2 nauka prawa zachowania energii mechanicznej. Praca laboratoryjna badająca prawo zachowania własności mechanicznych

Z fizyki dla klasy 9 (I.K.Kikoin, A.K.Kikoin, 1999),
zadanie №7
do rozdziału” PRACA LABORATORYJNA».

Cel pracy: porównanie dwóch wielkości - spadku energii potencjalnej ciała przyczepionego do sprężyny podczas jego upadku oraz wzrostu energii potencjalnej rozciągniętej sprężyny.

Narzędzia pomiarowe:

1) hamownię o sztywności sprężyny 40 N/m; 2) linijka

zmierzenie; 3) ciężar z zestawu mechaniki; masa ładunku wynosi (0,100 ± 0,002) kg.

Materiały: 1) element ustalający;

2) statyw ze sprzęgłem i stopką.

Do pracy wykorzystuje się instalację pokazaną na ryc. 180. Jest to hamownia zamontowana na statywie z zamkiem 1.

Sprężyna dynamometru zakończona jest walcówką z hakiem. Zatrzask (pokazany osobno w powiększeniu - oznaczony cyfrą 2) to jasna blaszka z korka (wymiary 5 X 7 X 1,5 mm), przecięta nożem do środka. Umieszcza się go na walcówce dynamometru. Element ustalający powinien poruszać się wzdłuż pręta z niewielkim tarciem, ale tarcie powinno nadal być wystarczające, aby zapobiec samoczynnemu opadnięciu elementu ustalającego. Musisz się o tym upewnić przed rozpoczęciem pracy. W tym celu zatrzask montuje się przy dolnej krawędzi skali na wsporniku ograniczającym. Następnie rozciągnij i rozluźnij.

Zapadka wraz z walcówką powinna unieść się ku górze zaznaczając maksymalne wydłużenie sprężyny, równe odległości od ogranicznika do zapadki.

Jeśli podniesiesz ładunek zawieszony na haku dynamometru, tak aby sprężyna nie była rozciągnięta, to energia potencjalna obciążenie w stosunku np. do powierzchni stołu wynosi mgH. Kiedy ładunek spadnie (opuszczenie na odległość x = h), energia potencjalna ładunku zmniejszy się o

a energia sprężyny podczas jej odkształcania wzrasta o

Porządek pracy

1. Umieść odważnik z zestawu mechanicznego mocno na haku dynamometru.

2. Podnieś ciężarek ręcznie, odciążając sprężynę i zamontuj blokadę na dole wspornika.

3. Zwolnij ładunek. Gdy ciężar spadnie, sprężyna się rozciągnie. Zdejmij obciążnik i za pomocą linijki zmierz maksymalne wydłużenie x sprężyny, korzystając z położenia zatrzasku.

4. Powtórz doświadczenie pięć razy.

5. Wykonaj obliczenia

6. Wpisz wyniki do tabeli:

Numer doświadczenia

7. Porównaj postawę

z jednością i wyciągnąć wniosek o błędzie, z jakim sprawdzano zasadę zachowania energii.

Prawo konserwatorskie energia mechaniczna. Całkowita energia mechaniczna zamkniętego układu ciał oddziałujących z siłami grawitacyjnymi lub sprężystymi pozostaje niezmieniona dla dowolnego ruchu ciał układu

Rozważmy takie ciało (w naszym przypadku dźwignię). Działają na nią dwie siły: ciężar ładunków P i siła F (sprężystość sprężyny hamowni), tak że dźwignia znajduje się w równowadze, a momenty tych sił muszą być sobie równe. Określamy wartości bezwzględne momentów sił F i P, odpowiednio:

Rozważmy masę przymocowaną do sprężystej sprężyny w sposób pokazany na rysunku. Najpierw utrzymujemy ciało w pozycji 1, sprężyna nie jest napięta, a siła sprężystości działająca na ciało wynosi zero. Następnie puszczamy ciało i opada ono pod wpływem grawitacji do położenia 2, w którym siła ciężkości jest całkowicie kompensowana przez siłę sprężystości sprężyny przy jej wydłużaniu o h (ciało w tym momencie znajduje się w spoczynku ).

Rozważmy zmianę energii potencjalnej układu podczas przemieszczania się ciała z pozycji 1 do pozycji 2. Podczas przemieszczania się z pozycji 1 do pozycji 2 energia potencjalna ciała maleje o wartość mgh, a energia potencjalna ciała wiosna zwiększa się o kwotę

Celem pracy jest porównanie tych dwóch wielkości. Przyrządy pomiarowe: dynamometr o znanej z góry sztywności sprężyny 40 N/m, linijka, odważnik z zestawu mechanika.

