Фамилия Имя Отчество : Бредищева Людмила Владимировна

Место проживания: 393670 Тамбовская обл,

г.Жердевка, ул.Гагарина, дом 16

Название учебного заведения: ТОГБОУ СПО «Жердевский колледж сахарной промышленности»

Дисциплина: физика

Учебник, по которому ведется обучение : 1 Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. М.-2003.

2. Касьянов В.А. Физика 10кл.: Учебник для образовательных учебных заведений. М.- 2005.

3. Касьянов В.А. Физика 11кл.: Учебник для образовательных учебных заведений. М.- 2005.

4. Сборник задач и вопросов по физике // Учебное пособие для средних

специальных учебных заведений / Под ред. Р.А. Гладковой , М., 1991.

Курс: 1

Продолжительность: 90 минут

В данном методическом пособии изложен ход лабораторных занятий по физике, дается вводный инструктаж, методические рекомендации для выполнения заданий.

Рабочая тетрадь составлена в соответствии с примерной программой учебной дисциплины «Физика»

Пояснительная записка

«Физика» - обязательная дисциплина в цикле математических и общих естественно - научных дисциплин. Данная дисциплина предназначена для студентов 1 курса специальности 151031 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования»

Физика оказывает глубокое влияние на развитие других наук и различных областей техники, поэтому ее изучение создает базу для профессиональной подготовки учащихся средних специальных учебных заведений.

Лабораторные занятия проводятся в соответствии с примерной рабочей программой и рассчитаны на 36 часов.

Цель рабочей тетради – оказать помощь студентам в подготовке и выполнении лабораторных работ, а также облегчить работу преподавателя по организации и проведению лабораторных занятий.

Перед выполнением лабораторных заданий, студентам предлагается повторить соответствующий теоретический материал, ответить на контрольные вопросы при допуске к работе, внимательно ознакомиться с содержанием работы, ответить на вопросы для зачета.

При изучении физики студенты должны усвоить основные физические понятия и законы, применять их при решении расчетных и качественных задач, выполнении лабораторных работ. Они должны уметь при изучении нового материала ссылаться на ранее изученное, проводить несложные дедуктивные и индуктивные исследования, раскрывать физический смысл явлений и процессов. Обосновывать решения задач и письменно оформлять их, анализировать полученные результаты, пользоваться электронно-вычислительной техникой, самостоятельно изучать материал по учебникам, пользоваться справочной литературой.

В конце урока преподаватель ставит зачет или оценку , которая складывается из результатов наблюдения за выполнением практической части работы, проверки отчёта, беседы в ходе работы или после неё.

ЖЕРДЕВСКИЙ КОЛЛЕДЖ САХАРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКА»

Ф.И.О. студента

Группа Специальность

Учебный год ______________

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 3

Лабораторная работа 1 « Изучение движения тела по окружности» 4

Лабораторная работа 2 «Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника» 6

Лабораторная работа 3 « Изучение колебаний пружинного маятника» 9

Лабораторная работа 4 «Определение относительной влажности воздуха с помощью психрометра» 11

Лабораторная работа 5 «Определение поверхностного натяжения жидкости» 13

Лабораторная работа 6 «Определение плотности твердого тела» 15

Лабораторная работа 7 «Определение коэффициента линейного расширения

твердых тел» 17

лабораторная работа 8 «Измерение электроемкости конденсатора» 20

Лабораторная работа 9 «Определение электродвижущей силы и внутреннего

сопротивления источника электрической энергии» 22

Лабораторная работа 10 «Проверка формулы эквивалентного сопротивления при последовательном и параллельном соединении проводников» 26

Лабораторная работа 11 «Определение удельного сопротивления проводника с

использованием омметра и микрометра» 29

Лабораторная работа 12 «Исследование зависимости мощности потребляемой лампой

накала, от напряжения, на ее зажимах» 32

Лабораторная работа 13 «Определение электрохимического эквивалента меди» 34

Лабораторная работа 14 «Определение главного фокусного расстояния и оптической

силы линзы» 37

Лабораторная работа 15 «Определение показателя преломления стекла» 40

Лабораторная работа 16 «Определение длины световой волны с помощью

дифракционной решетки» 43

Лабораторная работа 17 «Наблюдение спектров испускания и поглощения» 47

Лабораторная работа 18 «Изучение треков заряженных частиц по готовым

фотографиям» 49

Список литературы 52

Лабораторная работа 1

ТЕМА: Механика с элементами теории относительности

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Изучение движения тела по окружности.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: определение центростремительного ускорения шарика при его равномерном движении по окружности.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: студенты смогут произвести самостоятельно необходимые измерения

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь, штатив с муфтой и лапкой, лента измерительная, циркуль, динамометр лабораторный, весы с разновесами, шарик на нити, кусочек пробки с отверстием, лист бумаги, линейка.

ЛИТЕРАТУРА: В.А. Касьянов. Физика 10кл

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1. Записать формулу для расчета ускорения тела?

2. Сформулировать второй закон Ньютона?

3. Записать математическую формулировку второго закона Ньютона.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Студенты начинают работу с установки весов по отвесу, а затем взвешивают исследуемое тело. С наибольшей тщательностью следует измерять время. Для этого полезно отсчитывать возможно большее число N оборотов маятника Произведя еще необходимые расчеты, студент должен определить центростремительное ускорение шарика.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Теория: Эксперименты проводятся с коническим маятником. Небольшой шарик движется по окружности радиусом R.. При этом нить АВ, к которой прикреплен шарик, описыва­ет поверхность прямого кругового конуса. На шарик действуют две силы: сила тяжести и натяжение нити (рис. 1, а). Они создают центростремительное ускорение а_п, направленное по ра­диусу к центру окружности. Мо­дуль ускорения можно определить кинематически. Он равен:

Для определения ускорения надо измерить радиус окружности R и период обращения шарика по окружности Т.

Центростремительное (нормаль­ное) ускорение можно определить также, используя законы дина­мики. Согласно второму закону Ньютона . Разложим силу на составляющие и направленные по радиусу к цент­ру окружности и по вертикали вверх. Тогда второй закон Ньюто­на можно записать следующим об­разом:

Направление координатных осей выберем так, как показано на рисунке 1, б. В проекции на ось О₁У уравнение движения шарика примет вид: 0 = F₂ - mg.

Отсюда F₂₌ mg. Составляющая уравновешивает силу тяжести mg, действующую на шарик. Запишем второй закон Ньютона в проекции на ось О₁Х:

Отсюда

Модуль составляющей F₁ можно определить различны­ми способами. Во-первых, это можно сделать пользуясь подобием треугольников ОАВ и FBF₁.

Отсюда

и

Во-вторых, модуль составляющей F₁ можно непосредст­венно измерить динамометром. Для этого оттягиваем горизонтально расположенным динамометром шарик на расстояние, равное радиусу R окружности (рис. 1, в), и определяем показание динамометра. При этом сила упругости пружины уравновешивает составляющую F₁. Сопоставим все три выражения для а_п:

, ,

и убедимся, что числовые значения центростремительного ускорения, полученные тремя способами, близки между собой.

В данной работе с наибольшей тщательностью следует измерять время. Для этого полезно отсчитывать возможно большее число N оборотов маятника, уменьшая тем самым относительную погрешность.

Взвешивать шарик с точностью, которую могут дать лабораторные весы, нет необходимости. Вполне достаточно взвешивать с точностью до 1 г. Высоту конуса и радиус окружности достаточно измерить с точностью до 1 см. При такой точности измерений относительные погрешности ве­личин будут одного порядка.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, лента измеритель­ная, циркуль, динамометр лабораторный, весы с разновесами, шарик на нити, кусочек пробки с отверстием, лист бумаги, линейка.

Порядок выполнения работы.

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

2. Нить продеваем сквозь отверстие в пробке и зажи­маем пробку в лапке штатива (см. рис. 1, в).

3. Вычерчиваем на листе бумаги окружность, радиус которой около 20 см. Измеряем радиус с точностью до 1 см.

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

5. Взяв нить пальцами у точки подвеса, вращаем маятник так, чтобы шарик описывал такую же окружность, как и начерченная на бумаге.

6. Отсчитываем время, за которое маятник совершает заданное число оборотов (к примеру, N = 50).

7. Определяем высоту конического маятника. Для это­го измеряем расстояние по вертикали от центра шарика до точки подвеса (считаем ).

8. Находим модуль центростремительного ускорения по формулам:

и

9. Оттягиваем горизонтально расположенным динамо­метром шарик на расстояние, равное радиусу окружности, и измеряем модуль составляющей F₁. Затем вычисляем ускорение по формуле

10. Результаты измерений заносим в таблицу .

Таблица

Сравнивая полученные три значения модуля центро­стремительного ускорения, убеждаемся, что они примерно одинаковы.

Вывод

Вопросы для зачета:

1. В каких единицах измеряется ускорение?

2. Как направлено центростремительное ускорение?

Дата оценка подпись преподавателя

Лабораторная работа 2

ТЕМА: Механические колебания.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться определять ускорение свободного падения с помощью математического маятника.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: Студент должен преобразовывать формулы для вычислений. Самостоятельно выполнять необходимые измерения с помощью секундомера и линейки.

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь; штатив с держателем; шарик, подвешенный на нити длиной около 1м; пробка; измерительная лента или метровая линейка; штангенциркуль; секундомер.

ЛИТЕРАТУРА: Л.С. Жданов «Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» §24.8 – 24.11

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1. Что называется математическим маятником?

2. Что называется периодом?

3. Укажите формулу для нахождения периода математического маятника.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Выполнение заданий студент начинает с повторения темы и формул для расчета периода математического маятника.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Теория :Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью может служить тяжёлый шарик, размеры которого весьма малы по сравнению с длиной нити, на которой он подвешен (не сравнимы с расстоянием от центра тяжести до точки подвеса). Учёные Галилей, Ньютон, Бессель и другие установили следующие законы колебаний математического маятника.

- Период колебания математического маятника не зависит от массы маятника и от

амплитуды, если угол размаха не превышает 6º.

- Период колебания математического маятника прямо пропорционален квадратному корню из длины маятника l и обратно пропорционален квадратному корню из ускорения свободного падения g.

На основании этих законов можно написать формулу для периода

колебаний:

(1)

1. Поставить штатив на край стола, как показано на рис. 11.

2. Зажать нить маятника за свободный конец между двумя половинками разрезанной пополам пробки в держатели штатива.

3. Измерить при помощи штангенциркуля диаметр шарика, найти радиус шарика.

Измерить при помощи линейки длину нити. Найти длину маятника (длина маятника считается от нижнего края пробки до центра тяжести шарика).

4. Отклонить шарик на небольшой угол (10º) и отпустить.

5. По секундомеру определить время t, за которое маятник совершил n полных колебаний (например 100).

6. Вычислить период полного колебания маятника .

__________________________________________________________________________________

7. Вывести выражение для ускорения свободного падения из формулы математического маятника (1). Подставить полученные для ускорения g значения длины l и периода Т маятника, вычислить ускорение свободного падения.

Рис. 2. Схема опыта по определению ускорения свободного падения.

__________________________________________________________________________________

8.Повторить опыт ещё два раза при разных длинах маятника.

1. Из всех найденных значений ускорений свободного падения вычислить средние значение.

2. Результаты всех измерений и вычислений записать в таблицу:

; ∆_l=0,01м; ∆T=0,01сек.

; ∆g=δg _изм; g =g _изм ± ∆g,

где g- действительное значение ускорения свободного падения, которое можно считать равным его табличному значению g_т.

Для Москвы

g_т=981,56 см/сек²; g_изм-∆g ‹ gT ‹ g_изм +∆g

__________________________________________________________________________________

Вывод:

Вопросы для зачета.

1. Укажите формулу для нахождения периода пружинного маятника.

2. Чему равно ускорение свободного падения?

3. Где находят применение маятники.

4. Как будут идти часы с секундным маятником, установленным для Москвы, на полюсе и на экваторе?

Дата Оценка Подпись преподавателя

Лабораторная работа 3

ТЕМА: Механические колебания.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Изучение колебаний пружинного маятника.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться определять собственную частоту пружинного маятника

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: Студент должен преобразовывать формулы для вычислений. Самостоятельно выполнять необходимые измерения.

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь; штатив с держателем; набор грузов по 100 г.; измерительная линейка; секундомер.

ЛИТЕРАТУРА: Л.С. Жданов «Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» §24.8 – 24.11

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1.Что называется периодом?

2.Что называется математическим маятником?

3.Укажите формулу для нахождения периода пружинного маятника.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Выполнение заданий студент начинает с повторения темы и формул для расчета периода пружинного маятника.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Груз, подвешенный на стальной пружине и выведенный из положения равновесия, совершает под действием сил тяжести и упругости пружины гармонические колебания. Собственная частота колебаний такого пружинного маятника определяется выражением , где k- жесткость пружины, m – масса тела.

1. Укрепите пружину в лапке штатива и подвесьте к ней груз массой 100 г. Рядом с грузом укрепите вертикально измерительную линейку и отметьте начальное положение груза (рис.3 ).

2. Подвесьте к пружине два груза по 100г. и измерьте ее удлинение Δх, вызванное силой F≈2Н. По измеренному удлинению и известной силе вычислите жесткость пружины:

3. Зная величину жесткости пружины, вычислите собственную частоту колебаний ω₀ пружинного маятника массой 200 и 400 г.

4.Подвесьте к пружине два груза массами по 100 г, выведите маятник из положения

равновесия и экспериментально определите частоту его колебаний ω. Для этого

измерьте интервал времени Δt, за который маятник совершает 20 полных колебаний, и

произведите расчет по формуле

, где n- число колебаний.

1. Такие же измерения и вычисления выполните с маятником массой 400г.

6. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Вывод:

Вопросы для зачета.

1. Какие колебания совершает груз подвешенный на пружине?

2. Что такое собственная частота колебаний?

3. Запишите уравнение гармонических колебаний?

4. В каких единицах измеряется коэффициент жесткости пружины?

Дата Оценка Подпись преподавателя

Лабораторная работа 4

ТЕМА: Водяной пар в атмосфере.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Определение относительной влажности воздуха с помощью психрометра.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Научится работать с приборами.

2.Определять относительную влажность воздуха .

