ЛАБОРАТОРНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ.
РАБОТА № 3. ИЗУЧЕНИЕ ВТОРОГО ЗАКОНА НЬЮТОНА
Цель работы: изучение зависимости ускорения от действующей силы и массы тела при прямолинейном движении с помощью движущейся тележки.
Оборудование: PASPORT датчик движения, PASPORT тележка, весы, часы с секундной стрелкой, набор грузов, PASPORT направляющая рельса для тележки.
Содержание и метод выполнения работы
Повторите «Физика - 9», § 10-13.
По второму закону Ньютона ускорение а, сообщаемое телу силой F, прямо пропорционально этой силе и обратно пропорционально массе тела m: а = F / m.
Экспериментальную проверку указанной зависимости выполняют на приборе с движущейся тележкой. Модуль ускорения а определяют из соотношения: а = 2 S / t2. Модуль перемещения определяют по PASPORT датчику движения, время движения t по секундомеру.
Задание 1.
Исследование зависимости ускорения от действующей силы при постоянной массе
1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов и вычислений:
№ опыта | Сила, F, Н | Масса, m, кг | Перемещение, S, м | Время, t, с | Ускорение, а, м/ с2 | Погрешность, |
1 | | | | | | |
2 | | | | | | |
3 | | | | | | |
2. Определите массу тележки с помощью электронных весов.
3. Установите PASPORT направляющую рельсу для тележки на краю стола. Расположите на нее тележку.
4. Подсоедините PASPORT датчик движения к PASPORT Xplorer GLX, который необходимо поставим в цифровой режим.
5. Приложите к тележке силу 0,05 Н. Для этого прикрепите нить с массой 5 г и перебросьте через блок нить. При этом условии масса движущегося тела будет равна массе тележки.
6. Определите модуль перемещения и время движения тележки. Для этого одновременно необходимо запустить PASPORT датчик движения и секундомер. Зная модуль перемещения и время движения, вычислите и запишите в тетради модуль ускорения движения по формуле а = 2 S / t2. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
7. Увеличьте силу тяги в два раза, три раза не изменяя массу тележки. Для этого снимите груз 5 г и положите 10 г, 20 г.
8. Вновь вычислите модули ускорения движения тележки, и результаты запишите в таблицу.
9. Определите погрешность измерения модули ускорения движения по формуле:
= , где S= 0,0015 м t= 0,1 с.
10. На основании полученных результатов, сделайте вывод и зависимости модуля ускорения движения тележки от действующей силы, при постоянной массе тела.
Задание 2.
Исследование зависимости ускорения от массы движущегося тела при постоянной действующей силе.
1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов и вычислений:
№ опыта | Сила, F, Н | Масса, m, кг | Перемещение, S, м | Время, t, с | Ускорение, а, м/ с2 | Погрешность, |
1 | | | | | | |
2 | | | | | | |
3 | | | | | | |
2. Определите массу тележки с помощью электронных весов.
3. Установите PASPORT направляющую рельсу для тележки на краю стола. Расположите на нее тележку.
4. Подсоедините PASPORT датчик движения к PASPORT Xplorer GLX, который необходимо поставим в цифровой режим.
5. Приложите к тележке силу 0,05 Н. Для этого прикрепите нить с массой 5 г и перебросьте через блок нить. При этом условии масса движущегося тела будет равна массе тележки.
6. Определите модуль перемещения и время движения тележки. Для этого одновременно необходимо запустить PASPORT датчик движения и секундомер. Зная модуль перемещения и время движения, вычислите и запишите в тетради модуль ускорения движения по формуле а = 2 S / t2. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
7. Увеличьте массу тележки на 250 г, 500 г. Для этого положите на тележку дополнительные грузы.
8. Вновь вычислите модули ускорения движения тележки, и результаты запишите в таблицу.
9. Определите погрешность измерения модули ускорения движения по формуле:
= , где S= 0,0015 м t= 0,1 с.
10. На основании полученных результатов, сделайте вывод и зависимости модуля ускорения движения тележки от действующей силы и массы тела.
Контрольные вопросы
1. Модуль ускорения модно вычислять, пользуясь разными промежутками времени. Когда будет получен более точный результат? Почему?
2. Масса, каких тел не учитывается при выполнении работы?
3. Какие основные причины погрешности, возникающие при измерении модуля перемещения, времени и модуля ускорения?