WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
Александр Клименков Кабинет физики Ленинградского Областного Института Развития Образования Проведение лабораторных работ по физике с использованием учебного компьютерного курса "Физика в картинках" НЦ "Физикон" Описание В данном пособии приводятся разработки проведения лабораторного практикума с использованием учебного компьютерного курса "Физика в картинках" НЦ "Физикон". Пособие разрабатывалось на основе базовой версии продукта 6.2. Данная методическая разработка представляет из себя набор бланков протоколов лабораторных работ, выдаваемых учащимся и предназначенных для заполнения в ходе выполнения работы. В бланках представлен ряд заданий и варианты ответов на них. Многие задания различаются по вариантам, поэтому имеет смысл перед началом работы распределить учащихся по вариантам. Ученику (или бригаде) выдаются бланки и предоставляется доступ к компьютеру с запущенной программой "Физика в картинках". Если учащиеся слабо знакомы с компьютерной техникой и с данной программой им выдаются специальная инструкция-памятка, образец которой прилагается к данному комплекту.

Работа 1.1 Траектория движения.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Траектория движения".

2. Ознакомьтесь с системой управления жуком, попробуйте управлять его движением. На экране вы видите жука, ползущего к водопою. Жук ползет с постоянной, абсолютной по величине скоростью. С помощью клавиши "Управление" и стрелок под жуком вы можете изменять направление его движения. С помощью клавиши "Демонстрация" вы можете включить у жука автопилот.

3. Нажмите на кнопку "Демонстрация" и подождите, пока жук вернется в исходную точку, из которой он начал движение. Наблюдайте за изменением радиус-вектора и вектора скорости.

После завершения опыта:

перемещение а) равно нулю o б) отлично от нуля o путь а) равен нулю o б) отличен от нуля o 4. Как двигался жук, если в течении всего времени движения (выберите условие в соответствии со своим вариантом) 1 вариант vx=2 вариант vx=vy 3 вариант vy=Ваш ответ (нужное вписать):

а) вдоль оси координат _ (впишите ось) б) по прямой y= (впишите уравнение) в) по прямой x= (впишите уравнение) 5. Попробуйте выбрать другую систему координат с помощью кнопки "Система координат".

Изменится ли ответ на предыдущий вопрос, если жук будет двигаться в другой системе координат _ 6. В некоторый момент времени жук имел координаты (выберите условие в соответствии со своим вариантом):

1 вариант x=4 y=2 вариант x=3 y=3 вариант x=5 y=Как изменятся его координаты, если координатную ось повернуть на 900. Для наглядности воспользуйтесь кнопкой "Система координат".

Ваш ответ:

в новой системе координат x= y= 7. Подведем итог и сделаем выводы. Дайте ответы на следующие вопросы:

а) Существует ли различие между пройденным путем и перемещением _ б) Зависят ли координаты коровки от выбора системы координат _ в) Зависят ли вектор перемещения и величина пройденного пути от выбора системы координат Работа 1.Равноускоренное движение ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Равноускоренное движение".

2. На экране вы видите такелажника Федю. Такелажник Федя опаздывает на работу и вынужден двигаться равноускоренно. В данном случае такелажник Федя - это материальная точка. Если вы нажмете на кнопку "Начальн. Скорость", то вы, нажав на левую клавиши мышки и не отпуская ее, сможете перетаскивать красный вектор начальной скорости человечка, тем самым изменяя его скорость. Аналогично можно изменить его ускорение, нажав на кнопку "Ускорение" и перетаскивая черный вектор. Дальше с помощью кнопки "Старт" мы можем отправить Федю в путь. Под картинкой с человечком находятся графики его скорости, пройденного пути и координаты в зависимости от времени.

3. Потренируйтесь с управлением человечком путем изменения его начальной скорости и ускорения. Пронаблюдайте, как при этом изменяются графики, описывающие его движение.

Попробуйте следующие начальные данные:

v0, м/с 0.2 0 1 а, м/с2 0 -0.5 0.1 -0.4. Сделайте так, чтобы человечек, начав движение из точки 0, прошел бы до точки x, там остановился и начал движение в обратном направлении. Координаты точки x:

1 вариант x= -2 вариант x= -3 вариант x= Совет: можно конечно опытным путем подобрать нужные начальные параметры, но попробуйте предварительно рассчитать их и проверить результат при помощи компьютерного эксперимента.

