Методика.
В данной работе скамья
устанавливается под углом
=1°-5°
к горизонту и тележка движется
по наклонной плоскости под действием
силы тяжести. Влиянием силы трения можно
пренебречь, т. к. тележка движется на
магнитной подушке.
РИС.
По второму закону Ньютона
;
;
В этом случае ускорение не зависит от массы тележки, а зависит только от угла наклона плоскости к горизонту, который автоматически задается при выборе варианта, и от ускорения свободного падения на данной географической широте.
Путь, пройденный тележкой, можно задать положением оптоэлектрических датчиков на скамье, время прохождения тележкой заданного пути фиксирует секундомер.
Массу тележки можно изменить, добавив
одну или две пластины массой
.
Измерив, время движения тележки на пути
,
можно определить приобретенное тележкой
ускорение по формуле
.
Зная массу тележки, действующую на нее
силу и приобретаемое ускорение, можно
проверить верность равенства
,
что свидетельствует о выполнении второго
закона Ньютона.
Порядок выполнения работы.
Опыт №1. Определение зависимости перемещения от времени при неравномерном движении.
С помощью мыши установите датчики для измерения времени на линейке, вдоль которой движется тележка.
Измерьте время прохождения тележкой пути между датчиками. Занесите показания длины пути и времени его прохождения в таблицу №1.
По данным таблицы постройте график зависимости перемещения тележки от времени при неравномерном движении.
Сделайте соответствующий вывод.
Опыт №2. Расчет ускорения тела, используя кинематические уравнения движения.
Ограничьте участок пути тележки с помощью датчиков.
Снимите показания перемещения и времени, за которое оно произошло, с соответствующих приборов. Данные занесите в таблицу №2.
Измените положение одного из датчиков на линейке.
Сделайте соответствующие выводы по результатам опытов.
Опыт №3. Проверка справедливости соотношения .
Ограничьте участок пути тележки с помощью датчиков.
Снимите показания перемещения и времени, за которое оно произошло, с соответствующих приборов. Данные занесите в таблицу.
Опыт повторите еще 2 раза, меняя массу тележки с помощью пластин. Данные занесите в таблицу №3
Сделайте соответствующие выводы по результатам опытов.
Опыт №1. Определение зависимости
перемещения от времени при неравномерном
движении. График зависимости
Таблица №1
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
0 |
0,76 |
1,14 |
1,7 |
1,86 |
2,08 |
2,26 |
2,42 |
2,58 |
2,76 |
,
м
Вывод:
Мною было изучено ускоренное движение и построен график в программе Excel соответствующий ускоренному движению, то есть параболу.
Опыт №2. Расчет ускорения тела, используя кинематические уравнения движения.
Таблица №2
№ опыта |
|
|
, м |
|
|
|
|
1 |
0,05 |
0,15 |
0,1 |
0,48 |
0,86805556 |
0,28058171 |
47,7607142 |
2 |
0,05 |
0,25 |
0,2 |
0,8 |
0,625 |
0,03752615 |
6,3877142 |
3 |
0,05 |
0,35 |
0,3 |
1,08 |
0,51440329 |
-0,07307056 |
-12,4380953 |
4 |
0,05 |
0,45 |
0,4 |
1,3 |
0,47337278 |
-0,11410107 |
-19,422323 |
5 |
0,05 |
0,55 |
0,5 |
1,48 |
0,45653762 |
-0,13093623 |
-22,2880101 |
Среднее значение |
|
|
|
1,028 |
0,58747385 |
0 |
0 |
Вывод:
Мы научились определять зависимости перемещения от времени при неравномерном движении, а также рассчитывать ускорения тела, используя кинематические уравнения движения.
Опыт №3. Проверка справедливости соотношения .
Таблица №3
№ опыта |
|
, м |
|
|
|
1 |
0,12 |
0,5 |
0,03076848 |
1,88 |
0,282933454 |
2 |
0,24 |
0,06153697 |
1,90 |
0,27700831 |
|
3 |
0,36 |
0,18461093 |
1,90 |
0,27700831 |
|
Среднее значение |
|
|
|
|
0,278983358 |
Вывод:
Мы проверили справедливость соотношения .
При проведение опытов, добавляя к массе тележки грузы, время прохождения пути оставалось неизменным, следовательно грузы не влияют на ускорение движения тележки.
Работа проделана
Подпись преподавателя______________
Расчеты.
Вывод по работе:
Контрольные вопросы.
1) Перечислить кинематические характеристики движения и дать им определения.
2) Перечислить динамические характеристики движения и дать им определения.
3) Что такое сила и как ее можно охарактеризовать?
4) В каких единицах в СИ измеряется сила?
5) Сформулируйте второй закон Ньютона.
6) Дайте определение известных вам механических систем отсчета.
7) В каких системах отсчета справедлив второй закон Ньютона?
8) В каком виде и как закон Ньютона проверяется в данной работе?