Лабораторна робота Тема "Виготовлення маятника і визначення періоду його коливань".

Лабораторна робота

Тема "Виготовлення маятника і визначення  періоду його коливань".

Мета уроку:

Навчальна. У ході дослідницької діяльності закріпити знання про закономірності коливального руху, за допомогою маятника визначити прискорення вільного падіння.

Розвивальна. Сприяти: розвитку спостережливості, уваги, пам’яті, уяви, мислення; виробленню звички до планування своїх дій; формуванню вміння самостійно контролювати проміжні і кінцеві результати роботи; формуванню вміння організовувати своє робоче місце.

Виховна. Виховувати в учнів охайність під час проведення експерименту, дбайливе ставлення до лабораторного обладнання; виховувати учнів працювати в парах та групах.

Тип уроку: урок застосування знань, умінь і навичок.

Наочність і обладнання: штатив із муфтою та лапкою, металева кулька (або тягарець) із петелькою, нитка завдовжки 1,5–2 м, вимірювальна стрічка, секундомір.

План

1. Актуалізація опорних знань.

2. Виконання лабораторної роботи.

 3. Домашнє завдання.

Хід уроку

1. Актуалізація опорних знань.

Самостійна робота: “Коливальний рух. Маятники”.

2. Виконання роботи

Тема: Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника.

Мета: Закріпити знання з теми „Коливання та хвилі”, визначити прискорення земного тяжіння.

Обладнання: штатив з тримачем, кулька з ниткою  заданої довжини, лінійка з поділками і отвором на кінці, пластилін, лінійка.

Інструкція з безпеки під час виконання лабораторної роботи

I. Загальні положення

1.1. Перебувати учням у приміщенні кабінету (лабораторії) фізики і в лаборантській дозволяється лише в присутності вчителя фізики або лаборанта.

1.2. Будьте уважній дисципліновані, точно виконуйте вказівки вчителя.

1.3. Не починайте виконувати роботу без дозволу вчителя.

II. Вимоги безпеки перед початком роботи

2.1. Ознайомтеся з описом роботи і продумайте хід її виконання.

2.2. Приберіть все зайве зі столу.

2.3. Перевірте наявність приладів та матеріалів, необхідних для виконання роботи та їх справність.

2.4. Розміщуйте обладнання і прилади на робочому місці так, щоб уникнути їх падіння.

III. Вимоги безпеки під час виконання роботи

3.1. Склавши установку за інструкцією, приступайте до виконання роботи.

3.2. Добре закріплюйте обладнання в штативі.

3.3. Не відхиляйте кульку математичного маятника на великі кути.

3.4. Дотримуйтесь правил експлуатації вимірювальних приладів.

3.5. Користуйтесь приладами лише за їх призначенням.

IV. Вимоги безпеки після закінчення роботи

4.1. Розберіть установку.

4.2. Складіть обладнання так, як воно було складено до початку роботи.

V. Вимоги безпеки в аварійних ситуаціях

5.1. При виявленні несправностей чи інших дефектів у приладах чи установках необхідно припинити роботу і повідомити про це учителя.

5.2. При отриманні травм, порушенні правил безпеки звернутися до вчител

Теоретичні відомості: математичним маятником називається матеріальна точка, підвішена до невагомої і нерозтяжної нитки. Моделлю  такого маятника можна вважати кульку, підвішену на довгій нитці. Період коливань математичного маятника обраховується так: відхилити лінійку на невеликий кут і знайти час коливань, кількість яких задано в таблиці варіантів, весь час розділити на кількість коливань. Дослід повторити 2-3 рази. Четверта частина періоду буде дорівнювати часу падіння кульки.

Рівноприскореним називають рух, при якому тіло за будь-які рівні проміжки часу змінює швидкість на однакову величину. Прикладом такого руху можна вважати падіння кульки з невеликої висоти. Висота падіння вимірюється лінійкою. Із формули:. (1)

Час падіння  кульки береться як четверта частина періоду коливань математичного маятника.

ХІД РОБОТИ

Порядок виконання роботи:

1. Помістити штатив з тримачем на край столу.

2. Відхилити лінійку на невеликий кут і виміряти час заданої кількості  коливань. Обчислити період коливань.

3. Закріпити кульку за допомогою нитки на цвях на край лінійки з поділками.

4. Нанести тонкий шар пластиліну на лінійку для виявлення місця доторкання кульки під час падіння.

5. Перепалити нитку заданої довжини і виміряти шлях, пройдений кулькою, до місця дотику кульки з лінійкою.

6. Підставивши  четверть періоду коливань (час падіння кульки) у формулу (1) та пройдений шлях обчислити прискорення вільного падіння.

7. Із таблиці варіантів вибрати значення довжини нитки і кількості коливань.

8. Результати вимірювань та обчислень занести в таблицю.

Відносна похибка обчислюється за формулою:

Методичні вказівки: 1. В роботі можна використати свинцеву або стальну кульку діаметром 1-4,5 см. 2. Якщо немає секундоміра можна скористатись довільним метрономом або годинником з секундною стрілкою. 3. Під час визначення періоду коливань визначити час як можна більшої кількості коливань.

Контрольні запитання: 1.Чи можна користуватися маятниковим годинником в умовах невагомості? 2. Чи залежить прискорення вільного падіння від місцевості? 3. Які методи визначення прискорення вільного падіння можете ви запропонувати?

Висновок:__________________

3. Домашнє завдання.

Повторити: параграфи 44 - 45.

 Задача 1. Яке значення прискорення вільного падіння отримав учень при виконанні лабораторної роботи, якщо математичний маятник завдовжки 80 см за 3 хв зробив 100 коливань?

 Задача 2. Як відносяться довжини математичних маятників, якщо за той самий час перший маятник робить 10 коливань, а другий - 4 коливання?

Задача 3. Частота коливань маятника 0,5 Гц. Скільки коливань здійснить  маятник за 30 секунд?