Исследование зависимости периода свободных колебаний шарика, подвешенного на нити, от длины нити
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Используя штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикреплённой к нему нитью, линейку и часы с секундной стрелкой (или секундомер), соберите экспериментальную установку для исследования зависимости периода свободных колебаний шарика, подвешенного на нити, от длины нити. Определите время 30 полных колебаний и вычислите период колебаний для трёх случаев, когда длина нити равна соответственно 1 м, 0,5 м и 0,25 м.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний для трёх длин нити маятника в виде таблицы;

3) вычислите период колебаний для каждого случая, и результаты занесите в таблицу;

4) сформулируйте вывод о зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити.

11. Ис­сле­до­ва­ние за­ви­си­мо­сти ча­сто­ты сво­бод­ных ко­ле­ба­ний ни­тя­но­го ма­ят­ни­ка от длины нити.

Используя шта­тив с муф­той и лапкой, шарик с прикреплённой к нему нитью, ли­ней­ку и часы с се­кунд­ной стрел­кой (или секундомер), со­бе­ри­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку для ис­сле­до­ва­ния за­ви­си­мо­сти ча­сто­ты сво­бод­ных ко­ле­ба­ний ни­тя­но­го ма­ят­ни­ка от длины нити. Ам­пли­ту­да ко­ле­ба­ний ма­ят­ни­ка долж­на быть малой (не более 10–15°). Опре­де­ли­те время для 30 пол­ных ко­ле­ба­ний и вы­чис­ли­те ча­сто­ту ко­ле­ба­ний для трёх случаев, когда длина нити равна, соответственно, 1 м, 0,5 м и 0,25 м. В ответе:

1) сде­лай­те ри­су­нок экс­пе­ри­мен­таль­ной установки;

2) ука­жи­те ре­зуль­та­ты пря­мых из­ме­ре­ний числа ко­ле­ба­ний и вре­ме­ни ко­ле­ба­ний для трёх длин нити ма­ят­ни­ка в виде таблицы;

3) вы­чис­ли­те ча­сто­ту ко­ле­ба­ний для каж­до­го случая, и ре­зуль­та­ты за­не­си­те в таблицу;

4) сфор­му­ли­руй­те вывод о за­ви­си­мо­сти ча­сто­ты сво­бод­ных ко­ле­ба­ний ни­тя­но­го ма­ят­ни­ка от длины нити.Решение.

1) Рисунок экспериментальной установки:

2),3)

4) Вывод: при уменьшении длины нити период свободных колебаний нитяного маятника уменьшается.

Критерии проверки:

Раздел кодификатора ФИПИ: 1.23 Механические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний.

 

Решение.

1. Схема экс­пе­ри­мен­таль­ной установки:

2.

3.

4.

Критерии проверки:

Указание экспертам

 

Погрешность пря­мых измерений ди­на­мо­мет­ра (с учётом силы трения):

Fупр = (2,0 ± 0,2) Н. Зна­че­ния прямых из­ме­ре­ний силы упру­го­сти считаются верными, если они укла­ды­ва­ют­ся в ука­зан­ные границы.

 

Раздел кодификатора ФИПИ: 1.16 Механическая работа. Механическая мощность.

Решение.

1) Схема установки:

2) Работа электрического тока вычисляется по формуле:

 

 

где U — падение напряжения на резистор, I — сила тока, протекающего через резистор, t — время, в течение которого совершается работа.

3) При силе тока 0,5 А напряжение на резисторе составило 5 В.

4) Вычислим сопротивление резистора:

 

 

Таким образом, работа равна:

 

 

Критерии проверки:

Источник: ЕГЭ - 2013, вариант 1332

Раздел кодификатора ФИПИ: 3.8 Работа и мощность электрического тока.

Решение.

1) Схема экспериментальной установки для определения объёма тела изображена на рисунке.

2) .

3) .

4) .

Критерии проверки:

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1333.

