- •Механика
- •Упражнение 1. Проверка зависимости пути от времени.
- •Упражнение 2.
- •Порядок выполнения работы.
- •Если источник и удаляется от приемника п, то
- •Упражнение 1. Определение частоты биений.
- •Определение скорости движения источника.
- •Выполнение работы.
- •Упражнение 2. Кинематический способ.
- •Время полета пули между дисками для равномерного движения пули:
- •Выполнение работы.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература.
Упражнение 2.
Проверка зависимости ускорения от действующих сил.
На левый груз положить перегрузок m2 (при условии m1 >m2) и повторить пункты 1 и 3 упражнения 1. Рассчитать среднее значение ускорения , проведя опыт не менее 3 раз.
Перенести перегрузок m2 на правый груз (там теперь два перегрузка m1 и m2). Повторяя опыт не менее 3 раз, вычислить среднее значение ускорения .
Проверить соотношение:
(6)
где m1 , m2 – массы перегрузков; – средние значения ускорений.
Оформить таблицу результатов и сделать письменный вывод.
Контрольные вопросы.
Определение средней и мгновенной скоростей.
Вывод формул пути равноускоренного и равномерного движения.
Формулировка и запись второго закона Ньютона.
Содержание, объяснение результатов опыта, вывод формул (4) и (5).
Указать, какие систематические погрешности имеют место при выполнении работы.
Найти силу натяжения нити при равноускоренном и равномерном движениях грузов.
Литература.
Матвеев А.Н. Механика. - М.: Высшая школа, 1976.
Руководство к лабораторным занятиям по физике. Под редакцией Л.Л.Гольдина. - М.: Наука, 1964.
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. 1. - М.: Наука, 1974.
Лабораторная работа № 2
Изучение движения материального тела,
брошенного под углом к горизонту.
Цель работы: измерить дальность и время полета тела. Подтвердить параболистический характер его движения.
Приборы и принадлежности: баллистический пистолет с регулируемым углом наклона, секундомер с ударным датчиком, рулетка.
Баллистический пистолет закреплен в штативе на высоте h0 и стреляет металлическим шариком, траекторией полета которого является парабола, если сила трения шарика о воздух пренебрежимо мала. Время полета шарика фиксируется секундомером, который начинает отсчет времени в момент вылета шарика и останавливается в момент попадания шарика в ударный датчик. При угле наклона пистолета , его высоте h0 и начальной скорости vo дальность полета шарика определяется по формуле
, (1)
а время полета шарика по формуле
= .. (2)
Порядок выполнения работы.
1. Установить угол наклона пистолета = 450, закрепить пистолет на некоторой высоте h0.
2. Экспериментально определить дальность полета шарика S и, исходя из формулы (1), найти его начальную скорость vo.
3. Для 3-х произвольных углов по формулам (1) и (2) высчитать дальность и время полета шарика. Проверить расчеты экспериментально.
4. Для данного фиксированного угла провести 10–15 измерений дальности полета шарика. Провести статистическую обработку результатов: найти среднее расстояние и среднеквадратичное отклонение.
5. Сделать выводы.
Контрольные вопросы.
Какие факторы вносят главный вклад в наблюдаемое расхождение между вычислениями и опытами?
Можно ли утверждать, что законы кинематического описания движения подтверждаются опытом с точностью до ошибок измерения?
Как влияет на вид уравнений движения изменение начальных условий?
Вывести формулы (1) и (2).
Литература.
Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. Т.1. М.: Наука, 1975.
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.1. М.: Наука, 1977.
Лабораторная работа № 3
Определение скорости движения с помощью эффекта Доплера
Цель работы: исследование сложного одномерного колебательного движения. Применение эффекта Доплера для определения скорости движения объекта.
Приборы и принадлежности: установка, генератор ультразвуковых волн, осциллограф.
От генератора ультразвуковых колебаний Г (рис.1) сигнал подается на источник И, который может приближаться или удаляться с тремя различными скоростями или покоиться относительно приемника. Частота сигнала называется опорной , если источник покоится относительно приемника. Через сопротивлениеR сигнал подается на вертикально отклоняющие пластины осциллографа О.
Г О
R
эл. двигатель И П
переключатель скорости
С
Рис.1. Схема установки.
Приемник П может передвигаться по скамье С. Излучатель и приемник являются ультразвуковыми пьезокерамическими приборами, преобразующими звуковые сигналы в электрические импульсы.
Если приемник неподвижен, то он воспринимает сигнал с частотой, равной опорной , на экране осциллографа наблюдаются простые гармонические синусоидальные колебания с постоянной амплитудой.
Если источник движется к приемнику П со скоростью , то он воспринимает колебания с частотой, отличной от частоты неподвижного источника, так как имеет место эффект Доплера:
. (1)
Частота и длина волны связаны известным соотношением:
. (2)
В случае приближения источника И к приемнику П, из формул (1) и (2) можно получить:
, (3)
где c – скорость ультразвуковых колебаний в воздухе; о – длина ультразвуковой волны.