Изучение прямолинейного равноускоренного движения

Изучение прямолинейного равноускоренного движения

18
0

2014-04-13, 12.09.03

Цель работы:
Опытным путем исследовать отношение между пройденным путем и временем затраченным на его прохождение.
Оборудование:

— Прибор по механике прямолинейного движения
— Электронный секундомер
— Лабораторный блок питания ВУ-4
— Сантиметровая лента
— Лабораторный штатив — 2 шт.
— Стальная шарик
— Соединительные провода.
Содержание и метод выполнения работы.
Повторить: физика 9 п. 10-12,38.
В данной работе экспериментально проверяют зависимость скорости и ускорения на заданном участке пути для прямолинейного равноускоренного движения при условии, что начальная скорость тела = 0.

Эти зависимости, как известно, записывают так:

S = (2) где V — модуль мгновенной скорости в конце движения S
а — модуль ускорения тела
S — модуль перемещения тела
t — время движения тела.

Для проверки правильности выполнения работы воспользуемся формулой закона путей, когда для каждой пары значений S и t должно выполняться соотношение:
Устройство, на котором выполняют данную работу состоит из алюминиевого уголка с креплением в лабораторном штативе. На одном конце уголка закрепить электромагнит с клеммами и пружиной, которые нужны для сдерживания стального шарика в начале движения. Обмотка электромагнита питается от источника тока ВУ-4.

Исходное положение: Уголок устройства закреплен лапкой в муфте штатива.
Электрическая схема для питания электромагнита:
ЭМП
ВУ-4 ЭМ
ПТ
Обозначения: ЭМП — электромагнит пусковой
ТП — тумблер — переключатель

Для того, чтобы собрать схему питания электромагнита нужно:

1. Одну из клемм источника питания соединить проводником с клеммой обмотки электромагнита.
2. Вторую клемму источника питания соединить проводником с другой клеммой на тумблере-переключателе (ТП) обозначений ЭМ.
3. Вторую клемму, обозначенную ЭМ соединить проводником со свободной клеммой на электромагните.
4. Включить блок питания ВУ-4 в розетку на 36 В и включением — выключением рычажка тумблера — выключателя проверить работу электромагнита по содержанию стального шарика.
Для измерения времени перемещения шарика по угольнику служит электронный секундомер с контактным датчиком.
Контактный датчик (КД) закреплен на стержне с помощью которого он закрепится на задней высоте в муфте лабораторного штатива. Контактный датчик должен хорошо замкнуть контакты, которые размыкаются когда стальной шарик двигаясь по угольнику ударяет по рычажку датчика, цепь секундомера размыкается, и секундомер заканчивает отсчет времени.

Электрическая схема для измерения времени:



«Пуск»

КД ТП
Обозначения: ЭС: — электронный секундомер.
КД — датчик контактный
ТП — тумблер-переключатель

Для сбора электрической схемы измерения времени необходимо:

1. Одну из клемм секундомера, обозначенную «Nх0, 1» совместить шнуром который идет к контактному датчика.
2. Второй провод от контактного датчика сочетать с клеммой «Пуск на тумблере — переключателе.
3. Свободную клемму «Пуск» на тумблере-переключателе сочетать проводом с свободной клеммой «Nх0, 1», на электронном секундомере.
4. Включить секундомер и подготовить его к работе согласно инструкции по эксплуатации.
— Проверить, чтобы датчик времени (контактный датчик) был замкнут (флажок лежит вниз вдоль корпуса датчика).
— Включить рычажок переключателя в положение «Пуск», секундомер должен начать отсчет времени.

Выполнение работы.

1. Собирают установку для выполнения работы, для чего:
а) устанавливают алюминиевый уголок установки в муфте штатива так, чтобы верхний конец уголка поднялся на 10-15 см над столом;
б) собирают электрические схемы питания электромагнита замера времени в соответствии с пунктами данной инструкции.

2. Устанавливают датчик времени на расстоянии S = 40 см от торца электромагнита.
Флажок датчика опущен четко вниз и находится над отметкой S = 40 см.
3. Подготавливают к работе секундомер (две зеленые точки, на табло секундомера должны мерцать).
4. Включают тумблер — переключатель в положение «ЭМ» и проводят стальной шарик к торцу электромагнита (шарик держится электромагнитом).
5. Переключают рычажок переключателя в положение «Пуск». Секундомер начинает отсчет времени. Тогда когда шарик будет у флажка датчика времени, он выбивает флажок с контактов, электроцепь размыкается и секундомер останавливается.
6. Снять показатели времени t и записать их в черновик.
7. Выполнить пункты 2-6 три раза записывать показатели времени t.
8. Найти среднеарифметическое из 3-х показателей времени и записать его в таблицу 1 данной работы.
S1 = 0,4 М t1 = сек.
9. Выполнить пункты 2-8, устанавливая расстояние S = 80 см 120 см 160 см

Таблица 1

N дальше

М

t

сек

V

М/с

а

М/сек

t2

Сек2

S

1

0.4

2

0.8

3

1.2

4

1.6

10. Найти для каждого опыта значения скорости и ускорения

1. Сравнивая мгновенные скорости в конце каждого отдела пути делаем вывод, что с увеличением расстояния S увеличивается, и скорость движения ускорена.
2. Сравнивая значения ускорения в каждом опыте делаем вывод, что (дописать заключение).

11. Проверяем для каждой пары значений S и t зависимость и полученные результаты записываем в таблицу 2

Таблица 2



Вывод: При равноускоренном прямолинейном движении соотношение двух различных значений пройденного пути соотношение квадратов времени, затраченного на прохождение путей.

Контрольные вопросы.

1. Объясните, почему в этих опытах ускорение стало постоянной величиной (см. п. 38 Физика 9).
2. Что надо сделать с наклоном уголка, чтобы ускорение увеличилось (уменьшилось?).
3. Почему скорость в конце каждого участка пути называется мгновенной?


НЕТ КОММЕНТАРИЕВ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