Лабораторная работа № 2, страница 14 - гдз по физике 7 класс тренажёр Хмельницкая

Проверочная работа № 2. Строение вещества. Молекулы. Вариант 2 - страница 14.

Условие.

Лабораторная работа № 2

Определение размеров малых тел

■ Тренировочные задания и вопросы

Ответьте на вопросы.

1. Как определить размер шарика с помощью предложенных приборов?

2. Можно ли с помощью линейки точно измерить диаметр проволоки, нити, волоса? Почему?

Вставьте пропущенные значения.

3. Стопка из 20 монет оказалась высотой ____ см. Толщина монеты ____ см.

Цель работы: определить размеры различных малых тел.

Оборудование: линейка, зёрна пшена, книга, тонкая проволока, круглый карандаш, иголка.

■ Порядок выполнения работы

1) Положите вплотную к линейке $n = 40$ зёрен пшена в ряд. Измерьте длину ряда $\text{L}$ и вычислите диаметр $\text{d}$ одного зерна. Для удобства укладывания и пересчитывания крупинок можно воспользоваться иголкой.

Длина ряда $L = \text{\_\_\_\_ }мм$

Диаметр зерна $d = \frac{L}{n} = \text{\_\_\_\_ }мм$

Способ, которым вы определили размер малого тела, называют способом рядов.

2) Определите аналогичным способом толщину листа книги. Для этого плотно сожмите книгу и измерьте её толщину $\text{L}$ (без учёта обложки). Разделив толщину всех листов на число листов в книге $\text{n}$, найдите толщину одного листа $\text{d}$.

3) Определите диаметр $\text{d}$ тонкой проволоки, для этого вплотную намотайте на карандаш $n = 50$ витков из неё.

4) Способом рядов определите диаметр $\text{d}$ атома золота по фотографии (см. рисунок). Сравните полученное значение с реальным размером атома золота.

Длина ряда атомов $L = \text{\_\_\_\_ }мм$

Диаметр атома по фотографии $d = \text{\_\_\_\_ }мм$

Диаметр атома истинный размер $d_{\text{ист}} = \text{\_\_\_\_ }мм$

5) Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:

Номер опыта	$\text{n}$	$\text{L}$, мм	$\text{d}$, мм
			На фотографии	Истинный размер
1. Зёрна пшена
2. Листы бумаги
3. Витки проволоки
4. Атомы золота

Вывод: ____

Решение.

1. Чтобы определить размер (диаметр) шарика с помощью линейки, нужно использовать метод рядов. Для этого необходимо выложить несколько шариков (например, 10-20 штук) вплотную друг к другу в один ряд. Затем с помощью линейки измерить общую длину $\text{L}$ всего ряда. Зная количество шариков $\text{n}$ в ряду, можно вычислить диаметр одного шарика $\text{d}$ по формуле $d = L/n$. Этот метод позволяет значительно уменьшить погрешность измерения по сравнению с измерением одного шарика.

Ответ: Размер шарика можно определить методом рядов: измерить длину ряда из $\text{n}$ шариков и разделить её на их количество.

2. Нет, с помощью обычной линейки невозможно точно измерить диаметр проволоки, нити или волоса. Это связано с тем, что их диаметр, как правило, значительно меньше цены деления линейки (обычно 1 мм). Погрешность измерения будет сопоставима с измеряемой величиной, что делает результат крайне неточным.

Ответ: Нельзя, так как их диаметр меньше цены деления линейки, и погрешность измерения будет слишком большой.

3. Дано:

Количество монет, $n = 20$.

Высота стопки монет (из рисунка), $L = 2$ см.

Найти:

Толщину одной монеты, $\text{d}$.

Решение:

Толщина одной монеты равна общей высоте стопки, делённой на количество монет в ней.

$d = \frac{L}{n} = \frac{2 \text{ см}}{20} = 0.1 \text{ см}$

Ответ: Стопка из 20 монет оказалась высотой 2 см. Толщина монеты 0.1 см.

Порядок выполнения работы

1) Дано:

Число зёрен пшена, $n = 40$.

Найти:

Диаметр одного зерна, $\text{d}$.

Решение:

Для выполнения этого экспериментального задания необходимо было выложить 40 зёрен пшена в ряд и измерить его длину. Предположим, что измеренная длина ряда составила $L = 80$ мм. Тогда диаметр одного зерна можно вычислить по формуле:

$d = \frac{L}{n} = \frac{80 \text{ мм}}{40} = 2 \text{ мм}$

Заполненные строки в задании:

Длина ряда $\text{L}$ = 80 мм

Диаметр зерна $d = \frac{L}{n}$ = 2 мм

Способ, которым вы определили размер малого тела, называют способом рядов.

Ответ: Диаметр зерна пшена равен 2 мм (при длине ряда 80 мм).

2) Дано:

(Примем для примера следующие экспериментальные данные)

Число листов в книге, $n = 100$ (что соответствует 200 страницам).

Общая толщина книжного блока (без обложки), $L = 10$ мм.

Найти:

Толщину одного листа, $\text{d}$.

Решение:

Используем тот же способ рядов. Толщина одного листа $\text{d}$ равна общей толщине $\text{L}$, делённой на количество листов $\text{n}$.

$d = \frac{L}{n} = \frac{10 \text{ мм}}{100} = 0.1 \text{ мм}$

Ответ: Толщина одного листа бумаги составляет 0.1 мм (для книги в 100 листов толщиной 10 мм).

3) Дано:

Число витков проволоки, $n = 50$.

Найти:

Диаметр проволоки, $\text{d}$.

Решение:

Из рисунка определяем, что 50 витков проволоки, намотанные на карандаш, занимают длину $L = 2.5$ см. Переведём эту длину в миллиметры: $L = 25$ мм.

Диаметр проволоки (равный толщине одного витка) находим по формуле:

$d = \frac{L}{n} = \frac{25 \text{ мм}}{50} = 0.5 \text{ мм}$

Ответ: Диаметр проволоки равен 0.5 мм.

4) Дано:

Истинная длина масштабного отрезка на фотографии, $L_{ист} = 0.000002$ мм.

Число атомов, укладывающихся на этом отрезке (подсчитано по рисунку), $n \approx 5$.

Найти:

Диаметр атома по фотографии, $d_{фото}$.

Истинный диаметр атома, $d_{ист}$.

Решение:

Сначала определим истинный диаметр одного атома, разделив истинную длину отрезка на число атомов на нём:

$d_{ист} = \frac{L_{ист}}{n} = \frac{0.000002 \text{ мм}}{5} = 0.0000004 \text{ мм}$

Теперь определим диаметр атома на фотографии. Для этого измерим линейкой длину ряда из $n=5$ атомов на фото. Предположим, что измерение дало результат $L_{фото} = 20$ мм.

$d_{фото} = \frac{L_{фото}}{n} = \frac{20 \text{ мм}}{5} = 4 \text{ мм}$

Заполненные строки в задании:

Длина ряда атомов $\text{L}$ = 20 мм

Диаметр атома по фотографии $\text{d}$ = 4 мм

Диаметр атома истинный размер $d_{ист}$ = 0.0000004 мм

Ответ: Диаметр атома по фотографии — 4 мм, истинный диаметр атома — 0.0000004 мм.

5) Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:

Номер опыта	n	L, мм	d, мм
1. Зёрна пшена	40	80	2
2. Листы бумаги	100	10	0.1
3. Витки проволоки	50	25	0.5
4. Атомы золота	5	20	На фотографии: 4 Истинный размер: 0.0000004

Вывод:

В ходе выполнения лабораторной работы был освоен и применён метод рядов для определения размеров малых тел, которые невозможно измерить непосредственно с достаточной точностью при помощи линейки. Этот метод заключается в измерении общей длины ряда из большого числа одинаковых объектов и последующем вычислении среднего размера одного объекта. Были определены диаметры зерна пшена (2 мм), проволоки (0.5 мм), толщина листа бумаги (0.1 мм) и оценён истинный размер атома золота ($0.0000004$ мм). Работа показала, что использование косвенных методов измерений позволяет определять размеры объектов, которые на порядки меньше цены деления измерительного прибора.