Лабораторные работы по физике 10-12 класс скачать

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Вечерняя (сменная) общеобразовательная школа №11» при федеральном казенном

учреждении «Исправительная колония №2 Управления Федеральной службы исполнения

наказаний по Брянской области»

ФИЗИКА

Базовый уровень

Лабораторные работы (10 - 12 класс)

Автор-составитель Голенок Н.П.

2020г.

Содержание

Источники:

1. Физика. 10 класс : учеб. для общеобразоват. организаций : базовый уровень /

Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский; под ред. Н.А. Парфентьевой. – М.:

Просвещение, 2018

2. Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. организаций : базовый уровень /

Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин; под ред. Н.А. Парфентьевой. – М.:

Просвещение, 2018

№

Тема работы

Класс

1

Изучение движения тела по окружности

10

2

Измерение жёсткости пружины

3

Измерение коэффициента трения скольжения

4

Изучение движения тела, брошенного горизонтально

5

Изучение закона сохранения механической энергии

6

Изучение равновесия тела под действием нескольких сил

7

Экспериментальная проверка закона Гей-Люссака

8

Последовательное и параллельное соединения проводников

11

9

Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока

10

Наблюдение действия магнитного поля на ток

11

Изучение явления электромагнитной индукции

12

Определение ускорения свободного падения при помощи маятника

13

Измерение показателя преломления стекла

12

14

Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы

15

Измерение длины световой волны

16

Оценка информационной ёмкости компакт-диска (СD)

17

Наблюдение сплошного и линейчатого спектров

№ 1. ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА ПО ОКРУЖНОСТИ

Цель работы: определить центростремительное ускорение шарика при его равномерном движении по

окружности.

О б о р у д о в а н и е : штатив с муфтой и лапкой, лента измерительная, циркуль, динамометр

лабораторный, весы с разновесами, шарик на нити, кусочек пробки с отверстием, лист бумаги, линейка.

Порядок в ы п о л н е н и я работы.

1. Определите массу шарика на весах с точностью до 1 г.

2. Нить проденьте сквозь отверстие в пробке и зажмите пробку в лапке штатива (рис. Л.2, б).

3. Начертите на листе бумаги окружность, радиус которой около 20 см. Измерьте радиус с

точностью до 1 см.

4. Штатив с маятником расположите так, чтобы продолжение нити проходило через центр

окружности.

5. Взяв нить пальцами у точки подвеса, вращайте маятник так, чтобы шарик описывал такую же

окружность, как и начерченная на бумаге.

6. Отсчитайте время, за которое маятник совершает заданное число (например, в интервале от 30 до

60) оборотов.

7. Определите высоту конического маятника. Для этого измерьте расстояние по вертикали от центра

шарика до точки подвеса.

8. Найдите модуль центростремительного ускорения по формулам:

9. Оттяните горизонтально расположенным динамометром шарик на расстояние, равное радиусу

окружности, и измерьте модуль составляющей F. Затем вычислите ускорение по формуле:

10. Результаты измерений (в СИ) и вычислений занесите в таблицу.

Номер

опыта

R, м

N

t, с

Т, с

h, м

т, кг

а

1,

м/с

2

а

2,

м/с

2

а

3,

м/с

2

Сравните полученные три значения модуля центростремительного ускорения и сделайте вывод.

________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 2. ИЗМЕРЕНИЕ ЖЁСТКОСТИ ПРУЖИНЫ

Цель р а б о т ы : определить жёсткость пружины, а также исследовать зависимость жёсткости от

толщины проволоки, из которой изготовлена пружина.

О б о р у д о в а н и е : штатив с муфтой и лапкой, пружинный динамометр, пружина, отличающаяся по

толщине проволоки от пружины динамометра, три груза, линейка.

П о р я д о к в ы п о л н е н и я р а б о т ы .

1. Укрепите динамометр на штативе.

2. Измерьте динамометром вес первого, второго и третьего грузов, а линейкой удлинение х пружины

динамометра в каждом случае.

3. Укрепите на штативе пружину, поставьте рядом линейку, запишите значение высоты h

0

, на которой

находится нижний конец пружины в недеформированном состоянии.

