Измерьте массу m бруска

Организация лабораторных работ с экспериментальной проверкой точности измерений

9-й класс. Базовый курс

В большинстве случаев критерием правильности выполнения учащимся физического лабораторного эксперимента является мнение учителя. Однако можно ввести новую методику проведения лабораторных работ с тем, чтобы сам учащийся, выполнив по рекомендации учителя тут же другой, более простой и надежный эксперимент, мог проверить свой результат. Этапы такой лабораторной работы могут быть следующими:

1) учащиеся получают описание лабораторной работы, оборудование и в соответствии с инструкциями экспериментально находят значение искомой физической величины (например, с помощью часов определяют длину математического маятника);
2) сообщают учителю это значение;
3) с помощью рекомендуемого учителем оборудования и под его наблюдением выполняют второй эксперимент и проверяют правильность первоначальных измерений. Если первоначально найденное значение отличается от контрольного не более, чем на 10%, работа считается выполненной.

При выполнении первой части эксперимента следует рекомендовать учащимся повторять опыты не менее трех раз, чтобы получить статистически значимое значение измеряемой величины. Контролируя ход физического эксперимента, учитель должен следить, чтобы учащиеся заранее не воспользовались другими средствами измерения. При фронтальной организации лабораторной работы, когда все учащиеся одновременно выполняют одно и то же задание, следует позаботиться о том, чтобы численные значения величин, измеряемых каждым учащимся, отличались друг от друга. При круговой организации лабораторных работ, принятой для физического практикума, следует производить замену измеряемых характеристик после каждого контрольного измерения.

Основной целью лабораторной работы является формирование экспериментальных навыков, поэтому, если учащийся получил численное значение физической величины в пределах допустимого отклонения, то работа оценивается не ниже, чем на «хорошо», а если ученик еще выполнил и контрольное задание, то он получает «отлично». Если результат оказался отрицательным, то после просмотра письменного отчета учитель ставит оценку «удовлетворительно» или «неудовлетворительно» – в зависимости от качества и объема учебной работы. Можно разрешить (в пределах учебного времени) повторить эксперимент, но измеряемый параметр должен быть изменен. Основная нагрузка на учителя приходится на последние 10–15 мин урока, когда учащиеся подходят для проведения контрольных замеров, поэтому данной технологией следует воспользоваться либо в маленьких классах (до 15 человек), либо организовывать бригады по 2–3 человека.

Лабораторная работа № 2. «Определение массы деревянного тела с помощью стакана с водой»

Цель: определить массу деревянного бруска (цилиндра) с помощью линейки и стакана с водой.

на столах учеников – стакан с водой, линейка, деревянный брусок или цилиндр;
на столе учителя для контрольного эксперимента – весы и набор разновесов.

1. Измерьте толщину а и ширину b бруска (диаметр основания цилиндра).
2. Опустите брусок в воду, удерживая его в вертикальном положении, незначительными усилиями добейтесь его равновесия и измерьте изменение уровня воды L₁.
3. Повторите п. 2 еще два раза и вычислите среднее арифметическое значение изменение уровня воды L_ср.
4. Поскольку из условия плавания тел F_A = mg (F_A – сила Архимеда, m – масса бруска, g – ускорение силы тяжести) следует равенство r _вgL_срS = mg ( r _в – плотность воды, S = ab – площадь основания бруска), то масса бруска равна m = r _вL_срS. Вычислите массу бруска по формуле m = r _вL_срab в граммах и сообщите полученное значение учителю.
5. Измерьте (под наблюдением учителя) массу m₀ бруска на весах.
6. Оцените относительное отклонение по формуле:
7. Заполните таблицу измерений и вычислений.

Контрольные задания: знать буквенные обозначения величин, определение выталкивающей силы, закон Архимеда, уметь выводить формулы п. 4.

Методические рекомендации и практические советы учителю

• Допустимое отклонение полученного значения от контрольного не более 10%.
• В целях безопасности лучше использовать обрезанные пластиковые бутылки.

Лабораторная работа № 8.

«Определение массы груза с помощью линейки»

Цель: определение массы груза с помощью линейки и груза известной массы.

на столах учеников – однородная линейка, груз неизвестной массы, нить, гиря (груз известной массы и симметричной формы);
на столе учителя – весы и набор разновесов.

