Устройство комплекта

Комплект предназначен для проведения лабораторных работ по различным разделам механики курса физики средних общеобразовательных учебных заведений. Кроме того, комплект может быть использован при проведении работ физического практикума и решении экспериментальных задач. Оборудование защищено свидетельством на полезную модель.

Набор состоит из прибора для изучения прямолинейного движения, включающего направляющую рейку 1, каретку с подставкой 2 и секундомер 3 с двумя датчиками, рычага с осью 4, двумя крючками 5 и балансирами, пластикового коврика 6, штатива 7, состоящего из основания, стойки, перекладины и муфты с двумя винтами, подвижного 9 и неподвижного 8 блоков, четырёх грузов 10, стального шарика 11 , копировальной бумаги 12 и нити 13.

Для работы с комплектом также необходим лабораторный динамометр 14, который приобретается отдельно.

Прибор для изучения прямолинейного движения обеспечивает возможность прямого измерения перемещения и времени движения тела между отдельными точками траектории. Основу прибора составляет направляющая рейка, по которой может скользить каретка. Вдоль одной из боковых сторон направляющей рейки расположен магнитный держатель и шкала с миллиметровыми делениями. Направляющая рейка устанавливается под углом к горизонту с помощью штатива. Кроме того, направляющая рейка может устанавливаться вертикально. В этом положении её шкала используется для определения перемещения тел в вертикальной плоскости.
Каретка имеет на верхней поверхности три отверстия для установки грузов. В выступающей части каретки запрессован постоянный магнит. Поле магнита имеет вертикальную ориентацию. Каретка имеет 2 отверстия для соединения с динамометром.

Время движения тела определяют электронным секундомером, пуск и остановка которого происходит по сигналам двух датчиков. Управление работой секундомера осуществляется в соответствии с прилагаемой инструкцией, приведенной ниже.

Датчик секундомера представляет собой нормально разомкнутый магнитоуправляемый контакт – геркон, размещенный в пластиковом корпусе. К корпусу датчика прикреплена полоска магнитной резины для его размещения на магнитном держателе направляющей рейки. Два датчика подключены соединительными проводами к общему разъёму, при этом они соединены параллельно. Контакт геркона замыкается под влиянием магнитного поля постоянного магнита каретки. При прохождении каретки мимо первого датчика происходит пуск секундомера, мимо второго – остановка. На датчиках нанесены метки, служащие для определения координат мест их установки на направляющей рейке.

Подготовка комплекта к работе

Настройка прибора для изучения прямолинейного движения производится в следующей последовательности.

Датчики устанавливают на магнитном держателе направляющей рейки. Для придания направляющей рейке необходимого наклона её край с началом шкалы линейки надевается на перекладину, которая предварительно закрепляется горизонтально с помощью муфты на стойке штатива. Рекомендуется верхний край направляющей рейки располагать на высоте 17-19 см от поверхности стола. Чтобы погасить скорость каретки в конце её движения, под другой край направляющей рейки подкладывают пластиковый коврик.

При подготовке опытов, где измеряется время движения каретки из состояния покоя, особое внимание следует уделить установке на направляющей рейке первого датчика, который должен запустить секундомер сразу же после начала движения каретки. Удерживая одной рукой каретку в исходном положении, другой медленно двигают вдоль неё датчик до того места, где произойдёт запуск секундомера. Движение датчика осуществляется снизу наклонной плоскости, т.е. со стороны, в которую каретка будет двигаться в эксперименте. Затем датчик сдвигают на некоторое расстояние назад, чтобы он вышел из зоны действия магнита каретки, а секундомер останавливают, нажав кнопку "СТАРТ/СТОП". Регулировку заканчивают, подобрав такое положение датчика, при котором сдвиг каретки на 1-2 мм вызывает запуск секундомера.
Направляющая рейка с кареткой используется также в работах по изучению силы трения в качестве трибометра, и при изучении наклонной плоскости.

Подвижный блок двигается по нити, одна петля которой закреплена к муфте штатива, а другая к крючку динамометра. Неподвижный блок закрепляется на муфте или на перекладине, которая для этого имеет резьбовое отверстие.

Рычаг крепится к муфте штатива, при этом его винт ввёртывается в муфту вместо одного из её винтов.

Работа с комплектом

Состав комплекта обеспечивает проведение лабораторного учебного эксперимента по механике в объеме курса физики средних общеобразовательных учебных заведений. Содержание лабораторных работ соответствует учебному материалу, изложенному в наиболее распространенных в настоящее время учебниках "Физика-7" (Пёрышкин А.В., Родина Н.А.), "Физика-9" (Кикоин И.К., Кикоин А.К.) и "Физика-9" (Шахмаев Н.М. и др.).

Лабораторные работы, для проведения которых предназначен комплект, представляют собой систему экспериментальных заданий, целью которой является более осознанное усвоение учебного материала, формирование важнейших физических понятий, используемых для описания механического движения, развитие представлений об устройстве и принципе действия простых механизмов, знакомство с методами измерений некоторых физических величин, развитие экспериментальных умений учащихся и навыков работы с измерительными приборами.

Поскольку лабораторные работы по изучению прямолинейного движения с использованием электронного секундомера в методической литературе, изданной к моменту создания комплекта, не описаны, в его состав включены инструкции для учеников по выполнению таких работ.

Работы, в которых не требуется измерения времени движения, могут проводиться также по прилагаемым инструкциям, либо в соответствии с той методикой, которая описана в соответствующих пособиях для учителей и учебниках, названных выше.

Электронный секундомер

Назначение и технические характеристики.

Электронный секундомер предназначен для использования в составе комплекта для изучения законов механики на уроках физики средних общеобразовательных учебных заведений при проведении лабораторных работ и работ физического практикума.

Секундомер позволяет:

• измерять промежутки времени длительностью от 0,01 с до 100 с;
• измерять время прохождения телом отдельных участков траектории с точностью 0,01с;
• режим работы: ручной/автоматический

Питается прибор от батарейки типа "Крона" напряжением 9 В. Батарея устанавливается в отсек, находящийся в задней части корпуса. Батарею следует заменить при изменении цвета цифр на индикаторе с черного на светло-серый. Замену батареи производить при отключенных датчиках.

Работа с прибором

Для приведения электронного секундомера в рабочее состояние следует подключить датчики к электронному секундомеру, присоединив разъём датчиков к разъёму электронного секундомера.

При подключении разъёма датчиков электронный секундомер автоматически включится и обнулит индикатор.

Датчики подключены к прибору двумя соединительными проводами. Они срабатывают при замыкании их магнитоуправляемых контактов – герконов под действием магнитного поля. Магнитное поле создаётся постоянным магнитом, который закреплён на каретке. При замыкании одного из контактов происходит пуск секундомера, при замыкании второго – остановка. Сброс показаний секундомера и подготовка его к новому циклу измерений осуществляется кнопкой "Сброс".

При работе в ручном режиме отсчёт времени начинается нажатием кнопки "Старт/Стоп" и заканчивается при повторном нажатии на эту кнопку.