3. Пользоваться справочной литературой.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: студенты смогут произвести самостоятельно необходимые измерения и определить искомую величину по данным эксперимента

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь, психрометр, термометр

ЛИТЕРАТУРА: Л.С. Жданов «Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» § 9.1 – 9.3

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1. Что такое влажность воздуха?

2. Каким прибором можно определить влажность воздуха?

3. Что называется относительной влажностью воздуха?

4. Можно ли определить давление с помощью термометра?

5. Что называется абсолютной влажностью воздуха?

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Выполнение заданий студенты начинают после изучения темы «Водяной пар в атмосфере». Опытным путем определять относительную влажность воздуха. Уметь работать с приборами и таблицами.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.

Теория : В атмосфере Земли всегда содержатся водяные пары. Их содержание характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютная влажность ρ_а определяется массой водяного пара, содержащегося в 1 м³ воздуха, т.е плотностью водяного пара.

Абсолютную влажность можно определить по температуре точки росы – температуре, при которой пар, находящийся в воздухе , становится насыщенным. Температуру точки росы определяют с помощью гигрометра , а затем по таблице «Давление насыщающих паров и их плотность при различных температурах» находят соответствующую температуру точки росы плотность. Найденная плотность и есть абсолютная влажность окружающего воздуха.

Относительная влажность φ показывает, сколько процентов, составляет абсолютная влажность от плотности ρ_н водяного пара, насыщающего воздух при данной температуре:

1.Проверить наличие воды в стаканчике психрометра и при необходимости долить её.

2.Определить температуру сухого термометра, данные записать в таблицу.

3.Определить температуру смоченного термометра, данные записать в таблицу.

4.Пользуясь психометрической таблицей , определить относительную влажность.

Дополнительное задание. Относительная влажность воздуха вечером при температуре

15º С равна 60%. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до 8ºС?

__________________________________________________________________________________

Вывод: ___________________________________________________________________________

Вопросы для зачета.

1. Какой вид имеет формула относительной влажности воздуха?

2. В чем измеряется относительная влажность ?

3. Что называется точкой росы?

4. Когда относительная влажность воздуха равна 100%?

5. Какое значение имеет влажность воздуха в природе и технике?

6. Почему сильная жара труднее переносится в болотистых местностях, чем в сухих?

Дата Оценка Подпись преподавателя

Лабораторная работа 5

ТЕМА: Свойства жидкостей.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Определение поверхностного натяжения жидкости

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Научится работать с приборами.

2. Уметь определять коэффициент поверхностного натяжения испытуемой жидкости.

3. Пользоваться справочной литературой.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: студенты смогут произвести самостоятельно необходимые измерения и определить искомую величину по данным эксперимента.

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь; бюретка с краном; весы учебные с разновесом; сосуд с водой; сосуд для сбора капель.

ЛИТЕРАТУРА: Л.С. Жданов «Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» § 121 – 12.10

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1. Какие силы создают поверхностное натяжение?

2. Что называется силой поверхностного натяжения?

3. Как направлена сила поверхностного натяжения?

4. Как определить массу капель?

5. По какой формуле рассчитать поверхностное натяжение жидкости?

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При выполнении этой работы большое внимание уделяется методу отрыва капель для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.

Теория. Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают из­бытком потенциальной энергии по сравнению с энергией молекул, находящихся внутри жидкости.

Как и любая механическая система, поверхностный слой жидко­сти, стремится уменьшить свою потенциальную энергию. За счет уменьшения этой энергии молекулярные силы – силы поверхностного натяжения – совершают работу А, сокращая площадь свободной поверхности жидкости S на величину ΔS :

где σ - коэффициент пропор­циональности (выражается в Дж/м² или Н/м), называемый поверх­ностным натяжением:

или

где F —сила поверх­ностного натяжения, l —длина границы поверхностного слоя жидкости.

Поверхностное натяжение можно определить различными мето­дами.

Опыт осуществляют с бюреткой, в которой находится исследуе­мая жидкость (рис. 3 а). Открывают кран бюретки так, чтобы из бюретки медленно падали капли.

Перед моментом отрыва капли си­ла тяжести ее

Р= m_kg равна силе поверхност­ного натяжения,

граница свободной поверхно­сти— окружность 1. Метод отрыва Следовательно,

; .

Опыт показывает, что d _ш.к = 0,9 d_б, где

d_б — диаметр канала узкого конца бюретки.

1. Собрать установку по рис. 3 а и напол­нить бюретку водой.

2. Измерить диаметр канала узкого конца бюретки. Для этого ввести до упора в канал бюретки иглу соответствующей толщины, за­метить то место, до которого она вошла, и микрометром измерить диаметр иглы в отмеченном месте. Измерения микрометром повто­рить несколько раз, поворачивая при этом иглу на определенный угол. Если результаты измерения будут различаться, взять их среднее значение.

3. Определить массу пустого сосуда для сбора капель, взвесив его.

