13404

Методика і техніка шкільного демонстраційного експерименту із розділу Механіка (10 кл.)

Лабораторная работа

Физика

Тема: Методика і техніка шкільного демонстраційного експерименту із розділу Механіка 10 кл. Відносність спокою і руху Обладнання: 1 дошка на чотирьох роликах 2 візок і покажчик від приладу з кінематики і динаміки 3 модель підйомного крана. 1. На дошці яка мож...

Украинкский

2013-05-11

352.5 KB

4 чел.

Тема: Методика і техніка шкільного демонстраційного експерименту із розділу Механіка (10 кл.)

  1.  Відносність спокою і руху

Обладнання: 1) дошка на чотирьох роликах, 2) візок і покажчик від приладу з кінематики і динаміки, 3) модель підйомного крана.

1. На дошці, яка може легко пересуватися на роликах або ковзанках вздовж демонстраційного стола, встановлюють візок, який в свою чергу може пересувати уздовж дошки (рис. 1).

Рис. 1.

Досліди з цією установкою повинні служити ілюстрацією до розповіді про відносність руху і спокою. Пересуваючи візок вздовж нерухомої дошки, показують, що рух візка виявляється тільки завдяки зміні її положення щодо навколишніх предметів, зокрема щодо дошки. Однак і положення дошки змінюється щодо візка, - отже, можна вважати, що і дошка знаходиться в русі щодо візка. Проведений дослід показує, що всякий рух відносний: тіла рухаються один відносно іншого. Спокій також відносний: дошка нерухома щодо столу, але рухається відносно візка.

Помістивши покажчик в якості тіла відліку то на стіл, то на дошку, то на візок, проводять наступні досліди:

1) пересунути візок уздовж дошки, яка нерухома щодо столу,

2)притримуючи візок, пересунути під нею дошку вздовж столу,

3)пересунути дошку з візком, який стоїть на ній нерухомо,

4) рухаючи дошку вздовж столу, пересунути уздовж дошки візок в ту ж сторону.

При проведенні кожного з цих дослідів виявляють рух столу, дошки та візка щодо спостерігача, що знаходиться то в одному, то в іншому місці.

2.Відносність траєкторії

Не тільки переміщення та швидкість відносні. Відносна і траєкторія руху. Щоб показати це, в руку беруть вісь диска, встановлюють її паралельно площині класної дошки так, щоб було зручно котити по лотку дошки. Потім притискають рукою до краю диска шматок крейди і котять диск по лотку. При цьому крейда вимальовує на дошці циклоїду (рис. 2). Учні переконуються, що траєкторія руху крейди відносно диска - коло, а щодо дошки - циклоїда.

Рис. 2.

Другий варіант досліду: диск закріплюють у вертикальній площині на штативі. До осі диска приставляють рейку і, розкрутивши диск, проводять по його поверхні уздовж рейки шматочком крейди. На диску викреслюється спіраль (рис.3). У цьому досліді траєкторія руху крейди щодо рейки - вертикальний відрізок прямої, а щодо диска - спіраль.

Рис. 3.

3. Додавання переміщень

Обладнання: 1) дошка на чотирьох роликах, 2) візок та вказівники з набору з кінематики і динаміки - 3 шт., 3) штатив універсальний, 4) вантаж на нитці, 5) диск для дослідів по обертальному руху.

На дошці, яка розташована вздовж демонстраційного стола, встановлюють візок. На столі, дошки та візку розставляють вказівники так, щоб вони виявилися один напроти іншого (рис. 4, а). Пересунувши одночасно дошку по столу і візок по дошці в одну сторону, показують, користуючись вказівниками, переміщення візка відносно дошки та дошки відносно столу (рис. 4, б).  Переміщення візка щодо столу рівне за величиною відстані між вказівниками, що стоять на столі і на візку.

Рис. 4.

Для демонстрації складання переміщень, спрямованих в протилежні сторони, користуються  тією ж установкою, але дошку і візок рухають в протилежні сторони з різними швидкостями. Потім вимірюють переміщення візка відносно дошки та дошки відносно столу (рис. 5). Показують, що переміщення візка щодо столу направлено в бік більшого переміщення і дорівнює різниці чисельних значень переміщень складових рухів.

Рис. 5.

4. Криволінійний рух. Кутова швидкість

У гнізді відцентрової машини закріпіть коло досить великих розмірів. На диск нанесіть крейдою дві точки, розміщені на одному радіусі (рис. 6). Поверніть диск на деякий кут, відзначаючи крейдою кут повороту і дуги, описані точками. Покажіть, що в той час, коли переміщення, здійснюючими різними точками тіла, різні, то кут повороту для всіх радіусів один і той же. Зробіть необхідний висновок. 

Рис. 6.

5. Вільне падіння тіл (досліди з трубкою Ньютона)

Обладнання: 1) круги металевий і паперовий, 2) дві кульки однакового розміру, але різної маси, 3) трубка Ньютона, 4) вакуумний насос, 5) вакуумметр.

В трубці Ньютона відкривають кран і, тримаючи її у вертикальному положенні краном догори, звертають увагу учнів на пір'їну птаха , пробку і шматочок свинцю, що лежать на дні приладу.

При швидкому перевертання трубки краном вниз (це потрібно зробити 2-3 рази ) чути удар свинцевого тягарця, потім видно, як падає пробка і повільно опускається пір'їна.

Далі з'єднують товстостінним гумовим шлангом вакуумний насос з вакуумметром, а вакуумметр - з трубкою Ньютона і відкачують повітря. Коли стрілка вакуумметра не буде більше переміщатися, кран трубки Ньютона закривають.
Знявши гумовий шланг, знову перевертають трубку 2-3 рази. Учні чують стукіт шматочка свинцю і спостерігають одночасне з ним падіння пір'їнки і пробки. Щоб краще було видно тіла, розміщенні в трубці, треба проводити дослід по можливості ближче до учнів і на темному тлі.

6. Перший закон Ньютона

Показати, що тіло зберігає стан спокою або прямолінійного рівномірного руху, якщо діючі на нього сили практично рівні нулю.

Встановити жолоб під невеликим кутом до поверхні столу. На стіл покласти шматок полотна або газету, посипаною піском. Потрібно показати, що кулька, яка скотилася по жолобу, пройде по поверхні полотна невелику відстань.

Повторити дослід, по вільній поверхні столу, а потім по листу скла. Зробіть висновки.

7. Явище інерції (досліди з візком і бруском)

Обладнання: 1) візок, 2) брусок дерев'яний, 3) невеликий мішок з піском.

Для проведення такого досліду можна скористатися візком від приладу по кінематиці і динаміці з вертикально розташованим на ньому дерев'яним бруском (рис. 7). Різким поштовхом візок приводять в рух, при цьому брусок перекидається. Повернувши візок у вихідне положення, знову встановлюють на ній брусок і плавно розгонять вздовж стола. Натрапивши на перешкоду, візок зупиняється, а брусок падає вперед.

Рис. 7.

8. Третій закон Ньютона (дослід з двома динамометрами)

Один з демонстраційних динамометрів закріпіть в штативі. Подіємо на динамометр рукою (потягніть його за гачок вниз). Динамометр покаже силу, з якою ви дієте на нього.

Візьміть інший динамометр в руки і розтягуйте пружину першого динамометра другим динамометром. Другий динамометр покаже силу, з якою перший динамометр діє на вас. 

Рис. 8.

9. Інерціальні системи відліку

Явище Коріоліса.

Встановіть обертовий диск і з'єднайте його з центробіжною машиною. Трубку з жолобом закріпіть на диску так, щоб кулька, скочуючись з нього, потрапляла в центр диска. У місці зісковзування кульки з диска поставте глибоку коробку для виловлювання кульки (рис. 8).
Приведіть диск в рівномірне обертання і пустіть кульку по жолобу. Кулька падає в коробку. Покажіть траєкторію руху кульки щодо диска. Поясніть дослід.

