Характеристика оборудования
Решение.
1) Схема экспериментальной установки (изображение удалённого источника света (окна) формируется практически в фокальной плоскости) изображена на рисунке.
2)
3)
4)
C 2 № 78. Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R1, соберите экспериментальную установку для определения работы электрического тока на резисторе. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,3 А. Определите работу электрического тока за 10 минут.
В ответе:
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) запишите формулу для расчёта работы электрического тока;
3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,3 А;
4) запишите значение работы электрического тока.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3)
4)
C 2 № 105. Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, два груза, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки.
В ответе:
1) cделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта коэффициента трения скольжения;
3) укажите результаты измерения веса каретки с грузами и силы трения скольжения при движении каретки с грузами по поверхности рейки;
4) запишите числовое значение коэффициента трения скольжения.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2) (при равномерном движении).
, следовательно,
, следовательно,
.
3) .
4) .
C 2 № 132. Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R1, соберите экспериментальную установку для определения мощности, выделяемой на резисторе. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,3 А.
В ответе:
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) запишите формулу для расчёта мощности электрического тока;
3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,3 А;
4) запишите численное значение мощности электрического тока.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2) .
3) .
4) .
C 2 № 159. Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и один груз, соберите экспериментальную установку для измерения жёсткости пружины. Определите жёсткость пружины, подвесив к ней один груз. Для измерения веса груза воспользуйтесь динамометром.
В ответе:
1) cделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта жёсткости пружины;
3) укажите результаты измерения веса груза и удлинения пружины;
4) запишите числовое значение жёсткости пружины.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки изображена на рисунке.
2) , следовательно
.
3)
4)
C 2 № 186. Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R2, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы электрического тока в резисторе от напряжения на его концах.
В ответе:
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) установив с помощью реостата поочерёдно силу тока в цепи 0,4 А, 0,5 А и 0,6 А и измерив в каждом случае значение электрического напряжения на концах резистора, укажите результаты измерения силы тока и напряжения для трёх случаев в виде таблицы (или графика);
3) сформулируйте вывод о зависимости силы электрического тока в резисторе от напряжения на его концах.
Решение.
3. Вывод: при увеличении напряжения на концах проводника сила тока в проводнике также увеличивается.
C 2 № 213. Используя штатив с муфтой и лапкой, груз с прикреплённой к нему нитью, метровую линейку и секундомер, соберите экспериментальную установку для исследования свободных колебаний нитяного маятника. Определите время 30 полных колебаний и посчитайте частоту колебаний для случая, когда длина нити равна 50 см.
В ответе:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта частоты колебаний;
3) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний;
4) запишите численное значение частоты колебаний маятника.
Решение.
3. t = 42 c; N = 30.
4. = 0,7 Гц.
C 2 № 240. Используя рычажные весы с разновесом, мензурку, стакан с водой, цилиндр № 1, соберите экспериментальную установку для определения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр № 1.
В ответе:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки для определения объёма тела;
2) запишите формулу для расчёта плотности;
3) укажите результаты измерения массы цилиндра и его объёма;
4) запишите численное значение плотности материала цилиндра.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки для определения объёма тела изображена на рисунке.
2) .
3) .
4)
C 2 № 267. Используя рычажные весы с разновесом, мензурку, стакан с водой, цилиндр № 2, соберите экспериментальную установку для измерения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр № 2.
В ответе:
1) cделайте рисунок экспериментальной установки для определения объема тела;
2) запишите формулу для расчета плотности;
3) укажите результаты измерения массы цилиндра и его объема;
4) запишите числовое значение плотности материала цилиндра.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки для определения объёма тела:
2)
3)
4)
C 2 № 294. Используя штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикрепленной к нему нитью, линейку и часы с секундной стрелкой (или секундомер), соберите экспериментальную установку для исследования зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити. Определите время для 30 полных колебаний и вычислите период колебаний для трех случаев, когда длина нити равна, соответственно, 1 м, 0,5 м и 0,25 м.
1) cделайте рисунок экспериментальной установки;
2) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний для трех длин нити маятника в виде таблицы;
3) вычислите период колебаний для каждого случая и результаты занесите в таблицу;
4) сформулируйте вывод о зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити.
Решение.
2), 3).
4) Вывод: при уменьшении длины нити период свободных колебаний нитяного маятника уменьшается.
C 2 № 321. Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, ключ, соединительные провода, резисторы, обозначенныеR1 и R2, проверьте экспериментально правило для электрического напряжения при последовательном соединении двух проводников.
1) нарисуйте электрическую схему экспериментальной установки;
2) измерьте электрическое напряжение на концах каждого из резисторов и общее напряжение на концах цепи из двух резисторов при их последовательном соединении;
3) сравните общее напряжение на двух резисторах с суммой напряжений на каждом из резисторов, учитывая, что погрешность прямых измерений с помощью лабораторного вольтметра составляет 0,2 В. Сделайте вывод о справедливости или ошибочности проверяемого правила.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2) Напряжение на резисторе R1: U1 = 2,8 В. Напряжение на резисторе R2: U2 = 1,4 В. Общее напряжение на концах цепи из двух резисторов: U1 + U2 = 4,2 В.
3) С учётом погрешности измерений сумма напряжений на концах цепи из двух резисторов находится в интервале от 3,8 В до 4,6 В. Измеренное значение общего напряжения 4,1 В попадает в этот интервал значений.
Вывод: общее напряжение на двух последовательно соединённых резисторах равно сумме напряжений на контактах каждого из резисторов.
C 2 № 348. Используя собирающую линзу, экран, линейку, соберите экспериментальную установку для определения оптической силы линзы. В качестве источника света используйте свет от удаленного окна.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчета оптической силы линзы;
3) укажите результат измерения фокусного расстояния линзы;
4) запишите численное значение оптической силы линзы.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки (изображение удалённого источника света (окна) формируется практически в фокальной плоскости) изображена на рисунке.
2)
3)
4)
C 2 № 375. Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R1 соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы электрического тока в резисторе от напряжения на его концах.
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) установив с помощью реостата поочередно силу тока в цепи 0,4 А, 0,5 А и 0,6 А и измерив в каждом случае значения электрического напряжения на концах резистора, укажите результаты измерения силы тока и напряжения для трех случаев в виде таблицы (или графика);
3) сформулируйте вывод о зависимости силы электрического тока в резисторе от напряжения на его концах.
C 2 № 429. Используя рычажные весы с разновесом, мензурку, стакан с водой, цилиндр № 1, соберите экспериментальную установку для определения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр № 1.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки для определения объёма тела;
2) запишите формулу для расчёта плотности;
3) укажите результаты измерения массы цилиндра и его объёма;
4) запишите численное значение плотности материала цилиндра.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки для определения объёма тела:
2)
3)
4)
C 2 № 483. Определите мощность, выделяемую на резисторе R при силе тока 0,2 А. Для этого соберите экспериментальную установку, используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор R1.
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) запишите формулу для расчёта электрического сопротивления;
3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,2 А;
4) запишите численное значение электрического сопротивления.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3)
4)
C 2 № 510. Используя динамометр, стакан с водой, цилиндр № 2, соберите экспериментальную установку для определения выталкивающей силы (силы Архимеда), действующей на цилиндр.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта выталкивающей силы;
3) укажите результаты измерений веса цилиндра в воздухе и веса цилиндра в воде;
4) запишите численное значение выталкивающей силы.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3)
4)
C 2 № 537. Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R2, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы электрического тока в резисторе от напряжения на его концах.
