Лаб 3. Урок 1
Тема лабораторной работы: Определение ускорения свободного падения с использованием математического маятника
Цель работы:
- Определить ускорение свободного падения при помощи математического маятника;
- Построить график и проанализировать зависимость квадрата периода от длины маятника;
- Сравнить полученное значение с истинным, равным g = 9.8 м/с2.
Ожидаемые результаты:
- Ускорение свободного падения можно определить с помощью математического маятника, замерив его период колебания и длину.
Руководство для учителя:
- Разделите учащихся так, чтобы в каждой группе было по 3 ученика.
- Перед началом лабораторных работ ознакомьтесь с правилами безопасности:
- Чтобы скачать рабочий лист, перейдите по этой ссылке:
Теоретическая часть
Период колебания математического маятника связан с длиной подвеса и ускорением свободного падения формулой:
Период колебания – это время одного полного колебания:
Из формул следует:
Источники:
- Криволинейное движение, равномерное движение материальной точки по окружности. Линейная и угловая скорости. (2019). Физика. Учебник для 9 класса общеобразовательной школы.
- Свободное падение тел, ускорение свободного падения. (2019). Физика. Учебник для 9 классаобщеобразовательной школы.
- Колебание математического и пружинного маятников. (2019). Физика. Учебник для 9 классаобщеобразовательной школы.
Экспериментальная часть
Эксперимент.
Указания к работе:
Шаг 1.
Установите штатив на краю стола. Подвесьте к штативу шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 3-5 см от пола.
Шаг 2. Измерьте длину подвеса измерительной лентой. Занесите данные в таблицу.
Шаг 3. Используя электронный секундомер замерьте время 40 колебаний маятника. Для этого оттяните шарик от состояния покоя и отпуская шарик начните отсчет на секундомере. Занесите данные в таблицу.
Шаг 4. Повторите опыт 5 раз. Занесите данные в таблицу.
Шаг 5. Вычислите ускорение свободного падения для каждого опыта и найдите его среднее значение. Занесите данные в таблицу.
Шаг 6. Найдите абсолютную и относительную погрешности измерения, приняв значение g = 9.8 м/с2 по формулам:
Шаг 7. Запишите результат измерений с учетом погрешности:
Исследовательская часть
| № | Длина нити, l, м | Число колебаний, N | Время колебаний, t, с | Ускорение свободного падения, g, м/с2 | Среднее значение ускорения, gcр, м/с2 |
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| 3 | |||||
| 4 | |||||
| 5 |
Делая вывод, запишите ответы на следующие вопросы:
- Как определить период математического маятника?
Заключение
Ускорение свободного падения можно выразить из формулы периода математического маятника, замерив период колебания и длину маятника.