WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

Ваш ответ: Результат эксперимента: 6. Во время опыта внимательно посмотрите на окно "Текущие значения" и определите чем различаются компоненты движения по оси x и по оси y.

Движение по оси x _, а по оси y.

Работа 1.Наклонная плоскость.

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Наклонная плоскость".

2. В данном эксперименте вы можете изучить движение тела по наклонной плоскости при различных значениях угла наклона, коэффициента трения и внешней силы, действующей на него. С помощью флажка "Фиксир." выставляется фиксированное или нефиксированное состояние тела на наклонной плоскости. Когда флажок выставлен, тело зафиксировано на плоскости. В этом режиме можно изучать силы, действующие на тело. С помощью соответствующих движков в правом нижнем углу экрана можно менять значения угла наклона, коэффициента трения и внешней силы. Синей точкой на графике указана величина силы трения покоя. Кнопка "Старт" запускает режим работы, когда угол наклона плоскости автоматически изменяется от нуля до тех пор, пока тело не соскользнет с поверхности.

3. Найдите угол, при котором начнется скольжение бруска по наклонной плоскости при заданном коэффициенте трения. Проверьте результат на компьютере.

Вариант 1: µ=0.Вариант 2: µ=0.Вариант 3: µ=0.Расчетная формула:

Ваш ответ: Результат эксперимента: 4. Чему равна сила трения при скольжении Сила трения при скольжении равна максимальной силе.

Формула: _ 5. В каком случае тело остается неподвижным на наклонной плоскости _ 6. Какую минимальную силу надо приложить к бруску массы m, чтобы он не соскальзывал по наклонной плоскости с углом наклона при заданном коэффициенте трения бруска о плоскость Вариант 1: =35°; µ=0.Вариант 2: =40°; µ=0.Вариант 3: =35°; µ=0.Расчетная формула:

Ваш ответ: F=_ mg Результат эксперимента: F= mg Работа 1.Движение ракеты ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Движение ракеты".

2. На экране вы можете следить в динамике за стартом, изменением скорости и количества топлива космической ракеты на реактивном двигателе. Перед тем как запустить ракету в безвоздушное пространство, мы должны заправить ее необходимым количеством топлива.

Это можно сделать с помощью кнопки "Заправка топлива" и движка "Начальная масса", определяющего начальную массу запаса топлива. Затем с помощью кнопки "Запуск ракеты" дается старт ракете в космос. За счет реактивного эффекта скорость ракеты начинает экспоненциально (по формуле Циолковского) возрастать до тех пор, пока запас топлива не будет израсходован. Тогда по инерции ракета будет продолжать двигаться с постоянной скоростью. В окне "Значения" выводятся текущие значения переменных системы. vотн - скорость истечения газов из ракеты (красный вектор на картинке), в этом эксперименте она считается постоянной, mполезн - полезная масса ракет (здесь она так же постоянна), V- скорость ракеты в космосе, M- масса оставшегося топлива. Нужно заметить, что движение ракеты происходит в отсутствие гравитации и без учета сопротивления.

3. Напишите формулу Циолковского:

Она показывает, что для достижения скорости, в 4 раза, превышающей по модулю относительную скорость выбрасываемых газов, стартовая масса одноступенчатой ракеты должна примерно в 50 раз превышать ее конечную массу.

4. С помощью эксперимента определите минимальную массу топлива, необходимую для достижения ракетой первой космической скорости.

Первая космическая скорость: _ Минимальная масса топлива: _ 5. С помощью эксперимента определите минимальную массу топлива, необходимую для достижения ракетой второй космической скорости.

Вторая космическая скорость: Минимальная масса топлива: _ 6. Что произойдет с ракетой на первой и на второй космической скорости:

При достижении первой космической скорости, ракета.

По достижении второй космической скорости, ракета _.

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

2. В данном компьютерном эксперименте моделируется упругое нецентральное соударение шаров. С помощью соответствующих горизонтальных движков можно изменять начальную скорость первого шара (второй до соударения остается неподвижным) и массу обоих шаров. С помощью движка "d" можно менять прицельное расстояние d между осями, на которых находятся центры шаров. С помощью окна "Параметры" вы можете до и после удара определять углы разлета, проекции импульсов и кинетические энергии шаров.