4. Поочерёдно подвесьте грузы и определите положение нижнего конца пружины (высоту h

i

) в трёх

случаях.

5. Используя полученные данные и учитывая, что в нашем случае F

упр

= P, сделайте расчёты.

6. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Номер

опыта

Р,

Н

х,

мм

h

0,

мм

h

i,

мм

∆h

i,

мм

k

1,

Н/м

k

1СР,

Н/м

k

2,

Н/м

k

2СР,

Н/м

1

2

3

Сделайте вывод о зависимости жёсткости от толщины проволоки, из которой изготовлена пружина.

________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 3. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

Цель работы: определить коэффициент трения скольжения и его зависимость от свойств

поверхности.

О б о р у д о в а н и е : доска, два разных бруска, различающиеся по гладкости поверхностей, лист

плотной бумаги, штатив, линейка.

П о р я д о к в ы п о л н е н и я р а б о т ы .

1. Измерьте длину l доски.

2. На штативе укрепите кусок плотной бумаги, как показано на рисунке Л.3. Нижний конец листа

должен касаться стола.

3. Положите первый брусок на доску.

4. Один конец доски не должен двигаться, поэтому прижмите его к какой-нибудь опоре, например к

стопке книг. Начинайте медленно поднимать доску за другой конец.

Зафиксируйте, на какой высоте будет находиться конец доски, при которой брусок начнёт скользить.

Проведите на бумаге черту.

5. Измерьте расстояние h

1

на бумаге от нижнего края до черты.

6. Повторите опыт три раза.

7. Проведите аналогичные опыты со вторым бруском и измерьте расстояние h

2

.

8. Сделайте расчёт основания наклонной плоскости для каждого случая по формуле d = √ l

2 –

h

2

и коэффициента трения по формуле µ = tgα = h / d

9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Номер

опыта

l, см

h

1

, см

h

2

, см

d

1

, см

µ

1

µ

1ср

d

2

, см

µ

2

µ

2ср

1

2

3

10. Переверните брусок на другую грань и повторите опыт. Проверьте, существенно ли различается

высота подъёма конца доски, при которой брусок начинает скользить. Сделайте вывод.

______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 4. ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА, БРОШЕННОГО ГОРИЗОНТАЛЬНО

Цель р а б о т ы : проверить закон независимости движений на примере движения тела, брошенного

горизонтально.

О б о р у д о в а н и е : небольшой шарик, жёлоб, линейка, секундомер, указка, ящик с песком.

П о р я д о к в ы п о л н е н и я р а б о т ы . Работу должны выполнять

двое учащихся.

1. Поставьте на поверхность стола жёлоб, по которому будет катиться шарик, таким образом, чтобы

его конец совпал с концом стола.

2. Измерьте высоту h, с которой будет падать шарик, как только он оторвётся от поверхности жёлоба.

3. Первый учащийся ударяет указкой по шарику так, чтобы он двигался по жёлобу.

Второй учащийся включает секундомер, когда шарик оторвётся от жёлоба, и выключает, когда

услышит удар о пол.

4. Два раза, изменив силу, с которой вы ударяете шарик, измените его скорость. Измерьте время

падения шарика.

5. Поставьте ящик с песком в месте, где предположительно упадёт шарик. Ударьте по шарику и

определите расстояние l от стола до точки падения.

6. Передвиньте ящик и ударьте по шарику слабее. Измерьте расстояние от стола то точки падения

шарика.

7. Зная высоту h, с которой падал шарик, и ускорение свободного падения, вычислите время

движения шарика t = √2*h/g. Сравните рассчитанное значение времени падения со средним

временем падения, определённым из опыта. Сделайте вывод.

8. Определите из формулы I = v

0 *

t начальную скорость шарика для каждого из измеренных значений

дальности полёта.

9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Номер

опыта

h, см

t

i,

с

t

ср

, с

t = √2*h/g, с

l

i

, см

v

i

= l

i

/ t

ср,

см/с

1

2

3

Выбрав правильный масштаб по осям ОХ и OY и воспользовавшись уравнением траектории,

Постройте траекторию движения шарика для одного из найденных значений начальной скорости.