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) установив с помощью реостата поочерёдно силу тока в цепи 0,4 А, 0,5 А и 0,6 А и измерив в каждом случае значение электрического напряжения на концах резистора, укажите результаты измерения силы тока и напряжения для трёх случаев в виде таблицы (или графика);
3) сформулируйте вывод о зависимости силы электрического тока в резисторе от напряжения на его концах.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3) Вывод: при увеличении силы тока в проводнике напряжение, возникающее на концах проводника, также увеличивается.
C 2 № 564. Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и один груз, соберите экспериментальную установку для измерения жёсткости пружины. Определите жёсткость пружины, подвесив к ней один груз. Для измерения веса груза воспользуйтесь динамометром.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчета жёсткости пружины;
3) укажите результаты измерения веса груза и удлинения пружины;
4) запишите числовое значение жёсткости пружины.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки изображена на рисунке.
2)
3) = 25 мм = 0,025 м (измерения считается верным, если приведено в пределах от 23 до 27 мм, погрешность определяется главным образом погрешностью отчёта).
= 1 Н (измерение считается верным, если приведено в пределах от 0,9 до 1,1 Н);
4) (значение считается верным, если приведено в пределах от 33 до 48 Н/м).
C 2 № 591. Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, два груза, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта коэффициента трения скольжения;
3) укажите результаты измерения веса каретки с грузами и силы трения скольжения при движении каретки с грузами по поверхности рейки;
4) запишите числовое значение коэффициента трения скольжения.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки изображена на рисунке.
2) (при равномерном движении);
3)
4)
C 2 № 618. Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр с пределом измерения 4 Н, линейку и набор из трёх грузов по 100 г каждый, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени растяжения пружины. Определите растяжение пружины, подвешивая к ней поочередно один, два и три груза. Для определения веса грузов воспользуйтесь динамометром.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) укажите результаты измерения веса грузов и удлинения пружины для трёх случаев в виде таблицы (или графика);
3) сформулируйте вывод о зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени растяжения пружины.
1) Схема экспериментальной установки изображена на рисунке.
2)
3) Вывод: при увеличении растяжения пружины сила упругости, возникающая в пружине, также увеличивается.
C 2 № 645. Используя собирающую линзу, экран и линейку, соберите экспериментальную установку для определения оптической силы линзы. В качестве источника света используйте солнечный свет от удалённого окна.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта оптической силы линзы;
3) укажите результаты измерения фокусного расстояния линзы;
4) запишите численное значение оптической силы линзы.
1) Схема экспериментальной установки (изображение удалённого источника света (окна) формируется практически в фокальной плоскости) изображена на рисунке.
2) 3)
4)
C 2 № 672. Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, ключ, соединительные провода, резисторы, обозначенныеR1, и R2, соберите экспериментальную установку для проверки правила для электрического напряжения при последовательном соединении двух проводников.
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) измерьте электрическое напряжение на концах каждого из резисторов и общее напряжение на контактах двух резисторов при их последовательном соединении;
3) сравните общее напряжение на двух резисторах с суммой напряжений на каждом из резисторов, учитывая, что погрешность прямых измерений с помощью лабораторного вольтметра составляет 0,2 В. Сделайте вывод.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3) Вывод: общее напряжение на двух последовательно соединённых резисторах равно сумме напряжений на контактах каждого из резисторов.
2 № 699. Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, ключ, соединительные провода, резисторы, обозначенныеR1, и R2, соберите экспериментальную установку для проверки правила для электрического напряжения при последовательном соединении двух проводников.
1) Нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) Измерьте электрическое напряжение на концах каждого из резисторов и общее напряжение на контактах двух резисторов при их последовательном соединении;
3) Сравните общее напряжение на двух резисторах с суммой напряжений на каждом из резисторов, учитывая, что погрешность прямых измерений с помощью лабораторного вольтметра составляет 0,2 В. Сделайте вывод.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3) Вывод: общее напряжение на двух последовательно соединённых резисторах равно сумме напряжений на контактах каждого из резисторов.
C 2 № 726. Используя штатив лабораторный с муфтой и лапкой, пружину, груз массой (100 ± 2) г, линейку длиной 300 мм с миллиметровыми делениями, соберите установку для определения жёсткости пружины. Подвесьте пружину за один из концов к штативу. Прикрепив к свободному концу пружины груз, измерьте удлинение пружины
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для определения силы упругости;
3) запишите условие равновесия груза на пружине;
4) измерьте удлинение пружины после прикрепления к ней груза и запишите измеренную величину;
5) определите жёсткость пружины и оцените погрешность её измерения.
Решение.
1) Рисунок экспериментальной установки:
2)
3)
4)
Погрешность измерения удлинения l составляет 0,5 мм.
5)
Зависимость модуля силы упругости пружины от её удлинения носит линейный характер.
C 2 № 753. Используя штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикреплённой к нему нитью, линейку и часы с секундной стрелкой (или секундомер), соберите экспериментальную установку для исследования зависимости периода свободных колебаний шарика, подвешенного на нити, от длины нити. Определите время 30 полных колебаний и вычислите период колебаний для трёх случаев, когда длина нити равна соответственно 1 м, 0,5 м и 0,25 м.
1) cделайте рисунок экспериментальной установки;
2) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний для трёх длин нити маятника в виде таблицы;
3) вычислите период колебаний для каждого случая и результаты занесите в таблицу;
4) сформулируйте вывод о зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити.
Решение.
1) Рисунок экспериментальной установки:
2),3)
4) Вывод: при уменьшении длины нити период свободных колебаний нитяного м
C 2 № 807. Используя источник постоянного тока с напряжением 4,5 В, амперметр, вольтметр, соединённые параллельно резисторы
= 12 Oм и переменный резистор (реостат)
ползунок которого установлен в произвольном положении, определите силу тока
в реостате
путём измерения силы тока, текущего через источник, и напряжения на резисторе
.
1. Соберите электрическую схему, показанную на рисунке.
2. Установите ползунок реостата примерно на середину.
3. Измерьте силу тока, текущего через источник.
4. Измерьте напряжение на резисторе .
5. Определите неизвестную силу тока в реостате
.
В ответе:
1) изобразите схему изучаемой электрической цепи и укажите на ней направления токов, протекающих через резистор
и реостат
;
2) укажите результаты измерений силы тока , текущего через источник, и напряжения
на резисторе
, указав примерную погрешность измерений;
3) запишите закон Ома для участка цепи, содержащего резистор , определив, таким образом, силу тока
в резисторе
; вычислите силу тока
;
4) запишите правило для токов при параллельном соединении проводников;
5) используя п. 2—4, получите формулу для неизвестной силы тока в реостате
и запишите её;
6) определите численное значение силы тока , оцените погрешность её измерения.
Решение.
1. Схема электрической цепи:
2.
3.
4.
5.
6.
Погрешность измерения силы тока можно оценить методом границ. Так как значение напряжения лежит в интервале от 4,1 В до 4,3 В, а значение силы тока
лежит в интервале от 0,95 А до 1,05 А, то
может изменяться в пределах от
до
Поэтому результат имеет погрешность 0,05 А, то есть
C 2 № 834. Используя источник постоянного тока с напряжением 4,5 В, амперметр, вольтметр, соединённые параллельно резисторы = 6 Ом и переменный резистор (реостат), ползунок которого установлен в произвольном положении, определите силу тока
в реостате
путем измерения силы тока, текущего через источник, и напряжения на резисторе
.
1. Соберите электрическую схему, показанную на рисунке.
2. Установите ползунок реостата примерно на середину.
3. Измерьте силу тока, текущего через источник.
4. Измерьте напряжение на резисторе .
5. Определите неизвестную силу тока в реостате
.
В ответе:
1) изобразите схему изучаемой электрической цепи и укажите на ней направления токов, протекающих через резистор и реостат
;
2) укажите результаты измерений силы тока
, текущего через источник, и напряжения
на резисторе
, указав примерную погрешность измерений;
3) запишите закон Ома для участка цепи, содержащего резистор , определив, таким образом, силу тока
в резисторе
; вычислите силу тока
;
4) запишите правило для токов при параллельном соединении проводников;
5) используя п. 2—4, получите формулу для неизвестной силы тока в реостате
и запишите её;
6) определите численное значение силы тока , оцените погрешность её измерения.
Решение.
1. Схема электрической цепи:
2.
3.
4.
5.
6.
Погрешность измерения силы тока можно оценить методом границ. Так как значение напряжения лежит в интервале от 4,1 В до 4,3 В, а значение силы тока
лежит в интервале от 1,95 А до 2,05 А, то
может изменяться в пределах от
до
Поэтому результат имеет погрешность 0,07 А, то есть
2 № 861. Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, три одинаковых груза и направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для изучения свойств силы трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки. Поставьте на каретку один груз и измерьте силу, которую необходимо приложить к каретке с грузом, для того чтобы двигать её с постоянной скоростью. Затем поставьте на каретку ещё два груза и повторите эксперимент.
В ответе:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта модуля силы трения скольжения;
3) укажите результаты измерения веса каретки, веса груза и модуля силы трения скольжения при движении каретки с одним грузом и с тремя грузами по поверхности рейки;
4) сделайте вывод о связи между модулем силы трения скольжения и модулем силы нормальной реакции опоры.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2) (при равномерном движении);
3) Опыт 1:
Опыт 2:
4) При возрастании веса каретки с грузами ( а значит, и модуля силы нормальной реакции опоры) в два раза модуль силы трения скольжения также увеличился в 2 раза. Следовательно, модуль силы трения скольжения прямо пропорционален модулю силы нормальной реакции опоры.
C 2 № 888. Используя рычажные весы с набором гирь, мензурку, стакан с водой и цилиндр № 1, соберите экспериментальную установку для определения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр № 1.
В ответе:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки для определения объёма тела;
2) запишите формулу для расчёта плотности;
3) укажите результаты измерения массы цилиндра и его объёма;
4) запишите численное значение плотности материала цилиндра.
Решение.
1) Рисунок экспериментальной установки:
2)
3)
4)
C 2 № 893. Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и 2 груза, соберите экспериментальную установку для определения жесткости пружины. Определите жесткость пружины, подвесив к ней два груза. Для определения веса грузов воспользуйтесь динамометром.
В ответе:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчета жесткости пружины;
3) укажите результаты измерения веса грузов и удлинения пружины;
4) запишите численное значение жесткости пружины.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3) x = 50 мм = 0,050 м (измерение считается верным, если приведено в пределах от 48 до 52 мм, погрешность определяется главным образом погрешностью отсчета);
Р = 2 H (измерение считается верным, если приведено в пределах от 1,9 до 2,1 Н).
4) k = 2/0,05 = 40 Н/м (значение считается верным, если приведено в пределах от 36 до 44 Н/м).
C 2 № 894. Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и набор из 3 грузов, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени растяжения пружины.
1) определите растяжение пружины, подвешивая к ней поочередно один, два и три груза. Для определения веса грузов воспользуйтесь динамометром;
2) сделайте рисунок экспериментальной установки. Укажите результаты измерения веса грузов и удлинения пружины для трех случаев в виде таблицы (или графика);
3) сформулируйте вывод о зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени растяжения пружины.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3) Вывод: при увеличении растяжения пружины сила упругости, возникающая в пружине, также увеличивается.
C 2 № 900. Используя штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикрепленной к нему нитью, линейку и часы с секундной стрелкой (или секундомер), соберите экспериментальную установку для исследования зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити. Определите время для 30 полных колебаний и посчитайте период колебаний для трех случаев, когда длина нити равна соответственно 1 м, 0,5 м и 0,25 м.
1) cделайте рисунок экспериментальной установки;
2) укажите результаты измерений числа колебаний и времени колебаний для трех длин нити маятника в виде таблицы;
3) посчитайте период колебаний для каждого случая и результаты занесите в таблицу;
4) сформулируйте качественный вывод о зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити.
Решение.
1) Рисунок экспериментальной установки:
2),3)
4) Вывод: при уменьшении длины нити период свободных колебаний нитяного маятника уменьшается.
C 2 № 925. Используя рычаг, три груза, штатив и динамометр, соберите установку для исследования равновесия рычага. Три груза подвесьте слева от оси вращения рычага следующим образом: два груза на расстоянии6 см и один груз на расстоянии 12 см от оси. Определите момент силы, которую необходимо приложить к правому концу рычага на расстоянии6 см от оси вращения рычага для того, чтобы он оставался в равновесии в горизонтальном положении.
1) зарисуйте схему экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта момента силы;
3) укажите результаты измерений приложенной силы и длины плеча;
4) запишите числовое значение момента силы.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2) .
3) ;
.
4) .
Примечание.Погрешности прямых измерений:
C 2 № 930. Используя собирающую линзу, экран, лампу на подставке, источник тока, соединительные провода, ключ, линейку, соберите экспериментальную установку для исследования свойств изображения, полученного с помощью собирающей линзы от лампы, расположенной от центра линзы на расстоянии 15 см.
1) сделайте схематический рисунок экспериментальной установки для наблюдения изображения лампы, полученного с помощью собирающей линзы;
2) передвигая экран, получите чёткое изображение лампы и перечислите свойства изображения (мнимое или действительное, уменьшенное или увеличенное, прямое или перевёрнутое);
3) сформулируйте вывод о расположении лампы относительно двойного фокусного расстояния линзы.
Решение.
1) Схема установки:
2) Передвинув экран, получим чёткое изображение:
Изображение получилось перевёрнутое, уменьшенное, действительное.
3) Лампа расположена за двойным фокусным расстоянием от центра линзы.
C 2 № 934. Используя штатив с муфтой, неподвижный блок, нить, два груза и динамометр, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы упругости при равномерном подъёме грузов с использованием неподвижного блока. Определите работу, совершаемую силой упругости при подъёме грузов на высоту 10 см.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта работы силы упругости;
3) укажите результаты прямых измерений силы упругости и пути;
4) запишите числовое значение работы силы упругости.
Решение.
1) Схема установки:
2) При равномерном подъёме грузов с использованием неподвижного блока работа силы упругости будет вычисляться по формуле:
где F — сила упругости, h — высота, на которую подняли грузы.
3) Грузы подняли на высоту 1 метр, при этом сила упругости составляла 4 Н.
4) Таким образом, работа силы упругости равна 4 Н · 1 м = 4 Дж.
C 2 № 938. Используя динамометр, стакан с водой, цилиндр № 1, соберите экспериментальную установку для определения выталкивающей силы (силы Архимеда), действующей на цилиндр.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта выталкивающей силы;
3) укажите результаты показаний динамометра при взвешивании цилиндра в воздухе и показаний динамометра при взвешивании цилиндра в воде;
4) запишите численное значение выталкивающей силы.
Решение.
1) Схема установки:
2) Выталкивающая сила вычисляется по формуле:
где ж — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, V — объём вытесненной жидкости.
3) При взвешивании цилиндра в воздухе, динамометр показал 10 Н, а при взвешивании в воде — 5 Н.
4) Таким образом, выталкивающая сила равна 10 Н 5 Н = 5 Н.
C 2 № 942. Соберите экспериментальную установку для определения работы электрического тока, совершаемой в резисторе, используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R2 — При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,5 А. Определите работу электрического тока в резисторе в течение 5 мин.
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) запишите формулу для расчёта работы электрического тока;
3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,5 А;
4) запишите численное значение работы электрического тока.
Решение.
1) Схема установки:
2) Работа электрического тока вычисляется по формуле:
где U — падение напряжения на резистор, I — сила тока, протекающего через резистор, t — время, в течение которого совершается работа.
3) При силе тока 0,5 А напряжение на резисторе составило 5 В.
4) Вычислим сопротивление резистора:
Таким образом, работа равна:
C 2 № 946. Определите электрическое сопротивление резистора R1. Для этого соберите экспериментальную установку, используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R1. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,3 А.
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) запишите формулу для расчёта электрического сопротивления;
3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,3 А;
4) запишите численное значение электрического сопротивления.
Решение.
1) Схема установки:
2) Сопротивление в данном случае будет вычисляться по закону Ома:
где U — падение напряжения на резистор, I — сила тока, протекающего через резистор.
3) При силе тока 0,3 А напряжение на резисторе составило 3,0 В.
4) Вычислим сопротивление резистора:
C 2 № 986. Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R2, соберите экспериментальную установку для определения электрического сопротивления резистора.
При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,2 А.
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) запишите формулу для расчёта электрического сопротивления;
3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,2 А;
4) запишите численное значение электрического сопротивления резистора.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки:
2. I = U/R; R = U/I.
3. I = 0,2 А; U = 2,4 В.
4. R = 12 Ом.
C 2 № 1013. Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R1, соберите экспериментальную установку для определения работы электрического тока, проотекающего через резистор.
При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,5 А. Определите работу электрического тока, протекающего через резистор, в течение 5 минут.
1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;
2) запишите формулу для расчёта электрического сопротивления;
3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,2 А;
4) запишите численное значение электрического сопротивления резистора.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки:
2. А = U·I·t. 3. I = 0,5 А; U = 3,0 В; t = 5 мин = 300 с.
4. А = 450 Дж.
C 2 № 1076. (По материалам Камзеевой Е. Е.)
Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и один груз, соберите экспериментальную установку для определения жёсткости пружины. Определите жёсткость пружины, подвесив к ней один груз. Для определения веса груза воспользуйтесь динамометром.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта жёсткости пружины;
3) укажите результаты измерения веса груза и удлинения пружины;
4) запишите численное значение жёсткости пружины.
Характеристика оборудования
При выполнении задания используется комплект оборудования № 3
в составе:
· штатив лабораторный с муфтой и лапкой;
· пружина жёсткостью (40 ± 1) Н/м;
· 1 груз массой (100 ± 2) г;
· динамометр школьный с пределом измерения 4 Н (C = 0,1 Н);
· линейка длиной 2030 см с миллиметровыми делениями.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки:
2. Fупр = mg = P; Fупр = kx k = P / x.
3. x = 25 мм= 0,025 м (измерение считается верным, если приведено в пределах от 23 до 27 мм, погрешность определяется главным образом погрешностью отсчёта). P =1 Н (измерение считается верным, если приведено в пределах от 0,9 до 1,1 Н).
4. k = 1 H / 0,025 м = 40 Н/м (значение считается верным, если приведено в пределах от 33 до 48 Н/м).
C 2 № 1103. (По материалам Камзеевой Е. Е.)
Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, один груз, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для определения коэффициента трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки.
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта коэффициента трения скольжения;
3) укажите результаты измерения веса каретки с грузом и силы трения скольжения при движении каретки по поверхности рейки;
4) запишите численное значение коэффициента трения скольжения.
Характеристика оборудования
При выполнении задания используется комплект оборудования в составе:
· каретка массой (100 ± 2) г;
· 1 груз массой (100 ± 2) г;
· динамометр школьный с пределом измерения 4 Н (C = 0,1 Н);
· направляющая рейка.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки:
2. Fтяги = Fтр (при равномерном движении); Fтр =N, N = P Fтр = P = Fтяги / P.
3. Fтяги = 0,4 Н; P = 2,0 Н.
4. = 0,2.