Ваш ответ:

Начальная скорость v= _ Ускорение a= _ 5. Сделайте так, чтобы, начав двигаться из точки 0, Федя достиг бы точки x за t секунд.

1 вариант x= -5 t= 4c 2 вариант x= 5 t= 5c 3 вариант x= 0 t= 8c Ваш ответ:

Начальная скорость v= Ускорение a=_ 6. Установите начальную скорость человека 1м/c.

Каково должно быть начальное ускорение, чтобы человечек 1 вариант прошел 4 секунды и остановился 2 вариант дошел до точки -5 за 8 секунд 3 вариант дошел до точки 5 за 4 секунды Ваш ответ: _ 7. Подведем итог и сделаем выводы. Ответьте, пожалуйста, на вопросы:

а) Скорость и ускорение - величины (векторные, скалярные).

б) Величинам скорости и ускорения приписывается знак,если вектора направлены по оси x и знак в противоположном случае.

в) если в начальный момент скорость и ускорение имеют разные знаки, это означает, что _ _ Работа 1.Закон сложения скоростей ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Закон сложения скоростей".

2. На экране вы видите такелажника Федю в двух разных системах отсчета вместе с автобусом номер 24, изображенного в виде тележки. Сверху показана лабораторная система отсчета, то есть система отсчета относительно бабушки стоящей на остановке.



Нижнюю систему отсчета можно выбирать с помощью кнопки "Система отсчета". Либо это будет система отсчета тележки (пассажира автобуса), либо система отсчета человека (такелажника Феди, бегущего на работу). С помощью кнопки "Скорости" мы можем перетаскивать вектора скорости в верхней системе отсчета, тем самым изменяя их значение. Кнопка "Старт" запускает лабораторную систему "Федя-автобус", а кнопка "Шаг" позволяет продвигать систему в пошаговом режиме.

3. Запишите закон сложения скоростей в общей векторной форме и поясните значение каждого вектора:

_= _ _ - _ _ - _ _ - _ Этим законом вы будете пользоваться при ответе на последующие вопросы.

4. Установите в нижнем окне систему отсчета тележки. В верхнем окне установите такие скорости человека и тележки, чтобы для наблюдателя, сидящего в тележке, которая едет в ту же сторону со скоростью v, он казался неподвижным.

Запишите закон сложения скоростей для этого случая:

=_ Какое будет отношение между скоростями человека и тележки _ 5. Какова скорость человека в лабораторной системе отсчета идущего по земле, если для наблюдателя, сидящего в тележке, которая едет в ту же сторону со скоростью v он кажется:

Вариант 1 отстающим от нее со скоростью v/Вариант 2 опережающим ее со скоростью v/Вариант 3 отстающим от нее со скоростью v Запишите закон сложения скоростей =_ Ваш ответ _ 6. Тележка едет по земле со скоростью v1. Навстречу ей идет человек со скоростью vотносительно земли. С какой скоростью едет тележка в системе отсчета, связанной с человеком Вариант 1 v1=2v v2= -v Вариант 2 v1=v v2=2v Вариант 3 v1= - 2v v2= v Запишите закон сложения скоростей =_ Ваш ответ 7. Подведем итоги и сделаем выводы. Ответьте, пожалуйста, на следующие вопросы:

а) Движение относительно o безотносительно o б) В системе отсчета, связанной с Землей, движутся:

_ в) В системе отсчета, связанной с тележкой, движутся:

_ г) В системе отсчета, связанной с человечком, движутся:

_ Работа 1.Равномерное вращение ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Равномерное вращение".

2. На экране мы видим равномерное вращение материальной точки по окружности. Изучать этот процесс мы можем с помощью графиков зависимости координат x, y и составляющих скоростей vx и vy от времени. Нажав на кнопку "Выбор" мы можем изменить параметры изучаемой системы. В окошке "Вращение" можно поменять направление вращения. Над этим окошком есть два движка, с помощью которых можно менять радиус R и скорость вращения v. В окошке "Ускорение" выдается текущее ускорение точки. Правее можно выбрать какие графики будут изображаться в верхнем экране. С помощью кнопки "Старт" можно произвести запуск вращения.

3. Как изменится частота вращения тела, если при той же скорости увеличить в 2 раза радиус окружности Проведите опыт и дайте ответ.

Ваш ответ:

4. Найдите величину центростремительного ускорения при заданных значениях для вашего варианта.

Вариант 1: v=1.19 м/c, R=0.68 м Вариант 2: v=1.26 м/c, R=0.52 м Вариант 3: v=1 м/c, R=0.63 м Ваш ответ:

_ 5. Найдите угловую скорость вращения тела в предыдущем опыте.

Расчетная формула:

_ Ваш ответ:

_ 6. Найдите величину центростремительного ускорения в пунктах 4 и 5.

Расчетная формула:

_ Ваш ответ:

_ 7. Найдите период вращения в пунктах 4,5,6.

Расчетная формула:

_ Ваш ответ:

_ 8. Впишите "увеличиться", "уменьшиться" или "останется постоянным".

а) R увеличивается, v=const. T а б) v увеличивается, R=const. T a 9. Ответьте на вопросы:

а) Как направлено центростремительное ускорение Центростремительное ускорение направлено по к б) Какой точке на разных графиках соответствует нулевое значение проекции скорости Работа 1.Неравномерное вращение ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Неравномерное вращение".

2. На экране вы можете наблюдать движение тела при неравномерном вращении. В правой части экрана вырисовываются графики зависимости от времени координат и проекций скоростей. В любой момент мы можем включить постоянное по величине и направленное по касательной к окружности ускорение, которое может ускорять или тормозить вращение.

Для этого достаточно нажать на одну из двух кнопок со стрелками и держать не отпуская до тех пор, пока необходимо действие. С помощью кнопки "График" в окне "График" можно выбирать отображаемые графики. В окне "Ускорения" приведены формулы, описывающие систему. В окне "Текущие значения" отображаются текущее значение модуля вектора скорости.

3. При наличии касательного ускорения координаты x, y и проекции скоростей vx и vy изменяются периодически o не периодически o 4. Ответьте на вопросы:

а) Как направленно центростремительное ускорение _ б) Что происходит с вектором полного ускорения при наличии касательного ускорения 5. Тело движется по окружности с радиусом R=1. Определите угол наклона вектора полного ускорения к радиусу через время t, если в начальный момент скорость тела v0, а касательное ускорение a.

Вариант 1 t=3 c; v0=2 м/c; а=1 м/cВариант 2 t=2 c; v0=1 м/c; а=2 м/cВариант 3 t=3 c; v0=1 м/c; а=2 м/cНиже приведите свое решение и ответ:

Работа 1.Вес тела в движущемся лифте ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Вес тела в движущемся лифте".





2. На экране мы видим такелажника Федю в лифте. Для Феди на картинке указаны векторы N, mg, текущей скорости v и текущего ускорения a. Под картинкой указаны численные текущие значения скорости, ускорения и текущего времени. Левее есть вертикальный движок, с помощью которого мы можем придавать лифту различное ускорение. В левой части экрана вырисовываются графики зависимости ускорения и скорости от времени.

Обратите внимание на точку "-g" - ускорение свободного падения. С помощью кнопки "Стоп" можно остановить лифт. С помощью кнопки "Сброс t" можно сбросить секундомер и начать отсчет времени заново. Обратите внимание на то, что в данном компьютерном эксперименте за положительное направление ускорения и скорости выбрано направление вверх. Вес тела P равен по величине силе реакции опоры N, которая показана на экране.

3. Феде надо подняться на высоту h за время t. Составьте алгоритм управления лифтом путем изменения ускорения движения, чтобы Федя прибыл на нужную высоту вовремя и лифт остановился на этой высоте. После проведения расчетов и составления алгоритма проверьте его работу с помощью эксперимента.

Вариант 1 h=200 м, t=30 с Вариант 2 h=250 м, t=50 c Вариант 3 h=300 м, t=55 c Ваш алгоритм занесите в таблицу:

Высота Скорость Ускорение Время Вес тела 0 0 0 0 P=mg не постоянна P= 0 P= не постоянна P= h 0 0 t P=mg 4. По дополнительному указанию учителя нарисуйте схематические графики скорости и ускорения на одной координатной плоскости в предыдущем опыте.