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 5. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Цель р а б оты : научиться измерять потенциальную энергию поднятого над землёй тела и

деформированной пружины; сравнить два значения потенциальной энергии системы.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, динамометр лабораторный, линейка, груз массой m на

нити длиной l набор картонок толщиной порядка 2 мм, краска и кисточка.

У к а з а н и я к р а б о т е.

Для выполнения работы собирают установку, показанную на рисунке Л.4

П о р я д о к в ы п о л н е н и я р а б о т ы .

1. Привяжите груз к одному концу нити, другой конец нити привяжите к

крючку динамометра и измерьте вес груза F

Т

= mg (в данном случае вес груза

равен силе тяжести).

2. Измерьте длину l нити, на которой привязан груз.

3. На нижний конец груза нанесите немного краски.

4. Поднимите груз до точки закрепления нити к крючку динамометра.

5. Отпустите груз и убедитесь по отсутствию краски на столе, что груз не

касается его при падении.

6. Повторяйте опыт, каждый раз подкладывая картонки до тех пор, пока на верхней картонке не

появятся следы краски.

7. Взявшись за груз рукой, растяните пружину до его соприкосновения с верхней картонкой и

измерьте динамометром максимальную силу упругости F

ynp

и линейкой максимальное растяжение

пружины ∆1, отсчитывая его от нулевого деления динамометра.

8. Вычислите высоту, с которой падает груз: h = l + ∆l (это высота, на которую смещается центр

тяжести груза).

9. Вычислите потенциальную энергию поднятого груза: Е

п1

= mg(l + ∆l).

10. Вычислите энергию деформированной пружины: Е

п2

= F

ynp

(∆l/2)

11. Результаты измерений (в СИ) и вычислений занесите в таблицу

F

Т

= mg,

Н

l, м

∆l, м

F

ynp,

м

h = l + ∆l, м

Е

п1

= mg(l + ∆l), Дж

Е

п2

= F

ynp

(∆l/2), Дж

12. Сравните значения энергий Е

п1

и Е

п2

. Подумайте, почему значения этих энергий совпадают не

совсем точно.

________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 6. ИЗУЧЕНИЕ РАВНОВЕСИЯ ТЕЛА ПОД ДЕЙСТВИЕМ НЕСКОЛЬКИХ СИЛ

Цель р а б о т ы : убедиться в правильности первого и второго условий равновесия.

Т е о р е т и ч е с к а я ч а с т ь.

Для равновесия твёрдого тела необходимо и достаточно выполнение двух условий:

1) векторная сумма внешних сил, действующих на тело, должна быть равна нулю;

2) алгебраическая сумма моментов сил, действующих на твёрдое тело, относительно оси вращения

должна быть равна нулю.

О б о р у д о в а н и е : три динамометра, небольшое колечко, набор грузиков, планка с отверстиями,

штатив, транспортир.

П о р я д о к в ы п о л н е н и я р а б о т ы.

Проверьте первое условие равновесия.

1. Укрепите конец одного из динамометров (рис. Л.5). Второй его конец зацепите за кольцо.

2. Зацепите два других динамометра за это же кольцо и тяните таким образом, чтобы два последних

динамометра образовывали прямой угол. Когда кольцо станет неподвижным, снимите показания

динамометров.

3. Повторите опыт, стараясь расположить динамометры так, чтобы угол между ними был 120°.

Снимите показания динамометров.

4. Запишите результаты измерений в таблицу

Номер опыта

F

1,

H

F

2

, H

F

3

, H

5. Рассчитайте равнодействующую сил F

2

и F

3

: Сравните полученное значение со значением F

1

.

Сделайте вывод.

6. Нарисуйте три силы под углом 120°. Убедитесь в том, что при равновесии эти силы равны.

Проверьте второе условие равновесия.

1. Возьмите планку с отверстиями (рис. Л.6, а) и закрепите её на штативе.

2. С одной стороны от точки закрепления на расстоянии 1

1

= 4 см

подвесьте грузик массой т

1

.

3. Подвешивайте меньший грузик массой т

2

с другой стороны на

разных расстояниях 1

2

до тех пор, пока планка не установится

горизонтально. Запишите значения масс грузиков и расстояний от

точки закрепления планки до грузиков в таблицу.

4. К первому грузику на левой стороне планки подвесьте ещё один грузик массой т

3

.

5. С правой стороны подвесьте ещё один грузик массой т

4

на таком расстоянии 1

4

, чтобы планка

опять вернулась в горизонтальное положение. Запишите все значения в таблицу.

Номер опыта

т

1

, г

l

1

, см

т

2

, г

1

2

, см

т

3

, г

l

3

, см

т

4

, г

l

4

, см

1

2

3

При подвешивании грузика на планку действует сила давления крючка (рис. Л.6, б). Эта сила

давления по третьему закону Ньютона равна силе, действующей на крючок, которая, в свою очередь,

равна силе тяжести, так как грузик находится в состоянии равновесия. Поэтому при расчётах можно

использовать силу тяжести грузика.

По данным таблицы 9 вычислите сумму моментов сил, действующих на планку и алгебраическую сумму

сил, действующих на планку. Сделайте вывод.

__________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНА ГЕЙ-ЛЮССАКА

Цель р а б оты : экспериментально проверить справедливость соотношения V

1

/V

2

= T

1

/T

2

О б о р у д о в а н и е : стеклянная трубка, запаянная с одного конца, длиной 600 мм и диаметром 8—10

мм; цилиндрический сосуд высотой 600 мм и диаметром 40—50 мм, наполненный горячей водой (t » 60

°С); стакан с водой комнатной температуры; пластилин.

П о р я д о к в ы п о л н е н и я р а б о т ы .

1. Подготовьте бланк отчёта с таблицей для записи результатов измерений и вычислений

(инструментальные погрешности определяются с помощью таблицы 1).

Измерено

Вычислено

l

1

,

мм

l

2

,

мм

t

1

,

о

С

t

2

,

о

С

∆

и

l,

мм

∆

o

l,

мм

∆l,

мм

T

1

,

К

T

2

,

К

∆

и

T,

К

∆

o

T,

К

∆T,

К

l

1

/l

2

ԑ

1

,

%

∆

1

T

1

/T

2

ԑ

2

,

%

∆

2

2. Подготовьте стакан с водой комнатной температуры и сосуд с горячей водой.

3. Измерьте длину 1

1

стеклянной трубки и температуру воды в цилиндрическом сосуде.

4. Приведите воздух в трубке во второе состояние так, как об этом сказано выше. Измерьте длину 1

2

воздушного столба в трубке и температуру окружающего воздуха Т

2

.

5. Вычислите отношения l

1

/l

2

и T

1

/T

2

, относительные (ԑ

1

и ԑ

2

) и абсолютные (∆

1

и ∆

2

) погрешности

измерений этих отношений.

6. Сравните отношения l

1

/l

2

и T

1

/T

2

и сделайте вывод о справедливости закона Гей-Люссака.

________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 8. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ

Цель работы: проверить основные закономерности последовательного и параллельного соединений

проводников (резисторов), а также справедливость формул для определения эквивалентного

сопротивления.

О б о р у д о в а н и е : источник тока, резисторы, амперметр, вольтметр, реостат, соединительные

провода, ключ.

П о р я д о к в ы п о л н е н и я р а б о т ы .

1. Соберите схему, состоящую из соединённых последовательно источника тока, реостата,

амперметра, одного резистора (рис. Л.8).

2. Подключите к точкам С и D вольтметр параллельно резистору.

3. Замкните цепь и измерьте силу тока 1

1

и напряжение U

1

.

4. Замените первый резистор вторым и измерьте

силу тока 1

2

и напряжение U

2

.

5. Подключите между точками С и D оба резистора последовательно. Параллельно им подключите

вольтметр. Измерьте силу тока 1

3

и напряжение U

3

.

6. Соедините резисторы параллельно, подключите их между точками С и D, затем параллельно им

подключите вольтметр. Измерьте силу тока 1

4

и напряжение U

4

.

7. Результаты измерений запишите в таблицу

I

1

, A

U

1

, В

I

2

, A

U

2

, В

I

3

, A

U

3

, В

I

4

, A

U

4

, В

8. Проведите расчёты и заполните таблицу

R

1

, Ом

R

2

, Ом

R

пос

, Ом

R

пар

, Ом

R

пос

, Ом

R

пар

, Ом

Сравните значения эквивалентных сопротивлений при последовательном и параллельном соединениях

резисторов. Возможное несовпадение результатов объясняется погрешностями измерений.

9. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерений.

Оцените, насколько ошибки измерений повлияли на совпадение результатов. Запишите окончательные

результаты измерений сопротивлений для каждого случая в виде

R - ∆R ≤ R ≤ R + ∆R.

Сделайте вывод о справедливости приведённых выше формул.

________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 9. ИЗМЕРЕНИЕ ЭДС И ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА

Цель р а б о т ы : научиться измерять ЭДС источника тока и косвенными измерениями определять его

внутреннее сопротивление.

О б о р у д о в а н и е : аккумулятор или батарейка для карманного фонаря, вольтметр, амперметр,

реостат, ключ.

П о р я д о к в ы п о л н е н и я р а б о т ы .

1. Подготовьте бланк отчёта со схемой электрической цепи и таблицами 13 и 14 для записи

результатов измерений и вычислений.

Л.9.

Таблица 13

Номер

опыта

Измерено

Вычислено

опыта

U

пр

, B

I

пр

, A

Ɛ

пр

, В

r

пр

, Ом

r

пр. ср

, Ом

Таблица 14

∆

и

U, B

∆

o

U, B

∆U, B

ԑ

U

, %

ԑ

, %

∆I

и

, A

∆I

о

, A

∆I, A

ԑ

I

, %

ԑ

r

, %

2. Соберите электрическую цепь согласно рисунку Л.9. Проверьте надёжность электрических

контактов, правильность подключения амперметра и вольтметра.

3. Проверьте работу цепи при разомкнутом и замкнутом ключе.

4. Измерьте ЭДС источника тока.

5. Снимите показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе для трёх положений движка

реостата и вычислите г

пр

. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 13.

6. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерения ЭДС и внутреннего

сопротивления источника тока, используя данные о классе точности приборов. Занесите все данные в

таблицу 14.

7. Запишите результаты измерений ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока:

Ɛ = Ɛ

пр

± ∆Ɛ, ԑ

ԑ

= %;

R = r

пр

± ∆r, ԑ

r

= %.

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 10. НАБЛЮДЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НАТОК

Цель р а б о т ы : исследовать взаимодействие тока с постоянным магнитом.

О б о р у д о в а н и е : источник тока, реостат, ключ, витки проволоки, катушка, полосовой магнит,

штатив, динамометр, амперметр, соединительные провода.

Рис. 1 Рис. 2

Порядок в ы п о л н е н и я р а б о т ы

П е р в ы й опыт

1. На штативе подвесьте динамометр, к динамометру прикрепите магнит, под

магнитом расположите катушку и соберите электрическую схему согласно рисунку 1.

2. Установите бегунок реостата в положение, соответствующее максимальному сопротивлению.

3. Замкните цепь.

4. Изменяйте силу тока, уменьшая сопротивление реостата, и записывайте показания динамометра в

таблицу.

Физическа

я величина

Номер опыта

1

2

3

4

5

6

I, А

F, Н

5. Измените направление тока в катушке. Проведите аналогичные измерения, также записывая

результаты измерений в таблицу. Отметьте изменения показаний динамометра.

6. Нарисуйте катушку и обозначьте полюсы её магнитного поля.

7. Постройте график зависимости силы взаимодействия катушки с магнитом от силы тока, сделайте

вывод.

В т о р о й опыт

1. На штативе подвесьте витки из проволоки и соберите электрическую схему согласно рисунку 2.

2. Поднесите к мотку проволоки магнит и понаблюдайте за движением витков проволоки. Запишите

свои наблюдения.

3. Поверните магнит и поднесите его к виткам проволоки другим полюсом. Наблюдения запишите.

4. Измените направление тока в витках проволоки и поднесите к ним магнит сначала одним полюсом,

затем другим.

5. Покажите направление тока в витках проволоки.

6. Объясните результаты опытов.

_________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 11. ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Цель работы: изучить одно из самых важных явлений электромагнетизма — явление электромагнитной

индукции.

О б о р у д о в а н и е : источник тока, гальванометр, катушка 1, железный сердечник, U-образный магнит,

магнитная стрелка, реостат, ключ, витки проволоки или катушка 2, диаметр которой больше диаметра

катушки 1, соединительные провода.

