Вертикаль
2017
Исследование силы упругости
Цель работы
Проверить справедливость гипотезы: «При небольших деформациях сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины».
Приборы и материалы
Штатив с муфтой и лапкой, спиральная пружина, набор грузов массой 100 г каждый, линейка.
Указания к работе
1. Закрепите в лапке штатива конец пружины и линейку так, чтобы пружина была параллельна линейке.
2. Определите длину 10 пружины в ненагруженном состоянии.
3. Подвешивая к пружине последовательно один груз, два, три и четыре груза, определите удлинение пружины х = I - l0 и силу упругости Fynp пружины для каждого случая.
Примечание
Сила упругости пружины будет равна силе тяжести груза, подвешенного к пружине (тело находится в равновесии под действием двух сил, значит, эти силы равны по модулю и направлены в противоположные стороны).
4. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений запишите в таблицу 15 с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы линейки. Учтите, что абсолютная погрешность Ах измерения удлинения пружины будет складываться из погрешности Al0 измерения начальной длины пружины и погрешности AI измерения длины пружины в нагруженном состоянии.
5. Найдите отношение удлинения пружины для двух, трёх и четырёх грузов к удлинению пружины с одним грузом.
6. Найдите отношение сил упругости пружины с двумя, тремя, четырьмя грузами к силе упругости пружины с одним грузом.
7. Проанализируйте результаты и сделайте вывод о справедливости гипотезы.
Для выполнения лабораторной работы по исследованию силы упругости пружины, вам нужно будет провести серию измерений и вычислений. Вот шаги для выполнения работы:
1. Подготовка оборудования
- Закрепите конец спиральной пружины на штативе с помощью муфты и лапки так, чтобы пружина была параллельна линейке.
- Проверьте, чтобы пружина была натянута правильно и не имела видимых повреждений.
2. Определение начальной длины пружины (l₀)
- Измерьте длину пружины в ненагруженном состоянии с помощью линейки. Это будет начальная длина \(l_0\).
- Убедитесь, что измерение проводится в одном и том же положении и без изменения натяжения пружины.
3. Измерение удлинения пружины при подвешивании грузов
- Подвешивайте к пружине грузы по одному, начиная с одного и постепенно увеличивая количество до четырёх.
- После подвешивания каждого груза измерьте удлинение пружины (\( \Delta l = l - l_0 \)), где \( l \) — длина пружины в нагруженном состоянии.
- Запишите данные в таблицу, включая силу упругости \( F_{\text{упр}} \) (это сила тяжести, которая будет равна \( F_{\text{упр}} = m \cdot g \), где \( m \) — масса груза, а \( g \) — ускорение свободного падения).
4. Заполнение таблицы с результатами
- Для каждого количества грузов (1, 2, 3, 4) запишите измеренные удлинения и вычисленные силы упругости.
- Учитывайте абсолютную погрешность измерений для длины пружины, которая складывается из погрешности измерений начальной длины (\( \Delta l_0 \)) и погрешности измерений удлинения при подвешивании грузов (\( \Delta l_i \)).
Пример таблицы:
| Количество грузов | Масса груза (м), кг | Удлинение пружины (Δl), м | Сила упругости (Fупр), Н |
| 1 | 0.1 | l1 - l0 | F1 = 0.1 9.81 |
| 2 | 0.2 | l2 - l0 | F2 = 0.2 9.81 |
| 3 | 0.3 | l3 - l0 | F3 = 0.3 9.81 |
| 4 | 0.4 | l4 - l0 | F4 = 0.4 9.81 |
5. Нахождение отношения удлинений
- Найдите отношение удлинений пружины для двух, трёх и четырёх грузов к удлинению при одном грузе:
\( \frac{\Delta l_2}{\Delta l_1}, \quad \frac{\Delta l_3}{\Delta l_1}, \quad \frac{\Delta l_4}{\Delta l_1}\)
6. Нахождение отношения сил упругости
- Рассчитайте отношение силы упругости для двух, трёх и четырёх грузов к силе упругости при одном грузе:
\( \frac{F_2}{F_1}, \quad \frac{F_3}{F_1}, \quad \frac{F_4}{F_1}\)
Поскольку сила упругости зависит от массы груза, она будет пропорциональна количеству подвешенных грузов.
7. Анализ результатов и выводы
- Постройте графики зависимости силы упругости от удлинения пружины.
- Проверьте гипотезу о пропорциональности силы упругости и удлинения пружины при малых деформациях. Если график представляет собой прямую линию, то гипотеза справедлива.
- Выведите заключение, основываясь на полученных данных. Если отношения силы упругости и удлинения для разных количеств грузов близки к единице, это подтверждает гипотезу о пропорциональности силы упругости и удлинения пружины.
Такой подход позволит вам выполнить лабораторную работу и проанализировать результаты, подтверждая или опровергая гипотезу.
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 7 класс.
Aвторы:
Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
Исследование силы упругости Цель работы Проверить справедливость гипотезы: «При небольших деформациях сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины». Приборы и материалы Штатив с муфтой и лапкой, спиральная пружина, набор грузов массой 100 г каждый, линейка. Указания к работе 1. Закрепите в лапке штатива конец пружины и линейку так, чтобы пружина была параллельна линейке. 2. Определите длину 10 пружины в ненагруженном состоянии. 3. Подвешивая к пружине последовательно один груз, два, три и четыре груза, определите удлинение пружины х = I - l0 и силу упругости Fynp пружины для каждого случая. Примечание Сила упругости пружины будет равна силе тяжести груза, подвешенного к пружине (тело находится в равновесии под действием двух сил, значит, эти силы равны по модулю и направлены в противоположные стороны). 4. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений запишите в таблицу 15 с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы линейки. Учтите, что абсолютная погрешность Ах измерения удлинения пружины будет складываться из погрешности Al0 измерения начальной длины пружины и погрешности AI измерения длины пружины в нагруженном состоянии. 5. Найдите отношение удлинения пружины для двух, трёх и четырёх грузов к удлинению пружины с одним грузом. 6. Найдите отношение сил упругости пружины с двумя, тремя, четырьмя грузами к силе упругости пружины с одним грузом. 7. Проанализируйте результаты и сделайте вывод о справедливости гипотезы.
Еще решебники за 7 класс
Мы подобрали сборники ГДЗ за 7 класс, которые могут быть Вам интересны.
