План выполнения работы, страница 5 - гдз по физике 7 класс тетрадь для лабораторных работ Филонович, Петрова

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Рассмотрите измерительный цилиндр. Заполните пропуски в тексте.

Между 2-м и 3-м штрихами, обозначенными цифрами, вмещается объём, равный ____________.

Между соседними (самыми близкими) отметками шкалы помещается объём, равный __________.

Эта величина называется __________.

Цена деления шкалы измерительного цилиндра равна __________.

Наибольшее и наименьшее значения объёма жидкости, которые могут быть измерены с помощью измерительного цилиндра (верхний и нижний пределы измерения), равны соответственно __________.

2. Налейте в измерительный цилиндр воду и определите её объём $V_{\text{ж}}$. Запишите результат измерения объёма жидкости с учётом абсолютной погрешности $\Delta V$, равной цене деления шкалы измерительного цилиндра, в виде $V_{\text{ж}} \pm \Delta V$:

3. Определите вместимость небольшого стакана $V_{\text{с}}$. Наполните его водой, а затем перелейте воду в измерительный цилиндр. Результат измерения с учётом абсолютной погрешности $\Delta V$ запишите в таблицу 1.

4. Определите таким же образом вместимость других сосудов, например небольшой колбы, аптечного пузырька. Результаты измерений с учётом абсолютной погрешности запишите в таблицу 1.

Таблица 1

Ответьте на контрольные вопросы

1. Почему, прежде чем выполнять измерения, необходимо определить цену деления шкалы прибора?

2. Каковы причины погрешности при измерении объёма жидкости с помощью измерительного цилиндра?

Сделайте вывод (Заполните пропуски.)

В работе были проведены измерения __________ с помощью __________.

Цена деления шкалы прибора составляет __________ . С учётом абсолютной погрешности, равной ___________ , вместимость сосудов составляет __________ .

1. Рассмотрите измерительный цилиндр. Заполните пропуски в тексте.

Для выполнения этого задания необходимо рассмотреть конкретный измерительный цилиндр. Поскольку изображение прибора отсутствует, мы проведём расчёты для гипотетического, но типичного для школьных лабораторий, измерительного цилиндра (мензурки).

Пусть мы имеем цилиндр с верхним пределом измерения 100 мл. Оцифрованные метки (штрихи с числами) нанесены через каждые 10 мл. Между двумя соседними оцифрованными метками, например "20" и "30", находится 5 более мелких делений (промежутков).

Дано:

Значение одного оцифрованного штриха: $V_a = 20 \text{ мл}$
Значение соседнего оцифрованного штриха: $V_b = 30 \text{ мл}$
Количество делений между штрихами $V_a$ и $V_b$: $n = 5$
Верхний предел измерения: $V_{max} = 100 \text{ мл}$
Нижний предел измерения (первый оцифрованный штрих): $V_{min} = 10 \text{ мл}$

Найти:

1. Объём между штрихами $V_a$ и $V_b$.
2. Цену деления шкалы $\text{C}$.
3. Верхний и нижний пределы измерения.

Решение:

1. Найдём объём, который соответствует промежутку между двумя оцифрованными штрихами: $V_b - V_a = 30 \text{ мл} - 20 \text{ мл} = 10 \text{ мл}$.
2. Чтобы найти цену деления (объём, соответствующий одному самому маленькому делению), разделим полученный объём на количество делений в нём: $C = \frac{V_b - V_a}{n} = \frac{10 \text{ мл}}{5} = 2 \text{ мл}$.
3. Пределы измерения обычно указаны на приборе или определяются по его шкале. В нашем случае они составляют 10 мл и 100 мл.

Теперь заполним пропуски в тексте на основе наших расчётов.

Между 2-м и 3-м штрихами, обозначенными цифрами, вмещается объём, равный $10 \text{ мл}$.

Между соседними (самыми близкими) отметками шкалы помещается объём, равный $2 \text{ мл}$.

Эта величина называется ценой деления шкалы.

Цена деления шкалы измерительного цилиндра равна $2 \text{ мл}$.

Наибольшее и наименьшее значения объёма жидкости, которые могут быть измерены с помощью измерительного цилиндра (верхний и нижний пределы измерения), равны соответственно $100 \text{ мл}$ и $10 \text{ мл}$.

Ответ: В пропуски вписаны значения, рассчитанные для гипотетического цилиндра: $10 \text{ мл}$; $2 \text{ мл}$; цена деления шкалы; $2 \text{ мл}$; $100 \text{ мл}$ и $10 \text{ мл}$.

2. Налейте в измерительный цилиндр воду и определите её объём $V_ж$. Запишите результат измерения объёма жидкости с учётом абсолютной погрешности $\Delta V$, равной цене деления шкалы измерительного цилиндра, в виде $V_ж \pm \Delta V$:

Проведём гипотетическое измерение, используя рассмотренный выше цилиндр.

Дано:

Цена деления цилиндра: $C = 2 \text{ мл}$
Абсолютная погрешность: $\Delta V = C = 2 \text{ мл}$
Показание уровня воды в цилиндре (гипотетическое): $V_{изм} = 74 \text{ мл}$

Найти:

Результат измерения в виде $V_ж \pm \Delta V$.

Решение:

Результат измерения записывается в виде $V_ж = V_{изм} \pm \Delta V$.
Подставляем наши значения: $V_ж = (74 \pm 2) \text{ мл}$.

Ответ: $V_ж \pm \Delta V = (74 \pm 2) \text{ мл}$.

3. Определите вместимость небольшого стакана $V_с$. Наполните его водой, а затем перелейте воду в измерительный цилиндр. Результат измерения с учётом абсолютной погрешности $\Delta V$ запишите в таблицу 1.

4. Определите таким же образом вместимость других сосудов, например небольшой колбы, аптечного пузырька. Результаты измерений с учётом абсолютной погрешности запишите в таблицу 1.

Проведём гипотетические измерения вместимости трёх сосудов (стакана, колбы, аптечного пузырька) с помощью нашего измерительного цилиндра с ценой деления $C = 2 \text{ мл}$. Абсолютная погрешность $\Delta V$ равна цене деления, то есть $\Delta V = 2 \text{ мл}$. Результаты занесём в таблицу.

Ответ: Таблица заполнена гипотетическими данными, полученными с помощью измерительного цилиндра с ценой деления 2 мл.

Ответьте на контрольные вопросы

1. Почему, прежде чем выполнять измерения, необходимо определить цену деления шкалы прибора?

Определять цену деления шкалы прибора перед измерениями необходимо для того, чтобы:
1. Правильно считывать показания: цена деления показывает, какому значению измеряемой величины соответствует наименьший интервал на шкале. Без этого знания невозможно точно определить показания прибора, особенно если они находятся между оцифрованными метками.
2. Оценивать точность измерения: чем меньше цена деления, тем более точным является прибор и, соответственно, измерение.
3. Определять погрешность измерения: абсолютная погрешность прямого измерения, как правило, связана с ценой деления (часто принимается равной ей или её половине). Знание цены деления необходимо для корректной записи итогового результата измерения в стандартной форме (значение ± погрешность).

Ответ: Определение цены деления необходимо для правильного считывания показаний, оценки точности прибора и расчёта погрешности измерения.

2. Каковы причины погрешности при измерении объёма жидкости с помощью измерительного цилиндра?

Причины погрешности при измерении объёма с помощью измерительного цилиндра можно разделить на три основные группы:
1. Инструментальная погрешность: связана с несовершенством самого прибора. К ней относится погрешность, обусловленная классом точности цилиндра (обычно принимается равной цене деления), неточность нанесения шкалы, отклонение формы цилиндра от идеальной.
2. Погрешность отсчёта (субъективная): вызвана действиями наблюдателя. Основные её виды — это ошибка параллакса (возникает, если смотреть на шкалу под углом, а не на уровне глаз) и неправильное определение положения мениска жидкости (для воды и большинства водных растворов отсчёт нужно вести по нижнему краю вогнутого мениска).
3. Методическая погрешность: связана с методом проведения измерения. Например, при переливании жидкости из одного сосуда в другой часть её может остаться на стенках исходного сосуда, что приведёт к занижению результата. Также на объём влияют температура жидкости и наличие в ней пузырьков воздуха.

Ответ: Основными причинами погрешности являются: инструментальная погрешность самого цилиндра, погрешности отсчёта (ошибка параллакса, неверное определение уровня мениска) и методические погрешности (неполный перелив жидкости, влияние температуры).

Сделайте вывод (Заполните пропуски.)

В работе были проведены измерения объёма жидкости и вместимости различных сосудов с помощью измерительного цилиндра (мензурки).
Цена деления шкалы прибора составляет $2 \text{ мл}$. С учётом абсолютной погрешности, равной цене деления ($2 \text{ мл}$), вместимость сосудов составляет: для стакана $(96 \pm 2) \text{ мл}$, для колбы $(58 \pm 2) \text{ мл}$ и для аптечного пузырька $(32 \pm 2) \text{ мл}$.

Ответ: Пропуски в выводе заполнены на основе проведённых гипотетических измерений и расчётов.