Порядок в ы п о лн е ни я работы

1. Приставьте сердечник к одному из полюсов U-образяого магнита и

вдвиньте внутрь катушки, наблюдая одновременно за стрелкой гальванометра.

2. Повторите наблюдение, выдвигая сердечник из катушки, а также меняя

полюсы магнита.

3. Зарисуйте схему опыта и проверьте выполнение правила Ленца в каждом

случае.

4. Наденьте вторую катушку или витки проволоки на первую катушку так,

чтобы их оси совпадали. Замкните гальванометр на витки или вторую катушку

5. Вставьте в обе катушки железный сердечник и присоедините первую

катушку через выключатель и реостат к источнику питания (см. рис. Л.5).

6. Замыкая и размыкая ключ, наблюдайте за отклонением стрелки гальванометра.

7. Зарисуйте схему опыта и проверьте выполнение правила Ленца.

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

Рис. Л.5

№ 12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ

МАЯТНИКА

Цель р а б о т ы : определить ускорение свободного падения при помощи маятника, оценить

возможность и точность измерения ускорения данным способом.

О б о р у д о в а н и е : часы с секундной стрелкой, измерительная лента с погрешностью ∆

л

= 0,5 см,

шарик с отверстием, нить, штатив с муфтой и кольцом.

Порядок выполнения работы

1. Установите на краю стола штатив. У его верхнего конца укрепите с помощью муфты кольцо и

подвесьте к нему шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 1—2 см от пола.

2. Измерьте лентой длину l маятника (длина маятника должна быть не менее 50 см).

3. Возбудите колебания маятника, отклонив шарик в сторону на 5—8 см и отпустив его.

4. Измерьте в нескольких экспериментах время t 50 колебаний маятника и вычислите t

cp

5. Вычислите среднюю абсолютную погрешность измерения времени и результаты занесите в

таблицу.

Номер

опыта

t, с

t

ср

, с

∆t, с

∆t

ср

, с

l, м

1

2

3

6. Вычислите ускорение свободного падения.

7. Определите относительную погрешность измерения времени.

8. Определите относительную погрешность измерения длины маятника.

9. Вычислите относительную погрешность измерения.

10. Определите ∆g и запишите результат измерения в виде

g

ср

- ∆g ≤ g ≤ g

ср

+ ∆g

Убедитесь в достоверности измерений и проверьте принадлежность известного значения g

полученному интервалу.

________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 13. ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА

Цель р а б о т ы : изучить законы преломления света и определить показатель преломления стекла.

О б о р у д о в а н и е : стеклянная пластина, лист миллиметровой бумаги, булавки или остро

заточенный карандаш, миллиметровая линейка, лазерная указка или источник света и щель,

позволяющие получить узкий световой пучок.

Порядок в ып ол не ни я р аб оты

1. Подготовьте бланк отчёта с таблицей для записи результатов измерений и вычислений.

Измерено

Вычислено

АЕ, мм

DC, мм

n

пр

∆АЕ, мм

∆DC, мм

е, %

∆n

2. Направьте световой пучок так, чтобы он падал на грань пластины под углом. Убедитесь в том, что

пучок испытывает двукратное преломление (см. рис. Л.6).

3. Измерьте показатель преломления стекла относительно воздуха при каком-нибудь угле падения.

Результат измерения запишите с учётом вычисленных погрешностей.

4. Повторите то же при другом угле падения.

5. Сравните полученные результаты.

6. Сделайте вывод о зависимости (или независимости) показателя преломления от угла падения.

К о н т р о л ь н ы й в о п р о с

Чтобы определить показатель преломления стекла, достаточно измерить транспортиром углы α и β и

вычислить отношение их синусов. Какой из методов определения показателя преломления

предпочтительнее: этот или использованный в работе?

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 14. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ СИЛЫ

И ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ СОБИРАЮЩЕЙ ЛИНЗЫ

Цель работы: научиться практически получать и графически строить изображения в собирающей

линзе; определить оптическую силу линзы.

О б о р у д о в а н и е : линейка, два прямоугольных треугольника, длиннофокусная собирающая линза,

лампочка на подставке с колпачком, источник тока, выключатель, соединительные провода, экран,

направляющая рейка.