Маятник Фуко

Зберіть на обертаючому диску установку для досліду Фуко і покажіть його (рис. 9). Пояснити дослід.

Рис. 3.

10. Явище «заносу»

Обладнання: 1)електродвигун універсальний, 2)штатив універсальний, 3)стакан ємністю 1л з сухим піском, 4)модель автомобіля, 5)дошка, 6)брусок дерев'яний (з ниткою) від трибометра.

При різкому гальмуванні, особливо на слизькій дорозі, автомобіль «заносить», він починає рухатися, повертаючись навколо вертикальної осі, і часто сповзає з дорожнього полотна, яке зазвичай нахилено вправо.
Для демонстрації та пояснення цього явища кладуть дерев'яний брусок з гачком на край дошки, розташованої на столі похило (рис. 10).

Рис. 10.

В нерухомому стані брусок утримується на дошці тертям спокою. Якщо ж тягнути брусок горизонтально уздовж дошки, то він рухається вперед і одночасно сповзає до правого краю вниз. Після цього досліду брусок замінюють моделлю автомобіля, вимкнувши попередньо зчеплення. Прив'язують нитку в середині кузова (поблизу центра ваги) і тягнуть її вздовж дошки. Автомобіль котиться по дошці не сповзаючи, так як між колесами і дорогою діє тертя спокою. Потім всі колеса моделі повністю загальмовують (закладають під колеса, наприклад, грудочки паперу). Тепер автомобіль сповзає з дошки і повертається, як це зазвичай і буває при різкому гальмуванні, коли зчеплення коліс з дорогою порушується і тертя спокою замінюється тертям ковзання.

11. Реактивний рух

Демонструємо реактивний рух за допомогою спеціального візка, зображеного на (рис.11).

Рис. 11.

Цей прилад являє собою міцний циліндричний балон 1, встановлений горизонтально на трьох колесах. У плоскому дні циліндра є штуцер 2 з ніпелем для накачування повітря і сопло 3 для виходу повітря, що закривається гумовою пробкою 4. Остання насаджена на відкидний важіль 5,шарнірно укріплений на стійці 6. Перед демонстрацією досліду повертають важіль так, щоб пробка щільно закрила сопло. Кінець важеля прив'язують ниткою до гачка 7. Гумовим шлангом товстостінні з'єднують штуцер з нагнітаючим патрубком насоса Комовського. Зробивши 50-60 оборотів маховиком насоса, від'єднують шланг від візка.

Підготовлений до проведення досліду візок ставлять в кінці демонстраційного столу, направляють його вздовж столу і перепалюють нитку. Повітря, вириваючись з сопла, штовхає візок в протилежному напрямку, і він пробігає 1,5-2 м. На іншому кінці столу варто покласти яку-небудь перешкоду для гасіння удару візка.

Рис. 12.

Замість описаного вище приладу з успіхом можна застосувати саморобний прилад. Це простий легкий візок, або іграшковий автомобіль, на якому закріплюють надувну гумову кульку з пластмасовим або скляним наконечником (рис. 12). Перед дослідом кульку надувають ротом і закривають сопло гумовим кружком на нитці. При перепалювання нитки сопло відкривається і візок приходить в рух.

12.Закон збереження імпульсу тіла

Дві пружні кулі рівної маси підвісьте біфілярна підвісом (рис. 13) так, щоб вони доторкалися між собою. Відведіть один з маятників на деякий кут і відпустіть. Покажіть, що другий маятник відхилився на той же кут.

Покажіть, що закон збереження імпульсу виконується і в тому випадку, якщо до взаємодії кулі мали рівні і протилежно спрямовані імпульси.

Рис. 13.

