Физика 7 класс.
Практические работы
Это материал для практических (лабораторных) занятий по физике в 7 классе в соответствии с требованиями подготовки к ОГЭ по физике — «Физика Практикум 7 класс». Материал представляет собой основу для составления своей конкретной практической работы на уроке. Нумерация работ составлено в соответствии с порядком этих работ. указанных в материалах к ОГЭ от ФИПИ.
Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ конспектов.
ОГЭ 1.29. Практические работы. Измерение средней плотности вещества; архимедовой силы; жёсткости пружины; коэффициента трения скольжения; работы силы трения, силы упругости; средней скорости движения бруска по наклонной плоскости; ускорения бруска при движении по наклонной плоскости; частоты и периода колебаний математического маятника; частоты и периода колебаний пружинного маятника; момента силы, действующего на рычаг; работы силы упругости при подъёме груза с помощью неподвижного блока; работы силы упругости при подъёме груза с помощью подвижного блока
Ниже представлен универсальный конспект-шаблон для каждой практической работы. Вместо того чтобы давать 15 разных инструкций, возьмите общую структуру, по которой вы сможете провести ЛЮБУЮ из этих работ, и составить конкретные выводы для каждой из них.
Структура любой лабораторной работы (Универсальный план)
- Цель работы: Что мы хотим измерить или проверить?
- Оборудование: Что нам понадобится (перечень приборов).
- Ход работы (Идея): Как мы будем это делать (по шагам).
- Расчетные формулы: Какие формулы мы будем использовать для вычислений.
- Результаты (Таблица): Куда записывать показания приборов.
- Вывод: Что мы доказали или узнали.
БЛОК 1. ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕЩЕСТВ И СРЕД
1. Измерение средней плотности вещества
Цель: Научиться определять плотность твердого тела неправильной формы.
Оборудование: Весы с разновесами, мензурка (мерный цилиндр) с водой, нитка, исследуемое тело.
Ход работы:
1. Взвешиваем тело на весах – находим массу \( m \) (в граммах или килограммах).
2. Наливаем в мензурку воду до определенного деления \( V_1 \).
3. Опускаем тело в мензурку (оно должно полностью утонуть). Вода поднимается до деления \( V_2 \).
4. Объем тела равен разности уровней: \( V = V_2 — V_1 \).
Формула:
\( \rho = \frac{m}{V} \)
Таблица:
| Масса \( m \), г | Нач. объем \( V_1 \), см³ | Кон. объем \( V_2 \), см³ | Объем \( V \), см³ | Плотность \( \rho \), г/см³ |
| (число) | (число) | (число) | (вычет) | (результат) |
Вывод: Мы определили плотность вещества, она составила… г/см³. Сравнили с табличным значением (например, для алюминия 2,7 г/см³).
2. Измерение архимедовой силы
Цель: Проверить закон Архимеда и измерить выталкивающую силу.
Оборудование: Динамометр, мензурка с водой, нитка, тело (цилиндр), стакан для слива воды.
Ход работы:
1. Подвешиваем тело к динамометру в воздухе. Записываем вес \( P_1 \) (показание динамометра).
2. Опускаем тело в воду (полностью), не касаясь дна. Записываем показание динамометра \( P_2 \). В воде он показывает меньше.
3. Архимедова сила \( F_A = P_1 — P_2 \).
Проверка (альтернативный способ):
1. Наливаем воду в стакан до краев.
2. Опускаем тело в стакан так, чтобы вылившаяся вода собралась в мензурку.
3. Измеряем объем вылившейся воды \( V_{выт} \).
4. Считаем вес вытесненной воды: \( P_{выт} = \rho \cdot g \cdot V_{выт} \).
5. Сравниваем \( F_A \) и \( P_{выт} \). Они должны быть равны.
Формулы:
\( F_A = P_1 — P_2 \)
\( P_{выт} = \rho_{воды} \cdot g \cdot V_{выт} \)
Вывод: Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного тела (Закон Архимеда).
3. Измерение жесткости пружины
Цель: Найти коэффициент жесткости \( k \) и проверить закон Гука.
Оборудование: Штатив с пружиной, линейка, набор грузов известной массы (по 100 г).
Ход работы:
1. Измеряем начальную длину пружины \( l_0 \) (без груза).
2. Подвешиваем груз массой \( m_1 \). Пружина растянулась до длины \( l_1 \).
3. Удлинение \( x_1 = l_1 — l_0 \).
4. Повторяем с другими грузами (2, 3 штуки), записываем удлинения \( x_2, x_3 \)…
5. Сила упругости в каждом случае равна весу груза \( F = m \cdot g \).
Формула:
\( k = \frac{F}{x} \) (или \( k = \frac{m \cdot g}{x} \))
Таблица:
| № | Масса \( m \), кг | Сила \( F = mg \), Н | Нач. длина \( l_0 \), м | Конеч. длина \( l \), м | Удлинение \( x \), м | Жесткость \( k \), Н/м |
Вывод: Средняя жесткость пружины составила… Н/м. Сила упругости прямо пропорциональна удлинению (Закон Гука выполняется).
4. Измерение коэффициента трения скольжения
Цель: Измерить коэффициент трения дерева по дереву (или резины).
Оборудование: Динамометр, деревянный брусок, грузы, линейка.
Ход работы (равномерное движение):
1. Кладем брусок на стол. Цепляем к нему динамометр.
2. Тянем брусок равномерно (это важно!).
3. При равномерном движении сила тяги \( F_{тяги} \) равна силе трения скольжения \( F_{тр} \).
4. Записываем показание динамометра.
5. Кладем на брусок груз (увеличиваем силу нормального давления \( N \), равную весу бруска) и повторяем опыт.
Формула:
\( \mu = \frac{F_{тр}}{N} = \frac{F_{тр}}{m \cdot g} \)
Таблица:
| № | Сила давления \( N \), Н | Сила трения \( F_{тр} \), Н | Коэффициент \( \mu \) |
| 1 | (вес бруска) | (показание) | (расчет) |
| 2 | (брусок + груз) | (показание) | (расчет) |
Вывод: Коэффициент трения скольжения ≈…. Он зависит от материалов поверхностей и почти не зависит от площади (если брусок перевернуть, результат будет тот же).
Физика Практикум 7 класс
БЛОК 2. РАБОТА И ЭНЕРГИЯ
5. Измерение работы силы трения
Цель: Вычислить работу, которую совершает сила трения при перемещении тела.
Оборудование: Брусок, динамометр, линейка.
Ход работы:
1. Равномерно тянем брусок динамометром. Сила трения \( F_{тр} \) равна силе тяги.
2. Измеряем путь \( S \) (расстояние, на которое переместили брусок).
Формула:
\( A_{тр} = F_{тр} \cdot S \)
(Работа отрицательная, так как сила направлена против движения, но мы берем модуль).
Вывод: Работа силы трения равна… Дж. Так как трение «мешает», эта работа переходит в тепло (брусок нагревается).
6. Измерение работы силы упругости (при подъеме груза)
Цель: Сравнить работу силы тяги с изменением потенциальной энергии груза.
Оборудование: Штатив, пружина, груз, динамометр, линейка.
Ход работы (для неподвижного блока):
1. Прикладываем силу \( F \) (с помощью динамометра) и поднимаем груз вертикально вверх на высоту \( h \).
2. Работа силы тяги: \( A_1 = F \cdot h \).
3. Полезная работа (увеличение потенциальной энергии): \( A_2 = m \cdot g \cdot h \).
Вывод: Из-за трения в блоке \( A_1 > A_2 \). КПД установки \( \eta = \frac{A_2}{A_1} \cdot 100\% \).
БЛОК 3. ДИНАМИКА И КИНЕМАТИКА (ДВИЖЕНИЕ)
7. Измерение средней скорости движения бруска по наклонной плоскости
Цель: Вычислить среднюю скорость тела на участке.
Оборудование: Наклонная плоскость (доска), брусок, секундомер, линейка.
Ход работы:
1. Измеряем расстояние \( S \) (длину плоскости).
2. Отпускаем брусок без толчка с верхней точки.
3. Засекаем время \( t \) его движения до низа.
4. Повторяем опыт несколько раз для усреднения времени.
Формула:
\( v_{ср} = \frac{S}{t} \)
Вывод: Средняя скорость бруска на наклонной плоскости равна… м/с. Движение является равноускоренным (скорость растет).
8. Измерение ускорения бруска при движении по наклонной плоскости
Цель: Найти ускорение движения.
Оборудование: Наклонная плоскость, брусок, секундомер, линейка.
Ход работы (из состояния покоя):
1. Отпускаем брусок.
2. Измеряем время \( t \) и путь \( S \).
3. Так как \( v_0 = 0 \), формула пути: \( S = \frac{a \cdot t^2}{2} \).
Формула:
\( a = \frac{2S}{t^2} \)
Вывод: Ускорение бруска составило… м/с². (Для сравнения: ускорение свободного падения 9,8 м/с², наше меньше, потому что часть силы тяжести «гасится» силой трения и углом наклона).
Физика Практикум 7 класс
БЛОК 4. КОЛЕБАНИЯ И МЕХАНИЗМЫ
9. Измерение частоты и периода колебаний маятников
Цель: Найти период и частоту колебаний.
Оборудование: Нитка с грузом (математический маятник), секундомер.
Ход работы:
1. Отклоните маятник от положения равновесия и отпустите.
2. Засеките время \( t \), за которое маятник совершит \( N = 20 \) или 30 колебаний.
3. Период \( T = \frac{t}{N} \).
4. Частота \( \nu = \frac{N}{t} = \frac{1}{T} \).
Формулы:
\( T = \frac{t}{N} \)
\( \nu = \frac{N}{t} \)
Вывод: Период математического маятника зависит от длины нити (чем длиннее, тем период больше). Частота — это сколько колебаний в секунду (Гц).
10. Измерение момента силы, действующего на рычаг
Цель: Проверить условие равновесия рычага.
Оборудование: Рычаг на штативе, набор грузов, линейка.
Ход работы:
1. Уравновешиваем рычаг (без грузов).
2. Подвешиваем груз \( F_1 \) на расстоянии \( l_1 \) от оси вращения.
3. С другой стороны подбираем груз \( F_2 \) на расстоянии \( l_2 \), чтобы рычаг снова стал горизонтальным.
4. Момент силы — это произведение силы на плечо.
Формулы:
\( M = F \cdot l \)
Условие равновесия:
\( F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2 \)
Вывод: Рычаг находится в равновесии, если моменты сил равны. Мы убедились, что «золотое правило механики» работает.
БЛОК 5. БЛОКИ (ЗОЛОТОЕ ПРАВИЛО МЕХАНИКИ)
11 & 12. Работа силы упругости при подъеме груза с помощью блоков
Цель: Сравнить работу, совершаемую при подъеме груза с помощью неподвижного и подвижного блока.
Оборудование: Штатив, неподвижный блок, подвижный блок, нить, груз, динамометр, линейка.
Ход работы для неподвижного блока:
1. Прикрепляем груз к нити, перекинутой через блок.
2. Тянем за свободный конец нити вниз с силой \( F \) (показание динамометра).
3. Поднимаем груз на высоту \( h \). При этом свободный конец нити опускается на ту же высоту \( S = h \).
4. Считаем работу \( A_1 = F \cdot S \). (Она примерно равна \( mgh \), если нет трения). Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, но меняет направление.
Ход работы для подвижного блока:
1. Один конец нити закреплен на штативе. Груз висит на оси подвижного блока.
2. Свободный конец нити тянем вверх с силой \( F \) (динамометр показывает примерно \( mg / 2 \)).
3. Поднимаем груз на высоту \( h \). При этом свободный конец нити приходится вытянуть на длину \( S = 2h \).
4. Считаем работу \( A_2 = F \cdot S \).
Вывод (главный для всей темы):
Золотое правило механики: Во сколько раз выигрываем в силе (подвижный блок дает выигрыш в 2 раза), во столько же раз проигрываем в расстоянии (\( S = 2h \)). Поэтому работа (\( A = F \cdot S \)) остается одинаковой (если не считать трения).
Итоговый совет по оформлению:
В каждой работе в графе «Вывод» обязательно пишите:
- Что вы измеряли.
- Какая физическая величина получилась (с единицами измерения).
- Сравните с теорией (например: «Полученное значение плотности близко к табличному, значит, эксперимент проведен верно» или «Работа силы трения больше работы силы тяги, потому что часть энергии ушла на нагрев»).
Удачи на практике!
Это материал для практических (лабораторных) занятий по физике в 7 классе в соответствии с требованиями подготовки к ОГЭ по физике — «Физика Практикум 7 класс». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к теме: ЗАДАЧИ на силу Архимеда с решениями
- Посмотреть конспект ДИНАМИКА: вся теория для ОГЭ (шпаргалка)
- Вернуться к списку конспектов по Физике.