4. Подставить под капельницу сосуд и, плавно открывая кран (ослабляя зажим),

добиться медленного отрывания капель (капли должны падать друг за другом через 1—2 с).

5. Подставить пустой взвешенный сосуд под бюретку и отсчитать 50 капель.

6. Измерив массу сосуда с каплями, определить массу капель.

7 . Повторить опыт, собрав в сосуд 100 капель.

9. Вычислить поверхностное натяжение по формуле:

__________________________________________________________________________________

10. Результаты всех измерений и вычислений записать в таблицу:

11. Сравнить найденный результат с табличным значением коэф­фициента поверхностного натяжения и определить относительную погрешность измерения по формуле:

где σ – полученное из опыта, σ_т – табличное значение поверхностного натяжения жидкости.

Вывод:____________________________________________________________________________

Вопросы для зачета.

1. Что называется коэффициентом поверхностного натяжения?

2. Укажите формулу для расчета коэффициента поверхностного натяжения.

3. Укажите сокращенное обозначение единицыизмерения поверхностного натяжения в СИ.

4. Зависит ли коэффициент поверхностного натяжения от чистоты жидкости?

5. Как изменяется коэффициент поверхностного натяжения при повышении температуры?

Дата Оценка Подпись преподавателя

Лабораторная работа 6

ТЕМА: Физические величины и их измерения.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Определение плотности твердого тела.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить плотность твердого тела, по таблице плотности определить из какого вещества изготовлен образец.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: студенты смогут произвести самостоятельно необходимые измерения и используя таблицу плотностей определить из какого вещества изготовлен образец.

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь, весы технические с разновесом, штангенциркуль, набор брусков из стали и алюминия, дерева.

ЛИТЕРАТУРА: Л. С. Жданов « Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» § 1.10

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1 Что такое плотность ?

2 Запишите формулу для расчета плотности.

3 Как уравновесить коромысло весов?

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Студенты начинают работу с установки весов по отвесу, а затем взвешивая бруски определяют массу тела. Произведя еще необходимые расчеты, студент должен определить плотность вещества и сравнить полученные данные с табличными, для определения из какого вещества изготовлен брусок.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

1.Установить весы по отвесу при помощи уравнительных винтов .

2.Проверить весы: отклонение стрелки в обе стороны при качание коромысло должно быть одинаковым. Если нужно уравновесить весы, необходимо добавлять на более лёгкую чашку небольшие кусочки бумаги.

3.Взвешиванием определить массу тела m правильной формы с точностью до 0,01 г.

4. Измерить штангенциркулем (рис. 2, а) длину а и ширину b тела по три раза: по краям тела и в средней его части. Определите среднее значение длины и ширины тела с точностью до сотых долей сантиметра:

;

5.Измерить толщину с тела микрометром (рис. 2, δ) три раза: по краям тела и в средней его части. Определите среднее значение толщины тела с точностью до тысячных долей сантиметра.

6. Вычислить объём тела по формуле:

7. Вычислить плотность тела по формуле:

где m-масса тела, г., V-объём тела, см³ , p-плотность тела, г/см³.

ρ=________________________________________________________________________________

8. Выразить полученное значение плотности в кг/м³ (умножив на 1000).

9. Результаты всех измерений и вычислений записать в таблицу:

10. Сравнить полученный результат с табличным значением плотности и определить относительную погрешность по формуле

где δ-относительная погрешность; p_т - табличное значение плотности;

p- измеренное значение плотности.

8. Провести все измерения и вычисления для других твёрдых тел.

Вывод:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопросы для зачета.

1. Почему в данной работе измерения необходимо проводить по три раза?

2 Запишите формулу для расчета плотности.

3 В каких единицах измеряется плотность вещества?

4 Изменяется ли плотность вещества с увеличением температуры?

Дата Оценка Подпись преподавателя

Лабораторная работа 7

ТЕМА: Тепловое расширение тел.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Определение коэффициента линейного расширения твердого тела .

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научится определять коэффициент линейного расширения твердого тела.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: студенты смогут произвести самостоятельно необходимые измерения и определить искомую величину по данным эксперимента

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь; алюминиевый, стальной и стеклянные стержни; три пробирки с водой; прибор с индикатором для определения коэффициента линейного расширения твердого тела.

ЛИТЕРАТУРА: Л.С. Жданов «Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» § 13.1 – 13.6

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1. Для чего в данной работе используется индикатор?

2. Какова цена деления индикатора?

3. Что называется коэффициентом линейного расширения?

4. Укажите формулу расчета коэффициента линейного расширения?

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Студенты начинают выполнение работы после изучения темы тепловое расширение тел. Работа начинается с нагревания соответствующих пробирок с испытуемым материалом, а затем производится необходимый расчет данных.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

Теория : Изменение одного какого-либо размера тела при повышении температуры называется линейным расширением тела. Оно, как показывает опыт, в первом приближении прямо пропорционально первоначальной длине тела при 0°С и изменению температуры Δt:

(1)

Коэффициент пропорциональности α - называется коэффициентом линейного расширения данного вещества. Он показывает, на какую часть своей величины при 0°С изменяется длина тела от нагревания на 1градус:

1/град (2)

1. Пробирки на ½ объема наполнить водой, опустить в них по испытуемому стержню.

2. Лабораторным термометром измерить температуру воды в пробирках данные записать в таблицу.

3. Включить прибор в сеть.

4. Установить индикатор на нулевое деление.

5. Включить питание прибора и довести воду в пробирке до кипения.

6. Заметить изменение положения стрелки на индикаторе это будет удлинение стержня

умноженное на цену деления индикатора.

7. Отключить прибор из сети.

8. Вычислить коэффициент линейного расширения вещества по формуле (2).

9. Результаты всех измерений и вычислений занести в таблицу.

11. Сравнить полученные результаты с табличными данными и определить относительную погрешность:

______________________________________________________________________

ВЫВОД:

Вопросы для зачета.

1. Что называется линейным расширением?

2. Какое значение имеет тепловое расширение в природе и технике?

3. Изменяется ли плотность вещества при изменении температуры?

4. Трубка из меди имеет длину 0,5 м при температуре 200º С. Какова длина этой трубки при температуре 10ºС?

Дата Оценка Подпись преподавателя

Лабораторная работа 8

ТЕМА: Электрическое поле.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Измерение электроемкости конденсатора.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить устройство плоского конденсатора и рассчитать его электроемкость.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: студенты смогут произвести самостоятельно необходимые измерения и определить искомую величину по данным эксперимента

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь; пластинки металлические 2 шт; пластинка стеклянная ; штангенциркуль; линейка измерительная.

ЛИТЕРАТУРА: Л.С. Жданов «Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» § 15.13 –15.17

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1. Что такое конденсатор?

2. Устройство простейшего конденсатора?

3. Запишите формулу электроемкости плоского конденсатора?

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.

К выполнению задания студенты приступают после изучения темы «Электрическое поле». В работе студенты должны уметь собирать плоский конденсатор и производить необходимые измерения.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.

ТЕОРИЯ: Электрическая емкость конденсатора – физическая величина, равная отношению заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним:

(1)

В работе измеряется электроемкость плоского конденсатора – системы двух плоскопараллельных пластин площадью S, находящихся на расстоянии d друг от друга (рис 4).

Пространство между пластинами заполнено диэлектриком с относительной диэлектрической проницаемостью ε (вставлена стеклянная пластина 2 толщиной d).

Вычисление электроемкости сводится к расчету разности потенциалов U между пластинами. Рис. 4

При напряженности E однородного электростатического поля между пластинами плоского конденсатора

U= Ed (2)

Напряженность Е однородного поля внутри конденсатора складывается (по принципу суперпозиции) из напряженностей полей, созданных положительной Е₊ и отрицательной Е _– пластинами:

Е = Е₊ + Е_ (3)

В свою очередь, в среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε

(4)

где ε₀ = 8,85∙ 10 ^-12 Кл²/ Н∙ м² – электрическая постоянная.

Следовательно, разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора:

(5)

Подставляя значения U в формулу (1), находим электроемкость плоского конденсатора с диэлектриком.

(6)

Электроемкость конденсатора зависит как от его геометрических характеристик ( площади пластин, расстояния между ними), так и от относительной диэлектрической проницаемости вещества, заполняющего пространство между пластинами. Электроемкость не зависит от заряда на пластинах и разности потенциалов, приложенной к ним.

1. Соберите из двух металлических пластин и одной стеклянной плоский конденсатор.

2. Разберите плоский конденсатор, измерьте длину a и ширину b

металлической пластины линейкой.

3. Рассчитайте площадь пластин по формуле S = a b

4. Измерьте штангенциркулем толщину стеклянной пластины d=

5. Рассчитайте электроемкость плоского конденсатора с диэлектриком по формуле (6)

6. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.

Вывод:________________________________________________________________________

Вопросы для зачета.

1. Что называют электроемкостью проводника?

2. В каких единицах выражается электроемкость?

3. Изменится ли разность потенциалов пластин плоского воздушного конденсатора, если одну из пластин заземлить?

4. Обладает ли электроемкостью незаряженный проводник?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Дата Оценка Подпись преподавателя

Лабораторная работа 9

ТЕМА: Электрический ток в металлах. Законы постоянного тока.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Определение электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источника электрической энергии.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Научится работать с приборами.

2. Определять ЭДС и внутреннее сопротивление источника электрической энергии.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: студенты смогут произвести самостоятельно необходимые измерения и определить искомую величину по данным эксперимента

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь; источник электрической энергии; амперметр; магазин сопротивлений; ключ; соединительные провода.

ЛИТЕРАТУРА: Л.С. Жданов «Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» § 16.1 – 16.6

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1. Что называется электродвижущей силой?

2. Какая часть цепи называется внешней, какая внутренней?

3. Какова цена деления амперметра?

4. Что показывает вольтметр, присоединённый к полюсам источника тока, при замкнутой

внешней цепи?

5. Что показывает вольтметр, присоединённый к полюсам источника тока, при разомкнутой цепи?

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Студенты начинают выполнение лабораторной работы после изучения темы. Работа начинается со сбора электрической схемы, а затем производятся необходимые измерения и вычисления. Студенты должны знать как рассчитывается ЭДС и внутреннее сопротивление цепи.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.

Теория. Для получения электрического тока в проводнике не­обходимо создать и поддерживать на его концах разность потен­циалов (напряжение). Для этого используют источник тока. Раз­ность потенциалов на его полюсах образуется вследствие разделе­ния зарядов. Работу по разделению зарядов выполняют сторонние (не электрического происхождения) силы.

При разомкнутой цепи энергия, затраченная в процессе работы сторонних сил, превращается в энергию источника тока. При замы­кании электрической цепи запасенная в источнике тока энергия расходуется на работу по перемещению зарядов во внешней и внут­ренней частях цепи с сопротивлениями соответственно R и r.

Величина, численно равная работе, которую совершают сторон­ние силы при перемещении единичного заряда внутри источника тока, называется электродвижущей силой источника

тока ε: ε = IR +Ir в СИ выражается в вольтах (В).

Электродвижущую силу и внутреннее сопротивление источника тока можно определить экспериментально.

1. Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на( рис. 6), установив в цепи резистор с известным сопротивлением.

2. Определить цену деления шкалы амперметра.

3. Замкнуть ключ и снять показание ампер­метра.

4. Ключ разомкнуть, заменить резистор на другой, цепь замкнуть и вновь снять показания амперметра. Рис.6

5. Опыт (п. 4) повторить с третьим резисто­ром.

6. Результаты измерений подставить в уравнение ε = IR +Ir и, решив систему уравнений: вычислить r и ε.

6.Определить средние значения найденных величин г_ср,, ε_ср

_{_________}

7. Определять относительную погрешность методом среднего арифметического.

8. Результаты измерений, вычислений записать в таблицу.

Вывод.______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопросы для зачета

1. Укажите формулу закона Ома для полной цепи?

2. Укажите формулу для вычисления внешнего напряжения , если R – сопротивление внешней цепи?

3. Укажите формулу для вычисления внутреннего напряжения , если r – сопротивление внутренней цепи?

4. Какое сопротивление электрической цепи называется внутренним?

5. Какое сопротивление электрической цепи называется внешним?

6. ЭДС источника электрической энергии 12 В. Какой физический смысл этого выражения?

Дата Оценка Подпись преподавателя

Лабораторная работа 10

ТЕМА: Электрический ток в металлах. Законы постоянного тока.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Проверка формулы эквивалентного сопротивления при последовательном и параллельном соединениях проводников.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: проверить формулы эквивалентного сопротивления при последовательном и параллельном соединениях проводников

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: студенты смогут произвести самостоятельно необходимые измерения и определить искомую величину по данным эксперимента

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь; источник электрической энергии; амперметр; вольтметр; проводники; реостат ползунковый; ключ; соединительные провода.

ЛИТЕРАТУРА: Л.С. Жданов «Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» § 16.6 – 16.14; 17

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1. Что называется электрическим током? Какова природа тока в металлах?

2. Что называется сопротивлением проводника? От чего оно зависит?

3. Сформулируйте все правила, справедливые для последовательного соединения проводников, для параллельного соединения.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Студенты начинают выполнение лабораторной работы после изучения темы. Работа начинается со сбора электрической схемы, а затем производятся необходимые измерения и вычисления. Студенты должны знать как рассчитывается ЭДС и внутреннее сопротивление цепи.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.

1.Последовательное соединение проводников

1. Составить цепь по схеме, изображенной на рисунке 7.

6. Проверить справедливость формулы

7. Присоединить последовательно к проводникам r₁ и r₂ проводник r₃ ( на схеме показан отдельно).

8. Измерить величину напряжения U_АВ для трех проводников и силу тока I в цепи. Разомкнуть цепь.

9. Подсчитать общее сопротивление проводников, соединенных последовательно:

10. Проверить справедливость формулы

11. Подсчитать мощность тока по формуле

12.Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

2. Параллельное соединение проводников

1. Составить цепь по схеме, изображенной на рисунке 8.

6. Проверить справедливость формулы

7. Присоединить параллельно проводникам r₁ и r₂ проводник r₃ ( на схеме показан

пунктиром). Замкнуть цепь.

8. Измерить величину напряжения U_АВ и силы тока I в цепи. Разомкнуть цепь.

9. Подсчитать общее сопротивление проводников, соединенных параллельно:

10. Проверить справедливость формул

или

11.Подсчитать мощность тока по формуле

12.Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

13.Определить абсолютную и относительную погрешности способом оценки

результатов измерений:

Вывод_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопросы для зачета.

1. Какова формула силы тока? В каких единицах измеряется сила тока?

2. Что такое сверхпроводимость?

3. Запишите все формулы для выражения работы и мощности электрического тока. Перечислите единицы измерения работы и мощности.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дата Оценка Подпись преподавателя

Лабораторная работа11

ТЕМА: Электрический ток в металлах. Законы постоянного тока.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Определение удельного сопротивления проводника с использованием омметра и микрометра.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Научится работать с приборами.

2.Определять удельное сопротивление проводника .

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: студенты смогут произвести самостоятельно необходимые измерения и определить искомую величину по данным эксперимента

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь; реостат; омметр; штангенциркуль; микрометр.

ЛИТЕРАТУРА: Л.С. Жданов «Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» § 16.7 –16.10

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1. Дайте определение удельного сопротивления проводника?

2. Введите размерность удельного сопротивления в системе СИ?

3. Какую формулу используем для нахождения удельного сопротивления

проводника?

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Выполнение работы начинается после изучения темы «Электрический ток в металлах». При выполнение лабораторной работы студенты должны уметь работать с приборами, находить значение удельного сопротивления проводника.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.

Теория. Одной из самых важных характеристик проводника является удельное сопротивление ρ –физическая величина, равная отношению произведения сопротивления проводника на его площадь поперечного сечения к длине проводника.

Для однородного цилиндрического проводника с сопротивлением R, длиною l, площадью поперечного сечения S, удельное сопротивление определяется по формуле:

Удельное сопротивление зависит от концентрации в проводнике свободных электронов и от расстояния между ионами кристаллической решетки, иначе говоря, от материала проводника.

В качестве исходного материала для эксперимента можно использовать обмотку реостата.

2. Рассмотрите реостат и запишите его сопротивление _____________

3. Штангенциркулем измерить диаметр D керамического цилиндра реостата ___________, подсчитать число витков n на нем ___________, определить длину проволоки по формуле:

_______________________________________________________________

4. Диаметр проволоки принять равным 1 мм и рассчитать площадь поперечного сечения

5. Рассчитайте относительную погрешность

6. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.

Вывод.______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопросы для зачета.

1. Как зависит удельное сопротивление проводника от температуры?

2. Что называется удельной проводимостью?

3. Как зависит удельное сопротивление от содержания примесей в чистых проводниках?

4. Определить падение напряжения на резисторе сопротивлением 30 Ом, если по нему проходит ток 0,4 А.

__________________________________________________________________________________

Дата Оценка Подпись преподавателя

Лабораторная работа 12

ТЕМА: Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Исследование зависимости мощности, потребляемой лампой накаливания, от напряжения на ее зажимах

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Научится работать с приборами.

2.Самостоятельно собирать схему.

3. Исследовать зависимость мощности от напряжения.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ НАВЫКИ И УМЕНИЯ: студенты смогут произвести самостоятельно необходимые измерения и определить искомую величину по данным эксперимента

НОРМА ВРЕМЕНИ: 90 минут

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: Рабочая тетрадь; электрическая лампочка; источник постоянного напряжения на 36 В; реостат ползунковый; амперметр; вольтметр; ключ; соединительные провода.

ЛИТЕРАТУРА: Л.С. Жданов «Учебник по физике для средних специальных учебных заведений» § 17.1 – 17.4

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ЗАНЯТИЮ

1. Укажите формулу мощности, в которую входит сила тока и напряжение?

2. Укажите формулу мощности, в которую входит напряжение и сопротивление?

3. Укажите формулу мощности, в которую входит сила тока и сопротивление?

4. В каких единицах измеряется мощность тока?

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Выполнение работы студенты начинают со сбора электрической схемы, а затем производят необходимые измерения. В ходе работы студенты должны рассчитать мощность тока проходящую через лампу накаливания.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.

Теория: При замыкании электрической цепи на ее участке с сопротивлением R , током I , напряжением на концах U производится работа А:

Величина, равная отношению работы тока ко времени, за которое она совершается, называется мощностью Р: Р= А/ t. Следовательно,

(1)

Анализ выражения (1) убеждает нас в том, что Р – функция двух переменных. Зависимость Р от U можно исследовать экспериментально.

1. Определить цену деления шкалы измерительных приборов

2. Составить электрическую цепь по схеме (рис. 9), соблюдая полярность приборов.

5. Для каждого значения определить мощность, потребляемую лампой накала.

6. Для каждого значения напряжения подсчитать:

а) сопротивление нити лампы

;

б) температуру нити лампы

,

где α=0,004 1/град – температурный коэффициент сопротивления вольфрама;

r₀- сопротивление нити лампы при 0ºС.

7. Результаты всех измерений и вычислений записать в таблицу.