Как решать лабораторные работы по физике: Ваш браузер не поддерживается

Физика 7 класс — лабораторная работа 1 Перышкин, ГДЗ, решебник онлайн

• Автор:

  Перышкин А.В.

  Издательство:

  Дрофа

ГДЗ(готовые домашние задания), решебник онлайн по физике за 7 класс автора Перышкин лабораторная работа 1 — вариант решения лабораторной работы 1

Вопросы к параграфам:

Лабораторные работы:

Задания к параграфам:

Упражнения:

Упражнение 1:

1

2

Упражнение 2:

1

2

3

4

5

Упражнение 3:

1

2

3

4

5

Упражнение 4:

1

2

3

4

5

Упражнение 5:

1

2

Упражнение 6:

1

2

3

Упражнение 7:

1

2

3

4

5

Упражнение 8:

1

2

3

4

5

Упражнение 9:

1

Упражнение 10:

1

2

3

4

5

Упражнение 11:

1

2

3

Упражнение 12:

1

2

3

Упражнение 13:

1

Упражнение 14:

1

2

3

4

Упражнение 15:

1

2

3

Упражнение 16:

1

2

3

4

Упражнение 17:

1

2

3

Упражнение 18:

1

2

3

4

Упражнение 19:

1

2

Упражнение 20:

1

2

Упражнение 21:

1

2

3

4

5

Упражнение 22:

1

Упражнение 23:

1

2

3

4

Упражнение 24:

1

2

3

Упражнение 25:

1

2

3

Упражнение 26:

1

2

3

4

5

6

Упражнение 27:

1

2

3

4

5

6

Упражнение 28:

1

2

3

Упражнение 29:

1

2

3

Упражнение 30:

1

2

3

4

Упражнение 31:

1

2

3

4

5

6

Упражнение 32:

1

2

3

4

5

Упражнение 33:

1

2

3

4

5

Упражнение 34:

1

2

3

4

Упражнение 35:

1

2

3

УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ФИЗИКЕ

Как проходят лабораторные по общей физике у студентов бакалавриата

Одна из основных дисциплин бакалаврской программы “Физика” — это курс общей физики. За два первых года студенты получают крепкую базу и определяются с дальнейшей специализацией. Традиционно курс общей физики состоит из лекционных, семинарских и лабораторных занятий. Как в Питерской Вышке проходят лабораторные и на каком оборудовании занимаются студенты, рассказал заведующий учебной лабораторией Никита Александрович Богословский.

Анна Зырянова

Никита Александрович Богословский — кандидат физико-математических наук, доцент департамента физики НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург. Никита Александрович работает научным сотрудником в лаборатории Фотоэлектрических явлений в полупроводниках Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН. Преподает физику в академическом лицее «Физико-техническая школа», является председателем жюри экспериментального тура регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике и членом жюри международной олимпиады по экспериментальной физике (IEPhO).

Курс общей физики занимает четыре семестра. На первом году обучения студенты проходят механику и электричество, на втором — термодинамику и оптику. Этот курс во многом пересекается со школьной программой, но в университете он рассчитан на значительно более серьезный математический аппарат. Параллельно ребята изучают матанализ и алгебру, у них появляется больше возможностей что-то посчитать. 

Курс состоит из лекций, семинаров и лабораторных работ. На лекциях обсуждается теория, а на лабораторных работах можно все “пощупать руками”, самостоятельно провести эксперименты и пронаблюдать закономерности. Наши лабораторные проходят так: дома, заранее, ребята готовятся —  повторяют теорию, изучают описание работы, цели и задачи. Потом они приходят в учебную лабораторию, знакомятся с установкой и используемыми приборами, и, собственно, проводят эксперимент. После выполнения работы студенты пишут отчет, в котором анализируют полученные результаты и сравнивают их с теорией. Если результаты эксперимента с теорией не согласуются, нужно объяснить, в чем причина. Кажется, что это самое интересное — разбираться, что пошло не так.

Сейчас идет второй семестр, наши первокурсники проходят электричество. У нас собрано несколько лабораторных стендов. Три лабораторные работы мы купили готовые, немецкой фирмы Phywe. Это работы по измерению магнитного поля Земли, эффекту Холла и удельного заряда электрона. Про последнюю расскажу чуть подробнее. В вакуумной трубке стоит электронная пушка, которая стреляет электронами. В магнитном поле они летят по изогнутой траектории, по радиусу которой можно определить удельный заряд частиц. Прелесть этой установки в том, что внутри колбы закачан газ под небольшим давлением, благодаря этому можно видеть траекторию электронного пучка. 

Другую часть стендов мы сделали сами. Для этого приобрели приборы высокого уровня: источники тока, генераторы, осциллографы, мультиметры. Все эти приборы новые, были закуплены специально к запуску бакалаврской программы.

У нас есть довольно много лабораторных работ по разным видам колебаний. Например, есть стенд по релаксационным колебаниям. В электрической цепи заряжается конденсатор, параллельно которому включена лампа, газовый стабилитрон. Конденсатор заряжается и когда напряжение на нем становится достаточно большим, в лампе происходит пробой. Конденсатор разряжается через эту лампу, напряжение падает, и лампа гаснет. Потом начинается второй цикл: конденсатор заряжается, возникает пробой, разряжается. Это и есть электрические релаксационные колебания. 

Есть работа по свободным колебаниям с затуханием. Конденсатор заряжается, потом его отключают от генератора, после чего происходят свободные электрические колебания, которые постепенно затухают. По частоте колебаний и скорости затухания мы можем определить параметры контура: сопротивление катушки и резистора, добротность контура и т.д. В другой работе студенты исследуют спектры электрических сигналов на анализаторе спектра, могут разложить эти колебания в ряд Фурье. Эта лабораторная работа очень полезна для понимания курса математической физики, который у ребят будет чуть позже.

У нас очень классные студенты. Многие ребята после школы пришли с очень высоким уровнем подготовки. Они делают интересные вещи. Например, в первом семестре студенты сами усовершенствовали некоторые лабораторные работы по механике. В работе по исследованию гироскопа принесли датчики для Arduino, измерили скорость вращения и прецессии гироскопа с помощью этих датчиков. Или была еще одна простая работа: в сосуде с глицерином падает шарик, нужно было определить вязкость глицерина. Это можно делать очень по-разному: кто-то измерял линейкой и секундомером, а кто-то снял на телефон, сам написал программу для обработки видео и так определил, на какой высоте находился шарик. В общем, наши студенты большие молодцы.

К следующему учебному году мы расширим лабораторию: в одном зале будут стоять работы для первокурсников, в другом — для второкурсников. Еще здесь есть небольшая аудитория с доской: можно что-то обсуждать, решать задачи, проводить семинары.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ФИЗИКЕ | Статья по физике на тему:

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ФИЗИКЕ

Работа учителя физики Костенко Ю. Э.

МБОУ «СОШ №12»  г. Симферополь

Основная цель лабораторных работ – уяснить сущность изучаемого явления или закона, процесса или зависимости, принципа действия прибора или метода измерения физической величины. Кроме того, на занятиях приобретаются элементарные навыки экспериментирования: умение организовать свое рабочее место, собирать установки, наблюдать, выполнять измерения с помощью приборов, производить элементарные расчеты, оформлять аналитически и графически результаты опыта, делать выводы. Лабораторные работы, в основном, проводятся сразу после изучения того или иного явления или закона.

ЭТАПЫ  ЛАБОРАТОРНОЙ  РАБОТЫ

В проводимых лабораторных работах можно выделить следующие этапы:

• Предварительная подготовка.
• Вступительная беседа.
• Конкретизация хода работы.
• Экспериментальная часть.
• Итоговая часть.

 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Успех выполнения лабораторной работы зависит от четкой организации учителем учебной деятельности учеников.

В начале изучения темы учитель сообщает ориентировочную дату проведения лабораторной работы и ее тему.

На уроке, что предшествует лабораторной работе, обязательно обсуждаются с учениками цель, последовательность действий, правила техники безопасности. Во время такого обсуждения актуализируются опорные теоретические знания, общие и специальные умения, необходимые для выполнения лабораторной работы. К сведению учеников приводится основное физическое содержание работы, а также перечень основных теоретических вопросов и заданий к ней.

Предварительная подготовка к работе до урока включает в себя расстановку оборудования на столах учащихся, раздача инструкций по выполнению работы и тетрадей для лабораторных работ, выполнение некоторых записей на доске (номер и тема лабораторной работы, перечень оборудования, если нужно чертежи).

Оборудование для лабораторных работ хранится в лаборантской комплектами однотипных приборов. Инструкций по выполнению работ и тетради для лабораторных работ также хранятся в лаборантской.

ВСТУПИТЕЛЬНАЯ БЕСЕДА

Вступительная беседа начинается с инструктажа учеников по охране труда, в соответствии с утвержденными инструкциями.

В процессе вступительной беседы воспроизводятся знания учащихся по изученному вопросу; определяется задача работы; выясняются величины, подлежащие измерению, особенности наблюдений и измерений; раскрываются приемы измерений и характеристики приборов; устанавливается порядок выполнения измерений и наблюдений (ход работы) и форма записи. Во время беседы учитель на доске делает необходимые записи (если нужно, выполняет демонстрационные опыты).

КОНКРЕТИЗАЦИЯ ХОДА РАБОТЫ

Ученики просматривают ход работы и при необходимости задают вопросы.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Ученики формируют группы по 2 – 4  человека. Собирают экспериментальные установки. После проверки правильности сборки учителем, выполняют опыты, наблюдения, измерения. Во время занятия учитель обходит лабораторные столы, наблюдая за работой учеников. Следит, чтобы каждый член группы был активен. Активность достигается распределением работы: одну часть установки собирает один ученик, другую – другой; проведение измерений также делится между учениками. В случае необходимости учитель помогает советом или вопросом.

Поскольку не все ученики в равной степени владеют умением выполнять лабораторную работу, то некоторые успевают сравнительно быстро проделать опыты и измерения. Таким ученикам учитель либо предлагает сделать повторные наблюдения и измерения, либо дает экспериментальную задачу, которую можно решить, пользуясь оборудованием данной работы.

ИТОГОВАЯ ЧАСТЬ

Итоговая часть включает  в себя проведение вычислений результатов опыта, анализ и оценку полученных величин, вычисление абсолютной и относительной погрешностей измерений и вычислений. Получив необходимые экспериментальные данные, ученики составляют отчет. Ученики оформляют полученные результаты лабораторной работы в тетради для лабораторных работ, строится график (при необходимости) и этот график анализируется.

Ученики формулирует вывод, который должен соответствовать цели работы и включать в себя анализ результатов лабораторной работы.

Завершают оформление работы ответы на контрольные вопросы, составленные в соответствии с темой работы. Контрольные вопросы являются как теоретическими, так и качественными задачами. Ответы на них позволяют оценить усвоение учениками теоретического материала по данной теме.

Цель заключительной беседы – подвести итоги проделанной работы, провести анализ результатов работы.

Домашнее задание является повторением теоретического материала и решение задач по данной теме

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПИСЬМЕННОГО ОТЧЕТА

Письменные отчеты ученики выполняют в тетрадях для лабораторных работ. Перед проведением лабораторной работы учитель напоминает ученикам об основных требованиях к оформлению письменного отчета: последовательность, форма, единый орфографический режим.

Письменный отчет выполняется в такой последовательности:

• Дата выполнения.
• Номер лабораторной работы.
• Тема.
• Цель.
• Оборудование.
• Краткие теоретические сведения.
• Описание хода работы.
• Вычисления, таблица результатов измерений и вычислений, графики (при необходимости).
• Вывод.
• Ответы на контрольные вопросы.

Все записи делаются после выполнения экспериментальной части (или во время выполнения) непосредственно в тетрадях.

ОЦЕНИВАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Лабораторная работа должна быть полностью закончена на занятии. После работы тетради собирают. Качество выполненной работы оценивается. Оценка определяется в основном следующими факторами:

• Учитель наблюдает за активностью каждого ученика во время лабораторного занятия.
• Учитель оценивает отчет.
• Учитель беседует с отдельными учениками как в процессе выполнения работы, так и по результатам наблюдений и измерений.
• Учитель оценивает знания учеником теоретического материала по ответам на контрольные вопросы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Анциферов Л.И., пищиков И.М. Практикум по методике и технике школьного физического эксперимента. Учебное пособие для учеников пед. ин-тов по физ.-мат. спец. – М.: Просвещение, 1984.
2. Практикум по физике в средней школе/Под ред. А.А.Покровского. –  М.: Просвещение, 1973.
3. Фронтальные лабораторные занятия по физике в средней школе/Под ред. А.А.Покровского. –  М.: Просвещение, 1970.
4. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.  (Под ред. Николаева В.И., Парфентьевой Н.А). Физика-10: учебник для общеобразовательных учреждений с приложением на электронном носителе: базовый и профильный уровни М.: Просвещение;
5. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.  (Под ред. Николаева В.И., Парфентьевой Н.А). Физика-11: учебник для общеобразовательных учреждений с приложением на электронном носителе: базовый и профильный уровни М.: Просвещение.

Домашние лабораторные работы по физике в средней школе Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 372.853

Е. В. Луцай

ДОМАШНИЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ

В работе представлены теоретические обоснования целесообразности использования домашних лабораторных работ при изучении школьного курса физики.

Ключевые слова: физический эксперимент, домашняя работа, самостоятельная деятельность.

Сущность и цель современного образования — развитие общих способностей личности и её универсальных способов деятельности средствами учебных предметов. Всё большую значимость приобретает роль учителя как организатора деятельности учащихся в школе.

В связи с этим особую актуальность приобретает самостоятельная работа учащихся, особенно связанная с экспериментальным методом познания.

Действительно, роль физического эксперимента нельзя недооценивать, ведь посредством его у учащихся формируются экспериментальные умения: они учатся определять цели эксперимента, ставить перед собой задачи и достигать их решения, выдвигать гипотезы и доказывать их или же опровергать, также они учатся собирать установки, наблюдать и обосновывать с научной точки зрения происходящие явления, что может помочь учащимся в жизни объяснять происходящее.

Возможность применения домашних лабораторных работ в процессе обучения физике на первом этапе в средней школе оказывается весьма целесообразной. Особенно это актуально в ситуации сокращения часов в школьной программе на обучение физике, причём объём материала не уменьшается. Т. е. учителям необходимо за меньшее время дать то же количество знаний, что и раньше. К сожалению, чаще всего практикующие учителя сокращают именно экспериментальную часть.

Физические эксперименты, существующие в современной в школе, делятся на демонстрационный эксперимент, фронтальные лабораторные работы и физический практикум [7]. И лишь некоторые методисты выделяют отдельной группой домашние экспериментальные работы. Мы же считаем необходимым проводить домашние лабораторные работы на первых годах обучения физики.

Домашние экспериментальные работы — простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется учащимися дома, вне школы, без непосредственного контроля со стороны учителя за ходом работы. Задачи работ данного вида — это формирование умения наблюдать физические явления в природе и в домашних условиях, выполнять измерения с помощью измерительных средств, используемых в быту, формирование интереса к эксперименту и изучению физики. Данный вид работ может быть выполнен учащимися с помощь приборов, которые они сделали самостоятельно, при помощи предметов домашнего обихода, или же с помощью приборов, которые выпускаются промышленностью.

Домашний эксперимент полноправно входит в систему школьных экспериментов, при этом особая ценность данного вида работ заключается в том, что его можно отнести к системе самостоятельной работы, которая может усилить интерес к изучаемому предмету — физике.

К самостоятельным работам необходимо приучать на начальных уровнях изучения предмета, когда ставятся простые легко решаемые задания, которые постепенно должны усложняться.

Данный вид работ носит индивидуальный характер, даже в том случае, если одна лабораторная работа дана всему классу, ведь учащиеся эту работу должны проделать дома, где отсутствует и учитель и одноклассники.

Отличительной чертой домашних лабораторных работ является то, что учитель при составлении заданий не должен учитывать то, что различные ученики выполняют задания с различной скоростью. Это позволяет дать всем ученикам одинаковые задания.

Домашний эксперимент должен проводиться в соответствии с изучаемой на данный момент темой в виде домашнего задания или служить контролем после изучения определённой темы или раздела.

Лабораторная домашняя работа может быть дана учителем:

1) в ходе изучения темы;

2) в конце изучения темы;

3) в качестве контрольной работы по темам, которые требуют проверки не умения решать задачи, а знания теории и умения применять её на практике, при этом теоретическая часть должна быть исключена из описания работы;

4) фронтально, когда всему классу даётся один эксперимент;

5) вариативно, когда каждому учащемуся или группам учащихся дают различные опыты.

При проведении работы учащиеся должны не только провести и описать эксперимент, но и сделать выводы, исходя из знаний, которые они имеют по данной теме. Если учащиеся правильно усвоили материал, то им не составит проблемы сделать вывод из наблюдаемого явления.

Домашние лабораторные работы можно разделить на работы, в которых [2]:

— главным видом деятельности является наблюдение окружающих нас явлений;

— необходимо провести измерения с помощью приборов, которые используются в повседневной жизни;

— необходимо провести измерения с помощью приборов, которые учащиеся должны сделать своими руками.

Домашний эксперимент может носить также исследовательский характер. В этом случае учащимся предлагается создать определённые условия, на протяжении какого-то промежутка времени наблюдать за происходящим и сделать выводы об увиденном по окончании этого времени.

Роль самостоятельной работы при выполнении домашних лабораторных работ очень велика. Они способствуют появлению интереса учащихся к предмету, что, как уже говорилось, немаловажно. Поэтому учитель должен большое внимание уделить именно этому виду работ при составлении учебных планов, куда само-

стоятельные работы должны постоянно включаться [6]. Самостоятельная работа сформирует у учащихся умение решать проблемы без чьей-либо помощи, что поможет им в дальнейшей жизни.

Домашние лабораторные работы должны соответствовать особым требованиям. Все эксперименты, которые подбираются для проведения учащимися дома, не должны никаким образом нанести вред учащимся, следовательно, одним из главных требований является безопасность. В домашних лабораторных работах не должны использоваться источники повышенной опасности. В случае работы с нагретыми объектами в описании лабораторной работы необходимо указывать, что она должна проводиться только в присутствии родителей.

Т. к. лабораторные работы проводятся дома, они должны выполняться не на каком-то сложном оборудовании, а с помощью предметов, которые имеются в каждом доме, т. е. ученик не должен нести каких-либо материальных затрат.

Хотя домашняя лабораторная работа должна быть проста по выполнению, она несёт в себе большую теоретическую нагрузку. Описание лабораторной работы должно содержать не только пошаговое выполнение, но и теорию, которая поможет учащимся не только объяснить увиденное явление, но и будет способствовать повторению изученного материала.

Отчёты по выполнению работы должны быть письменно оформлены. О форме отчётов учитель должен заранее поговорить с учащимися, например, он может потребовать от учащихся такого оформления, которое они делают при выполнении фронтальных лабораторных работ. Такой вид отчётов поможет учителю оценить работу каждого ученика. Результаты работ должны быть обсуждены учителем с классом, это поможет учащимся разобраться в вопросах, которые им были непонятны при выполнении.

Таким образом, эксперименты, которые учитель выбирает для домашних лабораторных работ, должны соответствовать следующим требованиям [1]:

1. Безопасность.

2. Простота выполнения.

3. Отсутствие материальных затрат.

4. Отчёты по работам.

5. Обсуждение результатов.

Проведение домашних лабораторных работ обусловлено также психологическим развитием детей в подростковом возрасте.

Подростковый период по традиционной классификации — это период жизни от 11-12 до 14-16 лет. Этот период самый короткий из всех, но именно в этот период человек делает большой рывок в своём развитии. Именно в этот период он становится личностью [4].

Необходимо также учитывать развитие высших психических функций в этом возрасте, а именно: памяти, внимания, восприятия и мышления в целом. Развитие этих функций во многом зависит от мотивации обучения. В подростковом возрасте преобладает теоретическое мышление, посредством которого ребёнок учится устанавливать связи.

В настоящее время существует много методических пособий, руководств и описаний, где представлены разнообразные физические эксперименты, которые можно проводить в домашних условиях. Так, например, с помощью книг [2, 5, 7] и сборников задач по физике для 7 класса автор дипломной работы [1] разработала 38 домашних лабораторных работ по семи темам курса физики 7-8 классов. Апробация прошла успешно в МПЛ № 8 города Пскова.

Литература

1. Васильева Л. А. Методика проведения домашних лабораторных работ по физике в школе. Дипломная работа. Псков: ПсковГУ, 2012.

2. Гальперштейн Л. Здравствуй, физика! М.: Детская литература, 1967.

3. Ковтунович М. Г. Домашний эксперимент по физике: Пособие для учителя. М.: Гуманитар, 2007.

4. Методическое пособие. Рекомендации по составлению рабочих программ. Физика. 7-9 классы. Ред. И. Г. Власова. М: Дрофа, 2014.

5. Перельман Я. И. Занимательная физика. М.: Наука, 1994.

6. Плагина Н. Н. Психология развития и возрастная психология. М.: Московский психолого-социальный институт, 2005.

7. Рабиза Ф. В. Опыты без приборов. М.: Детская литература, 1988.

8. Тарасов О. М. Лабораторные работы по физике с вопросами и заданиями. М: Форум-Инфра, 2011.

9. Усова А. В., Вологодская З. А. Самостоятельная работа учащихся по физике в средней школе. М: Просвещение, 1981.

10. Хорошавин С. А. Физический эксперимент в школе. М.: Просвещение. 1988.

E. Lutsay

HOME LABORATORY WORKS ON PHYSICS AT SECONDARY SCHOOL

The article presents theoretical justifications of the efficiency of assigning home laboratory works in the school course of physics.

Key words: physical experiment, homework.

Примеры лабораторных работ

Конспекты лекций

Конспект лекций 2020 (Лубенченко О.И.)

Лекционные демонстрации

Скачать (Яндекс Диск)

Программы курса

Программа подготовки к экзамену для 1го курса ЭТФ

Программа курса «Специальные вопросы физики»

Материалы по разделу «Механика и молекулярная физика» (1 семестр) для студентов 1 курса (1 семестр) АВТИ, ИРЭ, ИЭТ, ИЭЭ, ИнЭИ (ИБ)

Сборник задач «Механика и молекулярная физика»
Описания лабораторных работ

Материалы по разделу «Электричество и магнетизм» (2 семестр) для студентов 1 курса (2 семестр) АВТИ, ИРЭ, ИЭТ, ИЭЭ, ИнЭИ (ИБ)

Описания лабораторных работ (издание 2018 г.) — для студентов очной формы обучения

Сборник задач «Электричество и магнетизм»


Описания лабораторных работ №№ 1 – 25, 30 (издание 2005 г.)


Описания лабораторных работ №№ 26 – 29, 31, 32 (издание 2013 г.)

Материалы по разделу «Оптика и атомная физика» (3 семестр) для студентов 2 курса (3 семестр) АВТИ, ИРЭ, ИЭТ, ИЭЭ и 3 курса (5 семестр) ИнЭИ (ИБ)

Программа курса общей физики ЭТФ III сем.
Сборник задач «Оптика и атомная физика»
Сборник задач по оптике с решениями
Описания лабораторных работ №№ 1 – 14
Описания лабораторных работ №№ 15 – 25
Приложение к лабораторным работам №№15-25

Материалы 4 семестр

Гармонический осциллятор

Перечень лабораторных работ по общему курсу физики
Механика и молекулярная физика
1. Погрешности при физических измерениях. Измерение объема цилиндра.
2. Определение плотности вещества и моментов инерции цилиндра и кольца.
3. Изучение законов сохранения при соударении шаров.
4. Изучение закона сохранения импульса.
5. Определение скорости пули методом физического маятника.
6. Определение средней силы сопротивления грунта и изучение неупругого соударения груза и сваи на модели копра.
7. Изучение динамики вращательного движения твердого тела и определение момента инерции маятника Обербека.
8. Изучение динамики плоского движения маятника Максвелла.
9. Определение момента инерции маховика.
10. Определение момента инерции трубы и изучение теоремы Штейнера.
11. Изучение динамики поступательного и вращательного движения с помощью прибора Атвуда.
12. Определение момента инерции плоского физического маятника.
13. Определение удельной теплоты кристаллизации и изменения энтропии при охлаждении сплава олова.
14. Определение молярной массы воздуха.
15. Определение отношения теплоемкостей Сp/Cv газов.
16. Определение средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха.
17. Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса.
Электричество и магнетизм
1. Исследование электрического поля с помощью электролитической ванны.
2. Определение электрической емкости конденсатора баллистическим гальванометром.
3. Весы напряжения.
4. Определение емкости коаксиального кабеля и плоского конденсатора.
5. Изучение диэлектрических свойств жидкостей.
6 Определение диэлектрической проницаемости жидкого диэлектрика.
7. Изучение электродвижущей силы методом компенсации.
8 Определение индукции магнитного поля измерительным генератором.
9. Измерение индуктивности системы катушек.
10. Изучение переходных процессов в цепи с индуктивностью.
11. Измерение взаимной индуктивности.
12. Изучение кривой намагничивания железа по методу Столетова.
13. Ознакомление с осциллографом и изучение петли гистерезиса.
14. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона.
Волновая и квантовая оптика
1. Измерение длины световой волны с помощью бипризмы Френеля.
2. Определение длины волны света методом колец Ньютона.
3. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.
4. Изучение дифракции в параллельных лучах.
5. Изучение линейной дисперсии спектрального прибора.
6. Изучение дифракции Фраунгофера на одной и двух щелях.
7. Экспериментальная проверка закона Малю.
8. Исследование линейных спектров испускания.
9 Изучение свойств лазерного излучения.
10 Определение потенциала возбуждения атомов по методу Франка и Герца.
11. Определение ширины запрещенной зоны кремния по красной границе внутреннего фотоэффекта.
12 Определение красной границы фотоэффекта и работы выхода электрона из металла.
13. Измерение температуры спирали лампы с помощью оптического пирометра.

Лабораторная работа по физике (готовые с примерами оформления)

Лабораторная работа по физике является важной составляющей всего комплекса обучения, который включает теорию, решение задач. Подобные задания позволяют студентам проверить на практике действие различных законов и получить полное представление об универсальных методах исследования в физике.

Лабораторные работы по физике

Частью процесса обучения физике студентов технических специальностей является лабораторный практикум. Обычно он выполняется после изучения соответствующего теоретического раздела. 

Главная цель, которая ставится перед лабораторными, — познакомить учащихся с приборами и физическими явлениями, помочь им овладеть всеми методами измерений, научиться проводить эксперименты и делать самостоятельные выводы. Требуется не только получить результаты, но и проанализировать их, провести математическую обработку. 

Лабораторные работы служат для постоянного повторения и углубления, а также расширения и обобщения знаний из разных тем курса.  

Лабораторная работа «Моделирование радиоактивного распада»

Цель данной лабораторной работы – проверить закон радиоактивного распада с помощью эксперимента. В процессе выполнения требуется знать не только теорию, но и пользоваться специальным оборудованием. Затем следует ответить на ряд вопросов. По итогам студент должен знать:

Важно уметь классифицировать элементарные частицы и решать задачи, используя квантовые постулаты.

 «Моделирование радиоактивного распада».

Лабораторная работа «Определение коэффициента поверхностного натяжения»

Физический практикум служит для определения влажности воздуха. Опыт ставится с использованием жидкости, которая по свойствам занимает промежуточное положение между газом и твердым телом. Это обусловлено близким расстоянием между связанными молекулами, что и должны проверить студенты.

По результатам эксперимента важно научиться:

• использовать различные средства для наглядности, в числе которых чертежи и схемы;

• действовать согласно алгоритму и указаниям;

• распознавать параллельные и последовательные соединения;

• хорошо ориентироваться в электрической цепи;

• знать природу внешних сил поверхностного натяжения и единицы его измерения, зависимость от температуры, необходимые формулы.

 «Определение коэффициента поверхностного натяжения».

Лабораторные работы «Маятник Максвелла», «Маятник Обербека» 

В процессе учебы студенты проводят и лабораторные с маятниками Максвелла и Обербека. Первая позволяет познакомиться с основными понятиями кинематики, динамики поступательного и вращательного движения, баллистической траектории. За счет эксперимента определяется свободное ускорение и момент инерции маятника. Сам практикум предполагает пользование специальным оборудованием. 

Маятник Обербека служит для определения момента инерции нескольких грузов и силы трения. Предварительно нужно ознакомиться с теорией. Чтобы все сделать грамотно, можно посмотреть и скачать бесплатно уже готовый пример с методическими рекомендациями.

 «Маятник Максвелла».
 «Маятник Обербека».

Лабораторная работа «Кольца Ньютона» 

Лабораторная работа проводится для ознакомления с интерференцией света в тонких пленках, а также учит определять радиус кривизны поверхности линзы. Для выполнения эксперимента используется специальная оптическая система, микроскоп и набор светофильтров. 

По итогам студент должен знать, что такое кольца Ньютона и как они получаются, определять погрешности и выявлять, от чего они зависят. Также важно грамотно составить необходимые чертежи и схемы в процессе выполнения. Образец с уже заполненными данными вы можете посмотреть здесь.

 «Кольца Ньютона».

Лабораторная работа «Определение емкости конденсатора» 

Одним из видов практикумов, выполняемых студентами во время учебы, является определение емкости конденсатора. Это знакомит их с законом электростатики. Результаты измерения просчитываются с помощью формул и заносятся в специальную форму в виде таблицы. 

После выполнения, студенты должны знать “что такое конденсатор”, уметь объяснять по схеме цепи назначение приборов, а также:

• понимать принцип определения емкости;

• применять формулы для расчета погрешностей;

• знать единицы измерения емкости;

• уметь строить схему соединения конденсаторов.

В общем виде работа выглядит так, как представлено в этом образце.

 «Определение емкости конденсатора».

Лабораторная работа «Исследование электростатического поля» 

Цель проведения такого практикума заключается в экспериментальном анализе электростатического поля, которое образуется вокруг зарядов. Также студент должен графически изобразить его между двумя проводниками, в том числе силовые линии и колебания магнитного поля, определить среднее значение напряженности в конкретных затухающих точках и резонанс. При выполнении необходимо пользоваться таким оборудованием, как вольтметр, осциллограф, реостат, источник тока, микровеберметр с измерительной катушкой индуктивности. 

По результатам учащийся может хорошо разобраться в терминах и определениях, единицах измерения, связях между физическими понятиями. Готовый пример можно посмотреть ниже.

 «Исследование электростатического поля».

Лабораторная работа по физике «Определение выталкивающей силы»

В процессе выполнения данной лабораторной необходимо опытным путем обнаружить выталкивающее действие жидкости на погруженное в нее тело, а также определить выталкивающую силу. Опыт проводится с обычной и соленой водой, в результате которого нужно сделать выводы:

• относительно этих двух разных жидкостей;

• их вязкости; 

• рассчитать выталкивающую силу;

• занести все данные в таблицу. 

 «Определение выталкивающей силы».

Пример оформления лабораторных работ по физике для различных вузов

Однако вышеописанные лабораторные работы являются лишь небольшой частью всего учебного процесса. Студенты МГУ, МАДИ, МЭИ выполняют множество других практических заданий по физике. Ознакомиться с ними, а также с исследованиями учащихся из других вузов, можно ниже.

 «Изучение конструкций реле, применение в схемах релейной защиты».

 «Испытание электромагнитного реле тока».

 «Теплоотдача пластины в потоке жидкости».

Домашнее задание в лаборатории физики Помощь и ответы

	Физическая лаборатория Брукхейвенского колледжа Видео-вопросы о 6-звездной галактике Млечный Путь физическая лаборатория Ответил Andythewxman
	Эксперимент: Лаборатория физики закона отражения, часть 1 + отчет лабораторный отчет физика Ответил качество
	Обсуждение вопросов усилия и силы сопротивления в лаборатории физики физическая лаборатория машины Ответил Мадушан
	Задание по физике в 11 классе физическая лаборатория Измерение расстояния и смещения Ответил Warner
	«Частные вопросы» Нужна помощь для прохождения лабораторных работ физика физическая лаборатория Ответил Ace_Tutor
	Вводное задание по физике физика назначение Ответил Проф_Аксель
	нужны ответы для лаборатории физики физика Физика 101 Ответил Инженер
	отчет физической лаборатории физика физическая лаборатория Ответил Gee_TutorPhD
	[Physics Lab] Прочитав научную статью и ответив на несколько вопросов. физика эксперимент Ответил dr_claver
	отчет физической лаборатории физика отчет Ответил CompEngineerHarold
	отчет лаборатории отчет физическая лаборатория Ответил Учитель
	лабораторный отчет и 5 вопросов отчет физическая лаборатория Ответил зрли
	Виртуальная лаборатория статического электричества виртуальная лаборатория физика Ответил carlosQ
	Почему такая большая процентная ошибка? физическая лаборатория момент инерции Ответил Geontiry
	Физическая лаборатория о Centripetol Force (базовая) сила физическая лаборатория Ответил Репетитор
	вопрос о характеристиках гальванометра лабораторного физика физическая лаборатория Ответил Jpmwriters
	Отчет лаборатории физики о # RC Circuits физическая лаборатория RC схемы Ответил Патроны574
	написание эссе об эксперименте PHYS LAB от 2 до 3 страниц физ общая физика 2 Ответил Джесси Крэйг
	Я хочу сделать данные для лаборатории физики физика лаборатория Ответил Andythewxman
	отчет физической лаборатории отчет физическая лаборатория Ответил DR_SHINAWATA
	Вопросы по физике физика физическая лаборатория Ответил МохамедАбдо
	вопросов по физике, справка по физике физика физическая лаборатория Ответил Cyrus_N
	Поскольку в точке a потенциал всегда больше, чем в точке b, ток уменьшается, справка по вопросу математика физика Ответил МохамедАбдо
	Поскольку в точке a потенциал всегда больше, чем в точке b, ток уменьшается, справка по назначению физика физическая лаборатория Ответил момочи
	Индуцированная ЭДС, создаваемая в катушке, составляет, вопросы по физике помогают физика физическая лаборатория Ответил Профессор Бонд
	Домашнее задание по физике физика физическая лаборатория Ответил Cyrus_N
	вопросов по физике, справка по психологии физика физическая лаборатория Ответил Cyrus_N
	вопросов по физике физика физическая лаборатория Ответил Cyrus_N
	Домашнее задание по физике физика физическая лаборатория Ответил Cyrus_N
	положительное изменение точки, Задача деятельности 5.1 справка физика физическая лаборатория Ответил Cyrus_N
	воздушный конденсатор с параллельными пластинами, помощь в вопросах физики физика физическая лаборатория Ответил Cyrus_N
	Вопросы по физике, домашнее задание по психологии физика физическая лаборатория Ответил Cyrus_N
	куб, помощь в вопросах физики физика физическая лаборатория Ответил Cyrus_N
	найдите y-компонент, вопросы по физике помогут физика физическая лаборатория Ответил Cyrus_N
	Отчет Pendulum Lab, справка по назначению Excel лаборатория физическая лаборатория Ответил Томас574
	вопросов лаборатории физики, помощь в выполнении домашних заданий физика физическая лаборатория Ответил чистота
	лабораторных вопросов по физике, помощь в выполнении домашних заданий по физике физика физическая лаборатория Ответил Мадушан
	Физическая лаборатория множественный выбор, помощь в выполнении домашних заданий физика инженерное дело Ответил Иуда
	Домашнее задание по физике, справка по физике физика физическая лаборатория Ответил AA12Коричневый
	лаборатория физики, справка по физике физика физическая лаборатория Ответил Манде

(PDF) Навыки решения проблем студентов при обучении физике с помощью виртуальных лабораторий

Международный журнал педагогики и педагогического образования (IJPTE) (Vol.2 | Основной выпуск — июль 2018 г.)

ДОКУМЕНТ | FI-10 e-ISSN: 2549-8525 | p-ISSN: 2597-7792 Стр. | 88

Виртуальная лаборатория по физике. Достижения в области социальных наук,

Образовательные и гуманитарные исследования, 158 (1), 303-310.

Хили, М. (2005). Связывание исследований и преподавания: изучение дисциплинарных пространств

и роль обучения на основе запросов. Преобразование университета

: новые отношения между исследованиями, стипендиями и преподаванием

, 67-78.

Херга, Н. Р. и Диневски, Д. (2012, июнь). Использование виртуальной лаборатории для лучшего понимания химии

— экспериментальное исследование для получения знаний.

In Information Technology Interfaces (ITI), Proceedings of the ITI 2012

34th International Conference, 237-242.

Хоу, Х. Т., Сун, Ю. Т., и Чанг, К. Э. (2009). Изучение поведенческих моделей

моделей интерактивного обсуждения обмена знаниями среди

учителей со стратегией решения проблем.Преподаватель и преподаватель

Образование 25 (1): 101-108.

Хван Г. Дж., Куо Ф. Р., Чен Н. С. и Хо Х. Дж. (2014). Влияние интегрированного концептуального картирования

и веб-подхода к решению проблем

на успеваемость учащихся, восприятие и когнитивные нагрузки.

Компьютеры и образование 71: 77-86.

Кар Т., Оздемир Э., Ипек А. С. и Албайрак М. (2010). Связь между

навыков постановки задач и навыков решения проблем потенциальных

учителей элементарной математики.Процедурно-социальные и поведенческие

Науки 2 (2): 1577-1583.

Ко, К. К., Чен, Б. М., Ху, С., Рамакришнан, В., Ченг, К. Д., Чжуан, Ю., &

, Чен, Дж. (2001). Виртуальная веб-лаборатория по эксперименту с частотной модуляцией

. IEEE Transactions on Systems, Man и

Cybernetics, Part C (Applications and Reviews) 31 (3): 295-303.

Костич, З., Цветкович, Д., Евремович, А., Радакович, Д., Попович, Р., &

Маркович Д. (2013). Разработка ограничений сборки в пределах

Виртуальная лаборатория для совместного обучения промышленному дизайну.

Технический вестник 20 (5): 747-753.

Мухамад, М., Заман, Х. Б., и Ахмад, А. (2010). Виртуальная лаборатория для

Изучение биологии — предварительное исследование. Всемирная академия

Наука, техника и технологии 6 (71): 775-778.

Шут, В.Дж., Ван, Л., Грейфф, С., Чжао, В., и Мур, Г. (2016). Измерение

навыков решения проблем с помощью скрытой оценки в увлекательной видеоигре

. Компьютеры в поведении человека 63: 106-117.

Цовальци Д., Раммель Н., Макларен Б. М., Пинкварт Н., Шойер О., Харрер

А. и Браун И. (2010). Расширение виртуальной химической лаборатории с помощью сценария совместной работы

для содействия концептуальному обучению. Международный

Журнал технологий расширенного обучения 2 (1-2): 91-110.

Клемсон У. Учебное пособие по физике: стандартное отклонение

В любом эксперименте важно правильно отображать точность
с которой производится каждое измерение. Нет абсолютно точных измерений.
Например, невозможно измерить точную длину объекта. Мы
длина может быть 1,23 см, но это не означает, что
фактический размер 1,23000000 … см! Мы должны тщательно описать, как
точное наше измерение.Экспериментальное значение 1,23 на 0,10 см меньше
точнее, чем измерение 1,23 0,01 см. Срок дает меру
точности измерения. Приведена точность значения
либо по ошибке в процентах, либо по разнице в процентах.

Чтобы найти погрешность в наших измерениях, мы часто рассчитываем
стандартное отклонение , или
,
измеренного значения. Стандартное отклонение — это мера вариации
из N точек данных ( x ₁ …x _N ) примерно в среднем
ценить,
,
и обычно называется неопределенностью результата измерения.

Чтобы вычислить среднее значение или среднее значение ,
,
комплекта N измерений составляет

(1)

После определения среднего значения измерений полезно
определить, насколько отдельные измерения разбросаны по
иметь в виду.Отклонение ,
,
любого измерения,
,
от среднего дается

(2)

Поскольку отклонение может быть как положительным, так и отрицательным, оно часто бывает
более полезно использовать среднее отклонение , или
,
для определения неопределенности измерения. Это найдено
усредняя абсолютные отклонения,
;
то есть,

(3)

Обычно указывается экспериментальное значение,
,
измерения как

(4)

куда
,
дает меру точности измерения.

Чтобы избежать использования абсолютных значений, мы можем использовать квадрат отклонения,
,
для более точного определения неопределенности наших измерений.
Стандартное отклонение,
,
(иногда называемый среднеквадратичным значением ) определяется как

(5)

(Можно показать, что для небольшого числа измерений уравнение 5 принимает вид

(6)

где N заменено на N — 1 .Ваш инструктор может попросить вас
используйте эту формулу вместо уравнения 5.)

Наконец, экспериментальный результат,
,
тогда можно записать как

(7)

куда
,
дает меру точности измерения. Часто ученые
использовать значение стандартного отклонения, чтобы служить их данными
Планки погрешностей .

Обратите внимание на
стандартное отклонение всегда положительно и имеет те же единицы, что и
среднее значение. Можно показать, что вероятность того, что
индивидуальное измерение будет находиться в пределах одного стандартного отклонения
()
истинной ценности. Кроме того, можно показать, что там
также существует 95% вероятность того, что человек
измерение будет находиться в пределах двух стандартных отклонений
()
истинного значения и с вероятностью 99,7%, что оно попадет в
()
истинной ценности.

Измерение скорости объекта: физическая лаборатория — видео и стенограмма урока

Шаги физической лаборатории

Для этой физической лаборатории вам понадобятся:

• Бейсбольный мяч или другой маленький мяч
• Автомобиль с постоянной скоростью (или любой моторизованный автомобиль с батарейным питанием, который продолжает движение самостоятельно)
• Секундомер
• Рулетка или линейка
• Клейкая лента

Шаг 1. Поместите кабину постоянной скорости на поверхность так, чтобы перед ней оставалось достаточно места.Изолентой отметьте стартовую позицию автомобиля, поместив кусок прямо за задние колеса.

Шаг 2: Измерьте расстояние от ленты, несколько метров вдоль пола (чем длиннее, тем лучше), и поместите второй кусок изоленты. Запишите общее расстояние.

Шаг 3: Включите моторизованный автомобиль, поместите его перед стартовой лентой и отпустите, одновременно запустив секундомер.

Шаг 4. Остановите секундомер, когда он достигнет второго отрезка ленты, и запишите время в таблице данных, которая выглядит примерно так:

Пример таблицы данных

Шаг 5: Повторите эксперимент не менее пяти раз и запишите все испытания.

Шаг 6: Найдите среднее значение пяти или более испытаний, сложив числа и разделив их на количество выполненных вами испытаний.

Шаг 7: Рассчитайте скорость вашего автомобиля по формуле: скорость равна расстоянию, разделенному на время.

Вот и все; вы измерили скорость машины. Чтобы сделать это как можно точнее, вы должны попытаться добраться до второго отрезка ленты раньше, чем это сделает машина — для точных измерений важна линия глаз. Когда вы что-то измеряете, ваш глаз должен быть прямо над предметом, на который вы смотрите, или рядом с ним.

Теперь мы можем попробовать сделать то же самое с бейсбольным мячом, сбросив его с высоты.

Итак. Шаг 8: Измерьте высоту вдоль стены или ножки стола и отметьте ее куском изоленты.

Шаг 9: Отпустите бейсбольный мяч нижним краем вдоль отметки и одновременно включите секундомер.

Шаг 10: Остановите секундомер, когда мяч ударяется о землю (используйте глаза, а не звук, потому что скорость света выше скорости звука) и запишите время.

Шаг 11: Найдите среднее значение пяти испытаний и выполните те же вычисления, что и для автомобиля постоянной скорости.

Здесь важно отметить, что на этот раз ваш ответ — СРЕДНЯЯ скорость мяча. Падающий объект ускоряется — его скорость постоянно меняется. Таким образом, все, что вы можете сделать с помощью этого эксперимента, — это определить среднюю скорость падения.

Сводка урока

Скорость — это скорость изменения положения объекта, измеряемая в метрах в секунду.Уравнение скорости простое: расстояние, разделенное на время. Вы берете пройденное расстояние (например, 3 метра) и делите его на время (три секунды), чтобы получить скорость (один метр в секунду).

Следовательно, для вычисления скорости объекта необходимо измерить расстояние и время, необходимое для прохождения этого расстояния. Измерение скорости объекта легко, если вы проводите тщательные измерения и используете линию взгляда, чтобы сделать ее как можно более точной. Если скорость объекта постоянна, вы сможете рассчитать эту постоянную скорость.Если скорость меняется, вы можете узнать среднюю скорость во время движения. И это действительно все.

Результаты обучения

Этот урок может помочь вам:

• Произнесите определение скорости
• Определите уравнение скорости
• Запомните и выполните шаги физической лаборатории, необходимые для определения средней скорости объекта

Physics in a Box: Спасибо хитрым преподавателям, студентам-физикам в онлайн-лабораториях…

Благодаря хитрости своих инструкторов студенты в онлайн-лабораториях используют такие предметы, как резинки, скрепки и конструкторы LEGO для решения сложных физических задач.

Вращаясь быстрее, когда руки приближены к телу, фигуристка демонстрирует несколько ключевых принципов. физики. Фото: Род Лонг / Unsplash

Трейси Стэдтер

Майор биомедицинских наук Мадлен Гвинн получила небольшую посылку в конце мая, вскоре после записи на летний курс «Введение в физику».В почтовом ящике лежали резинки, шарики, блоки LEGO, металлические скрепки для бумаг, леска, веревка для воздушного змея, лента и транспортир. Его прислали Мелисса Виджил, руководитель лаборатории физики, и Майк Николс, научный сотрудник лаборатории, как способ дистанционно преподавать лабораторную часть курса. «Я подумал: я не знаю, как все это будет работать», — говорит Гвинн.

Обычно курс основывался на более дорогом лабораторном оборудовании и сложных датчиках для обучения фундаментальным концепциям физики, включая кинематику, энергию, импульс и крутящий момент.Но когда стало очевидно, что весенний переход к дистанционному обучению, вызванный COVID-19, продлится до лета, Виджил и Николс собрали коробку с объектами, которые можно было объединить для создания различных гаджетов, таких как шкивы или тележки. Объекты стандартных размеров, веса и массы тоже хорошо подходили для решения уравнений.

Студенты научились разбирать сложные системы и извлекать информацию, необходимую для понимания того, как эти системы работают. Они также получили представление о том, как некоторые из пионеров физики — например, Леонардо да Винчи и сэр Исаак Ньютон — ответили на фундаментальные вопросы о движении, полете и других процессах без помощи современных технологий.«Это стратегия решения проблем, которая соединяет физику с реальной жизнью», — говорит Виджил.

«Как вы собираетесь решать большие проблемы? Перед вами куча всякой всячины. Что ты собираешься делать с тем, что у тебя есть? » она говорит. Будь то удаленное обучение или гибридная учебная среда, Вигил говорит: «Я не собирался позволять студентам потерять эту способность».

Назад к основам

На льду профессиональные фигуристы поражают публику своей удивительной способностью к вращению.Они начинают вращение с вытянутыми руками, а затем втягивают их в крутящееся пятно. Это действие иллюстрирует угловой момент, который описывает вращательное или маятниковое движение. Угловой момент — это произведение того, насколько быстро движется объект и как масса объекта распределяется вокруг его оси вращения. Для фигуриста ось — это центр тела человека. Но, например, для летящего крыла птицы осью является плечо животного.

Виджил и Николс обычно изучают аспекты этой концепции в лабораторных условиях, используя устройство, называемое «устройством вращательного движения».Это реконфигурируемое устройство высотой около 18 дюймов, которое выглядит как заглавная буква «Т» и вращается вокруг своей вертикальной оси. В одном эксперименте ученики помещают противовесы на каждый конец буквы T и заставляют ее вращаться, как фигурист. Датчик на устройстве собирает данные, необходимые для расчета кинетической (двигательной) энергии вращающегося T. Учащиеся могут получать разные результаты, перемещая противовесы на T ближе к валу, точно так же, как фигуристка прижимает руки к телу. .

Каждая полоса блоков Lego из этого крыловидного блока содержит вычисляемую информацию, которая может быть использована для оценки энергии, которой крыло будет обладать при взмахе или взмахе.Фото: Мелисса Вигил

Аппарат был слишком дорогим — 100 долларов за штуку — чтобы купить по одному каждому ученику и отправить его домой, поэтому Вигил и Николс обратились к Лего. В лабораторном комплекте студенты нашли инструкции по соединению вертикальных рядов разноцветных кирпичей, чтобы получилось вытянутое крыло птицы. Крыло, образованное полосками Лего, узкое в плечевом суставе и более широкое в середине. Студенты не пытались создать объект, вращающийся вокруг своей оси. Крылья колеблются вперед-назад или вверх-вниз.Но когда речь идет о быстром или медленном полете, распределение массы вдоль крыла имеет такое же значение, как положение рук фигуристки влияет на скорость ее вращения.

Чтобы вычислить потенциальную энергию, которой крыло Lego будет обладать при взмахе или взлете, студенты извлекали данные, такие как масса каждой полоски Lego и ее расстояние от оси или плечевого сустава, а затем вставляли эти данные в формулу. Даже без устройства, оснащенного датчиками, ученики дома увидели, что они могут решить физическую задачу с ограниченным количеством оборудования.«Мы берем ошибку и превращаем ее в функцию», — говорит Виджил.

В другом случае ученики построили катящуюся тележку из блоков Лего. В первую неделю они ставили его на плоскую поверхность, а также на рампу, анализировали его кинематику и создавали графики, изображения и решали уравнения, связанные с кинематикой и движением массы. Пару недель спустя они использовали тележку на плоской поверхности и на пандусе, чтобы изучить силы и законы физики Ньютона. Через пару недель после этого они использовали тележку на плоской поверхности и на пандусе, чтобы узнать об энергии и импульсе.

Мелисса Виджил хочет предоставить студентам возможность выбора для решения сложных задач, независимо от того, работают ли они в лаборатории кампуса или учатся дистанционно.

«Посмотрев на одну и ту же систему снова и снова, мы надеемся, что студенты увидят, что у них есть выбор, как решать проблему», — говорит Виджил. «Они могут выбрать тот, который им больше всего подходит». И они могут использовать другие варианты, чтобы проверить правильность своего первого ответа.

В осеннем семестре Виджил и Николс продолжают преподавать в лаборатории, при этом 50 процентов работы выполняется удаленно.Вместо того, чтобы отправлять лабораторный набор, они попросили студентов использовать обычные предметы домашнего обихода, такие как шнурки, скрепки, вешалки для одежды, керамические чашки и даже некоторые закуски из сухофруктов, для своих домашних проектов. Инструкторы также попросили студентов приобрести недорогой гаджет под названием iOLab Wireless Lab System, который заменяет тележку Lego. Это устройство размером со смартфон имеет встроенные датчики, которые измеряют силу, ускорение, скорость, вращение, свет, звук, температуру, давление и многое другое и передают данные в реальном времени на компьютер по беспроводной сети.

Для Гвинн, которая этим летом взяла два урока физики, дистанционное обучение научило ее, что никогда не бывает единого способа решения проблемы. «Вы не думаете:« О, вот как это должно быть сделано. Ваш путь не ошибочен ». Это просто другой подход к достижению цели», — говорит она.

Лабораторная деятельность: кинематика — Physics-prep.com

Лабораторное задание: кинематика
Включите в свой лабораторный отчет:
1. Название лабораторного задания
2.Дата проведения лабораторной работы
3. Цель (цели) лабораторной работы
4. Описание лабораторной деятельности (процедуры и эскиз)
5. Данные, собранные в лабораторной деятельности
6. Анализ данных и пример расчетов
7. Анализ ошибок (подробности см. ниже)
8. Анализ аргументов (подробности см. ниже)
9. Вывод (ы) (Что вы узнали?)

Очень важно, чтобы в конце этого эксперимента вы ответили на вопросы, касающиеся экспериментальной ошибки.Не пропускайте этот раздел. Вопросы об экспериментальной ошибке будут частью экзамена AP * Physics C Mechanics.

Цель : Определить достоверность кинематических уравнений для игрушечной машинки, скатывающейся по рампе.

Материалы :
1. Игрушечная машинка с колесами с низким коэффициентом трения
2. Длинный плоский кусок дерева, например, книжная полка
3. Книги для дерева
4. Линейка (предпочтительно метровая палка)
5. Транспортир
6. Секундомер (или сотовый телефон с функцией секундомера)

Действия:

Установите систему пандусов, как показано ниже.Используйте книги, чтобы поддержать кусок дерева, чтобы создать систему пандусов, подобную показанной ниже. Отметьте линию в начальной точке и на расстоянии 0,70 м от начальной точки (финишной черты). Используя транспортир, измерьте угол ската (θ). Если у вас нет транспортира, с помощью линейки измерьте высоту и длину пандуса, чтобы вычислить угол тригонометрическим способом.

Теперь с помощью секундомера измерьте время, за которое автомобиль скатится на 0,70 м по рампе. Убедитесь, что вы выпускаете машину (из состояния покоя) в тот самый момент, когда заводите часы.Можно использовать карандаш, удерживая автомобиль на месте, и вытащить карандаш из-под него, чтобы он мог катиться. Удерживание автомобиля за верх может привести к тому, что при отпускании автомобиль будет непреднамеренно слегка приподнят по пандусу. Какой бы метод вы ни выбрали, убедитесь, что автомобиль не находится в состоянии покоя. Остановите часы, как только будет достигнута отметка 70 см. Повторите испытание еще два раза под тем же углом. Усредните три раза и запишите среднее значение в таблицу данных, подобную той, которую вы видите ниже. Повторите эту процедуру для 7 попыток, все под разными углами. Используйте углы от 5 до 15 градусов.

Таблица данных :

Пробная	Угол наклона	Среднее значение Измерено Время (с)	Расчетное время (с)	% разница
1
2
3
4
5
6
7

Анализ:
Ускорение, которому подвергается автомобиль, связано с ускорением свободного падения, которое мы обсуждали в презентациях.Хотя автомобиль не скатывается по рампе, его ускорение очень близко к измеренному при скольжении без трения. Таким образом, величина ускорения автомобиля на рампе может быть рассчитана по следующему уравнению:

a = gsinθ

, где θ — угол съезда, а g = 9,8 м / с ² . Вывод этого уравнения будет показан на следующем уроке.

Используйте это ускорение в уравнении кинематики 2 ^nd , чтобы вычислить время, которое «должно» потребоваться автомобилю, чтобы покатиться до 0.70 м. Запишите свои расчеты для каждого угла, который вы использовали в лаборатории.

Анализ ошибок:
Рассчитайте процентную разницу между вашим измеренным и рассчитанным временем (используйте рассчитанное время в качестве эталонного значения) для каждого испытания, используя следующую формулу:
C = Расчетное время
M = Измеренное время

% разница = [ (M — C) / C] x 100%

Существует большая вероятность того, что ваша% разница будет довольно высокой . Пожалуйста, не беспокойтесь об этом…это не проблема, если вы можете предположить причины разницы. Подумайте, почему может быть разница между измеренным и рассчитанным временем. Запишите свои мысли в разделе анализа ошибок лабораторного отчета. Не говорите просто, что «человеческая ошибка» является причиной различия. . Укажите источники ошибки.

Наконец, изучите данные, показанные ниже (Диаграмма A), что могло иметь , записанных для нескольких попыток сделать измерения, связанные с одним из испытаний в этом эксперименте.Эти данные могут быть или не быть похожими на данные, которые вы собрали.

Диаграмма A
Попытка	Измеренное время (с)	Измеренный угол (градусы)
1	1,57	5,2
2	1,48	5,1
3	1,65	5.1
4	1,47	5,0
5	1,62	5,1

Теперь прочтите две претензии, перечисленные ниже. В разделе анализа аргументов лабораторного отчета определите, какое утверждение вы считаете правильным на основе данных в диаграмме A . Не ссылайтесь на данные, собранные вами в этом упражнении, для этой части отчета. Подтвердите выбранную вами претензию доказательствами и обоснуйте связь между претензией и доказательствами с помощью текстовых и математических рассуждений. Вам необходимо использовать концепцию относительного стандартного отклонения , как описано в презентации анализа ошибок, чтобы удовлетворительно обосновать ваше утверждение.

Пункт 1: Неопределенность измерения времени больше, чем неопределенность измерения угла.
Пункт 2: Неопределенность измерения угла больше, чем неопределенность измерения времени.

Эксперименты в радости и разочаровании

Hand Physics Lab — вероятно, игра, которая вам нужна, если вы ищете введение в отслеживание рук в Oculus Quest, чтобы продемонстрировать передовые возможности VR.Читайте наш полный обзор Hand Physics Lab , чтобы узнать почему.

Всю коллекцию головоломок — 85 из них на момент запуска вместе с режимом песочницы — можно играть либо с отслеживанием рук, либо с сенсорными контроллерами. Самая первая «головоломка», если ее можно так назвать, — это просто нажать на кнопку. Большой красный круг сидит прямо перед вами, так что просто протяните руку и нажмите на него. Но правда VR заключается в том, что, когда вы на самом деле не касаетесь реальных физических объектов и вообще не получаете тактильной обратной связи, даже такая простая вещь, как «нажатие кнопки», не обязательно выполняется с первой попытки.

«Вы имеете в виду, что мне действительно нужно пошевелить руками?» Некоторым, кто пробует VR впервые, придется этому научиться. «И вы имеете в виду, что я должен с небольшой силой прижать руку в воздухе, расположив ее прямо над кнопкой?» Да, и даже если на данный момент у вас было несколько гарнитур виртуальной реальности, это все еще урок, который вам, возможно, придется выучить голыми руками.

Итак, мы следуем за десятками головоломок, созданных Деннисом Кунертом в Holonautic Studio, исследуя самые передовые технологии интерактивного дизайна под открытым небом, насыщенного физикой.

Лаборатория физики рук — Факты

Что это ?: Игра-головоломка на основе физики с полной поддержкой отслеживания рук
Платформы: Oculus Quest
Дата выпуска: 1 апреля 2021 года
Цена: 9,99 $

Разбирать всю коллекцию головоломок так же безумно, как и интересно. Например, пара головоломок позволяет вам управлять автомобилем с дистанционным управлением, которым вы управляете, сжимая пальцы в одной руке, чтобы разогнать крошечный автомобиль, и виляя пальцем влево или вправо другой руки, чтобы указать, в какую сторону он поворачивает.Абсолютная радость осознавать, что это работает! Но затем, более поздняя головоломка требует, чтобы автомобиль проехал по пандусам справа и слева от вас. Таким образом, вы отворачиваетесь от рук, чтобы посмотреть, но это отодвигает камеры гарнитуры от кончиков ваших пальцев, фактически уничтожая ваш пульт дистанционного управления.

Ой, тупая голова.

Обзор лаборатории физики рук — Comfort

Hand Physics Lab имеет большой набор опций и настроек, включая темный режим, настройку размера руки, настройку игрового пространства и виньетирование вашего обзора.Есть вид от третьего лица, который вы можете дополнительно активировать, что может быть неудобно для некоторых, где вы, по сути, управляете своими руками удаленно, и головоломку с лазанием. Однако подавляющее большинство головоломок удерживают игрока в неподвижном состоянии, и в целом это очень удобная игра.

Хотя большинство головоломок можно решить за секунды, я потратил, наверное, час на одну-единственную головоломку, в которой убедился, что в моих кончиках пальцев есть некая мистическая сила, которую мне нужно было освоить.Моим рукам не позволялось проникать в силовое поле, но я был наделен телекинезом, чтобы перемещать блоки по другую сторону от него. Я пришел к выводу, что тщательно точное движение и расстояние между моими пальцами помогут мне освоить телекинез, как Ванда Максимофф, и позволят мне отсортировать цветные блоки по правильным чашкам на дальнем конце стола.

Вместо этого я снова и снова либо бросал блоки за чашки, где я не мог их достать, либо тянул блоки в руке.Это была одна из немногих головоломок в коллекции, где я схватил свои контроллеры Touch, чтобы решить ее, и с контроллерами Touch в руках головоломка была решена очень быстро.

Обзор физики рук — окончательный вердикт

Hand Physics Lab может сильно расстраивать, но также невероятно удовлетворять. Это также единственная в своем роде экспериментальная игровая площадка, которая не похожа ни на что другое, что Facebook разрешил в Oculus Quest Store. Мы рекомендуем захватить игру, чтобы изучить передовые технологии игрового дизайна VR с отслеживанием рук или взаимодействием с контроллером.Его самые ранние головоломки могут стать прекрасным знакомством для новых пользователей VR, в то время как более поздние головоломки — особенно с зеркальными руками — могут стать откровением для более опытных поклонников VR, заинтересованных в чем-то, что вызывает зуд к портальной игре в VR.

Подробнее о том, как мы пришли к этой оценке, читайте в наших рекомендациях по обзору. Этот обзор был проведен с использованием бесплатной ранней копии, предоставленной разработчиком для гарнитуры Quest 2.