Номер №4, страница 57 - гдз по физике 7 класс лабораторный практикум Холина, Березин

Экспериментальные задания - номер №4, страница 57.

Условие.

Задание № 4

https://go.prosv.ru/rcTbbm

ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПРОВЕРКЕ ГИПОТЕЗЫ: ДАЛЬНОСТЬ ПОЛЁТА ШАРИКА, ПУЩЕННОГО ГОРИЗОНТАЛЬНО, ТЕМ БОЛЬШЕ, ЧЕМ БОЛЬШЕ ВЫСОТА ПУСКА

► Постановка задачи

Используя штатив с муфтой и лапкой, наклонный жёлоб, металлический шарик, линейку, копировальную бумагу и лист бумаги, проверить на опыте гипотезу: дальность полёта шарика, пущенного горизонтально, тем больше, чем больше высота пуска.

Общий вид экспериментальной установки показан на рисунке 27.

Рис. 27

► Анализ условия

Горизонтальный пуск шарика можно обеспечить, закрепив в лапке штатива жёлоб так, чтобы его отогнутый конец был расположен горизонтально. Если шарик всякий раз начинает движение из состояния покоя и проходит по жёлобу одинаковый путь, то скорость шарика в момент отрыва от жёлоба во всех случаях будет одинаковой. Перемещая лапку штатива по стойке и меняя тем самым высоту пуска шарика, можно исследовать, как зависит дальность полёта шарика от высоты пуска. Необходимо следить за тем, чтобы при изменении высоты пуска шарика положение штатива не изменялось. Для определения места падения шарика удобно использовать лист копировальной бумаги, помещая его на лист белой бумаги (окрашенным слоем вниз).

► План выполнения задания

1. Зарисуйте схему экспериментальной установки.

2. Для определения дальности полёта проведите несколько пробных пусков шарика и определите примерное место его падения на поверхность стола. Расположите в этом месте лист бумаги и накройте его копировальной бумагой, чтобы шарик при падении на стол оставлял на бумаге след в виде точки.

3. Проведите опыты и запишите в таблицу результаты измерений.

№ опыта	Высота пуска $\text{h}$, м	Дальность полёта $\text{s}$, м

4. Сделайте вывод о справедливости гипотезы.

Решение.

1. Зарисуйте схему экспериментальной установки.

Схема экспериментальной установки для проверки гипотезы о зависимости дальности полёта шарика от высоты пуска изображена на рисунке. Установка состоит из штатива с муфтой и лапкой, в которой закреплён наклонный жёлоб. Шарик скатывается по жёлобу и, приобретая горизонтальную скорость, падает на стол. Высота пуска $\text{h}$ измеряется от уровня стола до нижнего края жёлоба. Дальность полёта $\text{s}$ — это горизонтальное расстояние от точки вылета шарика до места его падения.

Ответ: Схема экспериментальной установки представлена на рисунке выше.

2. Для определения дальности полёта проведите несколько пробных пусков шарика и определите примерное место его падения на поверхность стола. Расположите в этом месте лист бумаги и накройте его копировальной бумагой, чтобы шарик при падении на стол оставлял на бумаге след в виде точки.

Подготовка к эксперименту выполнена согласно плану. Для каждой высоты пуска было сделано несколько пробных скатываний шарика для определения приблизительной зоны его падения. В эту зону был положен лист белой бумаги, накрытый копировальной бумагой (красящей стороной вниз). При падении шарик оставлял на белой бумаге чёткую точку, что позволяло точно измерить дальность полёта $\text{s}$ с помощью линейки. Дальность измерялась как расстояние от проекции конца жёлоба на стол до точки падения шарика.

Ответ: Выполнена подготовка к эксперименту, обеспечивающая точное измерение дальности полёта шарика.

3. Проведите опыты и запишите в таблицу результаты измерений.

Была проведена серия из трёх опытов. В каждом опыте шарик отпускался с одной и той же точки на жёлобе для обеспечения постоянства начальной скорости вылета. Высота пуска $\text{h}$ изменялась путём перемещения лапки с жёлобом по стойке штатива. Полученные результаты измерений были занесены в таблицу.

№ опыта	Высота пуска $\text{h}$, м	Дальность полёта $\text{s}$, м
1	0,25	0,32
2	0,50	0,45
3	0,75	0,55

Ответ: Проведены опыты и результаты измерений занесены в таблицу.

4. Сделайте вывод о справедливости гипотезы.

Анализ результатов, представленных в таблице, показывает, что при увеличении высоты пуска $\text{h}$ (с 0,25 м до 0,75 м) дальность полёта шарика $\text{s}$ также монотонно возрастает (с 0,32 м до 0,55 м). Это наблюдение полностью подтверждает выдвинутую гипотезу.

Теоретически, движение шарика после вылета с жёлоба можно описать уравнениями движения тела, брошенного горизонтально. Время полёта $\text{t}$ зависит от высоты $\text{h}$ как $t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$, а дальность полёта $\text{s}$ определяется по формуле $s = v_0 t$, где $v_0$ — начальная горизонтальная скорость. Объединив эти формулы, получаем зависимость дальности от высоты: $s = v_0 \sqrt{\frac{2h}{g}}$. Поскольку начальная скорость $v_0$ в опытах была постоянной, дальность полёта $\text{s}$ пропорциональна квадратному корню из высоты пуска $\text{h}$. Таким образом, чем больше высота $\text{h}$, тем больше время полёта $\text{t}$, и, соответственно, тем больше дальность полёта $\text{s}$.

Ответ: Гипотеза подтверждена экспериментально: дальность полёта шарика, пущенного горизонтально, увеличивается с увеличением высоты пуска.