Wykonanie pracy:

Zadania

Edukacyjny:

· Rozwijanie wiedzy, umiejętności i zdolności na temat „Działanie siły. Prawa zachowania w mechanice”

· Podsumować i usystematyzować wiedzę uczniów na temat „Praca siły. Prawa zachowania w mechanice”

· Przygotuj się do końcowej certyfikacji, przeglądając wcześniej przestudiowane tematy

Edukacyjny:

· Wspieraj niezależność poprzez organizację niezależna praca w klasie

· Rozbudzaj chęć zdobywania wiedzy, poszukiwania ciekawe fakty

· Pielęgnuj uważność i dokładność

Edukacyjny:

· Kształtowanie u uczniów umiejętności wartościowania i krytycznego podejścia do poziomu swojego przygotowania poprzez samokontrolę zadań realizowanych na zajęciach

· Rozwijaj umiejętność selekcji niezbędną wiedzę z dużej ilości informacji, umiejętność podsumowywania faktów, wyciągania wniosków (kompilacja poprzedni temat schemat ogólny, który odzwierciedla wszystkie pojęcia, zjawiska i prawa tej sekcji oraz ich związek)

· Doskonalenie umiejętności samodzielnej pracy (samodzielne rozwiązywanie problemów)

Główne podtematy

Strukturalna i logiczna analiza tematu

Główne podtematy.

Prawo zachowania energii

§ 43. Działanie siły

§ 44. Władza

§ 45. Energia

§ 46. Energia kinetyczna i jej zmiany

§ 47. Praca ciężkości

§ 48. Praca siły sprężystej

§ 49. Energia potencjalna

§ 50. Prawo zachowania energii w mechanice

§ 51. Zmniejszanie energii mechanicznej układu pod wpływem sił tarcia

Planowanie tematyczne poziom podstawowy i specjalistyczny

z fizyki, klasa 10 (2 godz./tydz. i 5 godz./tydz.)

W tym temacie wprowadzono następujące formuły:

Tutaj A to praca, F to moduł siły wykonującej pracę, S to moduł przemieszczenia, α to kąt między wektorami siły i przemieszczenia, k to sztywność, x to odkształcenie, N to moc, v to prędkość , już czas.

We wzorach określone ciało pracuje lub rozwija moc, która działa na dane ciało z określoną siłą F. Może to być siła trakcyjna, siła rozciągająca, siła tarcia itp., ale nie wypadkowa wszystkich siły działające na dane ciało.

Studiując temat „Praca siły. Prawa zachowania w mechanice” wprowadza, co następuje koncepcje:

Pojęcia fizyczne: Praca mechaniczna, moc, energia, energia kinetyczna, energia potencjalna, praca wykonana przez grawitację, praca wykonana przez siłę sprężystą, uderzenie absolutnie sprężyste, uderzenie całkowicie niesprężyste.

Prawa: prawo zachowania pędu, prawo zachowania energii.

Przednia praca laboratoryjna

Badanie prawa zachowania energii mechanicznej

Cel pracy: nauczyć się mierzyć energię potencjalną ciała uniesionego nad ziemią i odkształconej sprężyny, porównać dwie wartości energii potencjalnej układu.

Sprzęt: statyw ze złączem i stopką, hamownia laboratoryjna, linijka, odważnik o masie m na nitce o długości l, komplet kartonów o grubości ok. 2 mm, farba i pędzel.

Zadanie

Kierowca wyłączył silnik w chwili, gdy prędkość samochodu wynosiła. Po ∆t = 2 s prędkość samochodu spadła do. Jaki był pęd samochodu w chwili wyłączenia silnika? Jaka jest zmiana pędu samochodu ∆p? Jaki jest impuls siły oporu działającej na ruch samochodu? Siła oporu ruchu w czasie ∆t była stała i wynosi

Zgodnie z podstawowym równaniem dynamiki impuls siły działającej na ciało wynosi równa się zmianie pęd tego ciała, co oznacza ∆p = .

Zmiana pędu ∆p jest równa różnicy pomiędzy impulsem końcowym p i impulsem początkowym. Z definicji impulsu i , gdzie m jest masą samochodu.

Weźmy pod uwagę, że zmiana pędu ∆p jest mniejsza od zera, ponieważ prędkość końcowa jest mniejsza od początkowej. Następnie -∆p = - , skąd masa samochodu

Znajdźmy teraz początkowy impuls samochodu

Podstawiając dane do równań otrzymujemy:

∆p = = 1,2 N∙s,

Odpowiedź:∆p = = 1,2 N∙s, kg

Zadanie jakościowe:

Dlaczego rowerzysta zwiększa prędkość, dojeżdżając do wzniesienia?

Jeśli nie ma tarcia, wówczas energia kinetyczna podczas wznoszenia się rowerzysty zamienia się w potencjalną i należy najpierw zwiększyć prędkość, aby energia kinetyczna wystarczyła do wzniesienia się do najwyższego punktu ( całkowita energia pozostaje stała).

