Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести


НазваниеЛабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести
страница1/10
Дата публикации03.07.2013
Размер0.93 Mb.
ТипЛабораторная работа
userdocs.ru > Физика > Лабораторная работа
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Введение
Физика – одна из основных естественных наук. Она изучает закономерности наиболее общих форм существования материи. К физическим формам движения материи относятся: механическая, молекулярная, электромагнитная и ядерная.

Конкретные виды материи многообразны. К ним относятся элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны и др.), совокупности небольшого числа этих частиц (атомы, молекулы), совокупности множества элементарных частиц – физические тела и физические поля (гравитационные, электромагнитные и др.), посредством которых взаимодействуют различные материальные частицы.

Физика позволяет создавать приборы и вырабатывать методы исследования, необходимые для успешного развития всех прикладных наук и техники. Для экспертизы товаров широко применяются все разделы физики: механика, оптика, спектральный и рентгеновский анализ и т.д.

Физика – наука экспериментальная. Все физические законы, физические исследования начинаются с опыта, подтверждаются или опровергаются опытом. Данные новых экспериментов уточняют физические законы, определяют границы их применимости.

Физика – наука точная, широко использующая математический аппарат.

Данное пособие – руководство к выполнению лабораторных работ по физике.

Лабораторные работы, представленные в пособии, составляют основу соответствующих разделов курса и знакомят студентов с основными фундаментальными явлениями современной физики. Описание каждой работы разделено на параграфы, содержащие краткую теорию, описание порядка выполнения работы и варианты задания, которые выполняются студентами по указанию преподавателя. В конце описания приводятся контрольные вопросы, на которые студент должен подготовить ответы.

Результаты, полученные в ходе выполнения лабораторных заданий, нужно занести в лабораторную тетрадь, предъявляемую преподавателю при сдаче работы. Отчет должен содержать:

  1. Все пункты задания (полностью);

  2. Необходимые для расчетов формулы;

  3. Результаты проведенных измерений;

  4. Ответы на задания в цифровом виде или в виде графиков;

  5. Выводы по работе и оценку полученных результатов.


Структура физического практикума

Лабораторная работа № 1. Изучение движения тела в поле силы тяжести.

Лабораторная работа № 2. Упругие и неупругие соударения.

Лабораторная работа № 3. Изучение пружинного маятника.

Лабораторная работа № 4. Изучение продольных и поперечных механических волн.

Лабораторная работа № 5. Основные термодинамические процессы.

Лабораторная работа № 6. Работа газа.

Лабораторная работа № 7. Термодинамические циклы.

Лабораторная работа № 8. Цикл Карно.

Лабораторная работа № 9. Изотермы реального газа.

Лабораторная работа № 10 (часть 1). Электростатические силы. Закон Кулона.

Лабораторная работа № 10 (часть 2). Напряженность, силовые линии и потенциал электрического поля.

Лабораторная работа № 11 (часть 1). Закон Ома для цепи постоянного тока.

Лабораторная работа № 11 (часть 2). Источники тока. Контрольное задание.

Лабораторная работа № 12. Взаимодействие параллельных токов.

Лабораторная работа № 13 (часть 1). Движение заряда в электрическом поле.

Лабораторная работа № 13 (часть 2). Движение заряда в магнитном поле.

Лабораторная работа № 14. Генератор переменного тока.

Лабораторная работа № 15 (часть 1). Свободные колебания в RLC-контуре.

Лабораторная работа № 15 (часть 2). Вынужденные колебания в RLC-кон-туре.

Лабораторная работа № 16 (часть 1). Интерференция. Кольца Ньютона.

Лабораторная работа № 16 (часть 2). Интерференция. Опыт Юнга.

Лабораторная работа № 16 (часть 3). Контрольное задание.

Лабораторная работа № 17 (часть 1). Дифракция.

Лабораторная работа № 17 (часть 2). Зоны Френеля.

Лабораторная работа № 17 (часть 3). Дифракционная решетка.

Лабораторная работа № 17 (часть 4). Дифракционный предел разрешения.

Лабораторная работа № 17 (часть 5). Контрольное задание повышенной сложности.

Лабораторная работа № 18 (часть 1). Фотоэффект.

Лабораторная работа № 18 (часть 2). Комптоновское рассеяние.

Лабораторные работы по механике
Лабораторная работа № 1. Изучение движения тела в поле силы

тяжести.
1. Краткая теория.bm32.wmf


Пусть тело, брошенное на высоте H = 0 с начальной скоростью V0 под некоторым углом к горизонту, свободно движется вблизи поверхности Земли. Ускорение свободного падения можно считать неизменным и равным по модулю g

V0x = V0 cos  V0y = V0 sin 

ax = 0; ay = g .

В этих условиях тело движется равномерно вдоль оси х и равноускоренно вдоль оси y. Тело будет двигаться по параболической траектории.

Время полетаbm41.wmf
.
Дальность полета:bm42.wmf


l = lmax при  = 45o.
Максимальная высота подъема:bm45.wmf

.

Если начальная высота H не равна нулю, тело также будет двигаться по параболической траектории.

Следует помнить о том, что компьютерная модель не учитывает влияния сопротивления воздуха на движущееся тело.

^ 2. Изучение движения тела, брошенного вертикально или горизонтально.
Прежде чем приступить к выполнению конкретных заданий, повторим основные правила работы с данной компьютерной моделью. После запуска первой части лабораторной работы в левой половине экрана монитора должно появиться следующее окно
bm46.bmp



Нажмите на кнопку "Описание лабораторной работы" и дополнительно в правой половине экрана появится настоящее описание. В этом состоянии экрана вы будете выполнять работу.

Для установки начальных параметров заданий используйте линейки выбора. Для детального анализа движения тела применяйте пошаговое выполнение модели (см. "Работа с моделями").
^ Изучение движения тела, брошенного вертикально.
Теперь вам необходимо выполнить указанный преподавателем вариант задания из следующего списка. Измерения следует проводить в пошаговом режиме работы модели. Полученные результаты нужно занести в лабораторную тетрадь.
Вариант 1. С какой высоты должно упасть тело, чтобы приобрести скорость 72 км/ч?
Вариант 2. С какой скоростью нужно бросить вертикально тело с высоты H = 40 м , чтобы оно упало на 1 с позднее, чем в случае свободного падения?
Вариант 3. Камень брошен вертикально вверх со скоростью v0 = 25 м/с. Через сколько времени он будет на высоте: а) h1 = 20 м? h2 = 32 м?
Вариант 4. Тело брошено вверх со скоростью 25 м/с. Определить время и высоту подъема тела, скорость, с которой тело достигло земли, и время падения тела.
Вариант 5. Свободно падающее тело прошло последние 10 м за 0,3 с. Определить высоту падения и скорость в последний момент падения.
Вариант 6. В последнюю секунду свободно падающее тело прошло половину своего пути. Сколько времени и с какой высоты падало тело?
Вариант 7. В последнюю секунду свободно падающее тело прошло 20 м. С какой высоты и сколько времени падало тело, с какой скоростью достигло тело земли?
Вариант 8. В последнюю секунду свободного падения тело прошло путь вдвое больший, чем в предыдущую секунду. С какой высоты падало тело?
Вариант 9. Одно тело находится выше другого на 20 м. Оба тела свободно падают, причем второе начало падать в тот момент, когда первое находилось на одной высоте с ним. Чему равны скорости падающих тел у поверхности земли и через сколько времени после первого упало второе тело, если второе тело падало 2,5 с?
Вариант 10. Камень, брошенный вертикально вверх, упал на землю через две секунды. Определить путь и перемещение камня за 1; 1,5 и 2 с. Какую скорость приобретет камень за эти промежутки времени? Чему равна средняя скорость перемещения камня за все время движения?
Вариант 11. Тело, брошенное вертикально вверх, проходит в первую половину секунды половину высоты подъема. Какой путь пройдет тело в последнюю секунду падения?
Вариант 12. Тело брошено вертикально вверх со скоростью v0 = 25 м/с. Сколько времени оно будет находиться на высоте, большей h1 = 30 м?
Изучение движения тела, брошенного горизонтально.
Теперь вам необходимо выполнить указанный преподавателем вариант из следующего списка. Полученные результаты нужно занести в лабораторную тетрадь.
Вариант 1. С башни высотой H = 60 м горизонтально брошен камень со скоростью v0 = 25 м/с. На каком расстоянии x от основания башни он упадет на землю?
Вариант 2. Камень, брошенный горизонтально с начальной скоростью v = 20 м/с, упал на расстоянии x = 60 м от вертикали, опущенной на землю из точки выброса. С какой высоты был брошен камень?
Вариант 3. Тело, брошенное с башни в горизонтальном направлении со скоростью v0 = 20 м/с, упало на землю на расстоянии x вдвое большем, чем высота башни H. Найти высоту башни.
Вариант 4. Камень брошен с горы по горизонтальному направлению со скоростью ^ 25 м/с. Через сколько времени t его скорость будет направлена под углом  = 45° к горизонту?
Вариант 5. Камень, брошенный горизонтально с крыши дома со скоростью v0 = 15 м/с, упал на землю под углом  = 60° к горизонту. Какова высота дома H?
Вариант 6. Тело на высоте H = 20 м бросают в горизонтальном направлении так, что к поверхности земли оно подлетает под углом  = 45° к горизонту. Какое расстояние по горизонтали пролетает тело?
Вариант 7. Камень, брошенный горизонтально на высоте H = 60 м над землей, упал на расстоянии x = 71 м от места бросания (считая по горизонтали). Найти его начальную и конечную скорости (v0 и v).
Вариант 8. С башни высотой H = 25 м горизонтально брошен камень со скоростью v0 = 15 м/с. Найти:

  1. сколько времени камень будет в движении,

  2. на каком расстоянии x от основания башни он упадет на землю,

  3. с какой скоростью v он упадет на землю,

  4. какой уголсоставит траектория камня с горизонтом в точке его падения на землю.


Вариант 9. Камень, брошенный горизонтально, упал на землю через 2,5 с на расстоянии^ 50 м по горизонтали от места бросания. 1) С какой высоты H был брошен камень? 2) С какой начальной скоростью v0 он был брошен? 3) С какой скоростью v он упал на землю? 4) Какой уголсоставляет траектория камня с горизонтом в точке его падения на землю?
Вариант 10. Дальность полета тела, брошенного в горизонтальном направлении со скоростью 9,8 м/с, равна высоте, с которой брошено тело. Чему равна эта высота и под каким углом к горизонту тело упало на землю?
Вариант 11. Камень брошен по горизонтальному направлению. Через 2 с его скорость оказалась направленной под углом ^ 45° к горизонту. Какова начальная скорость камня?
Вариант 12. С вертолета, летящего горизонтально со скоростью v0 = 20 м/с на высоте H = 50 м, сброшен груз. На какой высоте скорость груза будет направлена под углом  = 45° к горизонту?
Перейдем ко второй части лабораторной работы.
^ 3. Изучение движения тела, брошенного под углом к горизонту.
Изучение движения тела, брошенного с земли под углом к горизонту.
Теперь вам необходимо выполнить указанный преподавателем вариант задания из следующего списка. Полученные результаты занесите в лабораторную тетрадь.
Вариант 1. Камень брошен с земли под углом  = 70° к горизонту со скоростью v0 = 24,5 м/с. Через какое время t камень будет на высоте h = 10,2 м?
Вариант 2. Камень, брошенный с земли под углом  = 60° к горизонту, дважды был на одной высоте h: спустя время t1 = 0,6 с и время t2 = 3,4 с после начала движения. Определить начальную скорость v0 и высоту h.
Вариант 3. Тело, брошенное с земли под углом  = 45° к горизонту, через время t = 0,6 с после начала движения имело вертикальную проекцию скорости vy = 9 м/с. Определить расстояние l между местом бросания и местом падения.
Вариант 4. Два тела брошены с земли под углами 1 = 15° и 2 = 45° к горизонту из одной точки. Каково отношение сообщенных им скоростей, если они упали на землю в одном и том же месте?
Вариант 5. Тело брошено с земли под углом к горизонту с начальной скоростью v0 = 25 м/с. Определить скорость v тела в тот момент, когда оно оказалось на высоте h = 7,5 м.

Вариант 6. Мяч бросили со скоростью v0 = 25 м/с под углом  = 40° к горизонту. Найти: 1) на какую высоту y поднимется мяч, 2) на каком расстоянии x от места бросания мяч упадет на землю, 3) сколько времени он будет в движении.
Вариант 7. Камень, брошенный со скоростью v0 = 20 м/с под углом  = 45° к горизонту, упал на землю на расстоянии x от места бросания. С какой высоты H надо бросить камень в горизонтальном направлении, чтобы при той же начальной скорости v0 он упал на то же место?

Вариант 8. Под каким углом к горизонту надо бросить тело, чтобы высота подъема была равна дальности полета?
Вариант 9. Во время спортивных состязаний бросили диск на расстояние 53 м. С какой минимальной скоростью надо бросить диск, чтобы он пролетел это расстояние? Принять, что места бросания и падения диска находятся на одной высоте.
Вариант 10. Из брандспойта бьет струя под углом  = 32° к горизонту; струя падает на расстоянии x = 12 м от брандспойта. Площадь отверстия брандспойта равна S = 1 cм2. Сколько воды подает брандспойт за t = 1 мин?

Вариант 11. Тело брошено под углом  = 60° к горизонту со скоростью v0 = 20 м/с. а) Под каким углом к горизонту движется тело через 1,5 с после начала движения? через 2,5 с? б) Через сколько времени и на какой высоте тело будет двигаться под углом  = 45° к горизонту?
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Похожие:

Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести iconЛабораторная работа Тема: Аномалии силы тяжести в редукции Буге
Тема: Аномалии силы тяжести в редукции Буге. Принципы качественной интерпретации
Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести iconЛабораторная работа Тепловое излучение Цель работы
Цель работы: изучение закономерностей теплового излучения на примере излучения абсолютно твердого тела; установление зависимости...
Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести iconГравиметрическая или гравитационная разведка (сокращенно гравиразведка)...
Земли (нормальное поле), а с другой стороны от неравномерности изменения плотности пород, слагающих земную кору (аномальное поле)....
Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести iconЛабораторная работа №6 изучение колебательного движения математического и физического маятников
Математическим маятником называется материальная точка, прикрепленная к концу нерастяжимой и невесомой нити, верхний конец которой...
Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести iconЛабораторная работа №10 (часть 2)
Цель работы изучение электрического поля с помощью напряженности, силовых линий и потенциала
Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести iconЛабораторная работа №4
Цель работы: изучение возможностей текстового процессора Microsoft Word при создании и форматировании документов
Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести iconЛабораторная работа №6
Целью работы является изучение возможностей автоматизации написания процедур и интерфейса ассемблера с языками высокого уровня
Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести iconЛабораторная работа Преломление света. Измерение показателя преломления жидкости
Цель работы: углубление представлений о явлении преломления света; изучение методики измерения показателя преломления жидких сред;...
Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести icon1. Плечо силы. Момент силы
При выполнении лабораторной работы ученик установил наклонную плоскость под углом 60 к поверхности стола. Длина плоскости равна...
Лабораторная работа № Изучение движения тела в поле силы тяжести iconНа рисунке 1 приведен график зависимости скорости движения тела от...
Чему равно отношение силы гравитационного взаимодействия, действующей со стороны Луны на Землю, к силе гравитационного взаимодействия,...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница