Физическая лаборатория школьника (300,00 руб.)

Стр.2

Стр.171

Стр.172

Стр.173

УДК 53(075.8) П305 Рецензенты: д-р физ.-мат. наук, доцент В. Я. Костюченко канд. физ.-мат. наук, доцент С. A. Погожих Работа подготовлена на кафедре общей физики П305 Петров Н. Ю. Физическая лаборатория школьника : учебное пособие / ISBN 978-5-7782-4953-0 Рассмотрены основные этапы проведения учебной проектно-исслеН. Ю. Петров, Н. Ю. Березин, В. В. Христофоров. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2023. – 174 с. довательской работы, приведены примеры решения интересных задач из различных разделов физики, таких как механика, электромагнетизм, молекулярная физика и термодинамика, оптика. Пособие рассчитано на учащихся старших классов общеобразовательных учреждений и студентов первых курсов высших учебных заведений и может использоваться в качестве экспериментального практикума по физике. Издание может быть полезно также учителям физики при планировании учебной проектно-исследовательской деятельности учащихся. УДК 53(075.8) ISBN 978-5-7782-4953-0  Петров Н. Ю., Березин Н. Ю., Христофоров В. В., 2023  Новосибирский государственный технический университет, 2023

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ............................................................................................................ 3 Введение ................................................................................................................... 4 1. Основные этапы организации проектно-исследовательской работы .......... 7 1.1. Постановка проблемы ................................................................................. 8 1.2. Теоретические исследования ................................................................... 11 1.2.1. Физические величины и единицы измерения .............................. 13 1.2.2. Размерность физической величины .............................................. 15 1.2.3. Основы проведения теоретических исследований ...................... 18 1.3. Основы измерительного процесса ........................................................... 22 1.3.1. Систематическая и случайная погрешность измерения ............. 25 1.3.2. Приборная погрешность ................................................................ 36 1.3.3. Погрешность косвенного измерения ............................................ 39 1.4. Планирование и проведение эксперимента ............................................ 40 1.4.1. Порядок выполнения измерений ................................................... 44 1.4.2. Правила построения графиков ...................................................... 47 2. Средства измерения ......................................................................................... 49 2.1. Измерительные приборы и датчики ........................................................ 49 2.2. Виртуальные приборы .............................................................................. 51 2.3. Виртуальные лабораторные работы ........................................................ 53 2.4. Смартфон как измерительный комплекс ................................................ 55 2.4.1. Датчики в смартфонах ................................................................... 56 2.4.2. Программы для смартфонов .......................................................... 57 171

Стр.171

3. Примеры проектно-исследовательских работ ........................................... 59 3.1. Механика .................................................................................................... 59 3.1.1. Вверх по наклонной плоскости ..................................................... 59 3.1.2. Измерение натяжения провода, закрепленного между опорами ........................................................................................... 62 3.1.3. Определение коэффициента трения между вертикальной стенкой и телом .............................................................................. 64 3.1.4. «Мертвая петля» ............................................................................. 66 3.1.5. Статическое и динамическое равновесие ..................................... 68 3.1.6. Виброходы ...................................................................................... 72 3.1.7. Маятник с осциллирующим подвесом (маятник Капицы) ......... 75 3.1.8. Параметрический резонанс ............................................................ 85 3.1.9. «Рекордный прыжок» ..................................................................... 89 3.1.10. Парадокс скольжения тела вдоль наклонной плоскости .......... 92 3.1.11. Колебания бруска на вращающихся цилиндрах ........................ 96 3.1.12. Карусель Гельмгольца ................................................................. 98 3.1.13. Фигуры Хладни .......................................................................... 103 3.1.14. Акустическая линза Френеля .................................................... 106 3.1.15. Труба Рубенса ............................................................................. 109 3.2. Молекулярная физика и термодинамика .............................................. 111 3.2.1. Колесо с резиновыми спицами .................................................... 111 3.2.2. Солнечный чайник ....................................................................... 113 3.2.3. Жидкий азот .................................................................................. 115 3.2.4. Двигатель Стирлинга ................................................................... 117 3.2.5. Давление насыщенного пара ....................................................... 121 3.2.6. Поверхностное натяжение (шарик Галилея) .............................. 122 3.2.7. Кипение воды при охлаждении ................................................... 124 3.2.8. Модель воздушного шара (китайский фонарик) ....................... 127 3.3. Электричество и магнетизм .................................................................... 130 3.3.1. Ферромагнитная жидкость .......................................................... 130 3.3.2. Периодическое движение заряженных тел в поле конденсатора ..................................................................... 134 172

Стр.172

3.3.3. Вращение электролита в магнитном поле .................................. 140 3.3.4. Движение заряженной частицы в переменном электрическом поле ....................................................................................... 144 3.3.5. Магнитное взаимодействие электрических токов ..................... 147 3.3.6. Парадоксы электрической цепи .................................................. 148 3.3.7. Сила Архимеда в магнитном поле .............................................. 150 3.3.8. Эффект Бифельда – Брауна ......................................................... 152 3.4. Оптика ...................................................................................................... 156 3.4.1. Рассеяние света ............................................................................. 156 3.4.2. Распространение света в среде с переменной плотностью ....... 157 Библиографический список ............................................................................. 161 Приложения ........................................................................................................ 163 Приложение 1 ................................................................................................. 163 Приложение 2 ................................................................................................. 170 173

Стр.173