9 класс
Лабораторная работа №2
Измерение ускорения свободного падения
Цель работы
Измерить ускорение свободного падения с помощью прибора для изучения движения тел.
Оборудование
Прибор для изучения движения тел; штатив с муфтой и лапкой.
Описание устройства и действия прибора
Прибор для изучения движения тел (рис. 194) состоит из направляющей 1 длиной 60—70 см; бруска 2 с пусковым магнитом 3, закреплённым на торце алюминиевого стержня; электронного секундомера 4 с двумя датчиками 5. Направляющая укрепляется вертикально в лапке штатива 6. Под рейку подкладывается коврик 7 из пористого пластика. Магнитные датчики 5 могут быть установлены в любом месте направляющей на магнитной резине, расположенной вдоль направляющей рядом со шкалой с миллиметровыми делениями.
В момент прохождения пускового магнита мимо первого датчика начинается отсчёт времени; при прохождении второго датчика на экране секундомера высветится числовое значение промежутка времени t, за который брусок прошёл расстояние между датчиками.
Теоретические обоснования
Измерив расстояние s между установленными на направляющей датчиками времени и промежуток времени t, за который это расстояние было пройдено бруском, можно рассчитать ускорение свободного падения по формуле:
g = 2s / t 2.
Указания к работе
1. Соберите установку по рисунку 194, а.
2. Прочтите инструкцию на тыльной стороне секундомера и включите его.
3. Приложите брусок к направляющей так, чтобы её пусковой магнит находился выше первого датчика времени (рис. 194, б).
4. Отпустите брусок. Определите промежуток времени, за который брусок проходит расстояние s между датчиками.
5. Не меняя расположения датчиков, проведите опыт ещё 4 раза. Рассчитайте среднее время движения бруска:
tср = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 / 5.
6. Вычислите ускорение свободного падения по формуле:
g = 2s / tср2.
7. Занесите в таблицу 4 результаты всех измерений и вычислений.
8. Определите отклонение полученного вами значения g от действительного его значения g0 = 9,8 м/с2 (т. е. найдите разность между ними). Вычислите, какую часть (в %) составляет эта разность от значения g0. Это отношение называется относительной погрешностью и обозначается буквой ξ. Чем меньше относительная погрешность, тем выше точность измерений.
Таблица 4
| № опыта | Время t прохождения расстояния s между датчиками, с | Среднее время движения tcp, c | Расстояние s, м | Ускорение свободного падения g, м/с2 |
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 | ||||
| 4 | ||||
| 5 |
Примечание: при аккуратной работе с прибором можно добиться того, чтобы относительная погрешность не превышала 10%.
