Лабораторная работа измерение силы упругости физика 7 класс

Лабораторная работа № 2 «Измерение жесткости пружины»

Цель работы: найти жесткость пружины из измерений удлинения пружины при различных значениях силы тяжести

уравновешивающей силу упругости на основе закона Гука:

В каждом из опытов жесткость определяется при разных значениях силы упругости и удлинения, т. е. условия опыта меняются. Поэтому для нахождения среднего значения жесткости нельзя вычислить среднее арифметическое результатов измерений. Воспользуемся графическим способом нахождения среднего значения, который может быть применен в таких случаях. По результатам нескольких опытов построим график зависимости модуля силы упругости Fупр от модуля удлинения |x|. При построении графика по результатам опыта экспериментальные точки могут не оказаться на прямой, которая соответствует формуле

Это связано с погрешностями измерения. В этом случае график надо проводить так, чтобы примерно одинаковое число точек оказалось по разные стороны от прямой. После построения графика возьмите точку на прямой (в средней части графика), определите по нему соответствующие этой точке значения силы упругости и удлинения и вычислите жесткость k. Она и будет искомым средним значением жесткости пружины kср.

Результат измерения обычно записывается в виде выражения k = = kcp±Δk, где Δk — наибольшая абсолютная погрешность измерения. Из курса алгебры (VII класс) известно, что относительная погрешность (εk) равна отношению абсолютной погрешности Δk к значению величины k:

откуда Δk — εkk. Существует правило для расчета относительной погрешности: если определяемая в опыте величина находится в результате умножения и деления приближенных величин, входящих в расчетную формулу, то относительные погрешности складываются. В данной работе

Средства измерения: 1) набор грузов, масса каждого равна m0 = 0,100 кг, а погрешность Δm0 = 0,002 кг; 2) линейка с миллиметровыми делениями.

Материалы: 1) штатив с муфтами и лапкой; 2) спиральная пружина.

Порядок выполнения работы

1. Закрепите на штативе конец спиральной пружины (другой конец пружины снабжен стрелкой-указате-лем и крючком — рис. 176).

2. Рядом с пружиной или за ней установите и закрепите линейку с миллиметровыми делениями.

3. Отметьте и запишите то деление линейки, против которого приходится стрелка-указатель пружины.

4. Подвесьте к пружине груз известной массы и измерьте вызванное им удлинение пружины.

5. К первому грузу добавьте второй, третий и т. д. грузы, записывая каждый раз удлинение |х| пружины. По результатам измерений заполните таблицу:

6. По результатам измерений постройте график зависимости силы упругости от удлинения и, пользуясь им, определите среднее значение жесткости пружины kcp.

7. Рассчитайте наибольшую относительную погрешность, с которой найдено значение kср (из опыта с одним грузом). В формуле (1)

так как погрешность при измерении удлинения Δx=1 мм, то

и запишите ответ в виде:

1 Принять g≈10 м/с 2 .

Закон Гука: «Сила упругости, возникающая при деформации тела, пропорциональна его удлинению и направлена противоположно направлению перемещения частиц тела при деформации».

Жесткостью называют коэффициент пропорциональности между силой упругости и изменением длины пружины под действием приложенной к ней силы. Согласно третьему закону Ньютона, приложенная к пружине сила по модулю равна возникшей в ней силе упругости. Таким образом жесткость пружины можно выразить как:

где F — приложенная к пружине сила, а х — изменение длины пружины под ее действием. Средства измерения: набор грузов, масса каждого равна m0 = (0,1±0,002) кг.

Линейка с миллиметровыми делениями (Δх = ±0,5 мм). Порядок выполнения работы описан в учебнике и комментариев не требует.

Источник

Лабораторная работа по физике для 7 класса «Измерение коэффициента жесткости пружины»

Определение коэффициента жесткости пружины.

Цель работы: используя экспериментальную зависимость силы упругости от абсолютного удлинения, вычислить коэффициент жёсткости пружины.

Оборудование: штатив, линейка, пружина, грузы массой по 100 г.

Теория. Под деформацией понимают изменение объема или формы тела под действием внешних сил. При изменении расстояния между частицами вещества (атомами, молекулами, ионами) изменяются силы взаимодействия между ними. При увеличении расстояния растут силы притяжения, а при уменьшении – силы отталкивания, которые стремятся вернуть тело в исходное состояния. Поэтому силы упругости имеют электромагнитную природу. Сила упругости всегда направлена к положению равновесия и стремится вернуть тело в исходное состояние. Сила упругости прямо пропорциональна абсолютному удлинению тела.

Закон Гука: Сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна его удлинению (сжатию) и направлена противоположно перемещению частиц тела при деформации , F упр = кΔх , где k – коэффициент

жесткости [k] = Н/м, Δ х = Δ L – модуль удлинения тела.

Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела,

а также от материала. Он численно равен силе упругости

при удлинении (сжатии) тела на 1 м.

Порядок выполнения работы.

1. Закрепить динамометр в штативе.

2. Измерить линейкой первоначальную длину пружины L 0 .

3 . Подвесить груз массой 100 г.

4. Измерить линейкой длину деформированной пружины L. Определить погрешность измерения длины: ΔƖ= 0,5дел*С 1 , где С 1 цена деления линейки.

6. На покоящийся относительно пружины груз действуют две компенсирующие друг друга силы: тяжести и упругости F т = F упр (смотри верхний рисунок )

7. Вычислить силу упругости по формуле , F упр = m g . Определить погрешность измерения силы: Δ F = 0,5дел*С 2 , где С 2 цена деления динамометра.

8. Подвесить груз массой 200 г и повторить опыт по пунктам 4-6.

9. Подвесить груз массой 300 г и повторить опыт по пунктам 4-6.

10. Результаты занести в таблицу.

11. Вычислите коэффициент жесткости пружины для каждого измерения К= F упр / Δx и запишите в таблицу эти значения. Определите среднее значение К ср

12. Определите абсолютную погрешность измерения Δ к = ( Δ F / F упр + ΔƖ / L) * к измеренное , где Δ F погрешность измерения силы, ΔƖ – погрешность измерения длины.

13. Выбрать систему координат и построить график зависимости силы упругости F упр от удлинения пружины Δ L .

Начальная длина, L 0, м

Конечная длина, L , м

Абсолютное удлинение Δ x 1 =Δ L = L – L 0, м

Источник

Лабораторная работа 7 класс Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жесткости пружины. Конструирование динамометра.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Приборы и материалы Спиральная пружина Штатив с муфтой и лапкой набор грузов , масса каждого по 0,1 кг линейка Что мы будем изучать на сегодняшнем уроке?

Лабораторная работа Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жесткости пружины Цель работы: исследовать, как зависит сила упругости пружины от удлинения пружины и измерить жесткость пружины. Сконструировать прибор для измерения силы.

Правила техники безопасности Долго не держать пружину в растянутом виде, т.к. может возникнуть остаточная деформация и пружина придет в негодность. Аккуратно обращаться с грузами. Не ронять!

Тренировочные задания и вопросы 1.Приведите примеры упругих деформаций. 2.Сформулируйте закон Гука. 3.Всегда ли выполняется закон Гука? Ответ поясните. 4.Как направлена сила упругости? 5.Какая зависимость силы упругости от удлинения пружины?

Порядок выполнения работы 1.Соберите установку. 2.Отметьте и запишите число 0, против которого приходится стрелка-указатель недеформированной пружины пружины. 3.Подвесьте 1 груз известной массы и отметьте число 1 , против которого приходится стрелка-указатель деформированной пружины измерьте вызванное им удлинение пружины. Запишите в таблицу. 4.К первому грузу добавьте второй, третий и четвертый грузы, отмечая положение стрелки-указателя и записывая каждый раз удлинение │ ∆ℓ│ пружины в таблицу. № опыта m, кг mg, Н │∆ℓ│,м 1 2 3 4

5.По результатам измерений постройте график зависимости силы упругости от удлинения и , пользуясь им, определите среднее значение жесткости пружины kср.. Fупр.,Н 0 1 2 3 4 5 6 7 Δℓ, см 5 4 3 2 1

Прибор для измерения силы В пределах применимости закона Гука пружины способны сильно изменять свою длину. Поэтому их часто используют для измерения сил. Пружину растяжение которой проградуировано в единицах силы называют ДИНАМОМЕТР 6.Зарисуйте в тетрадях шкалу полученного вами динамометра, и уменьшите цену его деления. Таким образом погрешность измерения силы вашим динамометром будет меньше, а точность измерения выше.

В выводе запишите самое важное что вы узнали на уроке. Что здесь лишнее?

  • Свидетельство каждому участнику
  • Скидка на курсы для всех участников

  • 16 предметов
  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные наградные документы для учеников и учителей

Номер материала: ДВ-238490

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Лабораторная работа по физике 7 класс ФГОС «Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины»

Задание по лекции 1.3. С.В.Ананичева

Физический эксперимент при изучении физики основной школы в соответствии с требованиями ФГОС

Выполнила Морозова Ольга Анатольевна

учитель физики и математики МБОУ Радищевская СОШ №1

г.Ульяновск, ИПК ПРО,

1. Исследование зависимости одной физической величины от другой и построение графика полученной зависимости.

Задание. Исследовать зависимость силы упругости от удлинения пружины и построить график этой зависимости..

Цель: исследовать зависимость силы упругости от удлинения пружины и построить график этой зависимости.

Приборы и материалы:

Штатив с лапкой и муфтой, пружина от динамометра лабораторного и произвольная для дополнительного задания), набор грузов по 100 г. Линейка ученическая.

собрать установку по рисунку;

установить нулевую отметку линейки на уровне указателя шкалы динамометра;

подвешивая на крючок динамометра по 1, 2, 3, 4 груза, измеряйте соответствующие значения удлинения Δх 1 ; Δх 2 ; Δх 3 ; Δх 4 и F упр1 ; F упр2 ; F упр3 ; F упр4 . Вес одного груза равен 1Н.

Занесите результаты измерений в таблицу:

Сила упругости
F упр , Н

Постройте график зависимости F упр (Δх). Отметьте на координатной плоскости соответствующие значения F упр и Δх. Проведите прямую через начало координат так, чтобы равное количество отмеченных точек оказалось сверху и снизу проведённой прямой.

Сделайте вывод о виде зависимости между силой упругости и удлинением пружины (прямая, обратная пропорциональность)

Дополнительное задание: по построенному графику зависимости силы упругости от удлинения пружины рассчитайте значение коэффициента жёсткости пружины. Повторите работу для другой пружины.

Сделаны верные записи в таблице

*(с учётом погрешности – дополнительный балл)

Верно построен график зависимости (по образцу)

Рассчитано значение коэффициента жёсткости пружины

Записана формула закона Гука
F упр = — k * (Δх).

Записано выражение для коэффициента жёсткости
k = F упр / (Δх).

Проведены верные математические расчёты

Сделан вывод о характере зависимости F упр (Δх).

Рекомендации для перевода баллов в отметку:

3 балла – «3» , выполнены пункты 1,2,4

4 балла – «4», выполнены пункты 1.2,4,6

5 баллов – «5», выполнены пункты 1,2,4,6, сделаны 3*, или 5*.

За все правильно выполненные задания можно поставить дополнительную отметку.

Хорошо успевающим учащимся можно предложить работу с другой пружиной.

  • Свидетельство каждому участнику
  • Скидка на курсы для всех участников

  • 16 предметов
  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные наградные документы для учеников и учителей

Номер материала: ДБ-263988

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Лабораторная работа «Градуирование пружины и измерение сил динамометром», 7 класс
учебно-методический материал (физика, 7 класс) по теме

Описание лабораторной работы «Градуирование пружины и измерение сил динамометром» разработано для обучающихся 7 класса, изучающих предмет «Физика» по программе А.В.Перышкина

Скачать:

Вложение Размер
laboratornaya_rabota_7_klass.docx 11.67 КБ

Предварительный просмотр:

Тема «Градуирование пружины и измерение сил динамометром».

Цель работы – научиться градуировать пружину, получать шкалу с заданной ценой деления, измерять силу при помощи динамометра.

Приборы и материалы: два динамометра, шкала одного из которых закрыта бумагой, штатив с муфтой и лапкой, линейка, набор грузов по 100 грамм, три цилиндра.

I. Градуирование пружины для измерения силы

1.Укрепите динамометр с закрытой шкалой вертикально в лапке штатива. Отметьте горизонтальной чертой нулевое положение указателя динамометра (поставьте цифру 0).

2.Подвесьте к крючку динамометра груз массой 100 г. На этот груз действует сила тяжести 1Н. Новое положение указателя динамометра отметьте чертой и поставьте цифру 1.

3.Подвешивая два, три, четыре груза, отметьте положения указателя и проставьте соответственно цифры 2,3,4.

4.Над цифрой 0 проставьте букву Н, обозначив единицу силы.

5.Поставьте между цифрами 0 и 1, 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4 посередине черточки, определите цену деления полученного динамометра и погрешность измерения.

II.Измерение силы лабораторным динамометром

1.Определите цену деления и погрешность измерения лабораторного динамометра.

2.Измерьте с помощью лабораторного динамометра вес трех цилиндров, результаты измерений запишите с учетом погрешности.

Алюминиевый цилиндр Р=…., с учетом погрешности Р=…………

Железный цилиндр Р=…., с учетом погрешности Р=…………

Латунный цилиндр Р=…., с учетом погрешности Р=…………

Источник

Поделиться с друзьями
Моя стройка