Jeśli energia kinetyczna nie maleje, oznacza to, że ktoś na pewno wykona pracę, a to kompensuje spadek energii kinetycznej. W tym zadaniu pracę musi oczywiście wykonać rowerzysta, tj. Rowerzysta jadąc pod górę pedałuje tak mocno, że wykonana przez niego praca dokładnie kompensuje utratę energii kinetycznej. Jeśli używasz wzorów, musisz użyć twierdzenia o energii mechanicznej; końcowa energia mechaniczna pomniejszona o początkową energię mechaniczną jest równa pracy zewnętrznych sił niezachowawczych plus praca siły tarcia (jeśli taka istnieje) Tylko wtedy, gdy rowerzysta wykona pracę pedałowania podczas wspinaczki, może energia kinetyczna pozostaje stała.

Wykorzystana literatura metodologiczna:

Kamienieckiego „Teoria i metody nauczania fizyki w szkole. Prywatne pytania.”

Myakishev 11 klasa

Kasatkina „Nauczyciel fizyki”

Literatura popularnonaukowa i zasoby internetowe polecane studentom:

Magazyn „Kvant”

Magazyn „Potencjał”

Magazyn „Fizyka dla uczniów”

Aplikacja

Koncepcje

Praca mechaniczna– wielkość fizyczna równa iloczynowi modułów siły i przemieszczenia oraz cosinusa kąta między nimi.

Moc– wielkość fizyczna, równy stosunkowi pracy do okresu, w którym została ona ukończona.

Energia– wielkość fizyczna będąca ilościową miarą ruchu i interakcji wszystkich rodzajów materii. Równa pracy, jaką ciało lub układ ciał może wykonać podczas ruchu ten stan do poziomu zerowego.

Energia kinetyczna- energia, którą ciało posiada w wyniku swojego ruchu.

Energia potencjalna– energia wynikająca z interakcji różne ciała lub części tego samego ciała. Zależy od względnego położenia ciał lub stopnia deformacji ciała.

Praca grawitacji– nie zależy od trajektorii ciała i jest zawsze równa zmianie energii potencjalnej ciała, przyjmowanej ze znakiem przeciwnym.

Praca siły sprężystej– równa zmianie energii potencjalnej przyjętej ze znakiem przeciwnym.

Absolutnie elastyczne uderzenie– zderzenie, w którym zachowana jest energia mechaniczna układu ciał.

Absolutnie nieelastyczny wpływ- taka interakcja uderzeniowa, w której ciała łączą się (sklejają) ze sobą i poruszają się dalej jako jedno ciało.

Sekcje: Fizyka

Edukacyjny: naucz się mierzyć energię potencjalną ciała uniesionego nad ziemią i odkształconej sprężyny, porównaj dwie wartości energii potencjalnej układu.

Rozwojowy: rozwinąć umiejętność stosowania wiedzy teoretycznej podczas wykonywania prac laboratoryjnych, umiejętność analizowania i wyciągania wniosków.

Edukacyjny: pielęgnuj umiejętność introspekcji i krytycznego podejścia do własnej wiedzy.

Moment organizacyjny - 5 minut.

Wprowadzenie do tematu lekcji - 5 minut.

Przestudiowanie części teoretycznej pracy i projektu – 10 minut.

Zakończenie pracy - 20 minut.

Samoocena wniosków i końcowa część lekcji – 5 minut.

Sprzęt i materiały do ​​zajęć.

Powtórzono definicję energii potencjalnej i siły sprężystości.

Wprowadzenie do tematu lekcji

Nauczyciel krótko opowiada o sposobie wykonania pracy i różnicach w stosunku do pracy opisanej w podręczniku.

Nagranie tematu lekcji

1. Napisz w zeszycie.

Studenci wykonują pracę laboratoryjną i rysują tabelę.

2. Nauczyciel wyjaśnia zadanie poprzez demonstrację, na pręt wychodzący ze sprężyny dynamometru nakładamy kawałek gąbki, podnosimy ciężarek do długości nitki (5-7 cm) i opuszczamy kawałek gąbki na przeciw ogranicznika w dolnej części dynamometru i podnosi się po ściśnięciu sprężyny. Następnie zgodnie z planem pracy naciągamy sprężynę aż pianka dotknie ogranicznika dynamometru i mierzymy maksymalne rozciągnięcie sprężyny oraz maksymalną siłę sprężystości.

3. Uczniowie zadają pytania i wyjaśniają niejasne kwestie.

4. Rozpocznij wykonywanie praktycznej części pracy.

5. Wykonaj obliczenia i sprawdź zasadę zachowania energii.

6. Wyciągają wnioski i przekazują swoje zeszyty.

Samoocena wiedzy

Studenci wyrażają swoje wnioski, uzyskane wyniki i wystawiają im ocenę.

Zmiany w pracy laboratorium wprowadzono w oparciu o dostępny sprzęt.

