Лабораторная работа 1 Исследование движения тела под действием постоянной силы
 Скачать 0.69 Mb.
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА _____________________________________________________________________________ ЦЕЛЬ РАБОТЫ: определить температуру и влажность воздуха в помещении, сравнить полученные результаты с санитарными нормами. ОБОРУДОВАНИЕ: термометр лабораторный от 0 до 100°С, кусочек марли, стакан с водой комнатной температуры, психрометрическая таблица. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ Психрометр состоит из двух термометров, один из которых обмотан влажной тканью. Вода с ткани испаряется, и вследствие этого влажный термометр охлаждается: показание влажного термометра меньше, чем сухого. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется вода. Поэтому по разности показаний двух термометров можно измерять влажность воздуха. С помощью психрометрической таблицы по разности показаний термометров определяют относительную влажность воздуха. ХОД РАБОТЫ: 1. Определил(а) и записал(а) цену деления лабораторного термометра. 2. Лабораторным термометром измерил температуру воздуха в помещении. Результаты измерений записал(а) в таблицу (графа «сухого»). 3. Резервуар термометра обернул(а) кусочком увлажненной марли. Подержал(а) «влажный» термометр некоторое время в воздухе. После того как понижение температуры прекратилось, записал(а) показания термометра в таблицу (графа «влажного») 4. Нашел(а) разность показаний сухого и влажного термометров, записал(а) результат в таблицу. 5.С помощью психрометрической таблицы определил(а) и записал(а) относительную влажность воздуха в помещении, результат записал(а) в таблицу. 6. ЗАПОЛНИЛ(А) ТАБЛИЦУ: Цена деления термометра:__________ погрешность термометра:__________
Воздушно-тепловой режим в помещении: оптимальное состояние воздушной среды помещения должно обеспечиваться поддержанием нормальной температуры, влажности и состава воздуха, работой вентиляционных устройств и режимом проветривания помещений. Температура воздуха в помещении должна быть в пределах 18-21°С, относительная влажность воздуха должна быть в пределах40-60%. Проветривание учебного помещения осуществляется до начала занятий и после их окончания. Длительность проветривания определяется в зависимости от температуры наружного воздуха согласно таблице №1. 7. Используя результаты лабораторной работы и санитарно-гигиенические требования к состоянию воздушной среды, сделал(а) вывод о соответствии состояния воздушной среды в помещении санитарным нормам. Таблица №1
ВЫВОД: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ: Разность показаний сухого и влажного термометров равна 4°С. Относительная влажность равна 60%. Чему равны показания сухого и влажного термометров? Влажность воздуха равна 78%, показание сухого термометра равно 12°С. Какую температуру показывает влажный термометр? Дополнительное задание: Определил(а) абсолютную влажность воздуха в помещении, используя таблицу: «Зависимость давления и плотности насыщенного водяного пара от температуры».   Результаты записал(а) в таблицу:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 Измерение поверхностного натяжения жидкости Цель работы: на опыте измерить коэффициент поверхностного натяжения воды. Оборудование: воронка с зажимом на штативе, пластмассовый стаканчик мерный, стакан с водой, весы с набором гирь, штангенциркуль. Теоретическая часть Молекулы поверхностного слоя жидкости сильнее притягиваются друг к другу, чем к молекулам воздуха. Поэтому они обладают избытком потенциальной энергии по сравнению с энергией молекул внутри жидкости. Это приводит к тому, что поверхностный слой жидкости подобен тонкой упругой пленке и стремится сократить свои размеры. Так возникает сила поверхностного натяжения жидкости, которая зависит от рода жидкости и определяется по формуле: F = σ l, где σ – коэффициент поверхностного натяжения жидкости, l — длина. Для измерения коэффициента поверхностного натяжения жидкости в данной работе используют метод капель. ХОД РАБОТЫ Измерил(а) внутренний диаметр D стеклянной трубки воронки. Определил(а) длину окружности шейки капли воды, которая в момент отрыва от трубки определяется по формуле: l = 0,9 π D Взвесил(а) пустой пластмассовый стаканчик, и результаты всех измерений внес(ла) в таблицу. Закрыл(а) зажим. Налил(а) воду в воронку из отливного стакана . Подставил(а) этот же стакан под воронку и, плавно вращая зажим, отрегулировал(а) его так, чтобы капли из воронки капали с частотой, примерно, одна капля в 1 с. Убрал(а) из-под воронки отливной стакан и поставил(а) вместо него пластмассовый стаканчик. Отсчитал(а) в него 100 капель. Взвесил(а) стаканчик со 100 каплями воды. Определил(а) массу 100 капель: m100 = m2 – m1 и массу одной капли:  8. Вычислил(а) коэффициент поверхностного натяжения воды по формуле: σ =  =  9. Результаты вычислений внес(ла) в таблицу.
Расчет погрешности измерений. 1. По таблице коэффициента поверхностного натяжения жидкости определил(а) значение σводы и рассчитал(а) абсолютную погрешность измерений по формуле: ∆σ = |σводы – σ эксп | 2. Определил(а) относительную погрешность измерений по формуле: ε =∆σ/σ воды *100% Результаты вычислений погрешности внес(ла) в таблицу. Вывод: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 Наблюдение роста кристаллов из раствора _____________________________________________________________________________ Цель работы: наблюдать рост кристаллов из раствора. Оборудование: медный купорос, азотнокислый калий, хлористый натрий, хлористый аммоний, термометр, химические стаканы, электрическая плитка, воронка, стеклянная палочка, вата, карандаши, прочные нити Теоретическая часть Есть и такие кристаллы, которые в природе редки и ценятся дорого, а в технике нужны. Поэтому разработаны лабораторные и заводские методы выращивания кристаллов алмаза, кварца, корунда. В лабораториях выращивают большие кристаллы, необходимые для техники и науки, искусственные драгоценные камни, кристаллические материалы для точных приборов; там создают и те кристаллы, которые изучают кристаллографы, физики, химики, металловеды, минералоги, открывая в них новые замечательные явления и свойства. А самое главное, искусственно выращивая кристаллы, создают вещества, каких вообще нет в природе, множество новых веществ с нужными для техники свойствами, так сказать, кристаллов “по мерке”, или “на глаз”. В лабораториях кристаллы выращивают из расплавов и растворов, из паров и из твердых веществ. Для этого есть много остроумных способов, сложных приборов и установок. Рост больших однородных и чистых кристаллов длится иногда долгие месяцы. Выращивают кристаллы разными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается, и они выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллы правильной формы. При быстром охлаждении центров кристаллизации образуется много, сам процесс идет активнее, правильных кристаллов не получится: ведь множество быстро растущих кристаллов мешают друг другу. Другой метод выращивания кристаллов, постепенное удаление воды из насыщенного раствора. И в этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получаются кристаллы. Можно оставить открытый сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок, вода при этом будет испаряться медленно. Особенно если сверху положить лист бумаги, который еще и защитит раствор от пыли. По мере испарения воды из открытого сосуда насыщенный раствор становится пересыщенным. И в нем начинают расти кристаллы. Растущий кристалл можно повесить на нити в насыщенный раствор или положить на дно сосуда. Скорость выращивания кристаллов еще зависит и от количества соли в растворе. Раствор, в котором выращивают кристаллы, должен быть насыщенным. Когда кристаллический зародыш уже образовался и начинает расти, часть растворенного материала переходит их раствора на кристалл и концентрация раствора вблизи кристалла падает, он становится ненасыщенным. Казалось бы, в этот момент рост кристалла должен прекратиться, но вещество из отдаленных участков раствора с более высокой концентрацией начинает поступать к граням кристалла и процесс продолжается. ХОД РАБОТЫ Для выращивания кристаллов воспользуемся таблицей растворимости веществ в 100 граммах воды. Число граммов растворимости вещества в 100г воды. Таблица 1.
Для многих веществ растворимость увеличивается с повышением температуры. Для некоторых веществ, например, азотнокислого калия это увеличение довольно резкое. При выполнении работы использовалась вода при 100 0С, порошки данных веществ, термометр, химические стаканы, электрическая плитка, воронка, стеклянная палочка, вата, карандаши, прочные нити. Нагрев воду, растворили в ней определенное количество каждого вещества по отдельности и получили насыщенные растворы, то есть растворы, в которых данное вещество больше не растворяется. Отфильтровали воду и слили в чистые сосуды, опустили в них закрепленные к карандашам прочные нити с грузиками. В качестве грузиков использовали скрепки. В начальный момент времени растворы охладились и стали пересыщенными. В дальнейшем происходило медленное испарение растворов при комнатной температуре. В течение нескольких недель мы наблюдали за тем, как растут кристаллы. Результат наблюдений занес(ла) в таблицу. Таблица 2. Рост кристаллов.
В конце опыта, образовавшиеся кристаллы достал(а) из растворов, осушил(а) бумажными салфетками и уложил(а) в специальные коробочки. Вывод: ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Итак, в ходе проводимого эксперимента получили: ярко-синий прозрачный кристалл медного купороса, представляющий собой пластинчатые многогранники ; розовый игольчатый кристалл азотнокислого калия; белый прозрачный кристалл хлористого натрия; кристалл неопределенной формы с голубоватым оттенком хлористого аммония (Приложение13 ). Заключение В нашей работе мы рассмотрели вопросы об особенностях кристаллов, о том, как растут кристаллы в природе и как их можно вырастить в лабораторных условиях, научились делать насыщенные растворы некоторых веществ и наблюдать за кристаллизацией этих веществ. В результате мы убедились, в том, что кристаллы каждого вещества имеют свою скорость кристаллизации, свою форму и свой цвет.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 Изучение закона Ома для участка цепи ___________________________________________________________________________________________ Цель работы: научиться определять величину сопротивления с помощью амперметра и вольтметра. Убедиться, что сопротивление проводника не зависит от силы тока в нем и напряжения на его концах. Оборудование: источник электропитания, амперметр, вольтметр, проволочный резистор R1, ключ, соединительные провода, металлический планшет. Теоретическая часть Электрический ток - это упорядоченное движение свободных заряженных частиц. Сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t, т.е. J= q/t Силу тока определяет электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в 1с. Единица измерения силы тока называется АМПЕР (А). Напряжением называется отношение работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку. Единица измерения напряжения называется В О Л Ь Т (В). Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника. Она зависит от своств проводника, т.е. от сопротивления проводника. Величина, характеризующая противодействие электрической цепи прохождению электрического тока, называется сопротивлением. Единица сопротивления называется ОМ (Ом). Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома: сила тока на участке цени прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. I= U /R Следовательно, сопротивление проводника можно определять по формуле: R=U/I ХОД РАБОТЫ 1.Собрал(а) электрическую цепь по схеме. Двигая ползунок реостата определил(а) значения силы тока и напряжения в цепи, показания занес(ла) в таблицу. По данным таблицы построил(а) график.   
2. Собрал(а) базовую цепь. Напряжение на вольтметре держал(а) на одной величине (двигая ползунок реостата). В цепь поместил(а) резисторы с разным сопротивлением. Занес(а) значения силы тока и сопротивления в таблицу, по значениям построил(а) график.   
 Заполнил(а) таблицу для записи результатов измерений и вычислений:
Повторил(а) опыт еще два раза, установив ползунок переменного сопротивления сначала в среднее положение, а затем в другое крайнее положение. Отключил(а) источник питания от сети. Вычислил(а), применяя закон Ома для участка цепи, величину сопротивления R1, используя результаты измерений, полученные в каждом из трех опытов. Сопоставив величины сопротивлений, измеренные при разных режимах работы электрической цепи, сделал(а) вывод о том, зависит ли сопротивление проводника от силы тока в нем и приложенного к нему напряжения. Вывод: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10 Изучение явления электромагнитной индукции _____________________________________________________________________________ Цель работы: изучить условия возникновения индукционного тока, ЭДС индукции. Оборудование: катушка, два полосовых магнита, миллиамперметр. Теоретическая часть Взаимная связь электрических и магнитных полей была установлена выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Он открыл явление электромагнитной индукции. Многочисленные опыты Фарадея показывают, что с помощью магнитного поля можно получить электрический ток в проводнике. Явление электромагнитной индукциизаключается в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур. Ток, возникающий при явлении электромагнитной индукции, называют индукционным. В электрической цепи (рисунок 1) возникает индукционный ток, если есть движение магнита относительно катушки, или наоборот. Направление индукционного тока зависит как от направления движения магнита, так и от расположения его полюсов. Индукционный ток отсутствует, если нет относительного перемещения катушки и магнита.  Рисунок 1. Строго говоря, при движении контура в магнитном поле генерируется не определенный ток , а определенная э. д. с.   Рисунок 2. Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции Eинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:  Эта формула выражает закон Фарадея:э. д. с. индукции равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром. Знак минус в формуле отражает правило Ленца. В 1833 году Ленц опытным путем доказал утверждение, которое называется правилом Ленца: индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток. При возрастании магнитного потока Ф>0, а εинд < 0, т.е. э. д. с. индукции вызывает ток такого направления, при котором его магнитное поле уменьшает магнитный поток через контур. При уменьшении магнитного потокаФ<0, а εинд > 0, т.е. магнитное поле индукционного тока увеличивает убывающий магнитный поток через контур. Правило Ленца имеет глубокий физический смысл – оно выражает закон сохранения энергии: если магнитное поле через контур увеличивается, то ток в контуре направлен так, что его магнитное поле направлено против внешнего, а если внешнее магнитное поле через контур уменьшается, то ток направлен так, что его магнитное поле поддерживает это убывающее магнитное поле. ЭДС индукции зависит от разных причин. Если вдвигать в катушку один раз сильный магнит, а в другой — слабый, то показания прибора в первом случае будут более высокими. Они будут более высокими и в том случае, когда магнит движется быстро. В каждом из проведённых в этой работе опыте направление индукционного тока определяется правилом Ленца. Порядок определения направления индукционного тока показан на рисунке 2. На рисунке синим цветом обозначены силовые линии магнитного поля постоянного магнита и линии магнитного поля индукционного тока. Силовые линии магнитного поля всегда направлены от N к S – от северного полюса к южному полюсу магнита. По правилу Ленца индукционный электрический ток в проводнике, возникающий при изменении магнитного потока, направлен таким образом, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. Поэтому в катушке направление силовых линий магнитного поля противоположно силовым линиям постоянного магнита, ведь магнит движется в сторону катушки. Направление тока находим по правилу буравчика: если буравчик (с правой нарезкой) ввинчивать так, чтобы его поступательное движение совпало с направлением линий индукции в катушке, тогда направление вращения рукоятки буравчика совпадает с направлением индукционного тока. Поэтому ток через миллиамперметр течёт слева направо, как показано на рисунке 1 красной стрелкой. В случае, когда магнит отодвигается от катушки, силовые линии магнитного поля индукционного тока будут совпадать по направлению с силовыми линиями постоянного магнита, и ток будет течь справа налево. Вывод:____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11 Определение показателя преломления стекла _____________________________________________________________________________ Цель работы: определить показатель преломления стекла с помощью плоскопараллельной пластинки. Оборудование: плоскопараллельная пластинка, булавки, линейка, транспортир. Теоретическая часть После прохождения через стеклянную плоскопараллельную пластинку луч света смещается, однако его направление остается прежним. Анализируя ход луча света, можно с помощью геометрических построений определить показатель преломления стекла  , где  и  - соответственно угол падения и угол преломления светового луча.Ход работы Положил(а) на стол лист картона, а на него – стеклянную пластинку. Воткнул(а) в картон по одну сторону пластинки две булавки – 1 и 2 так, чтобы булавка 2 касалась грани пластинки. Они будут отмечать направление падающего луча. Глядя сквозь пластинку, воткнул(а) третью булавку так, чтобы смотреть сквозь пластинку, она закрывала первые две. При этом третья булавка тоже должна касаться пластины.  Убрал(а) булавки, обведите пластину карандашом и в местах проколов листа картона булавками поставил(а) точки. Начертил(а) падающий луч 1-2, преломленный луч 2-3, а также перпендикуляр к границе пластинки. Отметил(а) на лучах точки А и В такие, что ОА=ОВ. Из точек А и В опустил(а) перпендикуляры АС и ВD на перпендикуляр к границе пластинки.  Измерив АС и ВD, вычислил(а) показатель преломления стекла, используя формулы: ;  ;  ;  Повторил(а) опыт и расчеты, изменив угол падения .Результаты измерений и вычислений записал(а) в таблицу.
Вывод: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12 Изучение интерференции и дифракции света (с применением компьютерных технологий) _____________________________________________________________________________ Цель работы: наблюдение интерференции и дифракции света. Оборудование: персональные компьютеры в кабинете информатики, программа « Виртуальная физика7-11» раздел «Лабораторные работы – Оптика – Интерференция света – Дифракция света – Дифракционный предел разрешения». ХОД РАБОТЫ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