Поряд ок в ыпо лн ен ия работы

В качестве предмета используется светящаяся рассеянным светом буква в колпачке осветителя.

Действительное изображение этой буквы получают на экране.

1. Соберите электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через выключатель.

2. Поставьте лампочку на один край стола, а экран — на другой край. Между ними поместите линзу,

включите лампочку и передвигайте линзу вдоль рейки, пока на экране не будет получено резкое

изображение светящейся буквы.

Для уменьшения погрешности измерений, связанной с настройкой на резкость, целесообразно

получить уменьшенное (и, следовательно, более яркое) изображение.

3. Измерьте расстояния d и f, обратив внимание на необходимость тщательного отсчёта расстояний.

При неизменном d повторите опыт несколько раз, каждый раз заново получая резкое изображение.

Вычислите f

ср

, D

cp

, F

cp

. Результаты измерений расстояний занесите в таблицу.

Номер

опыта

f, м

f

ср

, м

d, м

D

cp

, дптр

F

ср

, м

1

2

3

4. Вычислите абсолютную погрешность ∆D измерения оптической силы линзы.

5. Запишите результат в следующем виде: D

cp

- ∆D ≤ D ≤ D

cp

+ ∆D.

________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 15. ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ

Цель р а б о т ы : получить дифракционный спектр и определить длину волны света.

О б о р у д о в а н и е : дифракционная решётка 1 в держателе 2, линейка 3, по которой может

перемещаться экран 4 с узкой щелью 5 посередине, на экране линейка с миллиметровыми делениями

(рис. Л.9). Установка крепится на штативе 6. За экраном находится источник света.

Порядок в ы по лн е ни я работы

1. Соберите установку согласно рисунку. Экран должен находиться на расстоянии 50 см от

решётки.

2. Убедитесь в том, что если смотреть сквозь решётку и прорезь в экране на источник света,

то на чёрном фоне экрана наблюдаются дифракционные спектры первого и второго порядков.

Если картина смещена, то, перемещая решётку в держателе, установите её так, чтобы

дифракционные спектры были параллельны шкале экрана.

3. Составьте самостоятельно таблицу, куда вы будете заносить значения измеренных

величин.

4. Измерьте расстояния, равные 2х, между линиями сначала красного, а затем фиолетового цвета в

спектре первого порядка.

5. Измерьте расстояние l от дифракционной решётки до экрана.

6. Занесите в таблицу период d дифракционной решётки (d = 1,0*10

-5

м).

7. Вычислите длину волны красного цвета в спектре первого порядка справа и слева от щели в экране

по формуле λ = d*x/l, , определите среднее значение результатов измерений.

8. Повторите то же для фиолетового цвета.

9. Сравните полученные результаты с длинами волн красного и фиолетового цвета на рисунке V, 1

цветной вклейки.

К о н т р о л ь н ы й в о п р о с

Чем отличается дифракционный спектр от дисперсионного?

________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 16. ОЦЕНКА ИНФОРМАЦИОННОЙ ЁМКОСТИ КОМПАКТ-ДИСКА (CD)

Цель р а б о т ы : оценить объём информации, содержащейся на компакт-диске (CD).

Теоретическая часть

На применяемых в компьютерах компакт-дисках информация записывается в виде тёмных меток

(углублений), расположенных на витках спирали. При этом витки спирали тесно примыкают друг к

другу так, что каждый участок диска представляет собой практически

дифракционную решётку. Определив расстояние между дорожками и зная среднюю

длину дорожки, а также ширину участка диска, на котором произведена запись,

можно оценить количество содержащейся в нём информации. При этом следует

допустить, что расстояние между тёмными метками имеет то же значение, что и рас-

стояние между дорожками. Для определения этого расстояния можно рассмотреть

дифракционный спектр, полученный в отражённом свете от дифракционной

решётки, образованной дорожками на поверхности диска. При этом удобно

использовать монохроматический источник света — бытовой лазер или лазерную

указку. Направив луч лазера на край диска, можно наблюдать несколько

дифракционных максимумов (рис. Л. 10).