Po zakończeniu pracy wyznaczone cele zostaną osiągnięte.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Praca laboratoryjna nr 7 „Badanie prawa zachowania energii mechanicznej”

Podręcznik fizyki dla klasy 9. (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
zadanie №7
do rozdziału” PRACA LABORATORYJNA».

Cel pracy: porównanie dwóch wielkości - spadku energii potencjalnej ciała przyczepionego do sprężyny podczas jego upadku oraz wzrostu energii potencjalnej rozciągniętej sprężyny.

1) hamownię o sztywności sprężyny 40 N/m; 2) linijka

zmierzenie; 3) ciężar z zestawu mechaniki; masa ładunku wynosi (0,100 ± 0,002) kg.

Materiały: 1) element ustalający;

2) statyw ze sprzęgłem i stopką.

Do pracy wykorzystuje się instalację pokazaną na ryc. 180. Jest to hamownia zamontowana na statywie z zamkiem 1.

Sprężyna dynamometru zakończona jest walcówką z hakiem. Zatrzask (pokazany osobno w powiększeniu - oznaczony cyfrą 2) to jasna blaszka z korka (wymiary 5 X 7 X 1,5 mm), przecięta nożem do środka. Umieszcza się go na walcówce dynamometru. Element ustalający powinien poruszać się wzdłuż pręta z niewielkim tarciem, ale tarcie powinno nadal być wystarczające, aby zapobiec samoczynnemu opadnięciu elementu ustalającego. Musisz się o tym upewnić przed rozpoczęciem pracy. W tym celu zatrzask montuje się przy dolnej krawędzi skali na wsporniku ograniczającym. Następnie rozciągnij i rozluźnij.

Zapadka wraz z walcówką powinna unieść się ku górze zaznaczając maksymalne wydłużenie sprężyny, równe odległości od ogranicznika do zapadki.

Jeśli podniesiesz ładunek zawieszony na haku dynamometru tak, aby sprężyna nie była naciągnięta, to energia potencjalna ładunku w stosunku np. do powierzchni stołu będzie równa mgH. Kiedy ładunek spadnie (opuszczenie na odległość x = h), energia potencjalna ładunku zmniejszy się o

a energia sprężyny podczas jej odkształcania wzrasta o

Porządek pracy

1. Umieść odważnik z zestawu mechanicznego mocno na haku dynamometru.

2. Podnieś ciężarek ręcznie, odciążając sprężynę i zamontuj blokadę na dole wspornika.

3. Zwolnij ładunek. Gdy ciężar spadnie, sprężyna się rozciągnie. Zdejmij obciążnik i za pomocą linijki zmierz maksymalne wydłużenie x sprężyny, korzystając z położenia zatrzasku.

Prezentacja z fizyki do pracy laboratoryjnej nr 2 „Studium prawa zachowania energii mechanicznej” klasa 10

Profesjonalne kursy przekwalifikowujące z Moskwy centrum szkoleniowe"Profesjonalny"

Zwłaszcza dla nauczycieli, wychowawców i innych pracowników systemu oświaty do 31 sierpnia działać rabaty do 50% podczas nauki na kursach dokształcających zawodowych (184 kursy do wyboru).

Po ukończeniu szkolenia wydawany jest dyplom przekwalifikowania zawodowego w ustalonej formie z nadaniem kwalifikacji (uznawany po zaliczeniu orzecznictwo w całej Rosji).

Aplikuj już teraz na interesujący Cię kurs: WYBIERZ KURS

Opis prezentacji według poszczególnych slajdów:

Praca laboratoryjna nr 2 Temat: Badanie prawa zachowania energii mechanicznej. Cel pracy: nauczyć się mierzyć energię potencjalną ciała uniesionego nad ziemią i odkształconej sprężyny; porównaj dwie wartości energii potencjalnej układu. Wyposażenie: statyw ze sprzęgłem i stopką; dynamometr laboratoryjny; linijka; obciążenie masą m na nitce o długości l.

Postęp prac: Uwaga: Trudność eksperymentu wynosi precyzyjna definicja maksymalne odkształcenie sprężyny, ponieważ ciało porusza się szybko. P, N h1, m h2, m F, N x, m |ΔEgr|, J Epr, J Epr / |ΔEgr|

Instrukcja pracy: Aby wykonać pracę, należy zmontować instalację pokazaną na rysunku. Dynamometr jest zamocowany w nodze statywu.

1. Przywiąż ciężarek na sznurku do haka dynamometru. Zamocuj dynamometr do zacisku statywu na takiej wysokości, aby ciężar podniesiony do haka po upuszczeniu nie dosięgnął stołu. Zmierz ciężar ładunku P, N. 2. Podnieś ładunek do punktu, w którym nić zostanie zabezpieczona. Zamontuj zacisk na drążku dynamometru w pobliżu wspornika ograniczającego. 3. Podnieś ładunek prawie do haka hamowni i zmierz wysokość h1 ładunku nad stołem (wygodnie jest zmierzyć wysokość, na której znajduje się dolna krawędź ładunku).

4. Zwolnij ładunek bez pchania. Gdy ciężar spadnie, rozciągnie sprężynę, a zatrzask przesunie się w górę wzdłuż pręta. Następnie naciągając ręcznie sprężynę tak, aby zatrzask znalazł się na wsporniku ograniczającym, zmierz F, x i h2.

5. Oblicz: a) wzrost energii potencjalnej sprężyny: Epr = F x / 2; b) zmniejszenie energii potencjalnej obciążenia: |ΔEgr| = P(h1 - h2). 6. Wyniki pomiarów i obliczeń zapisz w tabeli. 7. Wyciągnij wniosek: Dlaczego stosunek Epr / |ΔEgr| nie może być równe 1?

Literatura: 1. Podręcznik: Fizyka. Klasa 10: podręcznik. dla edukacji ogólnej instytucje z przym. na elektron media: podstawowe i profilowe. poziomy/G. Y. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky; edytowany przez V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. — M: Oświecenie, 2011. 2. http://yandex.ru/images 3. http://lessons.worldphysics.rf

Aby pobrać materiał, wpisz swój adres e-mail, wskaż kim jesteś i kliknij przycisk

Klikając przycisk, wyrażasz zgodę na otrzymywanie od nas biuletynów e-mailowych

Jeśli pobieranie materiału nie rozpoczęło się, kliknij ponownie „Pobierz materiał”.

Praca laboratoryjna nr 2 „Studium prawa zachowania energii mechanicznej” w klasie 10.

Podręcznik: Fizyka. Klasa 10: podręcznik. dla edukacji ogólnej instytucje z przym. na elektron media: podstawowe i profilowe. poziomy/G. Y. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky; edytowany przez V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. - M: Oświecenie, 2011.

Opis pracy: Obciążenie o masie P przywiązuje się na nitce do haka sprężyny dynamometru i po podniesieniu do wysokości h1 nad powierzchnię stołu zostaje zwolnione. Zmierzyć wysokość obciążenia h2 w chwili, gdy prędkość obciążenia stanie się równa 0, a także wydłużenie x sprężyny w w tej chwili. Oblicza się spadek energii potencjalnej obciążenia i wzrost energii potencjalnej sprężyny.

www.metod-kopilka.ru

Prezentacja z fizyki „Badanie prawa zachowania energii mechanicznej” dla klasy 10

Pospiesz się, aby skorzystać ze zniżek do 50% na kursy Infourok

Dokument wybrany do przeglądania Praca laboratoryjna 2.docx

Szkoła średnia MBOU, Łazariew, rejon Nikołajewski, terytorium Chabarowska
Ukończył: nauczyciel fizyki T.A. Knyazeva

Praca laboratoryjna nr 2. 10. klasa

Badanie prawa zachowania energii mechanicznej.

Cel pracy: nauczą się mierzyć energię potencjalną ciała uniesionego nad ziemią i sprężyście odkształconej sprężyny oraz porównają dwie wartości energii potencjalnej układu.

Sprzęt: statyw ze złączem i stopką, dynamometr laboratoryjny z zamkiem, miarka, odważnik na nitce o długości około 25 cm.

Określ ciężar kuli F 1 = 1 N.

Odległość l od haka dynamometru do środka ciężkości kuli wynosi 40 cm.

Maksymalne wydłużenie sprężyny l =5 cm.

Siła F =20 N, F /2=10 N.

Wysokość upadku h = l + l =40+5=45cm=0,45m.

mi p1 = fa 1 x (l + l) = 1Нх0,45 m = 0,45 J.

E p2 = F /2x L =10Nx0,05m=0,5J.

Wyniki pomiarów i obliczeń wpisujemy do tabeli:

Badanie prawa zachowania energii mechanicznej.

porównaj zmiany energii potencjalnej obciążenia i energii potencjalnej sprężyny.

statyw ze złączem i zaciskiem, dynamometr z zamkiem, odważnik, mocna nić, miarka lub linijka z podziałką milimetrową.

Ciężar P jest przywiązany nitką do haka sprężyny dynamometru i po podniesieniu do wysokości h 1 nad powierzchnię stołu zostaje zwolniony.

Mierzona jest wysokość obciążenia h 2 w momencie, gdy prędkość obciążenia wynosi zero (przy maksymalnym wydłużeniu sprężyny), a także wydłużenie x sprężyny w tym momencie. Energia potencjalna ładunku spadła o
|ΔE gr | = P(h 1 - h 2), a energia potencjalna sprężyny zwiększona o , gdzie k jest współczynnikiem sztywności sprężyny, x jest maksymalnym wydłużeniem sprężyny odpowiadającym najniższa pozycjaładunek

Ponieważ część energii mechanicznej jest przekształcana w energię wewnętrzną w wyniku tarcia na hamowni i oporu powietrza, stosunek
E pr / |ΔE gr | mniej niż jeden. W tej pracy musimy określić, jak blisko jest ten stosunek do jedności.

Moduł siły sprężystości i moduł wydłużenia powiązane są zależnością F = kx, zatem gdzie F jest siłą sprężystości odpowiadającą maksymalnemu wydłużeniu sprężyny. Zatem, aby znaleźć stosunek E pr / |ΔE gr |, należy zmierzyć P, h 1, h 2, F i x.

Aby zmierzyć F, x i h 2, należy zwrócić uwagę na stan odpowiadający maksymalnemu wydłużeniu sprężyny. W tym celu należy na pręt dynamometru nałożyć kawałek tektury (zacisk), który może przesuwać się wzdłuż pręta z niewielkim tarciem. W miarę przesuwania się ładunku w dół wspornik ograniczający dynamometru przesunie blokadę i przesunie się w górę pręta dynamometru. Następnie, rozciągając ręcznie dynamometr tak, aby zatrzask ponownie znalazł się w wsporniku ograniczającym, odczytaj wartość F, a także zmierz x i h 2.

Dokument wybrany do przeglądania Praca laboratoryjna 2.docx

Szkoła średnia MBOU, Łazariew, rejon Nikołajewski, terytorium Chabarowska
Ukończył: nauczyciel fizyki T.A. Knyazeva

Praca laboratoryjna nr 2. 10. klasa

Badanie prawa zachowania energii mechanicznej.

Cel pracy: nauczą się mierzyć energię potencjalną ciała uniesionego nad ziemią i sprężyście odkształconej sprężyny oraz porównają dwie wartości energii potencjalnej układu.

Sprzęt: statyw ze złączem i stopką, dynamometr laboratoryjny z zamkiem, miarka, odważnik na nitce o długości około 25 cm.

Określ ciężar kuli F 1 = 1 N.

Odległość l od haka dynamometru do środka ciężkości kuli wynosi 40 cm.

Maksymalne wydłużenie sprężyny l =5 cm.

Siła F =20 N, F /2=10 N.

Wysokość upadku h = l + l =40+5=45cm=0,45m.

mi p1 = fa 1 x (l + l) = 1Нх0,45 m = 0,45 J.

E p2 = F /2x L =10Nx0,05m=0,5J.

Wyniki pomiarów i obliczeń wpisujemy do tabeli:

Praca laboratoryjna „Badanie prawa zachowania energii mechanicznej”

Pospiesz się, aby skorzystać ze zniżek do 50% na kursy Infourok

BADANIE PRAWA ZACHOWANIA ENERGII MECHANICZNEJ

Cel pracy: ustalić eksperymentalnie, że całkowita energia mechaniczna układu zamkniętego pozostaje niezmieniona, jeśli między ciałami działają tylko siły grawitacyjne i sprężyste.

Sprzęt: urządzenie do wykazania niezależności sił; wagi, odważniki, linijka miernicza; linia pionu; papier biały i kalka; statyw do pracy czołowej.

Układ eksperymentalny pokazano na rysunku. Kiedy pręt A odchyli się od położenia pionowego, kula na jej końcu uniesie się na pewną wysokość h w stosunku do poziomu początkowego. Jednocześnie układ oddziałujących ze sobą ciał „Kula Ziemi” zyskuje dodatkową rezerwę energii potencjalnej ? mi P = mgh .

Jeśli pręt zostanie zwolniony, powróci do pozycja pionowa, gdzie zatrzyma go specjalny przystanek. Biorąc pod uwagę, że siła tarcia jest bardzo mała, można założyć, że podczas ruchu pręta na kulkę działają wyłącznie siły grawitacyjne i sprężystości. Bazując na prawie zachowania energii mechanicznej, możemy oczekiwać, że energia kinetyczna piłki w chwili przejścia przez położenie początkowe będzie równa zmianie jej energii potencjalnej:

Obliczając energię kinetyczną kuli i zmianę jej energii potencjalnej oraz porównując otrzymane wyniki, można eksperymentalnie sprawdzić prawo zachowania energii mechanicznej. Aby obliczyć zmianę energii potencjalnej piłki, należy wyznaczyć jej masę t na skali i zmierzyć wysokość h, na której piłka wzniosła się, za pomocą linijki.

Aby wyznaczyć energię kinetyczną piłki, należy zmierzyć wielkość jej prędkości?. W tym celu urządzenie nad powierzchnią stołu wzmacnia się, pręt z kulką przesuwa się w bok na wysokość H + h, a następnie puszcza. Kiedy pręt uderza w ogranicznik, piłka wyskakuje z pręta.

Prędkość piłki zmienia się podczas upadku, ale pozioma składowa prędkości pozostaje niezmieniona i ma taką samą wielkość jak prędkość? piłka w momencie, gdy pręt uderza w ogranicznik. Dlatego prędkość? piłkę w momencie jej wypuszczenia z pręta można określić na podstawie wyrażenia

V = l/t, gdzie l to zasięg lotu piłki, t to czas jej upadku.

Czas t swobodny spadek z wysokości H (patrz ryc. 1) jest równa: , zatem

V = l / v 2Н/g. Znając masę kuli, możesz obliczyć jej energię kinetyczną: E k = mv 2 /2 i porównać ją z energią potencjalną.

Porządek pracy

1. Zamontuj urządzenie na statywie na wysokości 20-30 cm nad stołem, jak pokazano na rysunku. Umieść kulkę z otworem na pręcie i wykonaj wstępne doświadczenie. Na miejscu katastrofy
kulkę, zabezpiecz kartkę białego papieru taśmą klejącą i przykryj kartką papieru ksero.

3. Zakładając piłkę z powrotem na drążek, przesuń drążek w bok, zmierz wysokość kuli h względem pierwotnego poziomu i puść drążek. Po wyjęciu kartki papieru kserograficznego wyznacz odległość l pomiędzy punktem na stole pod piłką w jej położeniu początkowym, wyznaczonym przez linię pionu, a zaznaczeniem na kartce papieru w miejscu upadku piłki.

4. Zmierz wysokość piłki nad stołem w pozycji wyjściowej. Zważ piłkę i oblicz zmianę jej energii potencjalnej? E p i energia kinetyczna Ek w chwili przejścia piłki przez położenie równowagi.

5. Powtórz doświadczenie dla dwóch pozostałych wartości wysokości h i wykonaj pomiary i obliczenia. Wpisz wyniki do tabeli.

7. Porównaj wartości zmian energii potencjalnej piłki z jej energia kinetyczna i wyciągnij wnioski na temat wyników eksperymentu

Podręcznik fizyki dla klasy 9. (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
zadanie №7
do rozdziału” PRACA LABORATORYJNA».

zmierzenie; 3) ciężar z zestawu mechaniki; masa ładunku wynosi (0,100 ± 0,002) kg.

Materiały: 1) element ustalający;

2) statyw ze sprzęgłem i stopką.

a energia sprężyny podczas jej odkształcania wzrasta o

Porządek pracy

Praca laboratoryjna nr 7 „Badanie prawa zachowania energii mechanicznej”

PRACA LABORATORYJNA> numer 7

Cel pracy: porównanie dwóch wielkości - spadku energii potencjalnej ciała przyczepionego do sprężyny podczas jego upadku oraz wzrostu energii potencjalnej rozciągniętej sprężyny.

1) hamownię o sztywności sprężyny 40 N/m; 2) linijka

Zmierzenie; 3) ciężar z zestawu mechaniki; masa ładunku wynosi (0,100 ± 0,002) kg.

Materiały: 1) element ustalający;

2) statyw ze sprzęgłem i stopką.

Do pracy wykorzystuje się instalację pokazaną na ryc. 180. Jest to hamownia zamontowana na statywie z zamkiem 1.

Sprężyna dynamometru zakończona jest walcówką z hakiem. Zatrzask (pokazany osobno w powiększeniu - oznaczony cyfrą 2) to jasna blaszka z korka (wymiary 5 X 7 X 1,5 mm), przecięta nożem do środka. Umieszcza się go na walcówce dynamometru. Element ustalający powinien poruszać się wzdłuż pręta z niewielkim tarciem, ale tarcie powinno nadal być wystarczające, aby zapobiec samoczynnemu opadnięciu elementu ustalającego. Musisz się o tym upewnić przed rozpoczęciem pracy. W tym celu zatrzask montuje się przy dolnej krawędzi skali na wsporniku ograniczającym. Następnie rozciągnij i rozluźnij.

Zapadka wraz z walcówką powinna unieść się ku górze zaznaczając maksymalne wydłużenie sprężyny, równe odległości od ogranicznika do zapadki.

Jeśli podniesiesz ładunek zawieszony na haku dynamometru tak, aby sprężyna nie była naciągnięta, to energia potencjalna ładunku w stosunku np. do powierzchni stołu będzie równa mgH. Kiedy ładunek spadnie (opuszczenie na odległość x = h), energia potencjalna ładunku zmniejszy się o

A energia sprężyny podczas jej odkształcania wzrasta o

Porządek pracy

1. Umieść odważnik z zestawu mechanicznego mocno na haku dynamometru.

2. Podnieś ciężarek ręcznie, odciążając sprężynę i zamontuj blokadę na dole wspornika.

3. Zwolnij ładunek. Gdy ciężar spadnie, sprężyna się rozciągnie. Zdejmij obciążnik i za pomocą linijki zmierz maksymalne wydłużenie x sprężyny, korzystając z położenia zatrzasku.

4. Powtórz doświadczenie pięć razy.

6. Wpisz wyniki do tabeli:

7. Porównaj postawę

Z jednością i wyciągnij wniosek na temat błędu, z jakim sprawdzano prawo zachowania energii.

Prawo zachowania energii mechanicznej. Całkowita energia mechaniczna zamkniętego układu ciał oddziałujących z siłami grawitacyjnymi lub sprężystymi pozostaje niezmieniona dla dowolnego ruchu ciał układu

Rozważmy takie ciało (w naszym przypadku dźwignię). Działają na nią dwie siły: ciężar ładunków P i siła F (sprężystość sprężyny hamowni), tak że dźwignia znajduje się w równowadze, a momenty tych sił muszą być sobie równe. Określamy wartości bezwzględne momentów sił F i P, odpowiednio:

Rozważmy masę przymocowaną do sprężystej sprężyny w sposób pokazany na rysunku. Najpierw utrzymujemy ciało w pozycji 1, sprężyna nie jest napięta, a siła sprężystości działająca na ciało wynosi zero. Następnie puszczamy ciało i opada ono pod wpływem grawitacji do położenia 2, w którym siła ciężkości jest całkowicie kompensowana przez siłę sprężystości sprężyny przy jej wydłużaniu o h (ciało w tym momencie znajduje się w spoczynku ).

Rozważmy zmianę energii potencjalnej układu podczas przemieszczania się ciała z pozycji 1 do pozycji 2. Podczas przemieszczania się z pozycji 1 do pozycji 2 energia potencjalna ciała maleje o wartość mgh, a energia potencjalna ciała wiosna zwiększa się o kwotę

Celem pracy jest porównanie tych dwóch wielkości. Przyrządy pomiarowe: dynamometr o znanej z góry sztywności sprężyny 40 N/m, linijka, odważnik z zestawu mechanika.

Postęp prac laboratoryjnych. 5. Badanie prawa zachowania energii mechanicznej

1. Zmontuj instalację pokazaną na rysunku.

2. Przywiąż ciężarek na sznurku do haczyka dynamometru (długość sznurka 12-15 cm). Zamocuj dynamometr do zacisku statywu na takiej wysokości, aby ciężar podniesiony do haka po upuszczeniu nie dosięgnął stołu.

3. Po podniesieniu ładunku w taki sposób, że nić zwisa, zamontuj zacisk na pręcie dynamometru w pobliżu wspornika ograniczającego.

cel pracy: porównanie dwóch wielkości - spadku energii potencjalnej ciała przyczepionego do sprężyny podczas jego upadku oraz wzrostu energii potencjalnej naprężonej sprężyny.
przyrządy pomiarowe:
1) hamownię o sztywności sprężyny 40 N/m; 2) linijka
zmierzenie; 3) ciężar z zestawu mechaniki; masa ładunku wynosi (0,100 ± 0,002) kg.
materiały: 1) element ustalający;
2) statyw ze sprzęgłem i stopką.
Do pracy wykorzystuje się instalację pokazaną na ryc. 180. Jest to hamownia zamontowana na statywie z zamkiem 1.

sprężyna dynamometru zakończona jest walcówką z hakiem. element ustalający (pokazany osobno w powiększeniu - oznaczony cyfrą 2) to jasna płytka z korka (wymiary 5 x 7 x 1,5 mm), przecięta nożem do środka. umieszcza się go na walcówce dynamometru. Element ustalający powinien poruszać się wzdłuż pręta z niewielkim tarciem, ale tarcie powinno nadal być wystarczające, aby zapobiec samoczynnemu opadnięciu elementu ustalającego. Musisz się o tym upewnić przed rozpoczęciem pracy. W tym celu zatrzask montuje się przy dolnej krawędzi skali na wsporniku ograniczającym. następnie rozciągnij i rozluźnij.
zatrzask wraz z walcówką powinien unieść się do góry, zaznaczając maksymalne wydłużenie sprężyny, równe odległości od ogranicznika do zatrzasku.
jeśli podniesiesz ładunek zawieszony na haku dynamometru tak, aby sprężyna nie była naciągnięta, to energia potencjalna obciążenia w stosunku np. do powierzchni stołu jest równa mgh. gdy ładunek spadnie (opuszczenie na odległość x = h), energia potencjalna ładunku zmniejszy się o

a energia sprężyny podczas jej odkształcania wzrasta o

kolejność pracy
1. Umieścić ciężarek z zestawu mechanicznego stabilnie na haku dynamometru.
2. Podnieś ładunek ręcznie, rozładowując sprężynę i zamontuj blokadę w dolnej części wspornika.
3. zwolnij ładunek. spadając, obciążenie rozciągnie sprężynę. zdejmij obciążnik i za pomocą linijki zmierz maksymalne wydłużenie x sprężyny, korzystając z położenia zatrzasku.
4. Powtórz doświadczenie pięć razy.
5. policz

I

6. Wpisz wyniki do tabeli:

numer doświadczenia

Doświadczenie nr.