Висновки:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20040. Фрикционные механизмы. Классификация.Расчет 33.5 KB
  К ним относятся фрикционные передачи фрикционные муфты тормозные регуляторы тормоза фиксаторы замедлители и т. В зависимости от расположения осей различают передачи с параллельными и пересекающимися осями. Передачи со скрещивающимися осями используются крайне редко в связи с повышенным износом. По взаимному расположению поверхностей трения существуют передачи с внешним и внутренним контактом.
20041. Опоры вращения с трением качения. Опоры с малым моментом трения 1.29 MB
  Опоры с малым моментом трения. Опоры на ножах Опора состоит из ножа 1 контактирующего с подшипником подушкой 2. В любом варианте опоры этого типа представляют собой контакт двух цилиндрических поверхностей максимальный угол поворота 10 момент трения минимальный. Опоры на кернах Опора на керне состоит из цапфы конической формы на конце которой выполнена сферическая полированная поверхность радиусом 01 015 мм и подшипника с вогнутой сферической поверхностью с радиусом =4 12 .
20042. Направляющие прямолинейного движения с трением скольжения 1.8 MB
  Для обеспечения поступательного движения одной детали относительно другой применяют направляющие. Требования к направляющим: надёжность технологичность невысокая стоимость Направляющие с трением скольжения просты в изготовлении имеют небольшие габаритные размеры но чувствительны к изменению температуры и уступают направляющим с трением качения в плавности и лёгкости хода. По конструктивному признаку различают: цилиндрические призматические направляющие. Цилиндрические направляющие наиболее просты в изготовлении но в них трудно...
20043. Направляющие прямолинейного движения с трением качения 1.21 MB
  По форме используемых тел качения различают направляющие на шариках и на роликах. При этом в качестве роликов могут быть использованы стандартные подшипники качения. В зависимости от способа установки различают направляющие с перекатывающимися и вращающимися вокруг своей оси телами качения.
20044. Конструирование механически обрабатываемых деталей 85.5 KB
  Рекомендуется уменьшать количество металла, снимаемого при обработке (в первую очередь это касается отливок); По возможности рекомендуется отказываться от обработки деталей со снятием стружки, переходить на штамповку, вытяжку, гибку;
20045. ОТДЕЛОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ. СУПЕРФИНИШИРОВАНИЕ. ПРИТИРКА. ПОЛИРОВАНИЕ. НАКАТЫВАНИЕ РИФЛЕНИЙ 481 KB
  Отделочная обработка группа заключительных финишных операций обработки металлов в результате которых достигается высокая точность размеров и формы деталей и улучшается качество поверхности. Также находят применение такие методы как вальцевание калибровка обкатка и раскатка роликами и шариками дробеструйная обработка в результате которых уменьшается шероховатость поверхности и происходит её упрочнение изза поверхностной пластической деформации. Абразивные бруски пружинами прижимаются к поверхности детали с определенным удельным...
20046. Изготовление втулок. Классификация и заготовки. Последовательность выполнения операций при изготовлении точных втулок. Изготовление втулок на токарно-револьверных станках 27 KB
  Механическую обработку точных втулок осуществляют следующим образом: 1 предварительная токарная обработка вспомогательных и посадочных поверхностей 2 Окончательная токарная обработка посадочных цилиндрических поверхностей 3 обработка вспомогательных поверхностей пазов лысок фасонных поверхностей 4 Отделочная обработка посадочных поверхностей 5 нанесение покрытий. Зенкерование обработка отверстий под последующее растачивание или развертывание. Возможна обработка сквозных и глухих отверстий с припускомдо 6мм на d. Обработка...
20047. Основные этапы обработки корпусных деталей. Обработка основных отверстий корпусных деталей. Обработка крепежных отверстий 27 KB
  Обработка основных отверстий корпусных деталей. Обработка крепежных отверстий. Для корпусных деталей характерно наличие точных и протяженных плоскостей и точных отверстий. Технологический процесс изготовления состоит из след этапов: 1 получение заготовки 2 термическая обработка 3 механическая обработка 4 изготовление основных отверстий 5 изготовление крепежных отверстий 6 изготовление уступов канавок углублений 7 снятие заусенцев и покрытие.
20048. Нарезание зубчатых колес методом копирования 48.5 KB
  Метод копирования заключается в том что профиль зуба инструмента соответствует профилю впадины колеса. Колеса нарезают на универсальнофрезерных станках. Сущность: Долбятся одновременно все впадины колеса.