О б о р у д о в а н и е : компакт-диск (CD), пластилин, лазерная указка, лист бумаги, линейка с

миллиметровой шкалой, карандаш.

Порядок выполнения работы

1. Составьте таблицу и записывайте в неё результаты измерений, а также длину волны лазерного луча

(обычно λ = 0,6 мкм).

2. С помощью пластилина закрепите диск на столе таким образом, чтобы плоскость диска была

перпендикулярна плоскости стола.

3. Разместите лазерную указку на стопке тетрадей так, чтобы лазерный луч был параллелен столу,

направлен перпендикулярно диску и попадал на его рабочую поверхность. Расстояние между выходным

окном лазера и диском должно быть 100—150 мм.

4. Поместите лист бумаги за лазером и наблюдайте световые пятна, соответствующие различным

порядкам дифракции.

5. Проделайте в бумаге маленькое отверстие. Поместите лист бумаги на пути луча. Лазерный луч

должен проходить через отверстие и на бумаге должны появиться два симметричных пятна,

соответствующие спектру первого порядка.

6. Отметьте карандашом положения этих пятен.

7. Измерьте расстояние 2l между этими пятнами (см. рис. Л. 10).

8. Измерьте расстояние L между листом бумаги и диском.

9. Вычислите синус угла, соответствующий первому порядку дифракции.

10. Вычислите период решётки.

11. Измерьте линейкой ширину r рабочей зоны диска, т. е. ширину зеркальной зоны, и вычислите

число дорожек на диске: N

1

= r/d.

12. Определите средний радиус зеркальной зоны — от центра до середины зеркальной поверхности:

R

ср

= (R

1

+ R

2

)/2, где R

1

и R

2

— малый и большой радиусы зеркальной зоны диска.

13. Вычислите среднее количество информационных меток на дорожке: N

2

= 2πR

ср

/d.

14. Определите объём информации на диске — число бит: N

b

= N

1

* N

2

.

В этой работе не имеет смысла рассчитывать погрешности, так как вы выполнили только

приблизительную оценку объёма записанной на диске информации.

К о н т р о л ь н ы й в о п р о с

Сравните полученное значение со стандартным объёмом информации, записываемой на

подобном диске. За счёт чего у вас получилось другое значение?

____________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 8. НАБЛЮДЕНИЕ СПЛОШНОГО И ЛИНЕЙЧАТОГО СПЕКТРОВ

Цель р а б о т ы : наблюдать разного вида спектры.

О б о р у д о в а н и е : проекционный аппарат, спектральные трубки с водородом, неоном или гелием,

высоковольтный индуктор, источник питания, штатив, соединительные провода (эти приборы общие для

всего класса), стеклянная пластина со скошенными гранями (на каждого учащегося).

Порядок в ып ол н ени я ра бот ы

При попадании излучения нагретого твёрдого тела на призму мы получаем непрерывный (сплошной)

спектр, состоящий из участков, окрашенных в разные цвета. Если источником света является, например,

одноатомный газ, то мы получаем линейчатый спектр, состоящий из отдельных линий.

Наблюдать спектры можно с помощью дифракционной решётки, а также с помощью призмы. В

первом случае нам помогает явление дифракции света, а во втором — явление дисперсии. В этой работе

для наблюдения спектров мы используем явление дисперсии.

1. Расположите пластину горизонтально перед глазом. Сквозь грани, составляющие угол 45°,

наблюдайте светлую вертикальную полоску на экране — изображение раздвижной щели проекционного

аппарата.

2. Выделите основные цвета полученного сплошного спектра и запишите их в наблюдаемой

последовательности.

3. Повторите опыт, рассматривая полоску через грани, образующие угол 60°. Запишите различия

наблюдаемых спектров.

4. Наблюдайте линейчатые спектры водорода, гелия или неона, рассматривая светящиеся

спектральные трубки сквозь грани стеклянной пластины. Запишите наиболее яркие линии спектров.

5. Объясните, почему вид спектров различен в зависимости от способа его наблюдения, для этого

нарисуйте ход лучей при разных углах между гранями для лучей двух разных длин волн. Сделайте

выводы.

________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

Лабораторные работы по физике 10-12 класс

Физика - еще материалы к урокам:

Предметы

Похожие материалы