Исследование движения тела под действием постоянной силы

Цель работы

Вычислить ускорение, с которым скатывается шарик по наклонному желобу.

Теоретическая часть работы

Шарик движется по наклонному желобу под действием сил тяжести и трения. Силы не изменяются в процессе движения шарика, следовательно, постоянной остается и равнодействующая этих сил. Шарик начинает движение без начальной скорости, его перемещение при равноускоренном движении определяется формулой:

,

где s – перемещение шарика,

a – ускорение,

t – время движения.

Измерив перемещение и время движения можно определить ускорение по формуле:

Оборудование

Программа «Виртуальные лабораторные работы по физике» ЗАО «Новый диск», 2007; Лабораторная работа 7 «Изучение равноускоренного движения» Лабораторная работа выполняется по первому варианту.

 

Ход работы

1. Закрепите желоб в штативе на высоте от 10 до 25 см

2. Установите стопор. Шарик положите в желоб (нажав левую кнопку мыши, «перетащить» шарик)

3. Измерьте линейкой путь шарика (от стопора до шарика)

4. Запустите шарик (щелкните левой кнопкой мыши по ограничителю). Запишите время движения шарика.

5. Повторите опыт дважды, устанавливая стопор в новое положение.

6. Вычислите ускорение.

7. Вычислите погрешность.

 

Таблица Результаты измерений и вычислений

№ опыта	Высота наклона желоба h, м	Перемещение s,м	Время t,с	Ускорение а,м/с2	Абсолютная погрешность ∆а, м/с2	Относительная погрешность ε,%

 

Вычисления

1. Ускорение:

а₁=

а₂=

а₃=

2. Среднее значение ускорения: ,

а_ср=

3. Абсолютная погрешность измерений:

4. Среднее значение абсолютной погрешности:

5. Относительная погрешность:

ε=

Вывод

Записать ответы на вопросы полными предложениями

1. Запишите второй закон Ньютона. (Формулу и формулировку)

2. Что называется ускорением? В каких единицах измеряется ускорение?

3. Что называется равноускоренным движением?

4. Запишите формулу для вычисления ускорения при равноускоренном прямолинейном движении и комментарии к ней.

5. Зависит ли ускорение от массы тела? Каким образом?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

Измерение коэффициента трения скольжения

Цель работы

Определить коэффициент трения деревянного бруска, скользящего по поверхности стола.

Теоретическая часть работы

С помощью динамометра измеряют силу, с которой нужно тянуть брусок с грузами по горизонтальной поверхности так, чтобы он двигался равномерно. Эта сила равна по модулю силе трения, действующей на брусок.

,

Где F_тр – сила трения,

μ – коэффициент трения,

N- сила нормальной реакции опоры.

С помощью того же динамометра можно найти вес бруска с грузом. Этот вес по модулю равен силе нормального давления бруска на поверхность, по которой он скользит:

N=P,

где P – вес тела.

Определив, таким образом, значение силы трения при различных значениях силы нормального давления, определить коэффициент трения.

Оборудование

Динамометр, деревянный брусок, набор грузов

 

Ход работы

 

1. Положите брусок на парту.

2. Прикрепите к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль парты. Заметьте при этом показания динамометра ( F_тр ).

3. Взвесьте брусок ( P ).

4. Повторите эксперимент, добавив к бруску груз, два груза.

5. Вычислите коэффициент трения по формуле .

6. Вычислите погрешности

 

Таблица Результаты измерений и вычислений

№ опыта	Сила трения Fтр, Н	Вес тела Р, Н	Коэффициент трения	Абсолютная погрешность ∆µ	Относительная погрешность ε,%
µ	µср

Вычисления

1. Коэффициент трения: ;

μ₁=

μ₂=

μ₃=

2. Среднее значение коэффициента трения:

μ_ср=

3. Абсолютная погрешность:

Δμ₁=

Δμ₂=

Δμ₃=

4. Среднее значение абсолютной погрешности:

;

Δμ_ср=

5. Относительная погрешность:

ε=

Вывод

 

Записать ответы на вопросы полными предложениями

1. Запишите определение силы трения и формулу для ее вычисления.

2. От чего зависит коэффициент трения?

3. Приведите примеры использования силы трения.

4. Приведите примеры способов уменьшения силы трения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4