Раздел кодификатора ФИПИ: 1.6 Масса. Плотность вещества.

12. Ис­сле­до­ва­ние рав­но­ве­сия рычага (может быть разное количество грузов).

Используя рычаг, три груза, шта­тив и динамометр, со­бе­ри­те уста­нов­ку для ис­сле­до­ва­ния рав­но­ве­сия рычага. Три груза под­весь­те слева от оси вра­ще­ния ры­ча­га сле­ду­ю­щим образом: два груза на рас­сто­я­нии 6 см и один груз на рас­сто­я­нии 12 см от оси. Опре­де­ли­те мо­мент силы, ко­то­рую не­об­хо­ди­мо при­ло­жить к пра­во­му концу ры­ча­га на рас­сто­я­нии 6 см от оси вра­ще­ния ры­ча­га для того, чтобы он оста­вал­ся в рав­но­ве­сии в го­ри­зон­таль­ном положении.

 

В блан­ке ответов:

1) за­ри­суй­те схему экс­пе­ри­мен­таль­ной установки;

2) за­пи­ши­те фор­му­лу для расчёта мо­мен­та силы;

3) ука­жи­те ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ний при­ло­жен­ной силы и длины плеча;

4) за­пи­ши­те чис­ло­вое зна­че­ние мо­мен­та силы.

 

13. Из­ме­ре­ние ра­бо­ты силы упру­го­сти при рав­но­мер­ном подъёме гру­зов с ис­поль­зо­ва­ни­ем не­по­движ­но­го блока (может быть разное количество грузов).

Используя шта­тив с муфтой, не­по­движ­ный блок, нить, два груза и динамометр, со­бе­ри­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку для из­ме­ре­ния ра­бо­ты силы упру­го­сти при рав­но­мер­ном подъёме гру­зов с ис­поль­зо­ва­ни­ем не­по­движ­но­го блока. Опре­де­ли­те работу, со­вер­ша­е­мую силой упру­го­сти при подъёме двух соединённых вме­сте гру­зов на вы­со­ту 10 см.

 

В ответе:

1) сде­лай­те ри­су­нок экс­пе­ри­мен­таль­ной установки;

2) за­пи­ши­те фор­му­лу для расчёта ра­бо­ты силы упругости;

3) ука­жи­те ре­зуль­та­ты пря­мых из­ме­ре­ний силы упру­го­сти и пути;

запишите чис­ло­вое зна­че­ние ра­бо­ты силы упругости.

Решение.

1. Схема экс­пе­ри­мен­таль­ной уста­нов­ки при­ве­де­на на рисунке.

2. M = FL.

3. F = 4,0 Н;

L = 0,06 м.

4. M = 0,24 Н · м.

Критерии проверки:

Указание экспертам

 

Погрешности пря­мых измерений: F = (4,0 ± 0,2) Н; L = (0,060 ± 0,005) м

 

Раздел кодификатора ФИПИ: 1.19 Простые механизмы. «Золотое правило» механики.

 

 

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

1. Опре­де­ле­ние элек­три­че­ско­го со­про­тив­ле­ния резистора.

Используя ис­точ­ник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, со­еди­ни­тель­ные провода, резистор, обо­зна­чен­ный R2, со­бе­ри­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку для опре­де­ле­ния элек­три­че­ско­го со­про­тив­ле­ния резистора.

При по­мо­щи рео­ста­та уста­но­ви­те в цепи силу тока 0,2 А.

В ответе:

1) на­ри­суй­те элек­три­че­скую схему эксперимента;

2) за­пи­ши­те фор­му­лу для расчёта элек­три­че­ско­го сопротивления;

3) ука­жи­те ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ния на­пря­же­ния при силе тока 0,2 А;

4) за­пи­ши­те чис­лен­ное зна­че­ние элек­три­че­ско­го со­про­тив­ле­ния резистора.

 

Дата: 2019-05-28, просмотров: 210.