Лабораторная работа № 1, страница 20 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

Лабораторная работа № 1

Измерение длины, объёма и температуры тела

Цель работы: научиться пользоваться линейкой, измерительным цилиндром (мензуркой) и термометром; научиться записывать результат измерений с учётом погрешности.

Приборы и материалы: деревянный брусок, линейка с миллиметровыми делениями, измерительный цилиндр (мензурка), стакан с водой, термометр.

Порядок выполнения работы

1. Определите цену деления шкалы линейки.

2. Определите абсолютную погрешность измерения линейкой.

3. Измерьте длину ($\text{a}$), ширину ($\text{b}$) и высоту ($\text{h}$) деревянного бруска.

4. Запишите значение цены деления, абсолютную погрешность и результаты измерений в таблицу 3.

5. Определите цену деления шкалы мензурки.

6. Определите абсолютную погрешность измерения мензуркой.

7. Налейте в мензурку немного воды из стакана. Измерьте объём воды $V_1$.

8. Налейте в мензурку ещё воды и определите её объём $V_2$.

9. Определите цену деления шкалы термометра.

10. Определите абсолютную погрешность измерения термометром.

11. Измерьте температуру воды в мензурке.

12. Запишите результаты всех измерений в таблицу 3.

Таблица 3

Физический прибор: Линейка

Цена деления шкалы:

Абсолютная погрешность измерения:

Физическая величина: Длина ($\text{a}$)

Измеренное значение величины:

Результат измерения:

Физическая величина: Ширина ($\text{b}$)

Измеренное значение величины:

Результат измерения:

Физическая величина: Высота ($\text{h}$)

Измеренное значение величины:

Результат измерения:

Физический прибор: Мензурка

Цена деления шкалы:

Абсолютная погрешность измерения:

Физическая величина: Объём ($V_1$)

Измеренное значение величины:

Результат измерения:

Физическая величина: Объём ($V_2$)

Измеренное значение величины:

Результат измерения:

Физический прибор: Термометр

Цена деления шкалы:

Абсолютная погрешность измерения:

Физическая величина: Температура ($\text{t}$)

Измеренное значение величины:

Результат измерения:

Поскольку данная работа является лабораторной и требует проведения реальных измерений, для демонстрации ее выполнения будут использованы гипотетические (примерные) данные, которые могли бы быть получены в ходе эксперимента.

1. Определите цену деления шкалы линейки.

Решение

Для определения цены деления (ЦД) шкалы измерительного прибора необходимо выбрать два ближайших штриха с числовыми значениями, вычесть из большего значения меньшее и разделить результат на количество делений между ними.

Возьмем на линейке отметки 1 см (10 мм) и 2 см (20 мм). Между ними находится 10 делений.

Цена деления $C_{лин}$ вычисляется по формуле: $C = \frac{B - A}{n}$ где $B$ и $A$ – значения соседних оцифрованных штрихов, $n$ – число делений между ними. $C_{лин} = \frac{20 \text{ мм} - 10 \text{ мм}}{10} = \frac{10 \text{ мм}}{10} = 1 \text{ мм}$

Ответ: Цена деления шкалы линейки равна 1 мм.

2. Определите абсолютную погрешность измерения линейкой.

Решение

Абсолютная погрешность прямого измерения, как правило, принимается равной половине цены деления шкалы прибора. $\Delta l = \frac{C_{лин}}{2}$ $\Delta l = \frac{1 \text{ мм}}{2} = 0,5 \text{ мм}$

Ответ: Абсолютная погрешность измерения линейкой составляет 0,5 мм.

3. Измерьте длину (a), ширину (b) и высоту (h) деревянного бруска.

Решение

Проведем гипотетические измерения с помощью линейки:

Длина бруска: $a = 54 \text{ мм}$

Ширина бруска: $b = 32 \text{ мм}$

Высота бруска: $h = 25 \text{ мм}$

Результат измерения записывается в виде $X = x \pm \Delta x$, где $x$ - измеренное значение, а $\Delta x$ - абсолютная погрешность.

Ответ:

Длина: $a = (54,0 \pm 0,5) \text{ мм}$

Ширина: $b = (32,0 \pm 0,5) \text{ мм}$

Высота: $h = (25,0 \pm 0,5) \text{ мм}$

5. Определите цену деления шкалы мензурки.

Решение

Предположим, на шкале мензурки есть отметки 20 мл и 40 мл, а между ними 10 делений. $C_{менз} = \frac{40 \text{ мл} - 20 \text{ мл}}{10} = \frac{20 \text{ мл}}{10} = 2 \text{ мл}$

Ответ: Цена деления шкалы мензурки равна 2 мл.

6. Определите абсолютную погрешность измерения мензуркой.

Решение

Абсолютная погрешность измерения объёма мензуркой равна половине цены её деления. $\Delta V = \frac{C_{менз}}{2}$ $\Delta V = \frac{2 \text{ мл}}{2} = 1 \text{ мл}$

Ответ: Абсолютная погрешность измерения мензуркой составляет 1 мл.

7. Налейте в мензурку немного воды из стакана. Измерьте объём воды V₁.

Решение

Предположим, что после добавления воды её уровень в мензурке установился на отметке 54 мл.

Ответ: Объём воды $V_1 = (54 \pm 1) \text{ мл}$.

8. Налейте в мензурку ещё воды и определите её объём V₂.

Решение

Предположим, что после добавления второй порции воды общий объём составил 80 мл.

Ответ: Объём воды $V_2 = (80 \pm 1) \text{ мл}$.

9. Определите цену деления шкалы термометра.

Решение

Предположим, на шкале термометра есть отметки 20 °C и 30 °C, а между ними 10 делений. $C_{терм} = \frac{30 \text{ °C} - 20 \text{ °C}}{10} = \frac{10 \text{ °C}}{10} = 1 \text{ °C}$

Ответ: Цена деления шкалы термометра равна 1 °C.

10. Определите абсолютную погрешность измерения термометром.

Решение

Абсолютная погрешность измерения температуры равна половине цены деления шкалы. $\Delta t = \frac{C_{терм}}{2}$ $\Delta t = \frac{1 \text{ °C}}{2} = 0,5 \text{ °C}$

Ответ: Абсолютная погрешность измерения термометром составляет 0,5 °C.

11. Измерьте температуру воды в мензурке.

Решение

Предположим, термометр показывает температуру воды, равную 22 °C.

Ответ: Температура воды $t = (22,0 \pm 0,5) \text{ °C}$.

4, 12. Запишите значение цены деления, абсолютную погрешность и результаты измерений в таблицу 3.

Заполненная таблица на основе полученных выше данных: