Методические указания к лабораторной работе по физике 10 класс 'Определение скорости и ускорения равноускоренного движения'

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ДГТУ)

ГИМНАЗИЯ ДГТУ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ

Методические указания к лабораторной работе

по физике

(Раздел «Механика»)

Ростов-на-Дону 2012

Составитель: Н. Н. Фролова

УДК 531.14

Методические указания «Определение скорости и ускорения равноускоренного движения». - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2012.-5с.

Указания содержат краткое описание установки и методику определения скорости и ускорения равноускоренного движения.

Методические указания предназначены для учащихся гуманитарных классов.

Печатается по решению методической комиссии гимназии ДГТУ

© Издательский центр ДГТУ, 2012

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ

Цель работы: 1) научиться определять погрешности измерений;

2) научиться вычислять скорость и ускорение равноускоренного движения.

Оборудование: наклонный желоб, шарик, миллиметровая бумага, секундомер.

Теоретическая часть

Из теории погрешностей.

Измерить физическую величину - значит сравнить ее с эталоном.

Измерение называется прямым, если физическую величину измеряют непосредственно (например, измерение массы).

Измерение называется косвенным, если физическую величину получают путем расчета по известной функциональной зависимости (например, измерение скорости производится по измерению пути и времени).

При измерениях физических величин допускают те или иные ошибки или погрешности измерений. Чтобы получить наиболее достоверный результат физическую величину измеряют несколько раз. Пусть x - некоторое измерение, x₁, x₂, x₃, …, x_n - результаты отдельных измерений, где n - число измерений. За истинное измерение принимают среднее арифметическое значение этих результатов, т. е.

Абсолютной погрешностью измерения называется разность между средним значением и значением, полученным при отдельном измерении:

Относительной погрешностью измерения называется отношение абсолютной погрешности к среднему значению измеренной величины, выраженной в процентах:

Из кинематики равноускоренного движения.

Движение называется равноускоренным, если за любые равные промежутки времени скорость тела изменяется на одинаковую величину.

Ускорением тела называется величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло

Движение шарика, скатывающегося по наклонному желобу, приближенно можно считать равноускоренным. При равноускоренном движении без начальной скорости модуль перемещения s, модуль ускорения а и время движения t связаны соотношением:

.

Поэтому, измерив s и t, ускорение а находят по формуле

(1)

Скорость при равноускоренном движении изменяется со временем по закону:

.

Если считать, что в верхней точке наклонного желоба , то в нижней точке скорость

(2)

Порядок выполнения работы

Рис. 1

Задание 1 Измерение скорости и ускорения равноускоренного движения

1. Соберите установку, изображенную на рис. 1 (верхний конец желоба должен быть на несколько сантиметров выше нижнего).

2. Выберите по линейке желоба начальное и конечное положение шарика (пройденный путь). Измерьте s между начальной и конечной отметкой и запишите в таблицу.

3. Положите шарик у верхней выбранной отметки, отпустите. В этот момент включите секундомер. Заметьте время t, за которое шарик проходит расстояние между двумя отметками (верхней и нижней). Запишите результат измерения времени в таблицу.

4. Повторите пункт 3 пять раз.

5. Вычислите среднее значение времени по формуле: . Запишите в таблицу.

6. Вычислите абсолютные погрешности измерения времени по формуле:

7. Вычислите среднее значение абсолютных погрешностей по формуле: . Запишите в таблицу.

8. Найдите относительную погрешность измерения времени по формуле: . Запишите в таблицу.

9. Вычислите ускорение, с которым скатывался шарик по формуле (1), используя среднее значение времени. Результат запишите в таблицу.

10. Вычислите скорость шарика в конце желоба по формуле (2).

11. Запишите вывод, что измерялось и какой получен результат.

12. Результат измерения времени представьте в виде:

№ опыта

s

t

t

t_ср

 t_ср

_t

а

v

м

с

с

с

с

%

м/с²

м/с

1

2

3

4

5

Задание 2 (рассчетно-вычислительное)

В результате некоторого опыта были получены следующие результаты измерения длины стола (приведены в таблице). Вычислите абсолютные и относительные погрешности измерений и запишите в таблицу.

№ опыта

s

 s

s _ср

 s _ср

_s

м

м

м

м

%

1

0,67

2

0,63

3

0,64

4

0,65

5

0,63

Контрольные вопросы

1. Что называется скоростью, ускорением?

2. Какое движение называется равноускоренным?

3. Какие измерения называются прямыми, косвенными?

4. Как связаны путь и ускорение при равноускоренном движении?

5. Чему равна скорость при равноускоренном движении?

6. Опишите измерительную установку.

Рекомендуемая литература

1. Мансуров А. Физика 10-11 класс. Учебник для школ с гуманитарным профилем обучения.-М.:Просвещение, 2006

2. Монастырский Л. М. Физика за 2 года.-Ростов-на-Дону-Феникс, 1995

Техника безопасности

1. К работе с установкой допускаются лица, ознакомленные с ее устройством и принципом действия.

2. При выполнении работы необходимо следить за фиксированным положением желоба и не допускать его падения.

Составитель: Н.Н. Фролова

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ

Методические указания к лабораторной работе по физике

(Раздел «Механика»)

Редактор А. А. Литвинова

В печать

Объем Офсет. Формат

Бумага тип № Заказ № Тираж Цена

______________________________________________________________

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия:

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1