Кнопка "Старт" запускает первый шар. После удара на экране появляется диаграмма импульсов, иллюстрирующая закон сохранения импульса.

3. Проведите эксперимент и ответьте на вопрос:

При соударении шаров одинаковой массы угол разлета всегда равен _.

Углы разлета не зависят от и определяются только _.

4. С помощью эксперимента докажите законы сохранения импульса и энергии.

Закон сохранения энергии: Закон сохранения импульса: Численные результаты эксперимента:

Подстановка численных значений в формулы законов:

5. Проведите эксперимент при нулевом значении прицельного расстояния при равных массах шаров.

При равных массах и d=0, шары обмениваются _.

Работа 1.Упругие и неупругие соударения ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Упругие и неупругие соударения".

2. В данном эксперименте вы можете наблюдать две тележки, движущиеся без трения по рельсам навстречу друг другу. В верхней части окна вы можете следить за изменениями скоростей, кинетических энергий и импульсов при соударениях этих тележек. Центральное E обозначает суммарную кинетическую энергию тележек. В окнах "Тележка 1" и "Тележка 2" вы можете выбирать массы и начальные скорости тележек. В окне "Соударение" можно выбрать тип соударения тележек между собой. Удар тележек о стенку всегда считается упругим.



3. Первая тележка массы m движется по рельсам без трения с постоянной скоростью v, на ее пути находится вторая неподвижная тележка такой же массы. Проведите эксперимент и выясните скорости обоих тележек после удара.

Удар абсолютно упругий v1=; v2=;

Удар абсолютно неупругий v1=; v2=;

4. Первая тележка массы m1 движется по рельсам без трения со скоростью v1. Вторая тележка массы m2 движется ей навстречу. Какова должна быть скорость v2 второй тележки, чтобы после абсолютно неупругого удара обе тележки остановились.

Вариант 1: m1=1 кг; m2=2 кг; v1=2 м/c Вариант 2: m1=2 кг; m2=1 кг; v1=1 м/c 5. Проведите эксперимент и заполните таблицу:

v1= v2=_ m1=_ m2=_ Удар абсолютно упругий До удара: E1= E2= E=E1+E2= p1= p2= p=p1+p2= После удараE1= E2= E=E1+E2= p1= p2= p=p1+p2= Удар абсолютно неупругий До удара: E1= E2= E=E1+E2= p1= p2= p=p1+p2= После удараE1= E2= E=E1+E2= p1= p2= p=p1+p2= Соударение Упругое Неупругое Суммарная сохраняется o сохраняется o механическая энергия не сохраняется o не сохраняется o Суммарный импульс сохраняется o сохраняется o не сохраняется o не сохраняется o Таким образом мы выяснили, что при упругом соударении выполняются законы, а при неупругом соударении выполняется закон _ и не выполняется закон.

Работа 1.13.Свободные и вынужденные колебания ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Свободные и вынужденные колебания".

2. В данную работу включены четыре эксперимента "Гармонический маятник", "Ангармонический маятник", "Груз на пружине" и "Вынужденные колебания".

3. Запустите демонстрацию "Гармонический режим". При малых углах отклонения период колебаний математического маятника не зависит от угла отклонения. Такой процесс называется гармоническим режимом.

4. В данном эксперименте мы наблюдаем свободные колебания маятника в гармоническом режиме. Нажав на кнопку "Параметры" мы можем с помощью соответствующих движков изменять параметры системы: трение (при наличии трения фон рабочего поля маятника становится серым), длину маятника, начальный угол отклонения маятника. Кнопка "Старт" запускает демонстрацию. В окошке "Энергия" мы можем наблюдать диаграмму перехода между двумя видами энергии: кинетической и потенциальной. На графике отображаются зависимости угловой координаты и скорости маятника от времени.

5. Выберите длину маятника 150 см. и с помощью графика определите примерный период незатухающих колебаний маятника при разных углах отклонения.

При =10° T=_ При =20° T=_ В гармоническом режиме при изменении начального угла отклонения период колебаний _ Будет ли изменяться период, если колебания будут затухающими _ 6. Запишите формулу для периода малых колебаний математического маятника.

T= Проверим ее экспериментально. Для этого проведем два эксперимента с разными длинами маятника. Ускорение свободного падения 9.8 м/с2.

l1=_ ;Tэкспер 1=_ ;Tрассчетное 1=_;

l2=_ ;Tэкспер 2=_ ;Tрассчетное 2=_;

7. Для выхода в режим выбора экспериментов нажмите кнопку "Пример". Запустите эксперимент "Ангармонический маятник".

8. При больших углах отклонения маятника (больше 20°) период колебаний зависит от угла отклонения. Такой режим называется ангармоническим. На экране вы можете наблюдать колебания ангармонического маятника. Система управления опытом совпадает с системой предыдущего опыта.

9. Проведите ряд опытов при разных углах отклонения и отсутствии трения.

Период колебаний T Начальный угол -160° - 95° -20° Вывод: с ростом амплитуды период колебаний ангармонического маятника _ 10.В следующей лабораторной работе мы рассмотрим два других опыта с колебаниями.

Работа 1.13.Свободные и вынужденные колебания (продолжение).

ФИО_ Класс Вариант _ 1. Выберите в меню программы раздел "Механика", демонстрацию "Свободные и вынужденные колебания".

2. В данную работу включены четыре эксперимента "Гармонический маятник", "Ангармонический маятник", "Груз на пружине" и "Вынужденные колебания". В предыдущей работы мы рассмотрели два первых опыта.

3. Запустите опыт "Груз на пружине". Здесь мы можем наблюдать свободные колебания груза на пружине. На графике отображается зависимость угловой координаты и скорости маятника от времени. В окне "Энергия" мы можем наблюдать за процессом изменения кинетической и потенциальной энергии. С помощью движков, расположенных в соответствующих окнах можно изменять массу груза, начальное смещение груза, жесткость пружины, коэффициент силы трения. Режим изменения значений включается с помощью кнопки "Параметры". Кнопка "Старт" запускает эксперимент.

4. Проведем ряд опытов для разного начального смещения груза. Массу груза и жесткость пружины выберите в соответствии со своим вариантом. Трение отсутствует.

Вариант 1: m=0.6 кг; k=8 H/м Вариант 2: m=1 кг; k=6 H/м Вариант 3: m=0.6 кг; k=5 H/м Результаты эксперимента:

Смещение, x0 Период, T 10 см 8 см 5 см 5. Сделаем выводы. Период колебаний (зависит / не зависит) от амплитуды. Следовательно свободные колебания груза на пружине являются _.





6. С помощью кнопки "Пример" вернемся в режим выбора опытов.

7. Запустим опыт "Вынужденные колебания". В данном опыте вы можете наблюдать вынужденные колебания груза на пружине при наличии вязкого трения. Внешняя сила, совершающая колебания, воздействует на тело, так же способное совершать колебания. С помощью соответствующих движков мы можем менять коэффициент силы трения, частоту вынужденных колебаний, жесткость пружины. в данном опыте - частота изменения внешней силы, а 0 - частота собственных колебаний. На графике под картинкой с опытом мы можем наблюдать зависимость амплитуды колебаний груза от частоты внешней силы.

Точка 0 обозначает точку резонанса.

8. Вынужденными колебаниями называются колебания, совершающиеся под действием внешней периодической силы. Внешняя сила обеспечивает приток энергии к системе и не дает колебаниям затухать, несмотря на действие сил трения.

9. Установите жесткость пружины и силу трения, указанные для вашего варианта. Найдите частоту, на которой происходит резонанс. Для этого установите частоту вынужденных колебаний примерно равную частоте изменения внешней силы.

Вариант 1. k=25 H/м; F=2.00 v;

Вариант 2. k=20 H/м; F=3.50 v;

Вариант 3. k=22 H/м; F=2.18 v;

Частот резонанса: _ 10.Пронаблюдайте, как влияют на график зависимости амплитуды колебаний груза от частоты внешней силы изменение силы трения и жесткости пружины.

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

2. В данном эксперименте можно наблюдать за траекториями искусственных спутников Земли. На рисунке постоянно изображены три траектории. Выбор между траекториями можно осуществлять нажатием на соответствующий столбец в таблице текущих параметров в правом нижнем углу экрана. На картинке текстом указывается по какой траектории будет осуществляться движение при выбранных параметрах орбиты (эллиптической, круговой и т.п.) В окне "Закон Кеплера" можно выбирать какой закон будет демонстрироваться на текущей траектории. В окнах "Начальная скорость" и "Начальный радиус" можно изменять соответствующие параметры орбит. Одновременно будут изменяться цифры в таблице текущих параметров. Кнопка "Старт" запускает полет спутника по выбранной на данный момент траектории, демонстрируя выбранный закон Кеплера. Кнопка "Очистить" удаляет текущую траекторию с экрана до тех пор, пока не будут заново произведены выборы параметров. Кнопка "Стоп" останавливает полет спутника. В таблице текущих параметров приводятся: значения начальной скорости v0, начального расстояния до Земли R0, большой a и малой b полуосей эллиптической траектории, период обращения Т. Обратите внимание, что радиус является расстоянием от центра Земли, а не высотой от ее поверхности.

3. Законы Кеплера применимы не только к движению планет, но и к движению искусственных спутников Земли и космических кораблей. В данном эксперименте центром тяготения является Земля.

4. Первый закон Кеплера гласит: "Все планеты движутся по эллипсоидной траектории, в фокусе которого находится Солнце". Установите флажок на 1-й закон в окне "Законы Кеплера". Выберите несколько траекторий с любыми параметрами и пронаблюдайте за движением тел по этим траекториям. Убедитесь в справедливости 1-го закона Кеплера.

5. Второй закон Кеплера гласит: "Радиус-вектор планеты описывает в равные времена равные площади". Повторите предыдущее задание для 2-го закона Кеплера и убедитесь в его справедливости.

6. Из законов Кеплера Ньютон получил выражение для гравитационной силы. Приведите его.

7. Третий закон Кеплера гласит, что "Квадраты времен обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит". Иначе он записывается как: "T2 ~ R3".

8. Запишите выражение для потенциальной энергии тела массы m, находящегося на расстоянии r от неподвижного тела массы M.

Ep= - ------------Тогда если тело находится в гравитационном поле на некотором расстоянии r от центра тяготения и имеет некоторую скорость v, ее полная механическая энергия равна:

E=Eк+Ер= -------- - _ ------------- = const 9. Установите начальный радиус, заданный для вашего варианта. Путем изменения начальной скорости спроектируйте три орбиты: эллипс, параболу, гиперболу.

Вариант 1: R0=10000 км Вариант 2: R0=10300 км Вариант 3: R0=9800 км Орбита Начальная скорость Значение полной энергии тела Эллипс E<Парабола E=Гипербола E>10.Проверьте для эллиптической орбиты в предыдущем задании справедливость третьего закона Кеплера.

T= T2= R= R3= 11. Установите экспериментально, какую минимальную скорость должен иметь космический корабль на высоте h над поверхностью Земли (радиус Земли можно посмотреть в разделе "Таблицы"), чтобы преодолеть земное притяжение.

Вариант 1: h=120 км.

Вариант 2: h=100 км.

Вариант 3: h=80 км.

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

2. В данном эксперименте вы можете наблюдать движение идеальной жидкости по трубам, диаметр которых можно изменять. С помощью движка, расположенного над каждой трубой можно менять ее диаметр. Рядом с каждой трубой в трубу встроен жидкостный манометр, с помощью которого можно определить давление в этой трубе.

3. Запишите закон Бернулли для идеальной несжимаемой жидкости в горизонтальной трубе:

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 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.