1. Положите линейку перпендикулярно краю стола, чтобы она едва не опрокидывалась.
2. На один из концов линейки поставьте гирю известной массы m₁.
3. Подвесьте груз неизвестной массы ближе к середине линейки с помощью нити с широкой петлей.
4. Перемещая петлю от центра к краю, найдите положение, при котором линейка начнет опрокидываться.
5. Измерьте плечо l₁ силы тяжести, действующей на гирю (от края стола до середины гири), и плечо l силы тяжести, действующей на груз неизвестной массы m (от края стола до нити).
6. Из условия равновесия (равенства моментов сил) определите массу груза по формуле
7. Измените положение гири на линейке и повторите п. 3–6 еще не менее двух раз.
8. Вычислите среднее арифметическое значение массы груза m_ср и сообщите полученное значение учителю.
9. Измерьте (под наблюдением учителя) на весах массу этого груза m₀.
10. Оцените относительное отклонение:
11. Заполните таблицу измерений и вычислений.

Контрольные задания: знать буквенные обозначения величин, понятие плечо силы, правило моментов, уметь выводить формулы п. 6.

Методические рекомендации и практические советы учителю

• Допустимо отклонение полученного значения от контрольного не более 10%.
• В качестве грузов можно использовать камни.

Источник

Измерьте с помощью динамометра массу бруска. Запишите ее в таблицу.

2. Положите брусок на деревянную поверхность стола.

3. На брусок поставьте один груз массой 100 грамм. Запишите массу груза в таблицу.

4. Прикрепите к бруску динамометр и постарайтесь равномерно перемещать брусок по поверхности. Динамометр будет показывать силу тяги, равную силе трения.

4. Запишите показания динамометра в таблицу.

5. Повторите измерения поочерёдно с двумя грузами, а затем с тремя.

6. Найдите коэффициент трения скольжения по формуле:

7. Среднее значение коэффициента трения скольжения определите по формуле:

8. Показания динамометра запишите в таблицу:

9. Сделайте и запишите вывод, проанализируйте, почему во всех опытах коэффициенты трения скольжения были разными.

Оценка _________

Лабораторная работа №8

Дата:____________

Тема: «Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело».

Цель: обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погружённое в неё тело и выяснить от каких величин зависит значение выталкивающего действия жидкости на погруженное в ее тело.

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

1. Выполните задания:

Напишите формулу для расчета выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело:

Куда она всегда направлена? __________________________________________________

От чего зависит выталкивающая сила? __________________________________________________

От чего не зависит выталкивающая сила? __________________________________________________

2. Подвесьте к динамометру на нити тело. Отметьте и запишите в таблице показание динамометра. Это будет вес тела в воздухе.

3. Подставьте стакан с водой и опускайте динамометр, пока всё тело не окажется под водой. Отметьте и запишите в таблицу показание динамометра. Это будет вес тела в воде.

4. По полученным данным вычислите выталкивающую силу, действующую на тело (F= Р-Р₁)

5. Подвесьте к динамометру тело другого объёма и определите указанным способом (см. пункты 2-4) выталкивающую силу, действующую на него в воде.

6. Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и снова определите выталкивающую силу, действующую на то же тело.

7. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:

Насыщенный раствор соли

№ опыта	mбр, кг	mг, кг	Fтр, Н	μ	μср
1	Вес тела в воздухе, Р, Н	Вес тела в жидкости, Р1, Н	Выталкивающая сила, F, Н
тело №1
тело №2

8. Сделайте и запишите вывод.

Оценка _________

Лабораторная работа №9

Дата:____________

Тема: «Измерение массы тела методом гидростатического взвешивания».

Цель: научиться измерять массу тела методом гидростатического взвешивания.

Оборудование: мензурка, динамометр с закрытой шкалой, весы с разновесами, груз неизвестной массы, линейка.

При взвешивании тел с помощью пружинных весов вы заметили, что в жидкости пружина растягивается на меньшее значение, чем на воздухе. Поэтому, зная плотность жидкости, можно определить массу взвешиваемого тела, если нет в наличии весов.

Действительно, на воздухе на подвешенное тело действуют две силы: сила тяжести (вниз) и сила упругости (вверх). При неподвижном грузе эти силы равны: . Т.к. , то имеем .

В жидкости кроме этих сил есть сила Архимеда, направленная вверх. При неподвижном грузе имеем следующее равенство: .

Исключая из двух равенств k , получим формулу: .

Где ρ – плотность жидкости, которую в данном случае можно измерять в г/см 3 , V – объем тела, который можно измерить с помощью линейки или мензурки (единицы измерения взять см 3 ), а Δl – удлинение пружины (выразить в см). Массу тела вы получите в граммах.

Плотность воды примите равной 1 г/см 3 .

Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:

Источник

Экспериментальное задание по физике

Экспериментальное задание по физике.

Тема: Проведение исследования зависимости трения от различных факторов (характера поверхности)

Оборудование : динамометр, деревянная поверхность, зеркало, кусочек пенопласта, набор грузов по 100 гр. Деревянный брусок с тремя отверстиями.

1. Вычислите цену деления шкалы динамометра.

2. Измерьте вес бруска при помощи динамометра. Результат измерения веса запишите в таблицу.

3. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра.

4. Результат измерения запишите в таблицу.

5. Нагружая брусок одним, двумя и тремя грузами, измерьте в каждом случае силу трения. Данные занесите в таблицу.

6. Вычислите коэффициент трения скольжения

7. Определите инструментальную погрешность коэффициента трения.

8. Сделайте вывод.

Так как сила реакции опоры, это масса умножить на ускорение свободного падения, то формула коэффициента получается:

Цена деления шкалы динамометра, ц. д = 0,1 Н.

1. Определили вес бруска и груза с помощью динамометра, записали в таблицу.

2. . Двигая брусок равномерно по деревянной линейке, определили силу тяги, которая равна силе трения. Записали ее значение в таблицу.

Источник

Измерьте массу m бруска

Задание 5. Два одинаковых бруска толщиной 5 см и массой 1 кг каждый, связанные друг с другом, плавают в воде так, что уровень воды приходится на границу между ними (см. рисунок). Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.

1) Если воду заменить на ртуть, то глубина погружения брусков увеличится.

2) Сила Архимеда, действующая на бруски, равна 40 Н.

3) Плотность материала, из которого изготовлены бруски, равна 400 кг/м3.

4) Если на верхний брусок положить груз массой 3 кг, то бруски целиком уйдут под воду.

5) Если в стопку добавить ещё два таких же бруска, то глубина её погружения увеличится на 5 см.

1) На бруски действует выталкивающая сила Архимеда, равная , где ρ – плотность воды; V – объем погруженной части тела в жидкость. Если воду заменить на ртуть, плотность которой больше плотности воды, то выталкивающая сила увеличится и бруски меньше погрузятся в воду.

2) Сила Архимеда удерживает нижний брусок полностью погруженным на границе воды и воздуха. На этот брусок действует сила тяжести самого бруска плюс сила тяжести верхнего бруска, то есть 2mg. Так как эта сила уравновешивается силой Архимеда, то Н.

3) Зная силу Архимеда 20 Н, можно найти объем одного бруска как

м3.

Масса бруска равна 1 кг, следовательно, плотность бруска равна

кг/м3.

4) Если сверху положить груз 3 кг, то это будет эквивалентно расположению трех брусков по 1 кг. В этом случае можно заметить, что два нижних бруска полностью уйдут под воду, а два верхних останутся над водой. (Это следует из аналогии с двумя брусками). Следовательно, заменяя три бруска одним массой 3 кг, оба бруска уйдут под воду.

5) Если добавить сверху еще 2 таких бруска, то два нижних бруска полностью погрузятся, а два верхних останутся над водой. Толщина одного бруска 5 см, следовательно, глубина погружения увеличится на 5 см.

Источник

Экспериментальное задание по физике

Экспериментальное задание по физике.

Тема: Проведение исследования зависимости трения от различных факторов (характера поверхности)

Оборудование : динамометр, деревянная поверхность, зеркало, кусочек пенопласта, набор грузов по 100 гр. Деревянный брусок с тремя отверстиями.

1. Вычислите цену деления шкалы динамометра.

2. Измерьте вес бруска при помощи динамометра. Результат измерения веса запишите в таблицу.

3. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра.

4. Результат измерения запишите в таблицу.

5. Нагружая брусок одним, двумя и тремя грузами, измерьте в каждом случае силу трения. Данные занесите в таблицу.

6. Вычислите коэффициент трения скольжения

7. Определите инструментальную погрешность коэффициента трения.

8. Сделайте вывод.

Так как сила реакции опоры, это масса умножить на ускорение свободного падения, то формула коэффициента получается:

Цена деления шкалы динамометра, ц. д = 0,1 Н.

1. Определили вес бруска и груза с помощью динамометра, записали в таблицу.

2. . Двигая брусок равномерно по деревянной линейке, определили силу тяги, которая равна силе трения. Записали ее значение в таблицу.

Источник