Meraním F a x môžete nájsť koeficient tuhosti k podľa vzorca
V každom z eksperimentov sa tuhosť určuje pri rôznych hodnotách sily pružnosti a predĺženia, t.j. podmienky փորձարկում է menia. Preto na zistenie priemernej hodnoty tuhosti nemožno vypočítať aritmetický priemer výsledkov merania. Na zistenie priemernej hodnoty použijeme grafickú metódu, ktorú je možné v takýchto prípadoch použiť. Na základe výsledkov viacerých eksperimentov zostrojíme graf závislosti modulu pružnosti sily F eln od modulu predĺženia \ x \. Pri vykresľovaní grafu na základe výsledkov experimentu nemusia byť experimentálne body na priamke, čo zodpovedá vzorcu F yпp = k \ x \. Je to spôsobené chybami merania. V tomto prípade musí byť graf nakreslený tak, aby približne rovnaký počet bodov bol na opačných stranách priamky. Po nakreslení grafu zoberte bod na priamke (v strede grafu), určte z neho hodnoty elastickej sily a predĺženia zodpovedajúce tomuto bodu a vypočítajte tuhosť k. Bude to požadovaná priemerná hodnota tuhosti pružiny k տես.
1. Pripevnite koniec špirálovej pružiny k statívu (na druhom konci pružiny je šípka a háčik). 2. Položte a zaistite pravítko s milimetrovými značkami vedľa alebo za pružinou. 3. Označte a zaznamenajte rozdelenie pravítka, proti ktorému je hrot šípky pružiny. 4. Zaveste známu hmotu na pružinu a zmerajte výsledné predĺženie pružiny. 5. K prvému závažiu pridajte druhé, tretie atď. závažie, pričom zakaždým zaznamenajte predĺženie \ x \ pružiny. Na základe výsledkov merania vyplňte tabuľku POSTUP PRÁCE:
Číslo pokusu M, կգ մգ, H х, m 1 0.1 2 0.2 3 0.3 4 0.4
6. Nakreslite osi x a F, vyberte vhodnú mierku a nakreslite výsledné experimentálne մարմին: 7. Vyhodnoťte (kvalitatívne) platnosť Hookovho zákona pre danú pružinu: 8. Na základe výsledkov merania zostrojte graf závislosti pružnej sily od predĺženia a pomocou neho určte priemernú hodnotu tuhosti pružiny k cf. 9. Vypočítajte najväčšiu relatívnu chybu, s ktorou bola zistená hodnota k cp 10. Zapíšte svoj záver.
Testové otázky. Պլաստիկ դինամոմետր, ինչպես նաև 4N 5 մմ երկարություն: Určte hmotnosť závažia, ktoré predĺži túto pružinu o 16 մմ:
Laboratórne práce z fyziky ročník 9 Gendenstein Orlov Պոկրոկ
1 - Upevnite koniec pružiny v statíve. Zmerajte výšku, v ktorej je spodný koniec pružiny nad stolom.
2 - Zaveste 100 gramové závažie na pružinu. Zmerajte výšku, v ktorej je teraz spodný koniec pružiny nad stolom. Vypočítajte predĺženie pružiny.
3 - Zopakujte merania, zavesením na pružine dve, tri a štyri závažia s hmotnosťou 100 gramov.
4 - Výsledky zapíšte do tabuľky.
5 - Nakreslite súradnicový system na vykreslenie elastickej sily proti predĺženiu pružiny:
7 - Určte, ako závisí elastická sila od predĺženia pružiny:
Čím väčšie je predĺženie pružiny, tým väčšia je elastická sila, to znamená, že čím dlhšie je pružina natiahnutá, tým väčšia je elastická sila.8 - Nájdite tuhosť pružiny pozdĺž zostrojenej priamky.
k = Fcont / | x |k = 4 / 0.1 = 40 H / մ
Նաչիտավա...