Исследование равноускоренного движения без начальной скорости
Цель работы
Определить ускорение движения бруска по наклонной плоскости и его мгновенную скорость в конце заданного пути.
Приборы и материалы
Прибор для изучения движения тел, штатив с муфтой и лапкой.
Описание устройства и действия прибора
Прибор для изучения движения тел (рис. 212) состоит из направляющей 1 длиной 60-70 см; бруска 2 с пусковым магнитом 3, закреплённым на торце алюминиевого стержня; электронного секундомера 4 с двумя датчиками 5.
Направляющая закрепляется в лапке штатива 6, под неё подкладывается коврик 7 из пористого пластика.
При прохождении пускового магнита мимо первого датчика отсчёт времени включается, а при прохождении второго - выключается, и на экране секундомера фиксируется значение промежутка времени t, за который брусок проходит расстояние s между датчиками.
УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ
1. Соберите установку по рисунку 212. Направляющую закрепите в лапке штатива под углом 30-40° к плоскости столешницы.
2. Прочитайте инструкцию на тыльной стороне секундомера и включите его.
3. Разместите брусок на направляющей так, чтобы его пусковой магнит находился на 1,5 см выше верхнего датчика времени.
4. Отпустите брусок. Определите расстояние s между датчиками и промежуток времени t, за который брусок прошёл это расстояние.
5. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений и вычислений записывайте в таблицу 3.
6. Не меняя расположения датчиков, проведите опыт ещё 2 раза.
7. По результатам трёх опытов рассчитайте среднее время движения бруска: \( t_{ср} = \frac{t_1 + t_2 + t_3}{3} \).
8. Вычислите ускорение движения бруска и его мгновенную скорость в конце пути s по формулам: \( a = \frac{2 \cdot S}{t_{ср}^2} \) и \( v = a \cdot t_{ср} \).
Ход работы:
1. Расстояние между датчиками: 0,75 м.
2. Время, за которое брусок проходит это расстояние: 1,09 с.
Таблица с результатами измерений:
№ опыта | Время t (с) | Среднее время tср (с) | Расстояние S (м) | Ускорение a (м/с²) | Мгновенная скорость v (м/с) |
1 | 1,09 | 1,12 | 0,75 | 1,2 | 1,34 |
2 | 1,14 | ||||
3 | 1,12 |
Провели эксперимент ещё дважды, получив следующие времена:
\( t_2 = 1,14 \, \text{с} \), \( t_3 = 1,12 \, \text{с} \).
Среднее время движения:
\( t_{ср} = \frac{t_1 + t_2 + t_3}{3} = \frac{1,09 + 1,14 + 1,12}{3} = 1,12 \, \text{с} \).
Вычисление ускорения:
Ускорение \( a = \frac{2 \cdot S}{t_{ср}^2} = \frac{2 \cdot 0,75}{1,12^2} \approx 1,2 \, \text{м/с}^2 \).
Вычисление мгновенной скорости:
Мгновенная скорость \( v = a \cdot t_{ср} = 1,2 \cdot 1,12 \approx 1,34 \, \text{м/с} \).
Вывод:
Мы определили ускорение движения бруска по наклонной плоскости (1,2 м/с²) и его мгновенную скорость в конце пути (1,34 м/с).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 9 класс.
Aвторы:
Гутник Е.М., Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
Исследование равноускоренного движения без начальной скорости Цель работы Определить ускорение движения бруска по наклонной плоскости и его мгновенную скорость в конце заданного пути. Приборы и материалы Прибор для изучения движения тел, штатив с муфтой и лапкой. Описание устройства и действия прибора Прибор для изучения движения тел (рис. 212) состоит из направляющей 1 длиной 60-70 см; бруска 2 с пусковым магнитом 3, закреплённым на торце алюминиевого стержня; электронного секундомера 4 с двумя датчиками 5. Направляющая закрепляется в лапке штатива 6, под неё подкладывается коврик 7 из пористого пластика. При прохождении пускового магнита мимо первого датчика отсчёт времени включается, а при прохождении второго - выключается, и на экране секундомера фиксируется значение промежутка времени t, за который брусок проходит расстояние s между датчиками. УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ 1. Соберите установку по рисунку 212. Направляющую закрепите в лапке штатива под углом 30-40° к плоскости столешницы. 2. Прочитайте инструкцию на тыльной стороне секундомера и включите его. 3. Разместите брусок на направляющей так, чтобы его пусковой магнит находился на 1,5 см выше верхнего датчика времени. 4. Отпустите брусок. Определите расстояние s между датчиками и промежуток времени t, за который брусок прошёл это расстояние. 5. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений и вычислений записывайте в таблицу 3. 6. Не меняя расположения датчиков, проведите опыт ещё 2 раза. 7. По результатам трёх опытов рассчитайте среднее время движения бруска: \( t_{ср} = \frac{t_1 + t_2 + t_3}{3} \). 8. Вычислите ускорение движения бруска и его мгновенную скорость в конце пути s по формулам: \( a = \frac{2 \cdot S}{t_{ср}^2} \) и \( v = a \cdot t_{ср} \).