Лабораторная работа по физике "Исследование связи работы силы с изменением механической энергии тела на примере растяжения резинового жгута"

10 класс Лабораторная работа №1

«Исследование связи работы силы с изменением механической энергии тела на примере растяжения резинового жгута»

Цель: Экспериментально сравнить изменения потенциальной энергии растяжения резинового жгута и изменения потенциальной энергии груза. Убедиться, что при взаимодействии тел гравитационными силами и силами упругости выполняется закон сохранения энергии.

Оборудование: штатив; динамометр учебный; груз массой 400 г; нитки; линейка измерительная; весы учебные; гири.

Ход урока.

1.Привяжем груз массой 400г на нити длиной 3-5см к крючку резинового жгута. Закрепим жгут в зажиме штатива на такой высоте, чтобы груз, поднятый до крючка, при падении не доставал стола.

2.Отметим на резиновом жгуте две точки х₀=0 и х₁= 5 см.

3.Приподняв груз до крючка жгута, отпустим его и измерим удлинение жгута, при этом

х₂= 11см , ∆х =6см. Применим закон Гука  Fупр.= -k_∆x и определим жесткость жгута: k= -Fупр / _∆x (Fупр.= Fтяжести)

k=

4.Приподнимем груз до крючка жгута, так, чтоб нить провисала. Измерим его высоту над столом h1 =9.5cм

5.Отпустим груз без толчка. Падая груз растянет жгут. Измерим его высоту над столом h2=6см.

6. Вычислим:

а) вес груза Р=mg=

б) увеличение потенциальной энергии резинового жгута

Еж. = -k_∆x²/2 =F_∆x /2 =

в) уменьшение потенциальной энергии груза

_∆Егр.=Р(h1- h2) =

7.Найдите значения отношения: Еж/_∆ Егр =

Вывод. Сравните полученное отношение с единицей, укажите, какие превращения энергии происходили при движении груза вниз.

Механическая энергия тела опр-ся как сумма его кинетической и потенц-ой энергии. Ек связана с движением тела, а Еп- с его положением в гравитационном или электростатическом поле.

Исследовали связь работы силы с изменением механической энергии тела на примере резинового жгута. Определили, что работа силы, приложенная к жгуту, преобразуется в механическую энергию жгута. Энергия в системе сохраняется.

Дополнительно решить задачи:

1. Камень брошен вертикально вверх со скоростью 15 м /с. На какой высоте кинетическая энергия будет равна его потенциальной энергии?

2. Деревянный брусок массой 2 кг тянут равномерно по деревянной доске, расположенной горизонтально, с помощью пружины с жесткостью 100 Н/ м. Коэффициент трения равен 0,3. Найти удлинение пружины.