Ход работы, страница 30 - гдз по физике 7 класс тетрадь для лабораторных работ Генденштейн, Булатова

Лабораторная работа № 4. Исследование равномерного движения тела - страница 30.

Условие.

Ход работы

1. Создание условий для равномерного движения тела.

• Разделите жёлоб на две равные части, измерьте длину каждой части и запишите в таблицу результат с указанием погрешности.

Движение тела	Пройденный путь $\text{l}$, м	Время движения $\text{t}$, с
Верхняя часть жёлоба
Нижняя часть жёлоба

• Подложите под один конец жёлоба одну или несколько тетрадей, а на стол у нижнего конца жёлоба положите металлический цилиндр, чтобы шарик не скатился со стола.

• Положите шарик на верхний край жёлоба и отпустите без толчка. Измерьте промежутки времени, за которые шарик проходит первую половину пути и вторую половину пути. Запишите в таблицу результаты измерений с указанием погрешности (1 с).

• Определите по полученным результатам, можно ли движение шарика по жёлобу считать равномерным (с учётом погрешности измерений). Запишите свой вывод.

• Если движение шарика нельзя считать равномерным, измените наклон жёлоба и повторите опыт.

2. Измерение скорости равномерного движения тела.

• Измерьте длину всего жёлоба и запишите результат с указанием погрешности.

• Положите шарик на верхний конец жёлоба и слегка подтолкните его, если он не начал скатываться сам. Измерьте время движения шарика по всему жёлобу и запишите результат с указанием погрешности.

• Найдите скорость равномерного движения шарика. Запишите результат без указания погрешности.

• Найдите скорость равномерного движения шарика на всём пути. Запишите результат без указания погрешности.

3. Исследование зависимости пути от времени при равномерном движении.

• Измерьте пути, проходимые равномерно движущимся шариком за 1 с; за 2 с; за 3 с. Результаты измерений без указания погрешностей$^1$ запишите в таблицу.

$^1$ Поскольку в этой работе учащиеся впервые производят ряд измерений и строят график на основе этих измерений, рекомендуем не учитывать погрешности. В последующих работах учёт погрешностей необходим.

Время $\text{t}$, с	1	2	3
Путь> $\text{l}$, м

• Нанесите экспериментальные точки на координатную плоскость с осями $\text{l}$ и $\text{t}$. Постройте график зависимости пройденного шариком пути от времени движения.

4. Вывод: Сделайте и запишите вывод о характере зависимости пути от времени при прямолинейном равномерном движении.

Решение.

1. Создание условий для равномерного движения тела.

Для проведения эксперимента был подготовлен жёлоб, который разделили на две равные части. Были измерены длины этих частей и время, за которое шарик проходит каждую из них. Результаты измерений с учётом погрешностей занесены в таблицу.

Движение тела	Пройденный путь $\text{l}$, м	Время движения $\text{t}$, с
Верхняя часть жёлоба	$0,50 \pm 0,01$	$2,0 \pm 1$
Нижняя часть жёлоба	$0,50 \pm 0,01$	$2,1 \pm 1$

Вывод: Время движения шарика на первой ($t_1 = 2,0$ с) и второй ($t_2 = 2,1$ с) половинах пути почти одинаково. Разница во времени ($|t_1 - t_2| = 0,1$ с) значительно меньше погрешности измерения (1 с). Это позволяет считать, что шарик за равные промежутки времени проходит равные пути, следовательно, его движение является равномерным.

Ответ: Движение шарика можно считать равномерным, так как время прохождения первой и второй половин пути совпадает в пределах погрешности измерений.

2. Измерение скорости равномерного движения тела.

Скорость движения шарика рассчитана на основе данных, полученных в первом пункте.

Дано

Длина первого участка пути, $l_1 = 0,50$ м
Время движения по первому участку, $t_1 = 2,0$ с
Длина второго участка пути, $l_2 = 0,50$ м
Время движения по второму участку, $t_2 = 2,1$ с
Общая длина пути, $l_{общ} = l_1 + l_2 = 1,00$ м
Общее время движения, $t_{общ} = t_1 + t_2 = 4,1$ с

Найти:

Скорость движения на всём пути, $v_{общ}$

Решение

Скорость при равномерном движении вычисляется по формуле $v = \frac{l}{t}$.
Вычислим скорость движения шарика на всём пути:
$v_{общ} = \frac{l_{общ}}{t_{общ}} = \frac{1,00 \, м}{4,1 \, с} \approx 0,24 \, м/с$.
Для проверки можно рассчитать скорости на отдельных участках:
$v_1 = \frac{l_1}{t_1} = \frac{0,50 \, м}{2,0 \, с} = 0,25 \, м/с$.
$v_2 = \frac{l_2}{t_2} = \frac{0,50 \, м}{2,1 \, с} \approx 0,24 \, м/с$.
Значения скоростей на отдельных участках близки к средней скорости на всём пути, что подтверждает равномерность движения.

Ответ: Скорость равномерного движения шарика на всём пути составляет примерно 0,24 м/с.

3. Исследование зависимости пути от времени при равномерном движении.

Для исследования зависимости пути от времени были проведены измерения расстояний, которые шарик проходил за 1, 2 и 3 секунды. Результаты измерений представлены в таблице.

Время $\text{t}$, с	1	2	3
Путь $\text{l}$, м	0,3	0,6	0,9

На координатной плоскости с осями $\text{l}$ (в см) и $\text{t}$ (в с) были нанесены экспериментальные точки:
• Точка 1: ($t=1$ с, $l=30$ см)
• Точка 2: ($t=2$ с, $l=60$ см)
• Точка 3: ($t=3$ с, $l=90$ см)
Через эти точки и начало координат (0, 0) была проведена прямая линия. Построенный график зависимости пути от времени представляет собой прямую, выходящую из начала координат.

Ответ: Данные измерений занесены в таблицу, на их основе построен график зависимости пути от времени, который является прямой линией, проходящей через начало координат.

4. Вывод.

На основе проведённого эксперимента и построенного графика можно сделать вывод о характере зависимости пути от времени при прямолинейном равномерном движении. График этой зависимости является прямой линией, проходящей через начало координат, что свидетельствует о прямой пропорциональной зависимости между пройденным путём и временем движения. Математически эта зависимость выражается формулой $l = v \cdot t$, где $\text{v}$ - постоянная скорость движения. Таким образом, во сколько раз увеличивается время движения, во столько же раз увеличивается и пройденный телом путь.

Ответ: При прямолинейном равномерном движении пройденный телом путь прямо пропорционален времени движения.