<<< ВСЕ МАТЕРИАЛЫ
Лабораторная работа по физике. 9 класс.
Измерение жёсткости пружины.
Виртуальная версия для дистантного обучения 9-2-lab.







ИЗМЕРЕНИЕ ЖЁСТКОСТИ ПРУЖИНЫ.
Важно: категорически запрещается использовать виртуальные лабораторные работы вместо реальных! В виртуальной работе ничего нельзя реально измерить или доказать. Эта работа служит лишь для отработки действий в реальной обстановке.
Описание установки. В условном штативе закреплена условная пружина (см. рис.). Жёсткость пружины и её первоначальная длина меняются при каждом новом запуске страницы! Снизу прикреплена стрелка для отсчёта длины пружины l. К пружине можно подвешивать грузы. Для этого нужно ввести в поле "Число грузов" (см. ниже) количество грузов от 0 до 4-х, нажать рядом кнопку "Принять". Масса каждого груза 100 ± 2 г. Под действием веса грузов пружина растягивается, длина пружины вам будет показана в поле "Длина пружины" (с погрешностью ± 2 мм). Полезно также ознакомиться с установкой на uchebnik.mos.ru 7-7-pru.
Цель работы: Найти жёсткость пружины путём измерения удлинения пружины и силы, растягивающей пружину (веса грузов). По результатам опытов следует построить график зависимости модуля силы упругости пружины от модуля её удлинения под действием данной силы. При построении графика по результатам опыта экспериментальные точки могут не оказаться на одной прямой. Это связано с погрешностями измерения. В этом случае график надо проводить так, чтобы примерно одинаковое число точек оказалось по разные стороны от вашей прямой. На графике возьмите точку на прямой в средней части графика, определите по нему соответствующие значения силы упругости и удлинения и вычислите жёсткость k этой пружины. Она и будет искомым значением жесткости kср.
Следует также вычислить абсолютную поргешность вашего измерения: Δk = εk·k. Поскольку в нашей работе k = mg/x, то относительная погрешность εk для случая умножения или деления величин в исходной формуле будет равна сумме относительных погрешностей величин, входящих в формулу: εk = εm + εg + εx. Ориентироваться нужно на наибольшую погрешность опыта, а в нашем случае это будет, когда мы подвешиваем один груз. Тогда εm = Δm/m = 2 г/100 г = 0.02; εg = Δg/g = 0.1 м/с2/9.8 м/с2 = 0.01; Δх/х = 2 мм/40 мм = 0.05, что в сумме даёт εk = 0.08. Это даст вам возможность вычислить абсолютную погрешность Δk = εk·k и записать правильно результат.
Выполнение работы.
1. Подготовьте тетрадь для выполнения работы. Запишите:
- название работы;
- приборы и материалы, необходимые для выполнения реальной работы:
- штатив с муфтой и лапкой;
- пружина;
- набор грузов;
- линейка.
- приготовьте таблицу для записи результатов:
Ном6ер опыта Масса грузов m, кг Сила упругости mg, Н Длина пружины l, м Удлинение пружины x, м
0 0 0   0
1        
2        
3        
4        

Ускорение свободного падения брать как 9,8 м/с2. Десятичные дроби вводятся через точку. Ответы нужно округлять по правилам приближённых вычислений с погрешностью не более 10%.
2. Запишите в нулевую строку таблицы в своей тетради начальную длину пружины из графы "Длина пружины" (см. ниже).
Число грузов = 
Длина пружины = 00 мм
3. Введите в графу "Число грузов" 1. Нажмите кнопку "Принять". Наблюдайте удлинение пружины под действием веса груза. В графу 1 таблицы в тетради внесите массу груза в кг и новое значение длины пружины. Вычислите удлинение пружины х как разность между новой длиной пружины и первоначальным её значением.
4. Продолжайте опыты дальше, вводя значение числа грузов 2, 3, 4, каждый раз записывая новое значение длины пружины и значение удлинения как разность между последующей и предудущей длинами пружины.
5. Закончив измерения, постройте график зависимости силы упругости от удлинения и, пользуясь им, определите среднее значение жёсткости пружины kср.
6. Рассчитайте наибольшую относительную погрешность для kср (см. выше). По ней найдите среднее отклонение Δk.
7. Запишите найденный вами результат в виде: k = k ± Δk.
8. Ответьте на контрольные вопросы (см. ниже).
1. Введите полученное вами значение жёсткости пружины и укажите погрешность ваших измерений.
k = k ± Δk: ± Н/м
2. Сделайте вывод из ваших наблюдений, как удлинение пружины х зависит от силы mg, растягивающей пружину? Из предложенных ниже утверждений выберите верное
 1. Удлинение не зависит от силы.
2. Это зависимость прямая.
3. Это зависимость обратная.
4. Это зависимость линейная.
5. Это зависимость квадратичная.
Ответ №:
3. Сделайте вывод из ваших наблюдений, как длина пружины l зависит от силы, растягивающей пружину mg? Из предложенных ниже утверждений выберите верное
 1. Длина не зависит от силы.
2. Это зависимость прямая.
3. Это зависимость обратная.
4. Это зависимость линейная.
5. Это зависимость квадратичная.
Ответ №:
4. Сделайте вывод из ваших наблюдений, как жёсткость пружины k зависит от силы, растягивающей пружину mg? Из предложенных ниже утверждений выберите верное
 1. Жёсткость не зависит от силы.
2. Это зависимость прямая.
3. Это зависимость обратная.
4. Это зависимость линейная.
5. Это зависимость квадратичная.
Ответ №:
5. Пружину в опыте жёсткостью 50 Н/м заменили на другую жёсткостью 200 Н/м. Во сколько раз уменьшится удлинение пружины?
Ответ: в раз(а)
6. К пружине жёсткостью 50 Н/м подвесили груз массой 200 г. Каково удлинение пружины в мм?
Ответ: мм
7. Какого веса груз надо подвесить к пружине 200 Н/м, чтобы удлинение пружины составило 40 мм?
Ответ: Н
8. По полученным в ходе эксперимента точкам ученик построил график зависимости величин друг от друга. Какой из графиков построен правильно?


Ответ №: