Лабораторная работа № 1 «Движение под действием постоянной силы»

по курсу «Физика 1»

Тема 2. Динамика частиц

Цель работы:

Исследование движения тела под действием постоянной силы.

Выбор физической и компьютерной моделей для анализа движения тела.

Экспериментальное определение свойств сил трения покоя и движения.

Определение массы тела.

 

1. Порядок запуска ВЛР:

1.1. Получите доступ к виртуальному рабочему столу. Инструкция по доступу прилагается к заданию в курсе.

1.2. Откройте на виртуальном лабораторном столе папку «Лабораторные работы», выберите папку «ФИЗИКОН»», в ней – папку «Виртуальный практикум по физике для вузов. Часть I». Откройте ее и запустите приложение Виртуальный практикум по физике для вузов. Часть I.

1.3. Выберите из перечня работу - «Движение под действием постоянной силы», щелкнув левой клавишей мыши на ее названии.

 

2. Методические рекомендации:

2.1. Изучите указанные разделы виртуальной лабораторной работы:

- Введение

- Цель работы

- Краткая теория

- Модель

- Методика и порядок измерений

2.2.Выберите номер условной бригады по первой букве Вашей фамилии в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Первая буква фамилии студента Номер бригады Первая буква фамилии студента Номер бригады

А, И, Й, С 1 Д, Н, Х 5

Б, К, Т, Э 2 Е, Ё, О, Ц 6

В, Л, У, Ю 3 Ж, П, Ч 7

Г, М, Ф, Я 4 З, Р, Ш, Щ, Ы 8

2.3. По номеру бригады получите исходные данные в таблице 1 раздела Измерения.

2.4. Внимательно рассмотрите анимацию, найдите все регуляторы и другие элементы.

2.5. Щелкните мышью кнопку Сброс (нижняя часть кнопки управления, имеющей круглую форму и расположенной в центре экрана).

2.6. Установите с помощью кнопок регуляторов:

угол наклона плоскости, равный нулю,

значение внешней силы, равное нулю.

Массу груза и первое значение коэффициента трения, указанные в табл.1 для вашей условной бригады.

Таблица 1.

Значения коэффициентов трения (не перерисовывать)

Номер бригады m, кг μ_1 μ_2 μ_3 Номер бригады m, кг μ_1 μ_2 μ_3

1 2,0 0,1 0,2 0,3 5 2,1 0 0,1 0,3

2 2,1 0,1 0,2 0,3 6 2,2 0,2 0,1 0

3 2,2 0,1 0,2 0,3 7 2,3 0,1 0,2 0

4 2,3 0 0,1 0,2 8 2,4 0,2 0,1 0

 

2.7. Нажмите кнопку Пуск (средняя часть кнопки управления). После появления информации щелкните ОК и кнопку Назад (левая часть кнопки управления).

2.8. Установите величину внешней силы 1Н.

2.9. Нажмите кнопку Пуск (средняя часть кнопки управления) и наблюдайте поведение кубика. Значения проекций силы трения и ускорения определите по окну Выходные данные в нижней левой части окна Модели.

 

2.10. Запишите значения силы трения и ускорения в таблицу 2 в Бланк выполнения лабораторной работы.

Таблица 2

Результаты измерений для m =___кг

Номер измерения μ_1=_____ μ_2=_____ μ_3=_____

F_вн, Н F_тр, Н a, м/с2 F, Н F_тр, Н a, м/с2 F_вн, Н F_тр, Н a, м/с2

1 1 1 1

2 2 2 2

3 3 3 3

 

2.11. Нажмите кнопку Назад (левая часть кнопки управления), увеличьте величину внешней силы на 1Н.

2.12. Повторяйте действия, начиная с п.2.9, каждый раз записывая результаты в следующей строке табл. 2. Максимальное значение внешней силы для этой работы 15 Н.

2.13. Установите следующее значение коэффициента трения μ_2, которое указано в табл. 1 для вашей бригады. Повторите действия, начиная с п. 2.8. Запишите значения измерений в таблицу 2.

2.14. Установите следующее значение коэффициента трения μ_3, которое указано в табл. 1 для вашей бригады. Повторите действия, начиная с п.2. 8. Запишите значения измерений в таблицу 2.

2.15. Постройте графики зависимости силы трения от внешней силы для трех значений коэффициента трения 〖μ_1,μ〗_2 〖,μ〗_3. Проанализируйте их и сделайте выводы о силе трения покоя и скольжения в каждом случае.

2.16. Постройте графики зависимости ускорения тела от внешней силы для трех значений коэффициента трения 〖μ_1,μ〗_2 〖,μ〗_3.

2.17. По наклону графика а=f(Fвн) определите значение m, используя формулу:

(1)

2.18. Вычислите среднее значение m и абсолютную ошибку среднего значения m.

〈m〉=(∑▒m_i )/N=(m_1+m_2+m_3)/3 (2)

∆m=t∙√((∑▒(〖∆m〗_i )^2 )/(N(N-1)))=4.3∙√(((m_1-〈m〉)^2+(m_2-〈m〉)^2+(m_3-〈m〉)^2)/(3∙2)) (3)

2.19. Запишите вывод в виде m=〈m〉∓∆m. Сравните экспериментальное значение массы с заданным табличным. Сделайте вывод.

2.20. Оформите отчет на Бланке выполнения лабораторной работы и со стандартным титульным листом прикрепите его в курс для проверки.