5. Сделайте так, чтобы Федя оказался в состоянии невесомости.

Каким в этом случае должно быть ускорение лифта 6. Каким должно быть ускорение, чтобы Федю прижало к потолку лифта равным g o меньше -g o больше g o 7. Во время равномерного движения:

вес тела равен силе тяжести o вес тела в два раза больше силы тяжести вес тела в два раза меньше силы тяжести 8. К человеку или к лифту (опоре) приложенны:

вес тела P приложен к _ сила реакции опоры N приложена к 9. Вес тела P равен силе тяжести mg при a= м/c Работа 1.Падение тел ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Падение тел".

2. На экране вы видите координатную плоскость, совпадающую с вертикальной плоскостью падения тела. Тело с горизонтальной начальной скоростью начинает падать из точки 0. С помощью соответствующих движков v и h можно менять численное значение начальной скорости тела и высоту его падения. В окне "Текущие значения" отображаются текущие значения координат тела, проекций скорости и времени. В окне "График" можно выбирать графики, которые будут отображаться в сером окне. Кнопка "Старт" запускает полет очередного тела. Кнопка "Очистить" применяется для очистки текущего поля от изображений траекторий предыдущих тел. Место падения тела отображается флажком соответствующего тела. Траектория движения тела отображается в стробоскопическом режиме.

3. По какой траектории падает тело, пущенное с начальной скоростью параллельно горизонту 4. Проведите ряд опытов при различной начальной скорости тела (не забудьте v=0) и установите, какова будет высота тела через равные промежутки времени в различных опытах.

Сформулируйте закон:

независимо от _ тело через равные промежутки времени _, что и при вертикальном падении.

5. Расчитайте дальность, время полета и скорость тела в момент удара о землю, если начальная горизонтальная скорость равна v0. Проверьте свои расчеты с помощью эксперимента. Ускорение свободного падения g=9.8 м/с2.

Вариант 1 v0=20.6 м/c h=100м Вариант 2 v0=15.4 м/c h=50м Вариант 3 v0=18 м/c h=70м Ваши расчеты:

Ваш ответ: _ Результат эксперимента: _ 6. Два тела с начальными скоростями v1=v и v2=2v падают с высот h1=2h и h2=h. С помощью компьютерного опыта ответьте на вопросы:

дальше улетит тело _ большую скорость в момент удара о землю будет иметь тело _ больше времени будет находиться в полете тело _ Работа 1.Движение тела, брошенного под углом к горизонту.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Движение тела, брошенного к горизонту".

2. На экране вы видите координатную плоскость, совпадающую с вертикальной плоскостью полета тела. Начальное положение тела соответствует началу координат. В окошке "График" можно выбрать форму отображения траектории полета тела: стробоскопическую, линией или оба способа одновременно. С помощью движка h можно менять начальную высоту тела. Также можно изменять начальную скорость v0 и начальный угол в соответствующих окнах. Кнопка "Старт" запускает полет тела. При каждом последующем запуске предыдущие траектории не удаляются. Очистить координатную плоскость от предыдущих траекторий можно кнопкой "Очистить".

3. Тело бросают с высоты h с начальной скоростью v0 под углом к горизонту. Рассчитайте дальность полета тела. Проверьте свой результат при помощи эксперимента.

Вариант 1 h=20 м; v0=20 м/c; =56° Вариант 2 h=30 м; v0=25 м/c; =80° Вариант 3 h=51 м; v0=10 м/c; =40° Ваш расчет:

Ваш ответ: Результат эксперимента: 4. Установите опытным и расчетным путем, каковы должны быть начальная скорость, высота и угол, для того, чтобы максимальная высота подъема тела равнялась k, а дальность полета тела равнялась l. Попробуйте уменьшить высоту в 1.5-2 раза и получить те же результаты.

Вариант 1: k=52 м, l=70 м.

Вариант 2: k=40 м, l=80 м.

Вариант 3: k=40 м, l=40 м.

Ваш ответ:

h= _ h= v0= v0=_ = _ = 5. Расчитайте время полета тела в предыдущей задаче для одного из опытов. Сравните полученный результат с результатом эксперимента.

Ваш расчет:

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.