Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жёсткости пружины

Скачать 1.51 Mb.

Название	Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жёсткости пружины
страница	6/19
Тип	Исследование

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Исследование

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 19

Ход работы

Определите цену деления динамометра и погрешность измерений:

Цена деления = ____________________, погрешность = ________________

Определите вес бруска и груза из набора.
Зацепив крючок динамометра за крючок бруска, приведите их в равномерное движение по линейке (или поверхности стола), измерьте силу тяги. Заметим, что во время движения бруска указатель динамометра колеблется, поэтому за результат измерения принимают среднее положение указателя между его крайними отклонениями. Результат измерения с учетом погрешности занесите в таблицу.
Нагружая брусок одним, двумя и тремя грузами, измерьте в каждом случае силу трения. Данные занесите в таблицу.

Испытуемое тело	Вес бруска Р, Н	Сила тяжести F_т, Н	Сила трения F_тр, Н	Коэффициент трения μ = F_тр/F_т
Брусок с одним грузом
Брусок с двумя грузами
Брусок с тремя грузами
Брусок с четырьмя грузами

В случае движения тела по горизонтальной поверхности сила нормального давления равна силе тяжести, действующей на тело: N = F_т. Это позволяет вычислить коэффициент трения:

μ = F_тр/N = F_тр/F_т

μ = _____________________________________________________________

Дополнительное задание

Силу трения определяют с большой погрешностью из-за того, что по ряду причин указатель динамометра не устанавливается на одном месте, а колеблется в процессе измерения. Поэтому целесообразно вычисление вести следующим образом:

По экспериментальным точкам (таблица лабораторной работы) постройте график зависимости силы трения от силы нормального давления. Так как неизбежен разброс экспериментальных точек, то график линейной зависимости силы F_тр от силы тяжести F_т (прямая, проходящая через начало координат) надо построить так, чтобы он проходил

по возможности ближе ко всем экспериментальным точкам (см. рисунок).

F_тр, Н

F_т, Н

Выбрав на построенном графике произвольную точку, определите соответствующие ей значения F_тр и найдите их отношение. Это даст среднее значение коэффициента трения.

μ = _____________________________________________________________

Вычислив значения коэффициента трения для экспериментальных точек, сильнее всего отклоняющееся от среднего. Разность этих значений дает максимальную погрешность опыта. Найдите отношение погрешности к измеряемой величине (в процентах).

________________________________________________________________
Вывод: ____________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа № 9. Уровень 2.

Исследование зависимости силы трения от силы нормального давления.

Цель работы: выяснить, зависит ли сила трения скольжения от силы нормального давления, если зависит, то как.

Приборы и материалы: динамометр, деревянный брусок, трибометр, набор грузов, полоска резины.

Правила техники безопасности

На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Аккуратно обращаться с грузами. Не ронять!

Тренировочные задания и вопросы.

1.Какую силу называют силой трения?Как можно измерить силу трения?

3.Какую силу называют силой нормального давления?

4.От чего зависит коэффициент трения?

Порядок выполнения работы

Определите цену деления динамометра.
Измерьте динамометром вес деревянного бруска.

3.Исследуйте зависимость силы трения скольжения от силы нормального давления тела.

4.Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.

5.Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Запишите показания динамометра, это и есть величина силы трения скольжения.

6.К первому грузу добавьте второй, третий, четвертый грузы, каждый раз измеряя силу трения. С увеличением числа грузов растет сила нормального давления.

7.Результаты измерений занесите в таблицу.

№ опыта	Сила нормального давления бруска с грузами, Н	Сила трения скольжения, Н
1
2
3
4

По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы нормального давления и , пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения скольжения μ=F_тр./N

F_тр., Н

0 N, Н

9.Исследуйте зависимость силы трения скольжения от материала поверхностей. Для этого измерьте поочередно силу трения скольжения деревянного бруска по деревянной доске, поверхности стола и резине.

№ опыта	Вид поверхности, по которой скользит брусок	Сила трения скольжения, Н
1	Поверхность стола
2	резина
3	дерево

10.Сделайте вывод.

Лабораторная работа № 10. Уровень 1.

Измерение давления твердого тела на опору

Цель работы: научиться определять давление твердого тела на поверхность, установить зависимость давления от площади поверхности, на которую действует сила давления.

Оборудование: динамометр, линейка измерительная, брусок деревянный.

Правила техники безопасности. Внимательно прочитайте правила и распишитесь в том, что обязуетесь их выполнять.

Осторожно! На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Неаккуратное обращение с приборами приводит к их падению. Можно при этом получить механическую травму-ушиб, вывести приборы из рабочего состояния.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять. ___________________

Подпись учащегося

Тренировочные задания и вопросы

Давление – это ___________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

Формула давления:

Единица измерения давления __________________

Выразите в паскалях:

0,5 кПа = ______________________ 100 мПа = ____________________

3 МПа = _______________________ 10⁵ Па = _____________________

0,08 Н/см² = ____________________ 100 Н/см² = __________________

От чего зависит давление:

а) _____________________________________________________________

б) _____________________________________________________________

Почему тяжелый гусеничный трактор массой 6 т производит на почву в 2 раза меньшее давление, чем мальчик массой 45 кг?

________________________________________________________________________________________________________________________________

Какое давление оказывает на грунт колона массой 3 т, если площадь основания равна 1,5 м²?

Дано: CИ: Решение:
m =
S =

р - ?

Ход работы

Определите цену деления приборов и погрешность измерений:

Цена деления динамометра = _____________ погрешность = ____________

Цена деления линейки = ________________ погрешность = _____________

Используя динамометр, измерьте силу давления бруска на стол – F (вес бруска).

Измерьте длину, ширину и высоту бруска.

Используя полученные данные, вычислите площади наименьшей и наибольшей граней бруска.

Рассчитайте давление, которое производит брусок на стол наименьшей и наибольшей гранями.

Результаты измерений с учетом погрешностей и вычислений запишите в таблицу.

Грань	Длина l, см	Ширина b, см	Высота h, см	Сила давления F, Н	Площадь поверхности S, м²	Давление p, Па
Наибольшая
Наименьшая

На основе полученных результатов сформулируйте вывод.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа по физике № 10. Уровень 2.

Измерение давления твёрдого тела на опору.

Цели: научиться определять давление твёрдого тела на опору с помощью динамометра и линейки (для тел правильной формы)/штангенциркуля (для тел с круглым основанием); вывести зависимость глубины погружения тела в песок от изменения давления этого тела на песок

Приборы и материалы: динамометр, линейка, штангенциркуль, брусок (желательно тяжёлый), тело с круглым дном-основанием, корытце с песком

Задание:

вычислите силу тяжести бруска F
измерьте размеры бруска (a, b, c), рассчитайте площадь S одной из его граней и установите на неё брусок в песочное корытце, отметив глубину погружения l
для тела с круглым основанием штангенциркулем определите диаметр d основания и рассчитайте площадь S этого основания по формуле
вычислите давление p бруска (p = F/S)

Результаты

№ опыта	Тело	Сила тяжести F, H	Площадь основания S, м²	Давление p, Н/м²	Глубина погружения l, см
1	брусок 1 грань
2	брусок 2 грань
3	брусок 3 грань
4	тело с круглым основанием

Выводы: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа № 11. Уровень 1.

Измерение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело

Цель работы: на опыте обнаружить выталкивающее действие жидкости на погруженное в нее тело и определить величину выталкивающей силы.

Оборудование: динамометр, штатив с муфтой и лапкой, два тела разного объема, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде.

Правила техники безопасности. Осторожно! Стекло!. Будьте осторожны при работе со стеклянной трубкой. Помните, стекло – хрупкий материал, легко трескается при ударах.. Можно получить при неаккуратном обращении с приборами механические порезы. На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Неаккуратное обращение с приборами приводит к их падению. Можно при этом получить механическую травму, вывести весы из рабочего состояния.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять. __________________

Подпись учащегося

Тренировочные задания и вопросы

Покажите с помощью векторов силы, действующие на тело в 1-м и 2-м случаях.

Где легче удержать тело: в воздухе или в воде?

________________________________________________________________

Почему? ________________________________________________________

Запишите формулы:

Архимедовой силы Веса тела

Запишите формулу нахождения архимедовой силы, если известны вес тела в воздухе – Р₁ и в воде – Р_1ж.

F_A = _________________________

Вес тела в воздухе Р₁ = 120 Н.

Вес тела в воде Р_1ж = 100 Н.

Архимедова сила F_А = ___________________ Н.
Ход работы

Определите цену деления динамометра и погрешность измерений:

Цена деления = ____________________, погрешность = ________________

Укрепите динамометр на штативе и подвесьте к нему на нити первое тело. Отметьте и запишите в таблицу показание динамометра с учетом погрешности. Это будет вес тела в воздухе – Р₁.
Подставьте стакан с водой и опускайте муфту с лапкой и динамометром, пока все тело не окажется под водой. Отметьте и запишите в таблицу показание динамометра с учетом погрешности. Это будет вес тела в воде – Р_1ж.
По полученным данным вычислите выталкивающую силу, действующую на первое тело:

F₁ = Р₁ – Р_1ж = ____________________________

Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и снова определите вес тела в растворе соли – Р_1ж, запишите в таблицу с учетом погрешности и определите выталкивающую силу F₁.
Подвесьте к динамометру тело другого объема и определите так же, как для первого тела, выталкивающую силу в воде и в насыщенном растворе соли – F₂.
Результаты запишите в таблицу.

	Вес тела в воздухе, Н		Вес тела в жидкости, Н		Выталкивающая сила, Н
	Р₁	Р₂	Р_1ж	Р_2ж	F₁	F₂
Вода
Насыщ. раствор соли в воде

Вывод: ____________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Лабораторная работа № 11. Уровень 2.

Измерение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело.

Цель работы: На опыте обнаружить выталкивающие действие жидкости на погруженное в нее тело; научиться измерять выталкивающую силу.

Приборы и материалы: динамометр, твердое тело, емкость с водой, емкость с концентрированным раствором кухонной соли, нитка.

Правила техники безопасности

На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Не пробуйте на вкус жидкость, находящихся в сосудах!

Тренировочные задания и вопросы

1.К одинаковым пружинам подвешены шарики равной массы, но разного объема. Снизу к

шарикам подносят сосуд с водой и поднимают его до такого уровня, пока шарики полностью погрузятся в воду. Какая пружина сократится больше?

2.К одинаковым по упругости пружинам подвешены тела равной массы и равного объема. Какая пружина станет самой короткой, если тела погрузить в жидкости?

057

3. Два бруска, алюминиевый и медный, равной массы подвешены к коромыслу весов. Нарушится ли равновесие весов, если бруски опустить в воду?

4.Запишите формулу нахождения архимедовой силы, если известны вес тела в воздухе – Р_возд. и в жидкости - Р_ж

5.Что является причиной возникновения выталкивающей силы?

6.Почему по морской гальке на берегу ходить босыми ногами больно, а в воде нет?

Порядок выполнения работы

1. Определить цену деления динамометра.

2. Измерьте вес тела Р_возд. в воздухе. Запишите в таблицу.

3.Измерьте вес тела в воде Р_вод., для этого опустите тело в воду до его полного погружения, но не опускайте его на дно сосуда, придерживайте погруженное тело за нить. Запишите показания динамометра в таблицу.

4. Определите выталкивающую силу по формуле: F_а = Р_возд. – Р_вод.

Запишите результат вычислений в таблицу.

5. Опустите тело на дно сосуда, определите вес тела в воде и вычислите

выталкивающую силу. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

6. Погрузите в воду лишь половину тела, снова определите вес тела в воде и вычислите выталкивающую силу и результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

7. Погрузите тело в раствор кухонной (поваренной) соли. Определите вес тела в соленой воде, вычислите выталкивающую силу и результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

№ опыта	Условия опыта	Р_возд., Н	Р_жид., Н	F_а, Н
1	Тело полностью погружено в воду (у её поверхности)
2	Тело полностью погружено в воду (у дна сосуда)
3	Половина тела погружена в воду
4	Тело полностью погружено в раствор кухонной соли.

8.Сделайте соответствующий вывод.

Лабораторная работа № 12. Уровень 1.

Выяснение условий плавания тела в жидкости
Цель работы: на опыте выяснить условия, при которых тело плавает и при которых тонет.

Оборудование: весы, гири, измерительный цилиндр (мензурка), пробирка-поплавок с пробкой, проволочный крючок, сухой песок, фильтровальная бумага или сухая тряпка.

Правила техники безопасности. Осторожно! Стекло!. Будьте осторожны при работе со стеклянной трубкой. Помните, стекло – хрупкий материал, легко трескается при ударах.. Можно получить при неаккуратном обращении с приборами механические порезы. На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Неаккуратное обращение с приборами приводит к их падению. Можно при этом получить механическую травму-ушиб, вывести приборы из рабочего состояния.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять. ______________________

Подпись учащегося

Тренировочные задания и вопросы

Какие силы действуют на погруженное в жидкость тело?

________________________________________________________________

Нарисуйте эти силы.

Запишите условия, при которых тела, помещенные в жидкость, тонут, всплывают или «висят» в толще жидкости (поставьте знак > или <). Нарисуйте вектора F_тяж. и F_А на рисунках.

Тело тонет Тело «висит» Тело всплывает

в толще жидкости

F_А F_тяж. F_А F_тяж. F_А F_тяж.

ρ _тела ρ _жид. ρ _тела ρ _жид. ρ _тела ρ _жид.

Вспомните, как определяется объем тела с помощью мензурки.

Вспомните, что 1 см³ = 0,000001 м³.

Ход работы

Определите цену деления измерительных приборов и погрешность измерений:

Цена деления мензурки = _______________, погрешность = ____________;

Цена деления весов = _________________, погрешность = _____________.

Насыпьте в пробирку столько песка, чтобы она, закрытая пробкой, плавала в мензурке с водой в вертикальном положении и часть ее находилась над поверхностью воды.
Определите выталкивающую силу, действующую на пробирку. Для этого измерьте объем воды в мензурке до помещения в нее пробирки (V₁) и после помещения в нее пробирки (V₂), а затем рассчитайте величину выталкивающей силы F_А, равной весу жидкости, вытесненной пробиркой.
Результаты измерений с учетом погрешности и вычислений занесите в таблицу.
Выньте пробирку с песком из воды, протрите ее и определите на рычажных весах ее массу с точностью до 1 г. Рассчитайте силу тяжести, действующую на пробирку, которая равна весу пробирки с песком в воздухе. Результат запишите в таблицу.
Насыпьте в пробирку еще немного песка и вновь определите выталкивающую силу и силу тяжести в соответствии с пунктами 2, 4. Проделайте это несколько раз, пока пробирка, закрытая пробкой, не утонет.
Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу. Отметьте, когда пробирка тонет, всплывает или «висит» в толще воды.

№ опыта	V₁	V₂	Объем пробирки V=V₂-V₁	F_A=gρ_жV, Н	P=mg, Н	Поведение пробирки в воде
1						всплывает
2						«висит»
3						тонет

измерьте массу тел
рассчитайте силу тяжести, действующую на каждое тело
полностью погружая тела в мензурку, определите объём вытесненной ими жидкости
вычислите максимальную силу Архимеда
сравните силы тяжести и Архимеда для каждого тела
опишите поведение тел в мензурке (плавают или тонут)

Результаты

№ опыта	Масса тела (m) кг	Сила тяжести (F_т) H F_т = mg = 10·m	Объём вытесненной воды (V) м³ 1мл = 0,000 001 м³	Максимальная сила Архимеда (F_A) Н F_A = ρ_вgV_т = 10 000·V	Сравните F_т и F_A (>, <, =)	Поведение тела (тонет, плавает в жидкости, плавает на поверхности)
1					F_т … F_A
2					F_т … F_A
3					F_т … F_A
4					F_т … F_A

Вывод (нужное подчеркнуть):

Если сила тяжести равна силе Архимеда, то тело (тонет, плавает в жидкости, плавает на поверхности)

Если сила тяжести больше силы Архимеда, то тело (тонет, плавает в жидкости, плавает на поверхности)

Если сила тяжести меньше силы Архимеда, то тело (тонет, плавает в жидкости, плавает на поверхности)

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

№12. Уровень 2

Лабораторная работа № 13. Уровень 1.

Выяснение условия равновесия рычага

Цель работы: проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рычаг находится в равновесии. Проверить на опыте правило моментов.

Оборудование: рычаг на штативе, набор грузов, линейка, динамометр.

Правила техники безопасности. Внимательно прочитайте правила и распишитесь в том, что обязуетесь их выполнять.

Осторожно! На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Неаккуратное обращение с приборами приводит к их падению. Можно при этом получить механическую травму, вывести весы из рабочего состояния.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять. ________________________ Подпись учащегося

Тренировочные задания и вопросы

Что представляет собой рычаг?

________________________________________________________________________________________________________________________________

Что называют плечом силы?

________________________________________________________________

Правило равновесия рычага:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Формула правила равновесия рычага:

Найдите ошибку на рисунке.

____________________________________________________________________________________________________

Используя правило равновесия рычага, найдите F₂.

Дано:

F₂ = ? Н

Будет ли находиться в равновесии рычаг?__________________________________________________________________________________________

Ход работы

Уравновесьте рычаг, вращая гайки на его концах так, чтобы он расположился горизонтально.
Подвесьте два груза на левой части рычага на расстоянии 12 см от оси вращения.
Уравновесьте эти два груза:

а) одним грузом – плечо ________________ см;

б) двумя грузами – плечо _________________ см;

в) тремя грузами – плечо _________________ см.

Считая, что каждый груз весит 1 Н, запишите данные и измеренные величины в таблицу.

№ опыта	Сила на левой части рычага F₁, Н	Плечо l₁, см	Сила на правой части рычага F₂, Н	Плечо l₂, см	Отношение сил и плеч
№ опыта	Сила на левой части рычага F₁, Н	Плечо l₁, см	Сила на правой части рычага F₂, Н	Плечо l₂, см
1	2	6
2	2	6
	2	6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 19

	Работы Исследование зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза и жёсткости пружины		Эти отверстия с номерами 0,3,6,9 означают преднатяг пружины ведомого... Я обычно, в марте, когда температура поднимается к 0 и выше переставляю пружину на 6-ку. На "0" ставить вообще не рекомендую! Максималка...
	Цель работы. Определить: 1 угловой коэффициент упругости спиральной пружины Оборудование. В комплект экспериментальной установки входят: вращающийся вал, на который устанавливают стержень или диск; два полых...		Регулятор давления газа «после себя» на заданном значении, не зависимо от изменения входного давления и расхода газа. Регулятор оснащен регулирующей пружиной,...
	Регулятор давления газа «после себя» на заданном значении, не зависимо от изменения входного давления и расхода газа. Регулятор оснащен регулирующей пружиной,...		Доработка распределителя зажигания двигателей, оборудованных вакуумным... Смысл переделки заключается в увеличении диапазона изменения угла опережения зажигания по нагрузке с 10 ° поворота коленчатого вала...
	Еловенко В. Мы силы Когда парниковый эффект превратит Россию в цепь островов, снова столкнутся великие антагонисты – силы Тьмы и силы Света, и бой их...		Программа и методика подконтрольной эксплуатации продукции «Пружины... РП) и внутренней (сталь 55ПП) пружин тележек грузового вагона. Технические условия и упрочненные по технологии объемно-поверхностной...
	Оглавление По графику зависимость весовой эффективности от удлинения крыла можно описать следующей формулой		Исследование №2 30 Исследование №3 31 Исследование №4. Создание сайта... Поэтому школьнику необходимо не только усвоить основные понятия и положения теории экономики, но и научится применять полученные...
	О применении различных коэффициентов упругости материалов при проектировании... Федотов П. В. 1, Гарибов Р. Б. 2, Кочетков А. В. 3, Янковский Л. В. 3, Беляев Д. С. 3, Ермолаева В. В. 2		Методические указания для студентов по выполнению лабораторных работ... Лабораторная работа 4, 5 Исследование регистров, счетчиков и дешифраторов Лабораторная работа 6, 7 Исследование генератора псевдослучайной...
	Стабильность и сроки годности лекарственных средств Л в и его качество тесно связаны между собой. Исследование стабильности лс в зависимости от различных факторов, установление сроков...		Исследование продовольственного картофеля нашего поселения «Непецинское» Века. Его по праву называют вторым хлебом. Клубни картофеля, в зависимости от его назначения, содержат до 25 сухого вещества, в том...
	Дэ-4-2 дэ-4-2м паспорт При отклонении воды по жесткости от нормы произво- дительность аквадистиллятора резко уменьшится		Исследование конкурентных преимуществ исследуемой гостиницы Исследование особенностей организации гостиничного бизнеса (на примере гостиницы "Сибирь" Алтайского края)

Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жёсткости пружины

Похожие: