Сборник лабораторных работ по физике (7 класс)

Лабораторные работы

Лабораторная работа № 1

Определение цены деления измерительного прибора

Цель работы - определить цену деления измерительного цилиндра (мензурки), научиться пользоваться им и определять с его помощью объём жидкости.

Приборы и материалы: измерительный цилиндр (мензурка), стакан с водой, небольшая колба и другие сосуды.

Указания к работе

1. Рассмотрите измерительный цилиндр, обратите внимание на его деления. Ответьте на следующие вопросы:

1) Какой объём жидкости вмещает измерительный цилиндр, если жидкость налита:

а) до верхнего штриха; б) до первого снизу штриха, обозначенного цифрой, отличной от нуля?

2) Какой объём жидкости помещается: а) между 2-м 3-м штрихами, обозначенными цифрами; б) между соседними (самыми близкими) штрихами мензурки?

2. Как называется последняя вычисленная вами величина? Как определяют цену деления шкалы измерительного прибора?

Запомните: прежде чем проводить измерения физической величины с помощью измерительного прибора, определите цену деления его шкалы.

3. Рассмотрите рисунок 7 учебника и определите цену деления изображённой на ней мензурки.

4. Налейте в измерительный цилиндр воды, определите и запишите, чему равен объём налитой воды.

П р и м е ч а н и е. Обратите внимание на правильное положение глаза при отсчёте объёма жидкости. Вода у стенок сосуда немного приподнимается, в средней же части сосуда поверхность жидкости почти плоская. Глаз следует направить на деление, совпадающее с плоской частью поверхности (рис. 177).

5. Налейте полный стакан воды, потом осторожно перелейте воду в измерительный цилиндр. Определите и запишите с учётом погрешности, чему равен объём налитой воды. Вместимость стакана будет такой же.

6. Таким же образом определите вместимость колбы, аптечных склянок и других сосудов, которые находятся на вашем столе.

7. Результаты измерений занесите в таблицу 6.

Таблица 6

№ опыта

Название сосуда

Объём жидкости,

Вместимость сосуда,

1

2

3

Стакан

Колба

Пузырёк

Лабораторная работа № 2

Измерение размеров малых тел

Цель работы - научиться выполнять измерения способом радов.

Приборы и материалы: линейка, дробь (или горох), иголка.

Указания к работе

1. Положите вплотную к линейке несколько (20−25 штук) дробинок (или горошин) в ряд. Измерьте длину ряда и вычислите диаметр одной дробинки.

2. Определите таким же способом размер крупинки пшена (или зёрнышка мака). Чтобы удобнее было укладывать и пересчитывать крупинки, воспользуйтесь иголкой.

Способ, которым вы определили размер тела, называют способом рядов.

3. Определите способом рядов диаметр молекулы по фотографии (рис. 178, увеличение равно 70 000).

Данные всех опытов и полученные результаты занесите в таблицу 7.

Таблица 7

№ опыта

Число частиц в ряду

Длина ряда,

Размер одной частицы,

1 (горох)

2 (пшено)

3 (молекула)

На фотографии

Истинный размер

Лабораторная работа № 3

Измерение массы тела на рычажных весах

Цель работы - научиться пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тел.

Приборы и материалы: весы с разновесами, несколько небольших тел разной массы.

Указания к работе

1. Придерживаясь, правил взвешивания, измерьте массу нескольких твёрдых тел с точностью до 0,1 г.

2. Результаты измерений занесите в таблицу 8.

Таблица 8

№ опыта

Масса тела, г

1

2

3

П р и л о ж е н и е

Правила взвешивания

1. Перед взвешиванием необходимо убедиться, что весы уравновешены. При необходимости для установления равновесия на более лёгкую чашку нужно положить полоски бумаги, картона и т. п.

2. Взвешиваемое тело кладут на левую чашку весов, а гири - на правую.

3. Во избежание порчи весов взвешиваемое тело и гири нужно опускать на чашки осторожно, не роняя их даже с небольшой высоты.

4. Нельзя взвешивать тела более тяжёлые, чем указанная на весах предельная нагрузка.

5. На чашки весов нельзя класть мокрые, грязные, горячие тела, насыпать без использования подкладки порошки, наливать жидкости.

6. Мелкие гири нужно брать только пинцетом (рис. 179).

Положив взвешиваемое тело на левую чашку, на которую кладут гирю, имеющую массу немного бόльшую, чем масса взвешиваемого тела (подбирают на глаз с последующей проверкой). При несоблюдении этого правила нередко случается, что мелких гирь не хватает и приходится взвешивание начинать сначала.

Если гиря перетянет чашку, то её ставят обратно в футляр, если же не перетянет - оставляют на чашке. Затем то же проделывают со следующей гирей меньшей массы и т. д., пока не будет достигнуто равновесие.

Уравновесив тело, подсчитывают общую массу гирь, лежащих на чашке весов. Затем переносят гири с чашки весов в футляр.

Проверяют, все ли гири положены в футляр, находится ли каждая из них на предназначенном для неё месте.

Лабораторная работа № 4

Измерение объёма тела

Цель работы - научиться определять объём тела с помощью измерительного прибора.

Приборы и материалы: измерительный цилиндр (мензурка), тела неправильной формы небольшого объёма (гайки, фарфоровые ролики, кусочки металла и др.), нитки.

Указания к работе

1. Определите цену деления мензурки.

2. Налейте в мензурку столько воды, чтобы тело можно было полностью погрузить в воду, и измерьте её объём.

3. Опустите тело, объём которого необходимо измерить, в воду, удерживая его за нитку (рис. 180), и снова измерьте объём жидкости.

4. Проделайте опыты, описанные в пунктах 2 и 3, с некоторыми другими имеющимися у вас телами.

5. Результаты измерений запишите в таблицу 9.

Таблица 9

№ опыта

Название тела

Начальный объём жидкости в мензурке

Объём жидкости и тела

Объём тела

Дополнительное задание

Если тело неправильной формы не входит в мензурку, то его объём можно определить с помощью отливного сосуда (рис.181). Перед измерением сосуд наполняют водой до отверстия отливной трубки. При погружении в него тела часть воды, равная объёму тела, выливается. Измерив мензуркой её объём, определяют объём погружённого в жидкость тела.

Лабораторная работа № 5

Определение плотности вещества твёрдого тела

Цель работы - научиться определять твёрдость плотного тела с помощью весов и измерительного цилиндра.

Приборы и материалы: весы с разновесами, измерительный цилиндр (мензурка), твёрдое тело, плотность которого необходимо определить, нитка (рис. 182).

Указания к работе

1. Повторите по учебнику § 21 «Плотность вещества».

2. Измерьте массу тела на весах (см. лабораторную работу № 3).

3. Измерьте объём тела с помощью мензурки (см. лабораторную работу № 4).

4. Рассчитайте по формуле плотность данного тела.

5. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 10.

Название вещества

Масса тела , г

Объём тела ,

Плотность вещества,

Таблица 10

Лабораторная работа № 6

Градуированние пружины и измерение сил динамометром

Цель работы - научиться градуировать пружину, получать шкалу с любой (заданной) ценой деления и с её помощью измерять силы.

Приборы и материалы: динамометр, шкала которого закрыта бумагой, набор грузов по 102 г, штатив с муфтой, лапкой и кольцом.

Указания к работе

1. Прочитайте в учебнике § 27 «Динамометр».

2. Укрепите динамометр с закрытой шкалой вертикально в лапке штатива. Отметьте горизонтальной чертой начальное положение указателя динамометра, − это будет нулевое деление шкалы.

3. Подвесьте к крючку динамометра груз, масса которого 102 г. На этот груз действует сила тяжести, равная 1 Н. С такой же силой груз растягивает пружину динамометра. Эта сила уравновешивается силой упругости, возникающей в пружине при её растяжении (деформации).

Новое положение указателя динамометра также отметьте горизонтальной чертой на бумаге.

П р и м е ч а н и е. Грузы массой 102 г можно получить, прибавив 2 г (колечко из проволоки) к имеющимся грузам массой 100 г.

4. Затем подвешивайте к динамометру второй, третий, четвёртый грузы той же массы (102 г), каждый раз отмечая чёрточками на бумаге положение указателя (рис. 183).

5. Снимите динамометр со штатива и против горизонтальных чёрточек, начиная с верхней, проставьте числа 0, 1, 2, 3, 4, … Выше числа 0 напишите: «ньютон».

6. Измерьте расстояние между соседними чёрточками. Одинаковы ли они? Почему (см. § 27)? На основании сделанного вывода скажите, с какой силой растянут пружину грузы массой 51 г; 153 г.

7. Не подвешивая к динамометру грузы, получите шкалу с ценой деления 0,1 Н.

8. Измерьте проградуированным динамометром вес какого-нибудь тела, например кольца от штатива, лапки штатива, груза.

9. Нарисуйте проградуированный динамометр.

Лабораторная работа № 7

Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело

Цель работы - обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погруженное в неё тело и определить выталкивающую силу.

Приборы и материалы: динамометр, штатив с муфтой и лапкой, два тела разного объёма, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде.

Указания к работе

1. Повторите по учебнику § 49 «Архимедова сила».

2. Укрепите динамометр на штативе и подвесьте к нему на нити тело. Отметьте и запишите в таблице показания динамометра. Это будет вес тела в воздухе.

3. Подставьте стакан с водой и опускайте муфту с лапкой и динамометром, пока всё тело не окажется под водой. Отметьте и запишите в таблицу показание динамометра. Это будет вес тела в воде.

4. По полученным данным вычислите выталкивающую силу, действующую на тело.

5. Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и снова определите выталкивающую силу, действующую на тело.

6. Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и снова определите выталкивающую силу, действующую на то же тело.

7. Подвесьте к динамометру тело другого объёма и определите указанным способом (см. пункты 2 и 3) выталкивающую силу, действующую на него в воде.

8. Результаты запишите в таблицу 11.

Таблица 11

Жидкость

Вес тела в воздухе , H

Вес тела в жидкости , H

Выталкивающая сила , H

Вода

Насыщенный раствор соли в воде

На основе выполненных опытов сделайте выводы. От каких величин зависит значение выталкивающей силы?

Лабораторная работа № 8

Выяснение условий плавания тел в жидкости

Цель работы - на опыте выяснить условия, при которых тело плавает и при которых тонет.

Приборы и материалы: весы с разновесами, измерительный цилиндр (мензурка), пробирка-поплавок с пробкой, проволочный крючок, сухой песок, фильтрованная бумага или песок с тряпкой.

Указания к работе

1. Повторите по учебнику § 50 «Плавание тел».

2. Насыпьте в пробирку столько песка, чтобы она, закрытая пробкой, плавала в мензурке с водой в вертикальном положении и часть её находилась над поверхностью воды.

3. Определите выталкивающую силу, действующую на пробирку. Она равна весу воды, вытесненной пробиркой. Для нахождения этого веса определите сначала объём вытесненной воды. Для этого отметьте уровни воды в мензурке до и после погружения пробирки в воду. Зная объём и плотность вытесненной воды, вычислите её вес.

4. Выньте пробирку из воды, протрите её фильтровальной бумагой. Определите на весах массу пробирки с точностью до 1 г и рассчитайте силу тяжести, действующую не неё, она равна весу пробирки с песком в воздухе.

5. Насыпьте в пробирку ещё немного песка. Вновь определите выталкивающую силу и силу тяжести. Проделайте это несколько раз, пока пробирка, закрытая пробкой, не утонет.

6. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 12. Ответьте, когда пробирка плавает и когда тонет или всплывает.

Таблица 12

№ опыта

Выталкивающая сила, действующая на пробирку, , H,

Вес пробирки с песком , H,

Поведение пробирки в воде (плавает пробирка или тонет)

1

2

3

7. Сделайте вывод об условии плавания тел в жидкости.

Лабораторная работа № 9

Выяснение условия равновесия рычага

Цель работы - проверить на опыте, при каком соотношении их сил рычаг находится в равновесии. Проверить на опыте правило моментов.

Приборы и материалы: рычаг на штативе, набор грузов, масштабная линейка, динамометр (рис. 184).

Указания к работе

1. Повторите по учебнику § 56 «Рычаг. Равновесие сил на рычаге».

2. Уравновесьте рычаг, вращая гайки на его концах так, чтобы он расположился горизонтально.

3. Подвесьте два груза на левой части рычага на расстоянии, равном примерно 12 см от оси вращения. Опытным путём установите, на каком расстоянии вправо от оси вращения необходимо подвесить: а) один груз; б) два груза в) три груза, чтобы рычаг пришёл в равновесие.

4. Считая, что каждый груз весит 1 Н, запишите данные и измеренные величины в таблицу 13.

Таблица 13

№ опыта

Сила на левой части рычага, Н

Плечо ,

Сила на правой части рычага, Н

Плечо ,

Отношение сил и плеч

1

2

3

Дополнительное задание

Подвесьте три груза от оси вращения рычага на расстоянии 5 см.

С помощью динамометра определите, какую силу можно приложить на расстоянии 15 см от оси вращения правее грузов, чтобы удерживать рычаг в равновесии (см. рис. 184).

Как направлены в этом случаи силы, действующие на рычаг? Запишите длину плеч этих сил. Вычислите отношение сил и плеч для этого случая и сделайте соответствующих вывод.

Лабораторная работа № 10

Определение КПД при подъёме тела по наклонной плоскости

Цель работы - убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма (наклонной плоскости) меньше полной.

Приборы и материалы: доска, динамометр, измерительная лента или линейка, брусок, штатив с муфтой и лапкой (рис. 185).

Указания к работе

1. Повторите по учебнику § 61 «Коэффициент полезного действия механизма».

2. Определите с помощью динамометра вес бруска.

3. Закрепите доску в лапке штатива в наклонном положении.

4. Положите брусок на доску, прикрепив к нему динамометр.

5. Перемещайте брусок с постоянной скоростью вверх по наклонной доске.

6. Измерьте с помощью линейки путь , который проделал брусок, и высоту .

7. Измерьте силу тяги .

8. Вычислите полезную работу по формуле , а затраченную - по формуле .

9. Определите КПД наклонной плоскости:

10. Результаты измерений запишите в таблицу 14.

Таблица 14

, м

, Н

, Дж

, м

, Н

, Дж

Дополнительное задание

1. Используя «золотое правило» механики, рассчитайте, какой выигрыш в силе даёт наклонная плоскость, если не учитывать трение.

2. Измените высоту наклонной плоскости и для неё определите полезную, полную работу КПД.