Лабораторная работа № 1
Тема: Исследование равноускоренного движения без начальной скорости.
Цель работы: определить ускорение движения шарика и его мгновенную скорость перед ударом о цилиндр.
Оборудование:
- желоб лабораторный металлический длиной 1,4 м;
- шарик металлический диаметром 1,5-2 см;
- цилиндр металлический;
- метроном (один на весь класс);
- лента измерительная;
- кусок мела.
Теорeтическое обоснование
Известно, что шарик скатывается по прямолинейному наклонному желобу равноускоренно.
При равноускоренном движении без начальной скорости пройденное расстояние определяется по формуле: S = at2/2, отсюда a = 2S/t2
Зная ускорение, можно определить мгновенную скорость по формуле: v = at.
Если измерить промежуток времени t от начала движения шарика до его удара о цилиндр и расстояние s, пройденное им за это время, то по формуле a = 2S/t2 мы вычислим ускорение шарика а, а по формуле v = at - его мгновенную скорость v.
Промежуток времени t измеряется с помощью метронома. Метроном настраивают на 120 ударов в минуту, значит, промежуток времени между двумя следующими друг за другом ударами равен 0,5 с. Удар метронома, одновременно с которым шарик начинает движение, считается нулевым.
В нижней половине желоба помещают цилиндр для торможения шарика. Наклон желоба и положение цилиндра опытным путем подбирают так, чтобы удар шарика о цилиндр совпадал с третьим или четвертым от начала движения ударом метронома. Тогда время движения t можно вычислить по формуле: t = 0,5n, где n - число ударов метронома, не считая нулевого удара (или число промежутков времени по 0,5 с от начала движения шарика до его соударения с цилиндром).
Начальное положение шарика отмечается мелом. Расстояние s, пройденное им до остановки, измеряют сантиметровой лентой.
Указания к работе
1. Соберите установку по рисунку. (Наклон желоба должен быть таким, чтобы шарик проходил всю длину желоба не менее чем за три удара метронома.)
2. Перечертите в тетрадь таблицу.
Число ударов метронома,
n
|
Расстояние,
s, м
|
Время движения
t = 0,5n,
с
|
Ускорение
a = 2s/t2,
м/с
|
Мгновенная скорость
v = at,
м/с
|
3-4 |
3. Измерьте расстояние s, пройденное шариком за три или четыре удара метронома. Результаты измерений занесите в таблицу.
4. Вычислите время t движения шарика, его ускорение и мгновенную скорость перед ударом о цилиндр. Результаты измерении занесите в таблицу с учетом абсолютной погрешности, полагая Δs = 5 мм; Δt = 1 c; Δa = (2sΔt+tΔs)/t3; Δv = aΔt+tΔa
Подробнее...